プログラミング言語とは

広大なデジタル環境では、プログラミング言語はソフトウェア開発の「共通語」であり、マシンと開発者の場所を問わず、グローバルなやり取りを促進します。その重要性はコード行をはるかに上回ります。テクノロジーを使用して革新し自動化して、想像を現実のものにする力を与えてくれます。

お気に入りのアプリケーション、Web サイト、ソフトウェアがどのようにして作られているのか、疑問に思ったことはありませんか? この記事では、プログラミング言語の基本中の基本ともいえる、ソフトウェア開発でのプログラミング言語の重要な役割に加えて、私たちが日常的に見ているテクノロジーの世界をこの言語がどのように形作っているかについてもご紹介します。

ソフトウェア開発でのプログラミング言語の役割とは

コンピューターは、バイナリ コードと呼ばれる数字の "1" と "0" の文字列を使用した "言語" で "やり取り" します。プログラミング言語を使用すると、コンピューターのバイナリ コードを人間が理解し記述できるものに変換できます。

私たちはこれらの言語により、コンピューターとのやり取り、コードの構築と整理、機能と動作の指定、自動化と効率化、コラボレーションとコード共有、クリエイティブな問題解決を行うことができます。

特定のプログラミング言語がどのように役立つかの例を以下に紹介します。

コンピューターとのやり取り:

例: Python

Python はコンピューターに命令を伝えるスクリプトやプログラムを書くために広く使用されています。たとえば Python スクリプトを使用すると、開発者はファイル操作の自動化、システム タスクの管理、ハードウェア コンポーネントの制御などができるため、低レベルでコンピューターとやり取りできます。

コードの構築と整理:

例: Java

Java はオブジェクト指向のプログラミング パラダイムで知られており、大規模なエンタープライズ アプリケーションの構築に適しています。開発者は Java を使用してコードをクラスとモジュールに整理し、コードの再利用と保守性を促進します。言語構造は、よく整理され、構造化されたソフトウェア プロジェクトを作成するのに役立ちます。

機能と動作の指定:

例: JavaScript

JavaScript は Web アプリケーションの機能と動作を指定するために広く使用されています。Web ブラウザーで動作し、開発者は Web ページでユーザーとどのようにやり取りするかを定義できます。JavaScript はクライアント側スクリプティングに不可欠で、動的かつインタラクティブな Web エクスペリエンスを実現します。

自動化と効率化:

例: Bash (Bourne Again Shell)

Bash スクリプティングは Linux 環境での反復的なタスクを自動化するために使用します。開発者は Bash スクリプトを記述して、システム タスク、ファイル操作、その他のルーチン処理を自動化します。これにより、日常業務での人間の介入を減らして効率を高めることができます。

コラボレーションとコード共有:

例: Ruby

Ruby on Rails はコラボレーションとコード共有を支援する Web 開発フレームワークです。Convention over Configuration (設定より規約、CoC) と Don't Repeat Yourself (繰り返しを避ける、DRY) の原則に従っていますので、このフレームワークを使用すると、開発者はプロジェクトで楽に共同作業を行えます。フレームワークの構造は統一性を促し、チームメンバー間のコラボレーションをしやすくします。

適応性と柔軟性:

例: C++

C++ はその適応性と柔軟性で知られています。開発者は低レベルと高レベルの両方のコードを記述できます。システム プログラミングからゲーム開発まで、さまざまな用途で使用されています。C++ はパフォーマンスと抽象化のバランスがとれているため、さまざまなドメインや必須要件に適応できます。

問題解決とクリエイティビティ:

例: Python (再び)

Python について再び説明するのは、それなりの理由があります。初心者が学ぶのに最も人気の言語のひとつであるほか、構文が明確でライブラリが豊富なことから、問題解決やクリエイティブな作業にも活用されています。データ分析、機械学習、Web アプリケーションの構築であっても、Python の汎用性の高さから、開発者はクリエイティブな方法で問題解決に取り組めます。その読みやすさと表現力は、より直感的でクリエイティブなコーディングを後押しします。

プログラミング言語のしくみ

プログラミング言語はソフトウェア開発ライフサイクル (SDLC) のあらゆる領域で使用されています。以下に例を示します。

コードの記述: 全てはコードから始まります。開発者はテキストエディタや統合開発者環境 (IDE) を使用して命令を記述し、ロジックや意図をプログラミング言語で表現します。

コンパイルと解釈: コードが記述されると、使用するプログラミング言語の種類に応じてコンパイルと解釈のいずれかが行われます。たとえば C++ の場合、実行前にコード全体が機械可読なバイナリに変換されます。Python のようなインタープリタされた言語の場合、実行時にコードが 1 行ずつ変換されます。

実行: コンパイルまたは解釈されたコードはコンピューターによって実行され、指定された命令を実行して目的の出力を生成します。コード レビューはコードの質を向上させ、チーム メンバー間のディスカッションを促進するために効果的です。

ランタイム エラー: 実行中に、一部の命令が "変換中に失われる" 場合があります。ランタイム エラーにはコード内の論理的な誤りから予期しない問題まで、さまざまなものがあります。デバッグは捜査のような作業です。これらのエラーを特定して修正します。

デバッグ: デバッグはコード内のエラーを見つけて解決するプロセスです。開発者はコード レビュー ツールや手法を使用して問題を追跡し、意図したとおりにソフトウェアが動作するよう徹底するほか、セキュリティ リスクを低減します。

プログラミング言語の種類

プログラミング言語の最も一般的な種類として、パラダイムベースとアプリケーションベースの 2 つに大別できます。

パラダイムベースの言語

パラダイムベースの言語はプログラミングの基本的なスタイルであるプログラミング パラダイムに基づいて分類されます。パラダイムベースの言語の例をいくつか紹介します。

• 命令型言語: 問題の解決に必要な一連の手順を表現するために考案されたものです。プログラムの状態を変更するステートメントを使用して、プログラムがどのように動作するかを記述します。C、C++ 、Java がその例です。

• 関数型言語: 関数型言語は、計算を数学関数の評価として表現するために考案されたものです。関数の使用を重視して、状態や可変データが変更されないようにします。例として Haskell、Lisp、Scala、ML が挙げられます。

• マークアップ言語: マークアップ言語は、テキストにメタデータで注釈を付けるために考案されたものです。Web 開発でテキストの書式設定や表示によく使用されます。例には HTML、XML、LaTeX があります。

アプリケーションベースの言語

アプリケーションベースの言語はアプリケーション ドメインに基づいて分類されます。以下はアプリケーションベースの言語の例です。

• Web 開発言語は、目を引くインタラクティブな Web サイトや Web アプリケーションの作成に欠かせません。HTML、CSS、JavaScript、PHP がその例です。

• モバイル アプリケーション開発言語は、モバイル プラットフォームでアプリケーションを構築するために作られています。例には Java、Kotlin、Swift があります。

• データ サイエンス言語は、統計分析、機械学習、データ操作の目的で考案されたものです。Python、R、SQL がその例です。

人気のあるプログラミング言語

プログラミング言語の人気は時に盛衰し、新しいテクノロジーの登場に伴って新しい言語が常に開発されています。どの言語を使ってコーディングを始めるか、新しいプロジェクトにどの言語を使うか決めようとしているなら、Google Trends の生データを分析した統計を使って言語の現在の人気度を示す「Popularity of Programming Language (PYPL) index (プログラミング言語の人気 インデックス、PYPL)」を確認してみましょう。

常に人気ランキングの上位に入るプログラミング言語には次のようなものがあります。

Python: Web 開発、データ サイエンス、人工知能、自動化などに広く使用されている汎用的な高水準プログラミング言語です。

• 長所: 読みやすさ、汎用性、豊富なライブラリ。

• 短所: 下位の言語に比べて実行速度が遅め。

JavaScript: JavaScript はインタラクティブかつ動的なコンテンツとユーザー インターフェイスを実現できることで知られています。クライアント側とサーバー側の両方のスクリプティングをサポートしています。

• 長所: Web 開発では、非同期プログラミングが一般的。

• 短所: シングルスレッドの性質上、ブラウザーの互換性の問題が発生する可能性あり。

Java: コンパイルされた、オブジェクト指向の静的型付けプログラミング言語です。移植性がありプラットフォームに依存しないことで知られています。Java は金融、ヘルスケア、エンターテイメントなどの業界のアプリケーションや、Android、Web、エンタープライズ アプリケーションの開発に特に有用です。

• 長所: プラットフォームの独立性、強力なコミュニティ サポート。

• 短所: 下位の言語に比べて冗長性が高く、実行速度が遅め。

C++: 高性能のオブジェクト指向言語。システム プログラミングや科学計算で使用されるほか、オペレーティング システム、ブラウザー、ゲームの開発にも使われています。

• 長所: 高性能、豊富なライブラリ サポート。

• 短所: 習得の難しさ。手動でのメモリ管理。

C#: オブジェクト指向のプログラミング言語です。Windows アプリケーションやゲームの開発に使われています。

• 長所: 汎用性の高さ、Visual Studio、.NET Framework、Microsoft Azure との効率的なインテグレーション。

• 短所: Java や Python のような他の人気のある言語に比べて、習得が難しくコミュニティが小規模。

Go: コンパイルされた静的型付けプログラミング言語です。拡張性のある効率的なソフトウェアを構築するために作られた言語です。

• 長所: シンプルさ、並行処理のサポート、コンパイルが高速。

• 短所: 確立された言語に比べてエコシステムが小規模。

他の人気プログラミング言語には、C、PHP、TypeScript、HTML、CSS などがあります。C 言語は汎用性の高い手続き型プログラミング言語です。オペレーティング システム、デバイス ドライバー、組み込みシステムの開発に使用されます。PHP は動的な Web ページの作成に使用されるサーバー側スクリプティング言語です。一方、TypeScript は JavaScript のスーパーセット (上位互換) であり、オプションの静的型付けやその他の機能を言語に追加します。HTML と CSS は Web ページの作成に使用されるマークアップ言語です。

プログラミング言語の学習方法

GitHub Copilot や AI コード生成などの生成 AI ツールの増加に伴い、コーディング言語は職業や分野を問わず共通語として使用されるようになりました。大手テクノロジー企業はコーディングにおける頂点を達成しているように見えるかもしれませんが、プログラミング言語'が社会に与える影響のごく一部に過ぎません。多くの採用担当者は、コーディングの基本的な理解があることは読み書きや外国語言語の習得と同じくらい一般的で重要な要素になるであろうと見込んでいます。新しいプログラミング言語を習得すると、キャリア アップの機会が大きく広がります。

ここでは学習するのに最適なプログラミング言語を決める際に役立ついくつかのステップを紹介します。

1. 目的を明確にする

どのプログラミング言語を学ぶかは、何をしたいかによります。Python や Java のように、言語によっては巨大なサポート コミュニティがあり、習得と使用が簡単で、複数のアプリケーションに使用できるものもあります。よりニッチで非常に特殊なタスクを実行するために作られた言語もあります。

2. 言語を選ぶ

目標に基づいて、目的に沿った言語を選びます。Python は読みやすさと汎用性の高さから、多くの場合、初心者に推奨されます。GitHub のラーニング パスで、自身の目標に関連するトピックを見てみましょう。

3. オンライン コースとチュートリアルを見る

Codecademy、Coursera、Udacity のような多くのプラットフォームでは、さまざまなプログラミング言語のインタラクティブ コースが用意されています。Microsoft Learn の動画シリーズである「初心者向け Python」をご覧ください。

4. e ブックとドキュメントを見る

プログラミング言語に関する定評ある e ブックを見てみましょう。GitHub や Microsoft Learn のような業界リーダーの公式ドキュメントやリソースもご覧ください。

5. 実践を重ねる

実際のプロジェクトに取り組んで知識を応用します。GitHub のようなプラットフォームでは、コラボレーション、ショーケース、実用的な言語に関する質問を歓迎する場が設けられています。

6. 学習者のコミュニティに参加する

オンライン フォーラムやコミュニティに参加して、サポートを求めたり、体験を共有したり、他の学習者やエキスパートとつながったりしましょう。コミュニティについて知り、自身の選んだ言語で他の開発者が何をしているかを学びましょう。

プログラミング言語の使用開始

このように、プログラミング言語を使用すると、コンピューターに命令して、ゲームや遊び用のプラットフォームを構築したり、コミュニティを物理的および仮想的につなげたり、救命医療の介入を提供するプログラムを作成したりできます。

これらの言語を使用するのは、大手テクノロジー企業やシリコン バレーで働く開発者のみではありません。科学、ゲーム、スポーツ、金融、ヘルスケアなど、さまざまな分野の独学コーダーが、常に新しい言語を習得しています。1 つ (または複数の) プログラミング言語に精通することは、ソフトウェア開発において不可欠です。経験豊富な開発者でも、好奇心のある初心者でも、新しいプログラミング言語を学べば、テクノロジーを独創的に活用する方法が生まれ、言語を問わず "満足のいくコーディング" につながります。

使用開始に役立つその他のリソース

• 「Write more code by writing less code with GitHub Copilot (GitHub Copilot を使用して、より少ないコードでより多くのコードを記述する) >」

• 「開発者がセキュア ソフトウェアをより早く構築できるようにする >」