Clasificación de lenguajes de programación

Un lenguaje de programación es un lenguaje inventado para controlar una máquina, (normalmente, un ordenador). Hay muchísimos, de toda clase de tipos y características, inventados para facilitar el abordaje de distintos problemas, el mantenimiento del software, su reutilización, mejorar la productividad, etc.

Los lenguajes de programación se pueden clasificar según varios criterios. He encontrado doce en total: Nivel de abstracción, propósito, evolución histórica, manera de ejecutarse, manera de abordar la tarea a realizar, paradigma de programación, lugar de ejecución, concurrencia, interactividad, realización visual, determinismo y productividad.

Hay que tener en cuenta también, que en la práctica, la mayoría de lenguajes no pueden ser puramente clasificados en una categoría, pues surgen incorporando ideas de otros lenguajes y de otras filosofías de programación, pero no importa al establecer las clasificaciones, pues el auténtico objetivo de las mismas es mostrar los rangos, las posibilidades y tipos de lenguajes que hay.

1. Nivel de abstracción.

Según el nivel de abstracción, o sea, según el grado de cercanía a la máquina:

• Lenguajes de bajo nivel: La programación se realiza teniendo muy en cuenta las características del procesador. Ejemplo: Lenguajes ensamblador.
• Lenguajes de nivel medio: Permiten un mayor grado de abstracción pero al mismo tiempo mantienen algunas cualidades de los lenguajes de bajo nivel. Ejemplo: C puede realizar operaciones lógicas y de desplazamiento con bits, tratar todos los tipos de datos como lo que son en realidad a bajo nivel (números), etc.
• Lenguajes de alto nivel: Más parecidos al lenguaje humano. Manejan conceptos, tipos de datos, etc., de una manera cercana al pensamiento humano ignorando (abstrayéndose) del funcionamiento de la máquina. Ejemplos: Java, Ruby.

Hay quien sólo considera lenguajes de bajo nivel y de alto nivel, (en ese caso, C es considerado de alto nivel).

2. Propósito.

Según el propósito, es decir, el tipo de problemas a tratar con ellos:

• Lenguajes de propósito general: Aptos para todo tipo de tareas: Ejemplo: C.
• Lenguajes de propósito específico: Hechos para un objetivo muy concreto. Ejemplo: Csound (para crear ficheros de audio).
• Lenguajes de programación de sistemas: Diseñados para realizar sistemas operativos o drivers. Ejemplo: C.
• Lenguajes de script: Para realizar tareas varias de control y auxiliares. Antiguamente eran los llamados lenguajes de procesamiento por lotes (batch) o JCL (“Job Control Languages”). Se subdividen en varias clases (de shell, de GUI, de programación web, etc.). Ejemplos: bash (shell), mIRC script, JavaScript (programación web).

3. Evolución histórica.

Con el paso del tiempo, se va incrementando el nivel de abstracción, pero en la práctica, los de una generación no terminan de sustituir a los de la anterior:

• Lenguajes de primera generación (1GL): Código máquina.
• Lenguajes de segunda generación (2GL): Lenguajes ensamblador.
• Lenguajes de tercera generación (3GL): La mayoría de los lenguajes modernos, diseñados para facilitar la programación a los humanos. Ejemplos: C, Java.
• Lenguajes de cuarta generación (4GL): Diseñados con un propósito concreto, o sea, para abordar un tipo concreto de problemas. Ejemplos: NATURAL, Mathematica.
• Lenguajes de quinta generación (5GL): La intención es que el programador establezca el qué problema ha de ser resuelto y las condiciones a reunir, y la máquina lo resuelve. Se usan en inteligencia artificial. Ejemplo: Prolog.

4. Manera de ejecutarse.

Según la manera de ejecutarse:

• Lenguajes compilados: Un programa traductor traduce el código del programa (código fuente) en código máquina (código objeto). Otro programa, el enlazador, unirá los ficheros de código objeto del programa principal con los de las librerías para producir el programa ejecutable. Ejemplo: C.
• Lenguajes interpretados: Un programa (intérprete), ejecuta las instrucciones del programa de manera directa. Ejemplo: Lisp.

También los hay mixtos, como Java, que primero pasan por una fase de compilación en la que el código fuente se transforma en “bytecode”, y este “bytecode” puede ser ejecutado luego (interpretado) en ordenadores con distintas arquitecturas (procesadores) que tengan todos instalados la misma “máquina virtual” Java.

5. Manera de abordar la tarea a realizar.

Según la manera de abordar la tarea a realizar, pueden ser:

• Lenguajes imperativos: Indican cómo hay que hacer la tarea, es decir, expresan los pasos a realizar. Ejemplo: C.
• Lenguajes declarativos: Indican qué hay que hacer. Ejemplos: Lisp, Prolog. Otros ejemplos de lenguajes declarativos, pero que no son lenguajes de programación, son HTML (para describir páginas web) o SQL (para consultar bases de datos).

6. Paradigma de programación.

El paradigma de programación es el estilo de programación empleado. Algunos lenguajes soportan varios paradigmas, y otros sólo uno. Se puede decir que históricamente han ido apareciendo para facilitar la tarea de programar según el tipo de problema a abordar, o para facilitar el mantenimiento del software, o por otra cuestión similar, por lo que todos corresponden a lenguajes de alto nivel (o nivel medio), estando los lenguajes ensambladores “atados” a la arquitectura de su procesador correspondiente. Los principales son:

• Lenguajes de programación procedural: Divide el problema en partes más pequeñas, que serán realizadas por subprogramas (subrutinas, funciones, procedimientos), que se llaman unas a otras para ser ejecutadas. Ejemplos: C, Pascal.
• Lenguajes de programación orientada a objetos: Crean un sistema de clases y objetos siguiendo el ejemplo del mundo real, en el que unos objetos realizan acciones y se comunican con otros objetos. Ejemplos: C++, Java.
• Lenguajes de programación funcional: La tarea se realiza evaluando funciones, (como en Matemáticas), de manera recursiva. Ejemplo: Lisp.
• Lenguajes de programación lógica: La tarea a realizar se expresa empleando lógica formal matemática. Expresa qué computar. Ejemplo: Prolog.

Hay muchos paradigmas de programación: Programación genérica, programación reflexiva, programación orientada a procesos, etc.

7. Lugar de ejecución.

En sistemas distribuidos, según dónde se ejecute:

• Lenguajes de servidor: Se ejecutan en el servidor. Ejemplo: PHP es el más utilizado en servidores web.
• Lenguajes de cliente: Se ejecutan en el cliente. Ejemplo: JavaScript en navegadores web.

8. Concurrencia.

Según admitan o no concurrencia de procesos, esto es, la ejecución simultánea de varios procesos lanzados por el programa:

• Lenguajes concurrentes. Ejemplo: Ada.
• Lenguajes no concurrentes. Ejemplo: C.

9. Interactividad.

Según la interactividad del programa con el usuario u otros programas:

• Lenguajes orientados a sucesos: El flujo del programa es controlado por la interacción con el usuario o por mensajes de otros programas/sistema operativo, como editores de texto, interfaces gráficos de usuario (GUI) o kernels. Ejemplo: VisualBasic, lenguajes de programación declarativos.
• Lenguajes no orientados a sucesos: El flujo del programa no depende de sucesos exteriores, sino que se conoce de antemano, siendo los procesos batch el ejemplo más claro (actualizaciones de bases de datos, colas de impresión de documentos, etc.). Ejemplos: Lenguajes de programación imperativos.

10. Realización visual.

Según la realización visual o no del programa:

• Lenguajes de programación visual: El programa se realiza moviendo bloques de construcción de programas (objetos visuales) en un interfaz adecuado para ello. No confundir con entornos de programación visual, como Microsoft Visual Studio y sus lenguajes de programación textuales (como Visual C#). Ejemplo: Mindscript.
• Lenguajes de programación textual: El código del programa se realiza escribiéndolo. Ejemplos: C, Java, Lisp.

11. Determinismo.

Según se pueda predecir o no el siguiente estado del programa a partir del estado actual:

• Lenguajes deterministas. Ejemplos: Todos los anteriores.
• Lenguajes probabilísticos o no deterministas: Sirven para explorar grandes espacios de búsqueda, (como gramáticas), y en la investigación teórica de hipercomputación. Ejemplo: mutt (generador de texto aleatorio).

12. Productividad.

Según se caractericen por tener virtudes útiles o productivas, u oscuras y enrevesadas:

• Lenguajes útiles o productivos: Sus virtudes en cuanto a eficiencia, sencillez, claridad, productividad, etc., motiva que sean utilizados en empresas, administraciones públicas y/o en la enseñanza. Ejemplos: Cualquier lenguaje de uso habitual (C, Java, C++, Lisp, Python, Ruby, …).
• Lenguajes esotéricos o exóticos: Inventados con la intención de ser los más raros, oscuros, difíciles, simples y/o retorcidos de los lenguajes, para diversión y entretenimiento de frikis programadores. A veces exploran nuevas ideas en programación. Ejemplo: Brainfuck.