ภาษาโปรแกรมรุ่นที่สี่

ภาษาโปรแกรมรุ่นที่สี่ ( 4GL )เป็นภาษาโปรแกรม คอมพิวเตอร์ระดับสูง ที่อยู่ในกลุ่มภาษาที่ได้รับการพัฒนาต่อยอดจากภาษาโปรแกรมรุ่นที่สาม (3GL) ภาษาโปรแกรมแต่ละรุ่นมีเป้าหมายที่จะให้ระดับนามธรรม ที่สูงขึ้น ของรายละเอียดฮาร์ดแวร์ภายในคอมพิวเตอร์ทำให้ภาษานั้นใช้งานง่ายขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น และมีความหลากหลายมากขึ้น แม้ว่าคำจำกัดความของ 4GL จะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา แต่โดยทั่วไปแล้วจะเน้นการทำงานกับชุดข้อมูลขนาดใหญ่ในคราวเดียวมากกว่าการเน้นเฉพาะบิตและไบต์ภาษาที่อ้างว่าเป็น 4GL อาจรวมถึงการสนับสนุนการจัดการฐานข้อมูล การสร้างรายงานการเพิ่มประสิทธิภาพทางคณิตศาสตร์การพัฒนา ส่วนติดต่อผู้ใช้แบบกราฟิก (GUI) หรือการพัฒนาเว็บนักวิจัยบางคนระบุว่า 4GL เป็นกลุ่มย่อยของภาษาเฉพาะโดเมน^[¹^]^[²^]

แนวคิดของ 4GL ได้รับการพัฒนาตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1970 ถึง 1990 ซึ่งทับซ้อนกับการพัฒนา 3GL ส่วนใหญ่ โดย 4GL ถูกระบุว่าเป็นภาษา "ที่ไม่ใช่เชิงกระบวนการ" หรือ "สร้างโปรแกรม" ซึ่งแตกต่างจาก 3GL ที่เป็นภาษาเชิงอัลกอริทึมหรือเชิงกระบวนการ ในขณะที่ 3GL เช่นC , C++ , C# , JavaและJavaScriptยังคงได้รับความนิยมสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย แต่ 4GL ตามที่กำหนดไว้แต่เดิมนั้นพบว่ามีการใช้งานที่เน้นไปที่ฐานข้อมูล รายงาน และเว็บไซต์^{[ 3 ]} 3GL ขั้นสูงบางภาษา เช่นPython , RubyและPerlได้รวมความสามารถของ 4GL บางส่วนไว้ในสภาพแวดล้อม 3GL ทั่วไป^{[ 4 ]}และ มีการพัฒนา ไลบรารีที่มีคุณสมบัติคล้าย 4GL เป็นส่วนเสริมสำหรับ 3GL ยอดนิยมส่วนใหญ่ ทำให้เกิดภาษาที่เป็นส่วนผสมของ 3GL และ 4GL ซึ่งทำให้ความแตกต่างนั้นเลือนหายไป^{[ 5 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 มีความพยายามในการพัฒนาภาษาโปรแกรมรุ่นที่ห้า (5GL)

ประวัติศาสตร์

แม้ว่าจะมีการใช้คำว่า 4GL มาก่อนในเอกสารและการอภิปราย แต่คำนี้ถูกใช้อย่างเป็นทางการครั้งแรกโดยJames MartinในหนังสือApplication Development Without Programmers ใน ปี 1981 ^{[ 6 ]} เพื่ออ้างถึง ภาษาการกำหนดคุณสมบัติ ระดับสูงที่ไม่ใช่เชิงกระบวนการในบางแง่มุม 4GL รุ่นแรกๆ ถูกรวมอยู่ใน ผลิตภัณฑ์ Informatics MARK-IV (1967) และMAPPERของSperry (ใช้งานภายในในปี 1969 เผยแพร่ในปี 1979)

แรงจูงใจในการริเริ่มและความสนใจอย่างต่อเนื่องของ '4GL' มีหลายประการ คำนี้สามารถนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์หลากหลายประเภท นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับแนวทางที่มุ่งเน้น คุณสมบัติ เชิงความหมายและพลังในการใช้งานที่มากขึ้น เช่นเดียวกับที่ 3GL มอบพลังที่มากขึ้นให้กับโปรแกรมเมอร์ 4GL ก็เปิดสภาพแวดล้อมการพัฒนาให้แก่ผู้คนในวงกว้างมากขึ้นเช่นกัน

รูปแบบการป้อนข้อมูลเบื้องต้นสำหรับ 4GL รองรับการป้อนข้อมูลภายในขีดจำกัด 72 ตัวอักษรของบัตรเจาะรู (ใช้ 8 ไบต์สำหรับการจัดลำดับ) โดยที่แท็กของบัตรจะระบุประเภทหรือฟังก์ชัน ด้วยการใช้บัตรเพียงไม่กี่ใบอย่างชาญฉลาดชุดบัตร 4GLสามารถนำเสนอความสามารถในการประมวลผลและการรายงานที่หลากหลาย ในขณะที่ฟังก์ชันการทำงานที่เทียบเท่ากันซึ่งเขียนด้วยภาษา3GL อาจครอบคลุม บัตรทั้งกล่องหรือมากกว่านั้น^{[ 7 ]}

รูปแบบ 72 ตัวอักษรยังคงใช้กันอยู่ระยะหนึ่งแม้ว่าฮาร์ดแวร์จะพัฒนาไปสู่หน่วยความจำและอินเทอร์เฟซเทอร์มินัลที่ใหญ่ขึ้นก็ตาม ถึงแม้จะมีข้อจำกัด แต่แนวทางนี้ก็รองรับแอปพลิเคชันที่ซับซ้อนได้อย่างดี

เมื่ออินเทอร์เฟซได้รับการปรับปรุงและอนุญาตให้ใช้คำสั่งที่มีความยาวมากขึ้นและการจัดการอินพุตที่ขับเคลื่อนด้วยไวยากรณ์ พลังที่มากขึ้นก็เกิดขึ้นตามมา ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นโดย Nicholas Rawlings ในความคิดเห็นของเขาสำหรับพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์เกี่ยวกับ NCSS ^{[ 8 ]}เขารายงานว่าJames Martinขอให้ Rawlings เสนอ วิธีแก้ปัญหา NOMADสำหรับปัญหามาตรฐานที่ Martin เรียกว่าปัญหาของวิศวกร : "ให้เงินเดือนเพิ่ม 6% แก่วิศวกรที่มีคะแนนงานเฉลี่ย 7 หรือสูงกว่า" Martin ให้ "โค้ด COBOL สิบสองหน้า จากนั้นก็ใช้Mark IV เพียงหนึ่งหรือสองหน้า จากInformatics " Rawlings เสนอคำสั่งเดียวที่ดำเนินการแบบ set-at-a-time

การพัฒนา 4GL ได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย โดยข้อจำกัดของฮาร์ดแวร์และระบบปฏิบัติการมีน้ำหนักมาก เมื่อ 4GL เปิดตัวครั้งแรก การผสมผสานฮาร์ดแวร์และระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกันทำให้จำเป็นต้องมีการสนับสนุนการพัฒนาแอปพลิเคชันแบบกำหนดเองที่เฉพาะเจาะจงสำหรับระบบนั้น ๆ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าจะมียอดขาย ตัวอย่างหนึ่งคือ ระบบ MAPPERที่พัฒนาโดยSperry แม้ว่าจะมีรากฐานย้อนกลับไปตั้งแต่เริ่มต้น แต่ระบบนี้ก็พิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จในแอ ปพลิเคชันหลายอย่างและได้รับการพอร์ตไปยังแพลตฟอร์มที่ทันสมัย รุ่นล่าสุดถูกฝังอยู่ใน BIS ^{[ 9 ]} ของUnisys ปัจจุบัน MARK-IVเป็นที่รู้จักในชื่อ VISION:BUILDER และจัดจำหน่ายโดยComputer Associates

ทางรถไฟซานตาเฟใช้MAPPERเพื่อพัฒนาระบบในโครงการที่เป็นตัวอย่างแรกๆ ของ 4GL การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและการเขียนโปรแกรมโดยผู้ใช้ [ ^{10 ] แนวคิด}ก็คือ การสอนผู้เชี่ยวชาญด้านรถไฟให้ใช้MAPPER นั้น ง่าย กว่าการสอนโปรแกรมเมอร์เกี่ยวกับ "ความซับซ้อนของการดำเนินงานทางรถไฟ"

หนึ่งในภาษาโปรแกรมยุคแรกๆ (และพกพาได้) ที่มีคุณสมบัติ 4GL คือRAMISซึ่งพัฒนาโดย Gerald C. Cohen ที่Mathematica บริษัทซอฟต์แวร์ทางคณิตศาสตร์ ต่อมา Cohen ได้ออกจาก Mathematica และก่อตั้ง Information Builders เพื่อสร้างภาษา โปรแกรม 4GL ที่เน้นการรายงานข้อมูลคล้ายกัน โดยใช้ชื่อว่าFOCUS

ภาษาโปรแกรม 4GL รุ่นหลังๆ นั้นเชื่อมโยงกับระบบฐานข้อมูล และแตกต่างจากภาษาโปรแกรมรุ่นก่อนๆ อย่างมากในด้านการใช้เทคนิคและทรัพยากร ซึ่งเป็นผลมาจากการพัฒนาด้านการคำนวณโดยทั่วไปเมื่อเวลาผ่านไป

จุดพลิกผันที่น่าสนใจอย่างหนึ่งในวงการ 4GL คือการตระหนักว่าอินเทอร์เฟซแบบกราฟิกและการให้เหตุผลที่เกี่ยวข้องของผู้ใช้ก่อให้เกิด 'ภาษา' ที่เข้าใจได้ยาก

ประเภท

4GL มีหลายประเภทที่แตกต่างกัน:

การเขียนโปรแกรมแบบใช้ตาราง (ไม่ต้องเขียนโค้ด) มักทำงานร่วมกับเฟรมเวิร์กและไลบรารีรันไทม์ แทนที่จะใช้โค้ด นักพัฒนาจะกำหนดตรรกะโดยการเลือกการดำเนินการจากรายการคำสั่งการจัดการหน่วยความจำหรือตารางข้อมูลที่กำหนดไว้ล่วงหน้า กล่าวอีกนัยหนึ่ง แทนที่จะเขียนโค้ด นักพัฒนาจะใช้การเขียนโปรแกรมอัลกอริทึมแบบใช้ตาราง (ดูตารางควบคุมที่สามารถใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ได้เช่นกัน) เครื่องมือประเภทนี้สามารถใช้สำหรับการพัฒนาแอปพลิเคชันทางธุรกิจ โดยปกติจะประกอบด้วยแพ็กเกจที่อนุญาตให้ทั้งการจัดการข้อมูลทางธุรกิจและการรายงาน ดังนั้นจึงมาพร้อมกับหน้าจอ GUI และโปรแกรมแก้ไขรายงาน โดยทั่วไปแล้วจะมีการบูรณาการกับไลบรารีแบบไดนามิกลิงก์ ระดับล่าง (DLL) อย่างน้อยหนึ่งตัว ซึ่งสร้างขึ้นจาก 3GL ทั่วไป สำหรับกรณีที่ต้องการการดำเนินการเฉพาะฮาร์ดแวร์/ระบบปฏิบัติการเพิ่มเติม
ภาษาโปรแกรม สำหรับสร้างรายงานจะรับคำอธิบายรูปแบบข้อมูลและรายงานที่จะสร้าง จากนั้นจึงสร้างรายงานที่ต้องการโดยตรงหรือสร้างโปรแกรมเพื่อสร้างรายงาน (ดูเพิ่มเติมที่RPG )
ในทำนองเดียวกันโปรแกรมสร้างหน้าจอ (หรือเรียกว่าโปรแกรมสร้างแบบฟอร์ม) จะจัดการการโต้ตอบออนไลน์กับผู้ใช้ระบบแอปพลิเคชัน หรือสร้างโปรแกรมเพื่อทำเช่นนั้น
4GL ที่มีความทะเยอทะยานมากขึ้น (บางครั้งเรียกว่าสภาพแวดล้อมรุ่นที่สี่ ) พยายามสร้างระบบทั้งหมดโดยอัตโนมัติจากผลลัพธ์ของ เครื่องมือ วิศวกรรมซอฟต์แวร์ช่วยคอมพิวเตอร์ (CASE) ข้อกำหนดของหน้าจอและรายงาน และอาจรวมถึงข้อกำหนดของตรรกะการประมวลผลเพิ่มเติมบางอย่างด้วย
ภาษาโปรแกรม 4GL สำหรับการจัดการข้อมูลเช่นSAS , SPSSและStataมีคำสั่ง การเขียนโค้ดที่ซับซ้อน สำหรับการจัดการข้อมูล การจัดรูปแบบไฟล์ใหม่ การเลือกกรณีศึกษา และการจัดทำเอกสารข้อมูล เพื่อเตรียมข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์ทางสถิติและการรายงาน
ภาษาโปรแกรมที่เรียกว่า "XTalk" พัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยใช้ Hypercard ของ Apple ในปี 1987 Hypercard เป็นต้นกำเนิดของโปรแกรมที่ทันสมัยและทรงพลังกว่า เช่น SuperCard, Toolbook และ LiveCode

ภาษาโปรแกรม 4GL บางภาษามีเครื่องมือในตัวที่ช่วยให้สามารถระบุข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย:

วิธีการพัฒนาระบบ วิศวกรรมข้อมูล ของเจมส์ มาร์ตินได้รับการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติเพื่อให้สามารถป้อนผลลัพธ์ของการวิเคราะห์และออกแบบระบบในรูปแบบของแผนภาพการไหลของข้อมูลแผนภาพความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตีแผนภาพประวัติชีวิตของเอนทิตี ฯลฯ ซึ่ง จะสร้างโค้ด COBOLหลายแสนบรรทัดขึ้น มาในชั่วข้ามคืน
เมื่อไม่นานมานี้ ผลิตภัณฑ์ Oracle DesignerและOracle Developer Suite 4GL ของบริษัท Oracle Corporationสามารถบูรณาการเข้าด้วยกันเพื่อสร้างคำจำกัดความของฐานข้อมูล รวมถึงโปรแกรมแบบฟอร์มและรายงานได้

สภาพแวดล้อมแบบ Low Code

ในศตวรรษที่ 21 ระบบ 4GL ได้เกิดขึ้นเป็นสภาพแวดล้อมหรือแพลตฟอร์ม "low code"สำหรับปัญหาการพัฒนาแอปพลิเคชันอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้นๆ ผู้ขายมักจะจัดเตรียมระบบตัวอย่าง เช่น CRM การจัดการสัญญา การติดตามข้อบกพร่อง ซึ่งสามารถพัฒนาได้โดยใช้การเขียนโปรแกรมเพียงเล็กน้อย^{[ 11 ]}