Ниже — по парадигмам: ключевые исторические этапы, аппаратные ограничения и классы задач, которые дали толчок к появлению и смене парадигм, с конкретными примерами языков.
1) Процедурное программирование
- Исторический триггер: эра первых электронных ЭВМ и транзистора ($1947$) — массовое распространение компьютеров и необходимость автоматизировать численные расчёты в науке и инженерии в $1950$-$1960$‑х.
- Аппаратные ограничения: малая память, последовательный процессор (фон‑Нейманова модель), пакетная обработка (batch). Требовалась компактность кода и контроль над последовательностью команд.
- Тип задач: численные расчёты, научные и инженерные приложения, бухгалтерия.
- Примеры языков и влияние: FORTRAN ($1957$) — выражение алгоритма как последовательности процедур/подпрограмм; COBOL ($1959$) — процедурный подход для обработки записей; ассемблер — явное управление машиной. Процедурная парадигма естественно отражала последовательную обработку данных и ограниченность ресурсов.
2) Объектно‑ориентированное программирование (ООП)
- Исторический триггер: рост сложности систем, моделирование реального мира, появление интерактивного времени разделения (time‑sharing) и графических интерфейсов в $1960$-$1970$‑х; доступность мини/мэйнфреймов благодаря транзистору.
- Аппаратные изменения: больше памяти, интерактивность, рабочие станции; развитие графики и GUI требовало событийно‑ориентированной архитектуры.
- Тип задач: моделирование сложных предметных областей, симуляции, интерактивные интерфейсы, большие прикладные системы.
- Примеры языков и влияние: Simula ($1967$) — классы и объекты для моделирования; Smalltalk ($1972$) — чистый объектно‑ориентированный язык, интерактивная среда; C++ (начало $1980$‑х) и Java ($1995$) — ООП для больших систем и сетевых приложений. ООП возникло как способ инкапсулировать состояние и поведение, облегчить масштабирование и повторное использование в условиях растущей сложности.
3) Функциональное программирование
- Исторический триггер: теоретические основы (лямбда‑исчисление), потребности в обработке символов и AI‑задачах в конце $1950$‑х, а затем — требования к параллелизму и безопасной конкуренции с приходом многопроцессорных и сетевых систем.
- Аппаратные ограничения/возможности: сначала ограниченные ресурсы требовали эффективных реализаций (Lisp, $1958$), позже мультикоры и распределённые системы сделали важным отсутствие побочных эффектов для параллельности.
- Тип задач: обработка символов и списков, трансформации данных, компиляторы, AI; впоследствии — консьюмер‑уровень параллелизм, потоковые и реактивные системы.
- Примеры языков и влияние: Lisp ($1958$) — рекурсия и функции как данные; ML ($1973$), Haskell ($1990$) — чистые функциональные идеи, типовая безопасность; Erlang ($1986$) — функциональный стиль + акторы для отказоустойчивой телекоммуникации. Функциональный подход выгоден при необходимости безопасного параллелизма и декларативной обработки данных.
4) Логическое (декларативное) программирование
- Исторический триггер: развитие искусственного интеллекта и формальных методов в $1960$-$1970$‑х; потребность в описании знаний, правил и вывода (экспертные системы, доказательство теорем).
- Аппаратные ограничения/возможности: доступность больших хранилищ знаний и CPU позволила реализовать поисковые/выводные механизмы; однако требовалась высокая выразительность для описания отношений.
- Тип задач: представление знаний, автоматический вывод, планирование, обработка правил и ограничений.
- Примеры языков и влияние: Prolog ($1972$) — декларативное описание фактов и правил, неявный поиск и унификация; логические расширения в системах доказательства теорем. Логическое программирование появилось как способ формально и компактно задавать задачи не процедурно, а через отношения и правила.
5) Влияние сети/интернета и последующая эволюция парадигм
- Ключевой этап: ARPANET ($1969$), WWW ($1991$) — массовые распределённые приложения и требование портируемости, безопасности, масштабируемости.
- Последствия: рост востребованности языков и моделей для распределённых систем (Java для портативности и безопасности; протоколы, REST, микросервисы); возрождение функциональных идей (иммутабельность для надёжности и масштабируемости), распространение акторной модели (Erlang, Akka) для конкуренции и отказоустойчивости; реактивные и асинхронные стили в JavaScript/Node.js и функциональных фреймворках.
- Итог: аппаратные улучшения (многопроцессорность, сеть) и новые классы задач (распределённость, высокая нагрузка, интерактивность) смещали акценты языков и парадигм — от управления последовательностью команд к моделированию объектов, декларации поведения и безопасному параллелизму.
Кратко: ранние аппаратные ограничения и численные задачи породили процедурное программирование; способность моделировать сложные предметные области и интерактивность — ООП; потребности AI, символической обработки и параллелизма — функциональное и логическое парадигмы; интернет и многопроцессорность усилили роль иммутабельности, акторов и декларативности.