لغة البرمجة

اختُرعت أولى الحواسيب القابلة للبرمجة خلال أربعينيات القرن العشرين، ومعها ظهرت أولى لغات البرمجة. ^{[ 10 ] [ 11 ]} بُرمجت الحواسيب الأولى بلغات برمجة الجيل الأول (1GLs)، وهي لغة الآلة (تعليمات بسيطة يمكن للمعالج تنفيذها مباشرةً). كان تصحيح أخطاء هذا النوع من البرامج صعبًا للغاية، كما لم يكن قابلاً للنقل بين أنظمة حاسوبية مختلفة. ^{[ 12 ]} ولتحسين سهولة البرمجة، اختُرعت لغات التجميع (أو لغات برمجة الجيل الثاني - 2GLs)، وهي لغات تختلف عن لغة الآلة لجعل البرامج أسهل فهمًا للبشر، مع أنها لم تُحسّن قابلية النقل. ^{[ 13 ]}

في البداية، كانت موارد الأجهزة نادرة ومكلفة، بينما كانت الموارد البشرية أرخص. لذلك، تم تفضيل اللغات المعقدة التي تستغرق وقتًا طويلاً في استخدامها، ولكنها أقرب إلى الأجهزة لتحقيق كفاءة أعلى. ^{[ 14 ]} أحدث ظهور لغات البرمجة عالية المستوى ( لغات البرمجة من الجيل الثالث - 3GLs) ثورة في البرمجة. فقد حجبت هذه اللغات تفاصيل الأجهزة، وصُممت بدلاً من ذلك للتعبير عن خوارزميات يسهل على البشر فهمها. على سبيل المثال، أصبح من الممكن الآن كتابة التعبيرات الحسابية باستخدام الترميز الرمزي، ثم ترجمتها لاحقًا إلى لغة الآلة التي يمكن للأجهزة تنفيذها. ^{[ 13 ]} في عام 1957، تم اختراع لغة فورتران (FORmula TRANslation). تُعتبر فورتران غالبًا أول لغة برمجة عالية المستوى مُجمّعة ، ^{[ 13 ] [ 15 ]} وقد ظلت قيد الاستخدام حتى القرن الحادي والعشرين. ^{[ 16 ]}

في حوالي عام 1960، طُوّرت أولى الحواسيب المركزية - وهي حواسيب متعددة الأغراض - على الرغم من أنها كانت حكرًا على المحترفين، وكانت تكلفتها باهظة. كانت البيانات والتعليمات تُدخل عبر بطاقات مثقبة ، مما يعني عدم إمكانية إضافة أي بيانات أثناء تشغيل البرنامج. ولذلك، صُممت لغات البرمجة التي طُوّرت في ذلك الوقت لتقليل التفاعل إلى أدنى حد. ^{[ 18 ]} بعد اختراع المعالج الدقيق ، انخفضت أسعار الحواسيب بشكل كبير في سبعينيات القرن العشرين. ^{[ 19 ]} كما أتاحت الحواسيب الجديدة تفاعلًا أكبر من المستخدم، وهو ما دعمته لغات برمجة أحدث. ^{[ 20 ]}

كانت لغة ليسب ، التي طُورت عام 1958، أول لغة برمجة وظيفية . ^{[ 21 ]} وعلى عكس لغة فورتران، دعمت ليسب الاستدعاء الذاتي والعبارات الشرطية ، ^{[ 22 ]} كما قدمت إدارة ديناميكية للذاكرة على الكومة وجمع البيانات المهملة تلقائيًا . ^{[ 23 ]} هيمنت ليسب على تطبيقات الذكاء الاصطناعي لعقود لاحقة . ^{[ 24 ]} وفي عام 1978، قدمت لغة وظيفية أخرى، هي ML ، أنواعًا مستنتجة ومعاملات متعددة الأشكال . ^{[ 20 ] [ 25 ]}

بعد إصدار لغة ALGOL (لغة الخوارزميات) في عامي 1958 و1960، ^{[ 26 ]} أصبحت المعيار في أدبيات الحوسبة لوصف الخوارزميات . ورغم محدودية نجاحها التجاري، فإن معظم لغات البرمجة الإجرائية الشائعة - بما في ذلك C و Pascal و Ada و C++ و Java و C# - مشتقة بشكل مباشر أو غير مباشر من ALGOL 60. ^{[ 27 ] [ 16 ]} ومن بين ابتكاراتها التي تبنتها لغات البرمجة اللاحقة، زيادة قابلية النقل والاستخدام الأول لقواعد BNF الخالية من السياق . ^{[ 28 ]} كما أن لغة Simula ، أول لغة تدعم البرمجة كائنية التوجه (بما في ذلك الأنواع الفرعية ، والتوزيع الديناميكي ، والوراثة )، مشتقة من ALGOL وحققت نجاحًا تجاريًا. ^{[ 29 ]} أما لغة C، وهي لغة أخرى مشتقة من ALGOL، فقد حافظت على شعبيتها حتى القرن الحادي والعشرين. وتتيح لغة C الوصول إلى عمليات الآلة منخفضة المستوى مقارنةً باللغات المعاصرة الأخرى. تأتي قوتها وكفاءتها، التي تولد جزئياً من خلال عمليات المؤشر المرنة ، على حساب جعل كتابة التعليمات البرمجية الصحيحة أكثر صعوبة. ^{[ 20 ]}

كانت لغة البرمجة برولوج ، التي صُممت عام 1972، أول لغة برمجة منطقية تتواصل مع الحاسوب باستخدام رموز منطقية رسمية . ^{[ 30 ] [ 31 ]} في البرمجة المنطقية، يُحدد المبرمج النتيجة المرجوة ويترك للمُفسِّر تحديد كيفية تحقيقها. ^{[ 32 ] [ 31 ]}

خلال ثمانينيات القرن العشرين، أحدث اختراع الحاسوب الشخصي تحولًا جذريًا في استخدام لغات البرمجة. ^{[ 33 ]} ومن بين اللغات الجديدة التي ظهرت في تلك الفترة لغة C++، وهي لغة مشتقة من لغة C، قادرة على ترجمة برامج C ، بالإضافة إلى دعمها للفئات والوراثة . ^{[ 34 ]} كما أضافت لغة Ada وغيرها من اللغات الجديدة دعمًا للتزامن . ^{[ 35 ]} استثمرت الحكومة اليابانية بكثافة في ما يُعرف بلغات الجيل الخامس التي أضافت دعمًا للتزامن إلى بنى البرمجة المنطقية، إلا أن هذه اللغات لم تتفوق عليها لغات أخرى تدعم التزامن. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

نتيجةً للنمو السريع للإنترنت وشبكة الويب العالمية في تسعينيات القرن الماضي، ظهرت لغات برمجة جديدة لدعم صفحات الويب والشبكات . ^{[ 38 ]} حققت لغة جافا ، المبنية على لغة C++ والمصممة لزيادة قابلية النقل بين الأنظمة وتعزيز الأمان، نجاحًا واسع النطاق لأن هذه الميزات ضرورية للعديد من تطبيقات الإنترنت. ^{[ 39 ] [ 40 ]} ومن التطورات الأخرى لغات البرمجة النصية ذات الكتابة الديناميكية - بايثون ، وجافا سكريبت ، وبي إتش بي ، وروبي - المصممة لإنتاج برامج صغيرة بسرعة لتنسيق التطبيقات الحالية . وبفضل تكاملها مع لغة HTML ، فقد استُخدمت أيضًا لبناء صفحات ويب مُستضافة على الخوادم . ^{[ 41 ] [ 42 ]}

خلال العقد الأول من الألفية الثانية، شهد تطوير لغات البرمجة الجديدة التي حققت انتشارًا واسعًا تباطؤًا. ^{[ 43 ]} ومن الابتكارات التي ظهرت البرمجة الموجهة نحو الخدمات ، المصممة لاستغلال أنظمة الحوسبة الموزعة التي تتصل مكوناتها بشبكة. تشبه الخدمات الكائنات في البرمجة الموجهة نحو الكائنات، ولكنها تعمل في عملية منفصلة. ^{[ 44 ]} وقد ساهمت لغتا C# و F# في دمج أفكار البرمجة الإجرائية والوظيفية. ^{[ 45 ]} بعد عام 2010، تنافست عدة لغات جديدة - مثل Rust و Go و Swift و Zig و Carbon - على تطوير البرمجيات الحساسة للأداء التي كانت لغة C تُستخدم فيها تاريخيًا. ^{[ 46 ]} تستخدم معظم لغات البرمجة الجديدة الكتابة الثابتة، بينما يستخدم عدد قليل منها الكتابة الديناميكية مثل Julia . ^{[ 47 ]}

تُصنّف بعض لغات البرمجة الجديدة كلغات برمجة مرئية ، مثل سكراتش ولاب فيو . كما تمزج بعض هذه اللغات بين البرمجة النصية والمرئية، مثل باليرينا . ^{[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]} وقد أدى هذا التوجه إلى تطوير مشاريع تُسهم في تطوير لغات مرئية جديدة، مثل بلوكلي من جوجل . ^{[ 51 ]} وتدعم العديد من محركات الألعاب، مثل أنريل ويونيتي ، البرمجة المرئية. ^{[ 52 ] [ 53 ]}

يُعرف الشكل الظاهري للغة البرمجة باسم تركيبها النحوي . معظم لغات البرمجة نصية بحتة؛ فهي تستخدم تسلسلات نصية تتضمن كلمات وأرقامًا وعلامات ترقيم، تمامًا مثل اللغات الطبيعية المكتوبة. في المقابل، بعض لغات البرمجة رسومية ، تستخدم العلاقات المرئية بين الرموز لتحديد البرنامج.

يصف بناء الجملة في اللغة التركيبات الممكنة للرموز التي تُشكّل برنامجًا صحيحًا نحويًا. أما المعنى المُعطى لتركيبة الرموز فيتم التعامل معه من خلال الدلالات (سواء كانت رسمية أو مُضمنة في تطبيق مرجعي ). وبما أن معظم اللغات نصية، فإن هذه المقالة تتناول بناء الجملة النصي.

تُعرَّف قواعد لغة البرمجة عادةً باستخدام مزيج من التعابير النمطية (للبنية المعجمية ) وصيغة باكوس-ناور (للبنية النحوية ). فيما يلي قواعد نحوية بسيطة، مبنية على لغة ليسب :

التعبير ::= ذرة | قائمة ذرة ::= عدد | رمز الرقم ::= [+-]?['0'-'9']+ symbol ::= ['A'-'Z''a'-'z'].* list ::= '(' expression* ')' 

تحدد هذه القواعد النحوية ما يلي:

• التعبير إما أن يكون ذرة أو قائمة ؛
• الذرة إما أن تكون رقماً أو رمزاً ؛
• الرقم هو سلسلة متصلة من رقم عشري واحد أو أكثر، ويسبقه اختيارياً علامة زائد أو ناقص ؛
• الرمز هو حرف متبوع بصفر أو أكثر من أي أحرف أبجدية (باستثناء المسافات البيضاء)؛ و
• القائمة عبارة عن زوج متطابق من الأقواس، يحتوي على صفر أو أكثر من التعبيرات بداخله.

فيما يلي أمثلة على تسلسلات الرموز الصحيحة في هذه القواعد النحوية: 12345، ()و (a b c232 (1)).

ليست كل البرامج الصحيحة نحويًا صحيحة دلاليًا. فالعديد من البرامج الصحيحة نحويًا مع ذلك غير سليمة من الناحية الدلالية، وفقًا لقواعد اللغة، وقد تؤدي (بحسب مواصفات اللغة وسلامة التنفيذ) إلى خطأ في الترجمة أو التنفيذ. في بعض الحالات، قد تُظهر هذه البرامج سلوكًا غير مُحدد . حتى عندما يكون البرنامج مُحددًا جيدًا ضمن اللغة، فقد يحمل معنىً لم يقصده كاتبه.

باستخدام اللغة الطبيعية كمثال، قد لا يكون من الممكن تحديد معنى لجملة صحيحة نحوياً، أو قد تكون الجملة خاطئة:

• " الأفكار الخضراء عديمة اللون تنام بغضب " عبارة سليمة نحوياً ولكن ليس لها معنى مقبول بشكل عام.
• "جون أعزب متزوج" جملة صحيحة نحوياً ولكنها تعبر عن معنى لا يمكن أن يكون صحيحاً.

الجزء التالي من لغة C صحيح نحويًا، ولكنه يُنفذ عمليات غير مُعرّفة دلاليًا (العملية *p >> 4ليس لها معنى بالنسبة لقيمة ذات نوع مُركب، p->imوهي غير مُعرّفة لأن قيمة pهي مؤشر فارغ ):

complex * p = NULL ; complex abs_p = sqrt ( * p >> 4 + p -> im );

إذا تم حذف تعريف النوع في السطر الأول، فسيؤدي البرنامج إلى ظهور خطأ بسبب المتغير غير المعرّف pأثناء الترجمة. ومع ذلك، سيظل البرنامج صحيحًا من الناحية النحوية لأن تعريفات الأنواع لا توفر سوى معلومات دلالية.

يمكن تصنيف القواعد النحوية اللازمة لتحديد لغة برمجة ما وفقًا لموقعها في التسلسل الهرمي لتشومسكي . يمكن تحديد بنية معظم لغات البرمجة باستخدام قواعد من النوع الثاني، أي أنها قواعد خالية من السياق . ^{[ 54 ]} تحتوي بعض اللغات، بما في ذلك بيرل وليسب، على بنيات تسمح بالتنفيذ أثناء مرحلة التحليل. اللغات التي تحتوي على بنيات تسمح للمبرمج بتغيير سلوك المحلل اللغوي تجعل تحليل البنية مشكلة غير قابلة للحل ، وتُطمس عمومًا التمييز بين التحليل والتنفيذ. ^{[ 55 ]} على عكس نظام الماكرو في ليسب وكتل بيرل BEGIN، التي قد تحتوي على عمليات حسابية عامة، فإن وحدات الماكرو في لغة سي هي مجرد استبدالات للسلاسل النصية ولا تتطلب تنفيذ التعليمات البرمجية. ^{[ 56 ]}

يشير علم الدلالة إلى معنى المحتوى الذي يتوافق مع قواعد اللغة.

نوع البيانات هو مجموعة من القيم المسموح بها والعمليات التي يمكن إجراؤها على هذه القيم. ^{[ 60 ]} يحدد نظام أنواع كل لغة برمجة أنواع البيانات الموجودة، ونوع التعبير ، وكيفية عمل تكافؤ الأنواع وتوافقها في اللغة. ^{[ 61 ]}

وفقًا لنظرية الأنواع ، تُعتبر اللغة كاملة الأنواع إذا حددت مواصفات كل عملية أنواع البيانات التي يمكن تطبيق تلك العملية عليها. ^{[ 62 ]} في المقابل، تسمح اللغة غير كاملة الأنواع، مثل معظم لغات التجميع ، بإجراء أي عملية على أي بيانات، وعادةً ما تكون عبارة عن سلاسل من البتات بأطوال مختلفة. ^{[ 62 ]} عمليًا، على الرغم من أن قلة من اللغات كاملة الأنواع، إلا أن معظمها يوفر درجة من تحديد الأنواع. ^{[ 62 ]}

نظرًا لأن الأنواع المختلفة (مثل الأعداد الصحيحة والأعداد العشرية ) تُمثل القيم بطرق مختلفة، فستحدث نتائج غير متوقعة إذا استُخدم نوعٌ ما بينما يُتوقع نوعٌ آخر. يُشير فحص الأنواع إلى هذا الخطأ، عادةً أثناء الترجمة (فحص الأنواع أثناء التشغيل أكثر تكلفة). ^{[ 63 ]} مع الكتابة القوية ، يُمكن دائمًا اكتشاف أخطاء الأنواع ما لم يتم تحويل المتغيرات صراحةً إلى نوع مختلف. تحدث الكتابة الضعيفة عندما تسمح اللغات بالتحويل الضمني - على سبيل المثال، لتمكين العمليات بين متغيرات من أنواع مختلفة دون أن يُجري المبرمج تحويلًا صريحًا للأنواع. كلما زادت الحالات التي يُسمح فيها بهذا التحويل ، قلّت أخطاء الأنواع التي يُمكن اكتشافها. ^{[ 64 ]}

في مجال الحوسبة، يمكن تنفيذ تعليمات متعددة في وقت واحد. تدعم العديد من لغات البرمجة التزامن على مستوى التعليمات وعلى مستوى البرامج الفرعية. ^{[ 82 ]} وبحلول القرن الحادي والعشرين، أصبحت القدرة المعالجة الإضافية للحواسيب تعتمد بشكل متزايد على استخدام معالجات إضافية، مما يتطلب من المبرمجين تصميم برامج تستخدم معالجات متعددة في آن واحد لتحقيق أداء أفضل. ^{[ 83 ]} لا تدعم اللغات المفسرة مثل بايثون وروبي الاستخدام المتزامن لمعالجات متعددة. ^{[ 84 ]} بينما تدعم لغات برمجة أخرى إدارة البيانات المشتركة بين سلاسل العمليات المختلفة من خلال التحكم في ترتيب تنفيذ التعليمات الرئيسية باستخدام الإشارات ، أو التحكم في الوصول إلى البيانات المشتركة عبر المراقبة ، أو تمكين تمرير الرسائل بين سلاسل العمليات. ^{[ 85 ]}

تتضمن العديد من لغات البرمجة معالجات الاستثناءات، وهي عبارة عن قسم من التعليمات البرمجية يتم تشغيله بواسطة أخطاء وقت التشغيل والتي يمكنها التعامل معها بطريقتين رئيسيتين: ^{[ 86 ]}

• الإنهاء: إيقاف التشغيل وتسليم التحكم إلى نظام التشغيل . يُعتبر هذا الخيار الأبسط.
• استئناف التنفيذ: استئناف البرنامج بالقرب من موضع حدوث الاستثناء. قد يؤدي ذلك إلى تكرار الاستثناء، ما لم يتمكن معالج الاستثناء من تعديل القيم لمنع تكراره.

تدعم بعض لغات البرمجة تخصيص جزء من التعليمات البرمجية للتنفيذ بغض النظر عما إذا كان قد حدث استثناء قبل الوصول إلى تلك التعليمات البرمجية؛ وهذا ما يسمى بالإنهاء. ^{[ 87 ]}

هناك مفاضلة بين زيادة القدرة على معالجة الاستثناءات وانخفاض الأداء. ^{[ 88 ]} على سبيل المثال، على الرغم من شيوع أخطاء فهرسة المصفوفات ^{[ 89 ]،} فإن لغة C لا تتحقق منها لأسباب تتعلق بالأداء. ^{[ 88 ]} مع أن المبرمجين يستطيعون كتابة شيفرة برمجية لمعالجة الاستثناءات المُعرَّفة من قِبل المستخدم، إلا أن ذلك قد يُؤدي إلى ازدحام البرنامج. تستخدم المكتبات القياسية في بعض اللغات، مثل C، قيم الإرجاع للإشارة إلى وجود استثناء. ^{[ 90 ]} بعض اللغات ومترجماتها تُتيح خيار تفعيل أو تعطيل إمكانية معالجة الأخطاء، إما مؤقتًا أو دائمًا. ^{[ 91 ]}

تشمل الصفات المرغوبة في لغات البرمجة سهولة القراءة والكتابة والموثوقية. ^{[ 96 ]} يمكن لهذه الميزات أن تقلل من تكلفة تدريب المبرمجين على اللغة، والوقت اللازم لكتابة البرامج وصيانتها، وتكلفة تجميع الشفرة، وتزيد من أداء وقت التشغيل. ^{[ 97 ]}

• على الرغم من أن لغات البرمجة المبكرة كانت تُعطي الأولوية للكفاءة على حساب سهولة القراءة، إلا أن أهمية الأخيرة ازدادت منذ سبعينيات القرن الماضي. فوجود عمليات متعددة لتحقيق النتيجة نفسها قد يُضر بسهولة القراءة، وكذلك تحميل المعاملات بشكل زائد ، بحيث يُمكن أن يحمل المعامل الواحد معاني متعددة. ^{[ 98 ]} ومن السمات الأخرى المهمة لسهولة القراءة خاصية التعامد ، التي تُقلل من عدد البنى التي يتعين على المبرمج تعلمها. ^{[ 99 ]} كما أن بنية بناء الجملة سهلة الفهم والكلمات الخاصة الواضحة فورًا تُسهم في سهولة القراءة. ^{[ 100 ]}
• سهولة الكتابة هي سهولة استخدام البرنامج لكتابة التعليمات البرمجية لحل المشكلة المطلوبة. إلى جانب الميزات الأساسية نفسها لسهولة القراءة، ^{[ 101 ]} يساعد التجريد -الواجهات التي تُمكّن من إخفاء التفاصيل عن المستخدم- والتعبيرية -التي تُمكّن من كتابة برامج أكثر إيجازًا- المبرمجَ على كتابة التعليمات البرمجية. ^{[ 102 ]} كانت لغات البرمجة الأولى مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالأجهزة المادية للحاسوب، ولكن مع مرور الوقت ازداد دعم التجريد، مما يسمح للمبرمجين بالتعبير عن أفكار أبعد عن الترجمة البسيطة إلى تعليمات الأجهزة المادية. ولأن المبرمجين أقل ارتباطًا بتعقيد الحاسوب، يمكن لبرامجهم القيام بمزيد من العمليات الحسابية بجهد أقل من المبرمج. ^{[ 103 ]} تأتي معظم لغات البرمجة مزودة بمكتبة قياسية من الدوال شائعة الاستخدام. ^{[ 104 ]}
• تعني الموثوقية أن البرنامج يعمل وفقًا للمواصفات المحددة في نطاق واسع من الظروف. ^{[ 105 ]} يمكن لفحص أنواع البيانات ، ومعالجة الاستثناءات ، وتقييد استخدام أسماء المتغيرات (الوصول إلى نفس منطقة الذاكرة باستخدام أسماء متغيرات متعددة) أن تُحسّن جميعها من موثوقية البرنامج. ^{[ 106 ]}

غالبًا ما ينطوي تصميم لغات البرمجة على مفاضلات. ^{[ 107 ]} فعلى سبيل المثال، عادةً ما تأتي الميزات التي تُحسّن الموثوقية على حساب الأداء. ^{[ 108 ]} كما أن زيادة القدرة التعبيرية نتيجةً لكثرة المعاملات تُسهّل كتابة التعليمات البرمجية، ولكنها تأتي على حساب سهولة قراءتها. ^{[ 108 ]}

طُرحت برمجة اللغة الطبيعية كوسيلة للاستغناء عن لغة برمجة متخصصة. مع ذلك، لا يزال هذا الهدف بعيد المنال، وفوائده محل نقاش. وقد رأى إدسكار دبليو ديكسترا أن استخدام لغة رسمية ضروري لمنع إدخال تراكيب لا معنى لها. ^{[ 109 ]} وبالمثل، رفض آلان بيرليس هذه الفكرة. ^{[ 110 ]}

إن مواصفات لغة البرمجة هي أداة يمكن لمستخدمي اللغة والمطورين استخدامها للاتفاق على ما إذا كان جزء من التعليمات البرمجية المصدرية برنامجًا صالحًا في تلك اللغة، وإذا كان الأمر كذلك ، فما هو سلوكه.

يمكن أن تتخذ مواصفات لغة البرمجة عدة أشكال، بما في ذلك ما يلي:

• تعريف صريح لبنية اللغة، ودلالاتها الثابتة، ودلالات تنفيذها. في حين أن البنية تُحدد عادةً باستخدام قواعد نحوية رسمية، يمكن كتابة التعريفات الدلالية بلغة طبيعية (كما هو الحال في لغة C )، أو بدلالات رسمية (كما هو الحال في مواصفات Standard ML ^{[ 111 ]} و Scheme ^{[ 112 ]} ).
• وصف لسلوك مترجم اللغة (مثل مواصفات لغتي C++ و Fortran ). يجب استنتاج بناء الجملة ودلالات اللغة من هذا الوصف، الذي قد يُكتب بلغة طبيعية أو رسمية.
• نموذج أو تطبيق مرجعي ، يُكتب أحيانًا باللغة المحددة (مثل Prolog أو ANSI REXX ^{[ 113} ] ⁾ . وتكون قواعد اللغة ودلالاتها واضحة في سلوك التطبيق المرجعي.

تُعرَّف عملية تنفيذ لغة البرمجة بأنها تحويل البرنامج إلى لغة الآلة التي يمكن تنفيذها بواسطة العتاد. بعد ذلك، يمكن تنفيذ لغة الآلة بمساعدة نظام التشغيل . ^{[ 114 ]} يُعدّ استخدام المُترجم الشكل الأكثر شيوعًا لتفسير التعليمات البرمجية في بيئة الإنتاج ، حيث يقوم بترجمة التعليمات البرمجية المصدرية عبر لغة وسيطة إلى لغة الآلة، المعروفة باسم الملف التنفيذي . بمجرد ترجمة البرنامج، سيعمل بسرعة أكبر من طرق التنفيذ الأخرى. ^{[ 115 ]} تستطيع بعض المُترجمات توفير تحسينات إضافية لتقليل استخدام الذاكرة أو الحساب عند تشغيل الملف التنفيذي، ولكن ذلك يزيد من وقت الترجمة. ^{[ 116 ]}

تتمثل إحدى طرق التنفيذ الأخرى في تشغيل البرنامج باستخدام مترجم فوري ، يقوم بترجمة كل سطر من البرنامج إلى لغة الآلة قبل تنفيذه مباشرةً. ورغم أن هذه الطريقة تُسهّل عملية تصحيح الأخطاء، إلا أن عيبها يكمن في أنها أبطأ من 10 إلى 100 مرة من البرنامج المُترجم. ^{[ 117 ]} توفر طرق التفسير الهجينة بعض مزايا الترجمة وبعض مزايا التفسير عبر الترجمة الجزئية. ومن أشكالها الترجمة الفورية ، حيث يُترجم البرنامج مسبقًا إلى لغة وسيطة، ثم إلى لغة الآلة مباشرةً قبل التنفيذ. ^{[ 118 ]}

يُعدّ تحديد لغة البرمجة الأكثر استخدامًا أمرًا صعبًا، إذ يختلف تعريف الاستخدام باختلاف السياق. فقد تستغرق لغةٌ ما ساعاتٍ أطول من وقت المبرمجين، بينما تتطلب لغةٌ أخرى عددًا أكبر من أسطر البرمجة، وقد تستهلك لغةٌ ثالثة أكبر قدرٍ من وقت وحدة المعالجة المركزية. تحظى بعض اللغات بشعبيةٍ واسعةٍ في أنواعٍ مُحددةٍ من التطبيقات. على سبيل المثال، لا تزال لغة كوبول رائجةً في مراكز بيانات الشركات، وغالبًا ما تُستخدم على الحواسيب المركزية الضخمة ؛ ^{[ 127 ] [ 128 ]} وتُستخدم لغة فورتران في التطبيقات العلمية والهندسية؛ وتُستخدم لغة آدا في تطبيقات الفضاء والنقل والتطبيقات العسكرية والتطبيقات الآنية والتطبيقات المُدمجة؛ وتُستخدم لغة سي في التطبيقات المُدمجة وأنظمة التشغيل. بينما تُستخدم لغاتٌ أخرى بانتظامٍ لكتابة أنواعٍ مُختلفةٍ من التطبيقات.

تم اقتراح طرق مختلفة لقياس شعبية اللغة، كل منها عرضة لتحيز مختلف فيما يتم قياسه:

• إحصاء عدد إعلانات الوظائف التي تذكر اللغة ^{[ 129 ]}
• عدد الكتب المباعة التي تعلم أو تصف اللغة ^{[ 130 ]}
• تقديرات عدد أسطر التعليمات البرمجية الموجودة المكتوبة باللغة - والتي قد تقلل من شأن اللغات التي لا يتم العثور عليها غالبًا في عمليات البحث العامة ^{[ 131 ]} 
• عدد المراجع اللغوية (أي اسم اللغة) التي تم العثور عليها باستخدام محرك بحث على الويب.

قام موقع stackify.com بدمج المعلومات من مواقع الإنترنت المختلفة وحساب متوسطها، وأفاد بأكثر عشر لغات برمجة شيوعًا (مرتبة تنازليًا حسب شعبيتها الإجمالية): Java و C و C++ و Python و C# و JavaScript و VB .NET و R و PHP و MATLAB . ^{[ 132 ]}

اعتبارًا من يونيو 2024، كانت لغات البرمجة الخمس الأولى وفقًا لمؤشر TIOBE هي بايثون ، وسي++ ، وسي ، وجافا ، وسي# . يُصدر مؤشر TIOBE قائمة بأفضل 100 لغة برمجة، ويُحدّث هذه القائمة شهريًا. ^{[ 133 ]}

بحسب فريق عمل مجلة IEEE Spectrum، قد تبقى لغات البرمجة الأكثر شيوعًا اليوم مهيمنة بسبب طريقة عمل الذكاء الاصطناعي. ونتيجة لذلك، ستواجه اللغات الجديدة صعوبة أكبر في اكتساب شعبية، إذ لن يكتب المبرمجون الكثير من البرامج بها. ^{[ 134 ]}