طراحی و پیاده‌سازی زبان‌های برنامه‌نویسی کیست؟ توضیح بده.
طراحی و پیاده‌سازی زبان‌های برنامه‌نویسی از مباحث بنیادین علوم کامپیوتر محسوب می‌شود. زبان‌های برنامه‌نویسی ابزاری برای بیان الگوریتم‌ها و منطق برنامه‌نویسی هستند که با استفاده از مفاهیم نظری محاسبات‌پذیری و نظریه زبان‌های رسمی، به ساختاری منسجم و قابل فهم برای انسان و ماشین تبدیل می‌شوند.تاریخچه و روند تکاملی.توسعه زبان‌های برنامه‌نویسی به‌طور پیوسته تحت تأثیر نیازهای رو به رشد صنعت نرم‌افزار قرار داشته است. از زبان‌های ابتدایی مانند اسمبلی تا زبان‌های سطح بالا و چندمنظوره امروزی مانند پایتون،جاوا و C++،مراحل متعددی طی شده است.در دهه‌های گذشته پژوهشگران و مهندسان نرم‌افزار، نظیر تونی هور و نیکلاوس ویرت،اصول و دستورالعمل‌هایی را جهت بهبود طراحی زبان‌ها ارائه داده‌اند.طراحی.در طراحی زبان‌های برنامه‌نویسی عوامل متعددی باید در نظر گرفته شوند. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:گاهی عواملی که در طراحی در نظر گرفته می‌شوند،ممکن است با یکدیگر در تضاد قرار گیرند (مثلاً امنیت در برابر سرعت). بنابراین لازم است ارزیابی شود که آیا زبان مورد نظر در قالب مفسر بهتر عمل می‌کند یا کامپایلر، تعریف نوع آن به چه صورت است و نحوه‌ طراحی دستور ها چگونه باید تنظیم شود. بسیاری از این جنبه‌ها بر اساس اهداف طراحی زبان مشخص می‌شوند؛ نکته مهم، آشنایی مخاطبان با ویژگی‌های منحصربه‌فرد و کاربرد زبان است. همچنین بررسی کاستی‌ها یا دشواری‌های زبان‌های موجود می‌تواند در ارائه پاسخی به نیاز واقعی موثر باشد.برخی از کارشناسان در این حوزه نظرات مفیدی ارائه کرده‌اند؛ به عنوان مثال:«یک زبان برنامه‌نویسی ابزاری است که باید در دشوارترین بخش‌های هنر برنامه‌نویسی یعنی طراحی برنامه،مستندسازی و اشکال‌زدایی به برنامه‌نویس کمک کند.»«معیارهای عینی برای طراحی خوب یک زبان را می‌توان در پنج عبارت خلاصه کرد: سادگی، امنیت، ترجمهٔ سریع، کد ماشینی کارآمد، و خوانایی.»«مضحک است که هنگام اجرای آزمایشی برای اشکال‌زدایی — در حالی که حتی به نتایج اعتمادی نداریم — بررسی‌های امنیتی گسترده‌ای انجام بدهیم و سپس همین بررسی‌ها را در اجرای نهایی، که هر نتیجهٔ اشتباهی ممکن است هزینهٔ گزاف یا پیامدهای فاجعه‌بار داشته باشد، کنار بگذاریم. این وضع را باید به کسی تشبیه کرد که هنگام تمرین قایق‌سواری روی خشکی جلیقهٔ نجات می‌پوشد، اما به‌محض رفتن به دریا آن را درمی‌آورد!»پیاده سازی.مفسر.مفسر برنامه ای است که برنامه دیگری را، معمولاً به صورت متن،همانطور که در زبان هایی مانند پایتون دیده می شود، می خواند.مفسر کد را می خوانند و نتیجه را مستقیماً تولید می کنند.مفسرها معمولاً کد را خط به خط می خوانند و آن را برای تبدیل و اجرای کد به عنوان عملیات و کنش تجزیه می کنند.کامپایلر.کامپایلرها برنامه‌هایی هستند که برنامه‌ها را می‌خوانند، همچنین معمولاً به‌عنوان نوعی متن، و کد را به کد یا عملیات سطح پایین‌تر ماشین تبدیل می‌کنند.فرمت های کامپایل شده تولید شده توسط کامپایلرها،اقدامات سطح پایین تر را به عنوان یک فایل ذخیره می کنند.زبان‌های کامپایل‌شده که به کد ماشین تبدیل می‌شوند،بسیار سریع‌تر هستند،زیرا اجرای عملیات سطح پایین‌تر آسان‌تر است و می‌توان نتایج را زودتر از موعد پیش‌بینی و کامپایل کرد.کامپایل‌ زمان اجرا.برخی از زبان‌های مدرن از تکنیک کامپایل‌ زمان اجرا یا JIT بهره می‌برند. این روش ترکیبی از مزایای مفسر و کامپایلر را ارائه می‌کند و با ترجمه بخش‌هایی از کد به کد ماشین در زمان اجرا، به بهبود عملکرد کمک می‌کند.فرآیند.فرآیندهای ساخت یک زبان برنامه نویسی ممکن است از توسعه دهنده ای به توسعه دهنده دیگر متفاوت باشد. با این حال، در اینجا یک فرآیند کلی از نحوه ایجاد یک زبان برنامه نویسی وجود دارد که شامل مفاهیم مشترک است: