Скриптовый язык

Запрос «Сценарий (программирование)» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Сценарныйязык (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

Основная статья: (Сценарий командной строки)

Появились ещё в 1960-х годах для управления заданиями в операционных системах. Из языков того времени наиболее известен (JCL) для . 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

Основная статья:

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
• script
• (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

Основная статья: Плагин

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 бо́льшая 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#) 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).
    • Например, NumPy основывается на фортрановской библиотеке (LAPACK) и (GSL), код которой, проверен временем и регулярно дополняется современными функциями, а множество специальных версий Лапака (AOML, , (ATLAS), (cuBLAS)) очень хорошо оптимизированных под современные архитектуры позволяют гарантировать практически пиковую производительность работы функций этой библиотеки.
  • 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).

Примечания

1. A. B. Makar, K. E. McMartin, M. Palese, T. R. Tephly. Formate assay in body fluids: application in methanol poisoning // Biochemical Medicine. — 1975-06. — Т. 13, вып. 2. — С. 117–126. — ISSN 0006-2944. — doi:10.1016/0006-2944(75)90147-7. 2 октября 2020 года.
2. Сузи Р. Сценарные языки: Python. «Мир 2001», 9, 2001  (неопр.). Дата обращения: 9 октября 2012. 17 января 2013 года.
3. Сценарные языки: Python (англ.). Издательство «Открытые системы». Дата обращения: 14 сентября 2023. 24 мая 2022 года.
4. Ousterhout, 1998.
5. LuaJIT  (неопр.). Дата обращения: 9 октября 2012. 2 октября 2012 года.
6. PyPy  (неопр.). Дата обращения: 9 октября 2012. 12 мая 2008 года.
7. Joab Jackson (IDG News Service), Facebook releases a PHP just-in-time compiler  (неопр.). Дата обращения: 9 октября 2012. 11 июня 2012 года.
8. Денисов Ю. А., Программирование для гуманитариев, 12. Лекция: Представление грамматик, (интуит.ру)
9. Богатырев, 2001.
10. Трофимов, Трофимова, 1997.
11. James Gosling: «Java Is Under No Serious Threat From PHP, Ruby or C#»  (неопр.). Дата обращения: 9 октября 2012. 24 октября 2012 года.
12. Ryan Tomayko, Gosling Didn’t Get The Memo  (неопр.). Дата обращения: 9 октября 2012. 18 января 2012 года.

Литература

• Богатырев Р. Природа и эволюция сценарных языков (рус.) // Мир ПК. — 2001. — № 11.
• Ousterhout J. Scripting: Higher-Level Programming for the 21st Century (англ.) // IEEE Computer. — 1998. — Vol. 31, no. 3. — P. 23—30.
• Георгиев В.О., Еникеев А.И. Сценарный подход в создании диалоговых систем // Программные продукты и системы. — 1991. — № 3.
• Трофимов М. И., Трофимова М. П. В поисках компьютерного эсперанто // Открытые системы. — 1997. — № 3.

Ссылки

• Lynn Greiner, Q&A: The state of the scripting universe: Scripting languages are becoming more popular, www.computerworld.com, 2008