Bạn cần ngôn ngữ lập trình nào ?

Bạn cần ngôn ngữ lập trình nào?

Hiện nay, số người quen với máy tính, với việc lập trình ngày một nhiều, PC đã trở nên phổ biến. Nhu cầu được giao tiếp với thế giới bên trong máy tính không chỉ là một sở thích, hay công việc riêng tư của những người làm tin học nữa. Chỉ với vốn tiếng Anh tương đối, một chút trợ giúp là bạn đã có thể trở thành một nhà lập trình rồi, thế nhưng đó chỉ là các điều kiện cần mà chưa đủ. Số lượng trình biên dịch, chủng loại, tính năng ngày một phong phú, để chọn cho mình một ngôn ngữ lập trình, một trình biên dịch phù hợp với công việc chuyên môn cũng như nhu cầu học tập, nghiên cứu, bạn không thể không khỏi có những đắn đo. Những gì sau đây có thể giúp ích cho bạn ?

Để có cho mình một công cụ lập trình phù hợp về cả trình độ lẫn nhu cầu, bạn cần xác định xem bạn sẽ dùng nó để làm gì; tìm hiểu thế giới bên trong máy tính, chỉ để học thêm một ngôn ngữ lập trình mới nhằm phục vụ cho quá trình học tập, hay đó là một lựa chọn cho một hướng phát triển phần mềm chuyên nghiệp ? Hơn thế nữa bạn còn cần phải định hướng rõ ràng; môi trường thực hiện sẽ là môi trường phân tán hay môi trường cục bộ ? Có thể là hơi rắc rối nhưng những suy tính ban đầu này sẽ có ảnh hưởng rất nhiều tới các bước đi sau này.

Những người có ham muốn tìm hiểu sâu thế giới bên trong máy tính thường lấy hợp ngữ (Assembly) làm công cụ, có thể nói đây là thứ ngôn ngữ đầu tiên tương đối độc lập đối với các quá trình thực xảy ra trong các bộ vi xử lý. Qua một tập hữu hạn các lệnh được nhận biết nhờ các từ gợi nhớ sơ đẳng, người lập trình có thể trực tiếp can thiệp vào quá trình di chuyển dữ liệu, sửa đổi dữ liệu, điều khiển thiết bị... Công việc còn lại của trình dịch Assembler rất ít, phần lớn nhiệm vụ của nó là ánh xạ các lệnh gợi nhớ trong chương trình nguồn tới một tập cố định các lệnh của bộ vi xử lý, một số thao tác xử lý macro.

Để có được một chương trình hoàn chỉnh, người lập trình sẽ phải tìm hiểu thấu đáo tập lệnh, vì số lệnh, các chi tiết kỹ thuật cho tập lệnh có thể rất khác nhau giữa các bộ vi xử lý; định hình rõ ràng trình tự các thao tác; khả năng mà trình dịch có thể làm được; và nhất là xác định mức độ cần thiết của các thủ thuật lập trình. Chẳng hạn, trong khi các bộ vi xử lý dòng Intel (x86 phổ dụng trong các máy PC) thường có khoảng 8 thanh ghi đa năng, 6 thanh ghi đoạn, một thanh ghi con trỏ lệnh, cờ... thì các bộ vi xử lý dòng Motorola (MC680x0 phổ dụng trong các máy MacIntosh, các máy trạm của Sun, trong các hệ thống máy tính nhiều bộ vi xử lý, và trong rất nhiều máy PC) thì lại có tới khoảng 8 thanh ghi dữ liệu 80 bit, khoảng ngần ấy số thanh ghi địa chỉ cùng hàng tá thanh ghi với rất nhiều công dụng khác nhau, chế độ làm việc khác nhau.

Chính vì tính chỉ định phần cứng cao như vậy mà hiệu quả làm việc của một người thông qua hợp ngữ phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm làm việc, theo đó các chương trình này rất khó bảo trì, khó kiểm soát khi số thao tác của chương trình tăng, và đôi khi còn khó hiểu đối với chính người viết ra nó nếu không có các văn bản bảo trì được ghi chép cẩn thận. Nhưng bù lại, các chương trình thực hiện bằng hợp ngữ nói chung thường có kích thước rất khiêm tốn, chạy nhanh nhất tính trên cùng một trình tự thao tác cụ thể so với các ngôn ngữ khác.

Basic vốn là một ngôn ngữ phi cấu trúc, nó được phát triển để giúp người lập trình đỡ phần vất vả khi làm việc trên các bộ vi xử lý khác nhau. Với nó, người lập trình không phải lo lắng nhiều về sự khác nhau trong chi tiết kỹ thuật của từng bộ vi xử lý cụ thể, họ chỉ cần bận tâm tới việc cấu trúc sao cho chương trình của họ được tối ưu. Để có được tính khả chuyển trên nhiều loại vi xử lý, các chương trình Basic cần có một chương trình thông dịch để kích hoạt, trình thông dịch này có nhiệm vụ ánh xạ mã đầu ra của trình dịch Basic vào tập lệnh cụ thể của bộ vi xử lý khi chạy chương trình. Người ta đã từng đưa trình thông dịch này vào trong phần cứng, lưu trữ lâu dài trong các bộ nhớ chỉ đọc (ROM), và cung cấp các khả năng tương tác tương đối thuận tiện, giúp người lập trình thiết kế và gỡ rối nhanh chóng các chương trình Basic.

Ngày nay, Basic đã được cải tiến nhiều, về cả trình dịch lẫn bản thân ngôn ngữ, các ứng dụng của Microsoft thường dùng Basic như một công cụ để người sử dụng tuỳ biến chúng theo nhu cầu. Vì chạy thông dịch cho nên các ứng dụng viết bằng Basic chạy không nhanh, nhưng vì tính phổ cập, rất nhiều nhà phát triển công cụ vẫn hỗ trợ nó. Sản phẩm hỗ trợ Basic ở mức cao được nói đến ở đây là Visual Basic của Microsoft. Đây là một công cụ phát triển được Công ty này rất ưu ái, hiện nó đang được ưu chuộng trong lĩnh vực phát triển ứng dụng trên Windows. Visual Basic được hỗ trợ rất nhiều khả năng về cơ sở dữ liệu, các kỹ thuật phát triển phần mềm mới như OLE, COM, DCOM...

Nếu như bạn chưa có ý định trở thành nhà phát triển phần mềm ứng dụng thì cũng nên biết tới Basic, bởi vì hầu hết các ứng dụng lớn ngày này như Notes, bao gồm cả các phần mềm xử lý bảng tính, văn bản của Mirosoft đều có sử dụng macro lệnh được thiết kế dựa trên Basic, cho phép người sử dụng sửa đổi, bổ sung các tính năng mới theo nhu cầu.

Thế rồi phải nói tới Pascal, có thể nói đây là thứ ngôn ngữ vỡ lòng cho hầu hết những người bắt đầu tiếp xúc với máy tính. Nó được biết tới không chỉ vì là một trong số các ngôn ngữ cấu trúc ra đời đầu tiên trên thế giới, mà còn là vì tính dễ đọc, dễ tiếp cận của nó. Nếu bạn biết tiếng Anh, không nhất thiết phải biết về tin học, khi đọc một chương trình viết trong ngôn ngữ này bạn sẽ thấy ngay về cơ bản nó đang nói về một quá trình làm việc nào đó.

Với thứ ngôn ngữ này, người lập trình khỏi phải đau đầu vì phải tổ chức lấy chương trình, thay vào đó họ sẽ dùng các câu lệnh tiếng Anh rất dễ nhớ, dễ sử dụng. Việc xây dựng một chương trình rất giống với việc mô phỏng một quá trình hoạt động, có đầu ra đầu vào, mã nguồn của một chương trình như thế rất dễ đọc, dễ sửa đổi. Tất nhiên, trình dịch sẽ phải làm việc vất vả hơn bởi nó phải phân giải cả một dãy lệnh vốn chỉ dễ hiểu đối với con người nhưng lại... không thể hiểu nổi đối với các bộ vi xử lý. Hầu hết các ngôn ngữ lập trình cấu trúc (tất nhiên trong đó có Pascal) đều lấy việc dịch sang hợp ngữ làm một bước trung gian, theo đó các cấu trúc lệnh if...then, case...of, v.v. được chuyển thành các khối mã nguồn Assembly. Tóm lại, việc cấu trúc chi tiết cho một chương trình cụ thể được thực hiện tự động bởi trình dịch, lúc này các thủ thuật lập trình Assembly của người lập trình không còn có thể áp dụng vào đây, đôi khi nó còn máy móc làm phình to mã cho dù đã sử dụng tới cả chục thuật toán tối ưu.

Hầu hết các công cụ phát triển có hỗ trợ Pascal ngày nay đều đưa ra các khả năng kết nối mới cho nó, mã trình có thể được viết riêng rẽ trên nhiều tệp rồi kết nối, hoặc được nạp từ thư viện động... nhưng nói chung, đây là ngôn ngữ chỉ phù hợp với các ứng dụng nhỏ và trung bình, phổ dụng trong lĩnh vực đào tạo. Nếu bạn là người mới tiếp xúc với máy tính, muốn tìm hiểu cách hoạt động của một chương trình thì bạn hãy chọn ngôn ngữ này.

Delphi của Borland chỉ là một công cụ phát triển ứng dụng, nó được xây dựng bằng lõi Pascal. Với công cụ này, sau một vài tiếng đồng hồ đọc help, nhất là có ai đó hướng dẫn đôi chút, bạn hoàn toàn có thể tự viết cho mình các ứng dụng đơn giản như trình xem tệp .AVI, nghe nhạc, các thao tác tính toán, lưu trữ đơn giản... Nó tỏ ra rất thích hợp với những bạn thích khám phá nhưng không muốn tốn quá nhiều thời gian nghiền ngẫm.

Ngôn ngữ C là ngôn ngữ lập trình cấu trúc như Pascal và là thứ công cụ mạnh đã từng được sử dụng để thiết kế hầu hết các hệ điều hành trên thế giới. Các hệ điều hành như UNIX, AMOEBA... đều thực thi bằng C, và nói chung đây là thứ ngôn ngữ có tính khả chuyển tương đối cao cho nên các hệ điều hành này có thể chạy trên rất nhiều phần cứng khác nhau, ngay cả với WINDOWS cũng vậy, rất nhiều module của nó cũng được xây dựng bằng C.

C++ là một bước phát triển tiếp theo của C trong xu thế 'đối tượng hoá' ngôn ngữ, nói như vậy là bởi hầu hết các trình dịch C++ đều lấy C làm nền cho tất cả các định hướng nhằm tận dụng các ưu thế mà mô hình thiết kế hướng đối tượng mang lại. Vốn dĩ C vẫn chưa được chuẩn hoá mặc cho rất nhiều cố gắng đã được đưa ra, các trình dịch C++ lại càng khó tìm được tiếng nói chung. Các nhà cung cấp trình dịch C đều muốn rằng sản phẩm của họ được các nhà phát triển công cụ ưa dùng, thế nhưng các nhà cung cấp công cụ phát triển lại muốn các trình dịch hướng theo mô hình thiết kế vốn muôn hình muôn vẻ mà họ đưa ra. Cứ như thế, C++ phát triển trong sự thiếu nhất quán, hệ thống từ khoá không được hỗ trợ đầy đủ, đôi khi không thống nhất, cách cấu trúc chương trình cũng không giống nhau mặc dù chúng giống nhau về mô hình.

Ngày nay, hầu hết các công cụ phát triển hệ thống mạnh như Visual C++, C++Builder, Visual Age... đều hỗ trợ song song cả C lẫn C++. Nói chung đây là các công cụ mạnh, thể hiện được ưu thế của chúng trong từng môi trường phát triển cụ thể; ví dụ Visual C++ thích hợp với những người muốn phát triển các ứng dụng nhất là các ứng dụng gắn với Windows, C++Builder thân thiện ngay cả với những người không nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực lập trình, ... Để tìm cho mình một trình dịch C++ phù hợp hãy lựa chọn; chẳng hạn, nếu bạn cần hướng theo việc xây dựng các ứng dụng phục vụ, có liên quan tới các dịch vụ chuẩn của Windows, không nhất thiết phải có màn hình giao tiếp phức tạp, hoặc cần có các ứng dụng can thiệp sâu vào hệ thống... bạn hãy lựa chọn Visual C++. Công cụ này đưa ra khá nhiều mẫu (wizard), theo khung định sẵn đó bạn chỉ cần thực thi các chi tiết là đã có một ứng dụng hoàn chỉnh rồi. Còn nếu bạn không đủ thời gian cần thiết để nghiền ngẫm cả đống các văn bản công bố từ Microsoft, mà lại muốn có các ứng dụng mang tính bề mặt, nhanh, đầy tính tương tác, bạn hãy sử dụng C++Builder hay một số sản phẩm tương tự từ IBM, Symantec...

Java là ngôn ngữ thế hệ mới, thế hệ năm, nó kế thừa hầu hết những 'tư chất' tốt đẹp của các bậc tiền bối, hướng đối tượng từ mô hình thiết kế tới mô hình thực thi, hỗ trợ đa luồng một cách rất tinh tế, độ tin cậy cao, tính khả chuyển tuyệt vời... Java nay không còn là một cơn sốt bình thường, nó là một xu thế song song tồn tại với các mô hình lập trình hiện có, ngày càng nhiều lĩnh vực mà nó có mặt. Ban đầu, mục tiêu của các nhà thiết kế của ngôn ngữ này là "Web đi tới đâu, Java đi tới đó", nay thì sao, nó đang len lỏi vào cả các hệ thống đầy tính thương mại như các hệ quản trị dữ liệu của ORACLE, rồi cả các hệ thống phục vụ cực lớn... Với phiên bản 2, từ tên ấn bản JDK được đổi thành SDK, Sun dần lộ rõ những ham muốn rất lớn lao trong việc đưa Java vào đời sống tin học của mọi người trên thế giới.

Java là ngôn ngữ mạnh, về cả mô hình thiết kế lẫn tính năng. Nếu bạn muốn thiết kế các trang Web sống động, bạn hãy chọn nó, một khối mã .CLASS vài KB có thể làm được nhiều điều hơn cả 100KB ảnh, nó là giải pháp cho một đường truyền tốc độ thấp. Nếu bạn muốn thiết kế các chương trình phân tán, Java là một lựa chọn tốt, nó có một lượng thư viện mạng được tổ chức hợp lý, thân thiện với người lập trình. Với nó bạn có thể tự thiết kế lấy các giao thức (ngay cả các giao thức lạ lẫm chưa từng được nhắc tới trong RFC), các ứng dụng phục vụ, và các ứng dụng sử dụng dịch vụ... mà không đòi hỏi mất quá nhiều thời gian tìm hiểu hệ thống, tìm kiếm các công bố kỹ thuật. Nếu bạn cần viết các ứng dụng mà mã của chúng có thể được sử dụng lại một cách linh hoạt, trên nhiều loại phần cứng, tốn ít thời gian bảo trì...và hợp 'thời' nhất, bạn cũng nên chọn Java. Với các ngôn ngữ khác, việc sử dụng lại mã rất khó, ví dụ bạn đã có một tệp .dll, cùng với hàng tá chi tiết kỹ thuật kèm theo bạn cũng rất khó sử dụng lượng thư viện có trong đó, đấy là chưa tính tới việc mã thư viện động này chỉ có thể sử dụng được trên các hệ thống Windows. Với Java thì lại khác, mô hình thiết kế của nó cho phép mã của mỗi lớp được gói trong một tệp .CLASS riêng, được kiểm soát trong không gian tên bởi hệ thống chạy Java, và được nạp một cách tường minh mỗi khi chương trình cần tới các hành vi của chúng. Có thể xem môi trường chạy Java lúc này là một cái giỏ táo, mỗi quả táo là một đối tượng, vết kích hoạt của một chương trình Java rất giống như lối của các con sâu, đục xuyên từ quả này sang quả khác... ứng với một con sâu, chương trình có một luồng kích hoạt, nhiều con sâu ứng với một chương trình Java đa luồng (multithread).

Môi trường kích hoạt Java có xu hướng phân tán, các đối tượng kích hoạt có thể không cùng nằm trên một máy duy nhất, theo đó nó có thể nằm rảI rác đâu đó trên mạng, chúng 'liên kết' với nhau để hình thành một chương trình thông qua mạng... Thế nhưng, khi các ưu thế trên không có trong định hướng của bạn về một công cụ lập trình, bạn đừng nên sử dụng nó. Thứ nhất, Java chạy thông dịch, tốc độ chậm dù đã được cải thiện nhờ cơ chế dịch JIT (một cơ chế nhận biết để ánh xạ một cách thông minh khối mã đầu vào cần thông dịch và khối mã đầu ra cần kích hoạt nhằm tiết kiệm thời gian dịch), và dù có mong đợi thế nào thì Java vẫn sẽ chạy thông dịch. Thứ hai, bản thân ngôn ngữ này đang trong thời gian hoàn thiện; hoàn thiện về hệ thống từ khoá, hoàn thiện về cách tổ chức máy ảo, hoàn thiện về thư viện...