18.06.2021

Сценарный язык


Сценарный язык (язык сценариев, скриптовой язык; англ. scripting language) — высокоуровневый язык сценариев (англ. script) — кратких описаний действий, выполняемых системой. Разница между программами и сценариями довольно размыта. Сценарий — это программа, имеющая дело с готовыми программными компонентами, которые, однажды загруженные, в своей работе не зависят от дальнейшего наличия / отсутствия подключения к Сети.

Согласно Джону Устерхауту, автору языка Tcl, высокоуровневые языки можно разделить на языки системного программирования (англ. system programming languages) и сценарные языки (англ. scripting languages). Последние он также назвал склеивающими языками (англ. glue languages) или языками системной интеграции (англ. system integration languages). Сценарии обычно интерпретируются, а не компилируются, хотя сценарные языки программирования один за другим обзаводятся JIT-компиляторами.

В более узком смысле под скриптовым языком может пониматься специализированный язык для расширения возможностей командной оболочки или текстового редактора и средств администрирования операционных систем.

Классификация

Языки программирования вообще и сценарные языки в частности могут быть классифицированы множеством различных способов.

В плане быстродействия скриптовые языки можно разделить на языки динамического разбора (sh, COMMAND.COM) и предварительно компилируемые (Perl). Языки динамического разбора считывают инструкции из файла программы минимально требующимися блоками, и исполняют эти блоки, не читая дальнейший код. Предкомпилируемые языки транслируют всю программу в байт-код и затем исполняют его. Некоторые скриптовые языки имеют возможность компиляции программы «на лету» в машинный код (т. н. JIT-компиляция).

По применению языки можно грубо разделить на три типа:

  • командно-сценарные;
  • прикладные сценарные;
  • универсальные сценарные.

Командно-сценарные языки

Появились ещё в 1960-х годах для управления заданиями в операционных системах. Из языков того времени наиболее известен JCL для OS/360. В этот класс входят языки пакетной обработки (англ. batch language) и языки командных оболочек, например sh, csh для Unix. Эти языки чаще всего используются в пакетном режиме обработки.

  • AutoHotkey
  • JCL
  • sh
    • bash
    • csh
    • ksh
  • Pilot
  • REXX
  • AppleScript
  • COMMAND.COM и cmd.exe
  • VBScript
  • PowerShell
  • AutoIt

Например, язык AppleScript операционной системы MacOS имеет редактор Script Editor, который позволяет записывать действия по мере их выполнения пользователем в системе в файл сценария (текстовый файл) и оформлять в виде исполняемой программы. Такой подход позволяет составлять простейшие сценарии непрограммирующим пользователем.

Встроенные (прикладные сценарные) языки

Сценарные языки этого типа начали появляться в 1980-е годы, когда на промышленных персональных компьютерах стало возможным интерактивное общение с ОС. В клиент-серверной архитектуре такие языки работали в клиентской части программного обеспечения.

  • AutoLISP
  • ECMAScript и его диалекты (JScript, JavaScript, ActionScript)
  • Emacs Lisp
  • ERM
  • Game Maker Language
  • LotusScript
  • Lua
  • MQL4 script
  • UnrealScript
  • VBA
  • Встроенный язык программирования 1С:Предприятие

Языки общего назначения

Этот тип сценарных языков наиболее известен (особенно в применении к веб-программированию). Языки этого типа стали возникать с 1990-х годов.

  • Tcl (Tool command language)
  • Lua
  • Perl
  • PHP
  • Python
  • REBOL
  • Ruby
  • JavaScript

Следует заметить, что многие языки этой категории имеют более широкое применение, чем в качестве просто языков сценариев, например JavaScript, который в некоторых случаях может выполняться на сервере.

Критика

Создатель Java Джеймс Гослинг отвёл динамическим языкам программирования (упомянув PHP и Ruby) роль сценарных языков, генерирующих веб-страницы, но непригодных для применения в более широкой нише приложений из-за проблем с масштабируемостью и производительностью. Приверженцы динамических языков не оставили критику без ответа по всем пунктам, в частности о его старании представить современные динамические языки всего лишь «сценарными».

Плагины и скрипты

Для написания пользовательских расширений могут использоваться как скрипты (в терминологии некоторых программ «макросы»), так и плагины (независимые модули, написанные на компилируемых языках; в некоторых программах они могут называться «утилитами», «экспортёрами», «драйверами»).

Скриптовый язык удобен в следующих случаях:

  • Если нужно обеспечить программируемость без риска дестабилизировать систему. Так как, в отличие от плагинов, скрипты интерпретируются, а не компилируются, неправильно написанный скрипт выведет диагностическое сообщение, а не приведёт к системному краху. Контрпримером могут служить, например, JVM и CLR, причём если первая была разработана из соображений переносимости кода (безопасность — побочный эффект), то вторая — именно из соображений безопасности.
  • Если важен выразительный код.
    • Во-первых, чем сложнее система, тем больше кода приходится писать «потому, что это нужно». Скрипт может перенести часть подобного шаблонного кода (инициализация, уничтожение, межпоточная синхронизация и т.д.) в среду исполнения скриптов.
    • Во-вторых, в скриптовом языке может быть совсем другая концепция программирования, чем в основной программе — например, игра может быть монолитным однопоточным приложением, в то время как управляющие персонажами скрипты выполняются параллельно или как сопрограммы. Такой подход хорош с точки зрения масштабируемости системы (сценарии не зависят от реализации процедур, пишутся гораздо быстрее и легче отлаживаются), но не очень хорош с точки зрения качества кода, поскольку неизбежно приводит к его дублированию.
      • Гораздо более рациональным подходом является создание файлов ресурсов (как вариант, xml-файлов, структур, баз данных), описывающих поведение "по существу" (в декларативном стиле), как это делается с другими свойствами внутриигровых объектов (текстуры, модели, эффекты, звуки).
    • В-третьих, скриптовый язык имеет собственный проблемно-ориентированный набор команд, и одна строка скрипта может делать то же, что несколько десятков строк на традиционном языке. Однако стоит заметить, что большая выразительность кода на сценарных языках является следствием их ограниченности и/или новизны и сравнивать C (1970-е) и PHP (1990-е) и/или Fortran (1950-е) и Python (1990-е) неуместно.
  • Скрипты известны низким порогом вхождения, на скриптовом языке может писать даже низкоквалифицированный программист. Это одновременно и плюс, и минус. С одной стороны, это позволяет нанимать дешёвую рабочую силу (освобождать специалистов от рутинной работы и повышать скорость разработки экстенсивно), а с другой критически снижает производительность и надёжность (из-за ориентированности обучения таким языкам на решение конкретных задач, а не на понимание сущности производимых действий).
    • Проблема высокого порога вхождения возникает, в основном, в языках с избыточным синтаксисом (C++, C#) и может быть полностью решена лишь отказом от них в пользу более удачных (что, разумеется, далеко не всегда возможно). В этом случае скрипты выполняют роль паллиатива. Собственно, они и возникли когда масштабируемость Си-подобных языков стала недостаточной для повседневной работы и порог вхождения новичков в отрасль резко возрос.
    • Проблема большого количества рутины, вообще говоря, неразрешима, но в большинстве случаев может быть сглажена более надёжными дополнительными средствами, например, автоматической кодогенерацией.
  • Если требуется кроссплатформенность. Например, JavaScript — его исполняют браузеры под самыми разными ОС.
    • Проблема с кроссплатформенностью напрямую вытекает из стандарта языка: стандарт Си, например, указывает "sizeOf (short) <= sizeOf (int) <= sizeOf (long)", но не указывает какую именно разрядность они должны иметь (эту проблему решают прикладные библиотеки, например, Glib). Современные не-сценарные языки (Java, C#, Haskell) этой проблемы полностью лишены именно по причине хорошей стандартизации.
  • Скриптовые языки применяются для написания программ, не требующих оптимальности и быстроты исполнения. Из-за простоты на них часто пишутся небольшие одноразовые («проблемные») программы.
    • Многие скриптовые языки общего назначения работают достаточно медленно, поэтому их часто используют только в сочетании со сторонними библиотеками (например, NumPy в сочетании с Python).
      • Это не очень хороший пример, поскольку NumPy основывается на старой фортрановской библиотеке MATHLAB, код которой, хоть и проверен временем, начинает неизбежно "гнить" — писался он под крайне примитивные однопоточные компьютеры с другими узкими местами (и хотя это компенсируется оптимизирующими компиляторами и распараллеливанием на уровне ОС, производительность постепенно снижается).
    • Более правильный пример: язык Lua является классическим встраиваемым языком сценариев общего назначения, для его работы достаточно минимальной реализации Си (везде, где есть Си, может работать и Lua).
    • Также скриптовые языки хороши для визуализации данных: создания сложных графиков и презентаций, а также простых программ (например, Python используется в графических оболочках Gnome и Cinnamon для создания апплетов и небольших настроечных утилит).

У плагинов также есть важные преимущества.

  • Готовые программы, оттранслированные в машинный код, выполняются значительно быстрее скриптов, которые интерпретируются из исходного кода динамически при каждом исполнении. Большинство программ переносимы на уровне исходного кода и могут быть выполнены интерпретатором соответствующего языка подобно скриптам. Использование же байт-кода (Java, C#, LLVM) позволяет хранить, переносить и исполнять программы более эффективным образом, нежели скрипты.
    • JIT-компиляция также позволяет оптимизировать общий код под конкретную платформу (в перспективе, под конкретное семейство процессоров и имеющееся оборудование).
  • Полный доступ к любому аппаратному обеспечению или ресурсу ОС (в скриптовом языке для этого должен существовать специальный API, написанный на компилируемом языке). Плагины, работающие с аппаратным обеспечением, традиционно называют драйверами.
  • Если предполагается интенсивный обмен данными между основной программой и пользовательским расширением, для плагина его обеспечить проще.
  • Для компилируемых языков программирования характерно использование сильной статической системы типов, которая позволяет эффективно отлавливать ошибки и лучше оптимизировать код. Использование же в современных скриптах динамической типизации обусловлено скорее техническими особенностями реализации и историческими причинами. Также у статически типизированных языков есть потенциал для роста, а именно, переход с традиционной мономорфной типизации на полиморфную. Расширения мономорфизма в современных Си-подобных языках (перегрузка, ad-hoc-полиморфизм) и полиморфизм подтипов, а также параметрический полиморфизм и классы типов в экспериментальных языках (например, Haskell) сценарным языкам недоступен (статическая типизация во время исполнения скрипта приведёт к существенной потере производительности).

Похожие новости:

Дакоидные языки

Дакоидные языки
Дакоидные языки (также языки дака; англ. dakoid languages) — группа, или ветвь, языков бенуэ-конголезской семьи нигеро-конголезской макросемьи. Область распространения — восточные районы Нигерии

Языки кхое

Языки кхое
Языки кхое являются крупнейшей языковой семьёй, коренной в Южной Африке. Они часто рассматриваются как ветвь койсанских языков, и в этом случае известны как центрально-койсанские языки. Ближайшие

Кубео (язык)

Кубео (язык)
Кубео (Cubeo, Cubeu, Cuveo, Hehenawa, Hipnwa, Kobeua, Kobewa, Kobéwa, Kubeo, Kubewa, Kubwa, Pamié, Pamiwa) — индейский язык, на котором говорит народ кубео. Представитель туканской языковой семьи.

Высокоатласские шильхские диалекты

Высокоатласские шильхские диалекты
Высокоатласские шильхские диалекты (также высокоатласский язык, высокоатласский шильхский язык, язык Высокого Атласа, шильхский язык Высокого Атласа; англ. High Atlas tashelhit, west haut-atlas) —
Комментариев пока еще нет. Вы можете стать первым!

Добавить комментарий!

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Популярные новости
Гранит - универсальный натуральный камень
Гранит - универсальный натуральный камень
Гранит – относящийся к премиальному классу строительный материал. Долговечность и красота...
Особенности профессионального выполнения демонтажа асфальта
Особенности профессионального выполнения демонтажа асфальта
Демонтаж отработавшего своё асфальтового покрытия - это процедура, которая проводится в...
Что такое техпластина и для чего она применяется
Что такое техпластина и для чего она применяется
Техническая пластина – одна из самых популярных резиновых изделий. Применяется в различных областях...
Все новости