Ngôn ngữ lập trình là gì? Tất tần tật về ngôn ngữ lập trình mà bạn cần phải biết

1. Ngôn ngữ lập trình là gì?

Ngôn ngữ lập trình là một loại ngôn ngữ máy tính được các lập trình viên sử dụng để giao tiếp với máy tính hoặc các thiết bị số khác như điện thoại, bo mạch điện tử. Nó là tập hợp các câu lệnh được viết theo đúng cú pháp, quy tắc, tiêu chuẩn của từng loại ngôn ngữ cụ thể, ví dụ: C, C++, Java, Python…nhằm thực hiện một tác vụ hoặc giải quyết một vấn đề nhất định. Mỗi loại ngôn ngữ lập trình được tạo thành từ một loạt các ký hiệu, mã lệnh đóng vai trò là cầu nối cho phép con người chuyển suy nghĩ của mình thành hướng dẫn mà thiết bị điện tử có thể hiểu được.

Hiện nay, các ngôn ngữ lập trình được ứng dụng trong hầu hết mọi lĩnh vực của công nghệ thông tin, trong đó chủ yếu được sử dụng để phát triển các phần mềm chạy trên nền tảng máy tính, xây dựng website hoặc tạo các ứng dụng di động. Các thành phần cơ bản của ngôn ngữ lập trình, bao gồm:

• Bảng chữ cái: trong một ngôn ngữ lập trình bảng chữ cái là tập hợp các ký tự được sử dụng để code chương trình. Mỗi loại ngôn ngữ sẽ có những quy định về bảng chữ cái khác nhau.
• Cú pháp: đây là các quy tắc để code chương trình mà các lập trình viên bắt buộc phải tuân theo để chương trình có thể thực thi được. 
• Ngữ nghĩa: phần này sẽ cho biết ý nghĩa của tác vụ mà máy cần thực hiện.

Ngoài 3 yếu tố cơ bản trên, các thành phần của ngôn ngữ lập trình còn bao gồm: hằng số, biến số, chú thích, toán tử,...Do đó, nắm chắc các thành phần của một ngôn ngữ lập trình là một cách để đọc ngôn ngữ lập trình hiệu quả.

2. Có mấy loại ngôn ngữ lập trình?

Chắc hẳn câu hỏi: Ngôn ngữ lập trình có bao nhiêu loại, được nhiều người quan tâm. Câu trả lời là: Có rất nhiều cách khác nhau để phân loại ngôn ngữ lập trình, phụ thuộc vào tiêu chí phân loại. Theo cách phân loại được dùng phổ biến nhất, ngôn ngữ lập trình thường được chia thành 3 loại là: ngôn ngữ bậc thấp (low-level), ngôn ngữ bậc trung (middle-level) và ngôn ngữ bậc cao (high-level).

2.1. Ngôn ngữ lập trình bậc thấp

Ngôn ngữ lập trình bậc thấp là ngôn ngữ lập trình gắn liền với phần cứng thiết bị điện tử hay phần cứng máy tính. Theo đó, bộ xử lý của thiết bị sẽ chạy trực tiếp các chương trình code mà không cần trình biên dịch. Điều này giúp cho các chương trình được viết bằng ngôn ngữ bậc thấp có thể thực thi rất nhanh. Ngôn ngữ lập trình bậc thấp bao gồm 2 loại:

• Machine Language, nó còn được gọi là mã máy (Machine Code) hoặc mã đối tượng (Object Code). Đây là ngôn ngữ duy nhất mà các bộ xử lý của thiết bị có thể trực tiếp hiểu được, bởi vì nó bao gồm chỉ bao gồm các số 0 và 1. Tuy nhiên, giờ đây các lập trình viên sẽ không lập trình trên ngôn ngữ này nữa.
• Assembly Language, được xem là ngôn ngữ lập trình bậc thấp thế hệ thứ 2. Assembly vẫn cần một trình hợp dịch để chuyển sang ngôn ngữ máy. Các lập trình viên cần phải hiểu về cấu trúc của phần cứng, nhất là bộ vi xử lý để sử dụng ngôn ngữ này. Ưu điểm của Assembly Language là cần ít bộ nhớ hơn, tương đối dễ hiểu và thời gian thực thi chương trình rất nhanh. Trên thực tế, hiện nay rất ít người sử dụng Assembly để lập trình.

2.2. Ngôn ngữ lập trình bậc cao

Ngôn ngữ lập trình bậc cao được định nghĩa là loại ngôn ngữ lập trình cho phép các lập trình viên xây dựng và phát triển các ứng dụng, chương trình không phụ thuộc vào cấu trúc phần cứng của thiết bị. Tất nhiên, ngôn ngữ lập trình bậc cao yêu cầu trình biên dịch hoặc trình thông dịch để chuyển đổi code sang ngôn ngữ mà máy có thể hiểu được. Những ưu điểm chính của ngôn ngữ lập trình bậc cao là dễ đọc, dễ viết và dễ sửa. Các ngôn ngữ lập trình bậc cao được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của công nghệ thông tin như: lập trình web, lập trình nhúng, lập trình ứng dụng điện thoại, hay lập trình phần mềm máy tính. Hiện nay, có tới hàng trăm ngôn ngữ lập trình bậc cao khác nhau được sử dụng, một số ngôn ngữ phổ biến là: Ngôn ngữ lập trình Python, ngôn ngữ lập trình Java, ngôn ngữ lập trình Ruby, ngôn ngữ lập trình C++, ngôn ngữ lập trình Android, ngôn ngữ lập trình Swift…Có thể chia ngôn ngữ lập trình bậc cao thành 2 loại chính: Lập trình hướng thủ tục và lập trình hướng đối tượng.

• Lập trình hướng thủ tục (POP - Procedural Oriented Programming) có nguồn gốc từ lập trình theo cấu trúc, các tác vụ được thực hiện một cách tuần tự. Lập trình hướng thủ tục chia chương trình thành các phần nhỏ gọi là thủ tục hay hàm. Đây là một phương pháp lập trình với hướng tiếp cận từ trên xuống dưới (top-down). Ưu điểm chính của POP là giúp các lập trình viên theo dõi luồng chương trình dễ dàng hơn và có thể sử dụng hàm ở nhiều phần khác nhau trong chương trình. Các ngôn ngữ lập trình hướng thủ tục phổ biến: Pascal, PHP, Fortran...
• Lập trình hướng đối tượng (OOP - Object Oriented Programming), là phương pháp lập trình dựa trên các Object, đúng như tên gọi của nó. Trong OOP, chương trình được chia thành nhiều phần nhỏ gọi là Object, bằng cách phân vùng dữ liệu theo chức năng. Đây là một phương pháp lập trình với hướng tiếp cận từ dưới lên (bottom-up). Ưu điểm chính của lập trình hướng đối tượng là nhanh, dễ thực thi, việc sửa lỗi hay gỡ lỗi dễ dàng hơn. Các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng phổ biến: C++, Java, Ruby, Python...

2.3. Ngôn ngữ lập trình bậc trung

Ngôn ngữ lập trình bậc trung nằm giữa ngôn ngữ lập trình bậc thấp và ngôn ngữ lập trình bậc cao. C được xem là ngôn ngữ lập trình bậc trung điển hình vì nó mang đặc tính của cả ngôn ngữ bậc thấp và bậc cao. Cụ thể, chương trình viết trên C có thể chuyển đổi sang Assembly tương đối dễ dàng, nó cũng hỗ trợ con trỏ dạng số học (pointer arithmetic), nhưng lại độc lập với cấu trúc phần cứng thiết bị (giống như các ngôn ngữ bậc cao). Ưu điểm của ngôn ngữ lập trình bậc trung là hỗ trợ các tính năng của lập trình bậc cao, thân thiện với người dùng, trong khi vẫn có mối liên hệ gần gũi với ngôn ngữ máy.

3. Một số ngôn ngữ lập trình được dùng nhiều nhất hiện nay

Ở các phần trên, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu ngôn ngữ lập trình là gì và ngôn ngữ lập trình gồm những gì. Tiếp theo, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về một số ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay.

3.1 . Ngôn ngữ lập trình Python 

Python là ngôn ngữ lập trình bậc cao, đa năng và được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Theo thống kê năm 2023 của IEEE Spectrum, Python đứng đầu trong bảng xếp hạng chung và đứng đầu bảng xếp hạng xu hướng của các ngôn ngữ lập trình. Python có thể được ứng dụng với nhiều mục đích khác nhau, từ phân tích, xử lý dữ liệu đến xây dựng, phát triển website, hay lập trình nhúng. 

Ngôn ngữ lập trình Python được sử dụng rộng rãi vì tính ổn định, linh hoạt, dễ đọc, dễ hiểu. Hơn nữa, nó cung cấp kho thư viện phong phú cùng khả năng kiểm soát bộ nhớ rất tốt. So với các ngôn ngữ khác, Python dễ học hơn nhờ cú pháp đơn giản, thân thuộc. Bên cạnh đó, Python là ngôn ngữ có mã nguồn mở, với cộng đồng rộng lớn trên toàn thế giới. Ví dụ chỉ cần 1 lệnh đơn giản “in”, viết bằng tiếng anh “print” là bạn đã có thể hiển thị thông tin mình cần lên màn hình.

print("ICANTECH.VN")

Kết quả hiển thị:

ICANTECH.VN

Khóa học lập trình Python tại ICANTECH bao gồm 6 cấp độ dành cho học sinh từ 12 tới 18 tuổi theo chuẩn của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Tại khoá học học lập trình Python học sinh được:

Kiến thức: 

- Học kiến thức bám sát với chuẩn CSTA (Hiệp hội Giáo viên ngành Khoa học Máy tính) của Mỹ. 

- Kiến thức về lập trình đáp ứng 17 chuẩn về chủ đề giải thuật và lập trình theo chuẩn CSTA. 

- Lập trình hơn 20 dự án và hơn 100 bài tập ôn tập kiến thức.

Kĩ năng: 

- Rèn luyện và phát triển 8 kỹ năng trong nhóm IT Technical Skills.

 - Phát huy trí tưởng tượng đa dạng, sáng tạo.

- Rèn luyện các kỹ năng mềm quan trọng như: Kỹ năng lắng nghe, kỹ năng giao tiếp, kỹ năng quản lí thời gian, kĩ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng phân tích và chia nhỏ dự án, kĩ năng đưa ra quyết định.

Bắt đầu bước chân vào thế giới lập trình Python ngay hôm nay!

3.2. Ngôn ngữ lập trình C

Mặc dù C đã ra đời rất lâu, từ những năm đầu 1970, nhưng hiện nay vẫn được sử dụng rất phổ biến. Đây là là ngôn ngữ cơ sở của rất nhiều ngôn ngữ khác như: C++, Python hay Java. 

Ngôn ngữ lập trình C được ứng dụng rộng rãi trong: Lập trình nhúng; Xây dựng phần mềm hệ thống; Tạo ứng dụng chạy trên máy tính;  Lập trình mạng; Khoa học xử lý dữ liệu. Đoạn code sau cho phép hiển thị ra màn hình dòng chữ ICANTECH.VN để các bạn tự so sánh C với Python.

           #include <stdio.h>

           int main() {

           printf("ICANTECH.VN");

           return 0;}

3.3. Ngôn ngữ lập trình C++

C++ là phiên bản nâng cao của ngôn ngữ lập trình C. Đây cũng là một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất trong lĩnh vực khoa học máy tính. Ưu điểm chính của ngôn ngữ này là: hiệu quả, thực thi nhanh, hỗ trợ đa nền tảng và cộng đồng phát triển rộng lớn. Hơn nữa, C++ có tính linh hoạt cao nên nó là ngôn ngữ lập trình thu hút lượng người theo học rất lớn. Tóm lại, với ưu điểm nhanh và mạnh mẽ, C++ đáp ứng yêu cầu trong các ứng dụng: trò chơi điện tử, phần mềm đồ họa hay trình duyệt web. Bên cạnh đó, C++ còn là ngôn ngữ mã hóa đa mô hình, hỗ trợ lập trình OOP, lập trình chung và lập trình mệnh lệnh. Đoạn code sau cho phép hiển thị ra màn hình dòng chữ ICANTECH.VN trong C++:

          #include <iostream>

          int main() {

          std::cout << "ICANTECH.VN";

          return 0;}

3.4. Ngôn ngữ lập trình Swift

Swift là một trong những ngôn ngữ lập trình tốt nhất để tạo ra các ứng dụng phần mềm trên nền tảng iOS. Đối với người mới học lập trình thì Swift là ngôn ngữ tương đối dễ tiếp cận còn đối với các chuyên gia phần mềm đây sẽ là một công cụ mạnh mẽ. Swift là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được cung cấp bởi Apple Inc, nhằm phát triển những ứng dụng chạy trên các hệ điều hành iOS, Linux, macOS, z/OS. 

Khóa học lập trình Swift trên nền tảng Swift Playgrounds do Apple phát triển được thiết kế dành cho học sinh từ 9-15 tuổi. Khóa học giúp học sinh làm quen và hiểu các khái niệm về lập trình thông qua các khối lệnh chữ. Tại đây, các bạn được lựa chọn nhân vật theo sở thích cá nhân, làm quen với tuỳ biến giao diện, chuyển động của nhân vật trên nền tảng đồ hoạ 3D đẹp mắt. Với 12 buổi học, học sinh sẽ lần lượt làm quen với các kiến thức về lập trình Swift qua 3 khoá học:

- Khoá học Swift Playgrounds 1: Từng bước làm quen với việc lập trình điều khiển nhân vật thực hiện các nhiệm vụ trên ứng dụng Playgrounds của Apple.

- Khoá học Swift Playgrounds 2: Bắt đầu tìm hiểu các cấu trúc và logic lập trình phức tạp hơn để có thể điều khiển nhân vật thực hiện các nhiệm vụ trên ứng dụng Playgrounds của Apple.

- Khoá học Swift Playgrounds 3: Nắm được cách sử dụng ngôn ngữ lập trình Swift để phát triển dự án, ứng dụng trên ứng dụng Playgrounds của Apple.

Bắt đầu hành trình sáng tạo với lập trình Swift Playgrounds ngay hôm nay! 

Khóa Học Lập Trình Swift Playgrounds - Lập Trình Ứng Dụng IOS (icantech.vn). 

3.5. Ngôn ngữ lập trình Scratch

Scratch là một ngôn ngữ lập trình dạng kéo thả dành cho trẻ em, được phát triển bởi viện Công nghệ Massachusetts của Mỹ. Với giao diện đơn giản và các khối lệnh dễ sử dụng, Scratch là một trong những ngôn ngữ đầu tiên để con bắt đầu làm quen với lập trình. 

Khóa học lập trình Scratch dành cho học sinh từ 8-13 tuổi giúp các bạn bước đầu làm quen với tư duy lập trình và xây dựng nên những câu chuyện, trò chơi, ứng dụng... dạng 2D theo ý tưởng của riêng mình. Sau khoá học, học sinh ứng dụng để làm ra các trò chơi như đào vàng, cá lớn nuốt cá bé hay những câu chuyện tạo hình sinh động. Tại khóa học lập trình Scratch học sinh được:

Kiến thức:

- Nắm được 14 nhóm khối lệnh khác nhau với hơn 120 câu lệnh trong Scratch.

- Học kiến thức bám sát với chuẩn CSTA (Hiệp hội Giáo viên ngành Khoa học Máy tính) của Mỹ.

- Kiến thức về lập trình đáp ứng 13 chuẩn về chủ đề giải thuật và lập trình theo chuẩn CSTA.

Kĩ năng:

- Hình thành thói quen tự giác học tập, tính tỉ mỉ, kiên trì.

- Phát huy trí tưởng tượng đa dạng, sáng tạo.

- Rèn luyện tư duy logic trong giải quyết vấn đề.

- Rèn luyện các kỹ năng mềm quan trọng. 

Bắt đầu khám phá lập trình Scratch ngay hôm nay tại ICANTECH:

Khóa học lập trình Scratch (icantech.vn). 

Hiện nay, đã có hơn 700 ngôn ngữ lập trình được phát triển trên toàn thế giới, những ngôn ngữ phổ biến nhất được thống kê hàng năm bởi nhiều trang web uy tín. Ngoài những ngôn ngữ lập trình đã được ICANTECH phân tích ở trên, đối với các bạn ước mơ trở thành một lập trình viên chuyên nghiệp, các bạn có thể lựa chọn theo học các ngôn ngữ đa dụng khác như: ngôn ngữ lập trình stl; ngôn ngữ lập trình tư duy nlp hay ngôn ngữ lập trình react native...

Việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình tốt nhất để học hay nên học ngôn ngữ lập trình nào trước sẽ phụ thuộc nhiều vào nhu cầu công việc của bạn. Đối với trẻ em, học lập trình sớm giúp phát triển tư duy sáng tạo và hình thành kỹ năng giải quyết vấn đề một cách logic. Vì vậy, các phụ huynh hãy đầu tư cho con tham gia các khóa học lập trình phù hợp với lứa tuổi. ICANTECH hi vọng bài viết này đã cung cấp cho các bạn những thông tin bổ ích. 

Nguồn ảnh: ICANTECH.