Definition „High-Level Programming Language“ Was sind höhere Programmiersprachen?

Von Gedeon Rauch

Menschen und Maschinen sprechen ihre eigenen Sprachen. Um diese in der Praxis möglichst einfach zusammenzubringen, kommen höhere Programmiersprachen zum Einsatz.

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Höhere Programmiersprachen vereinfachen die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine.
Höhere Programmiersprachen vereinfachen die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine.
(Bild: mr_vero / Unsplash)

Der Begriff der höheren Programmiersprache mag auf den ersten Eindruck etwas obskur anmuten – schließlich ist eine höhere Programmiersprache nicht komplexer, sondern deutlich einfacher. High-level Programming Languages benutzen sogar natürliche Sprache, um komplexe maschinelle Zusammenhänge abzubilden und folgen einer einfachen Maxime: Die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine soll möglichst barrierefrei gemacht werden.

Das Programmieren in einer höheren Programmiersprache wird daher von logischen und kreativen Regeln dominiert, der reine technische Aspekt hingegen rückt in den Hintergrund. Die Definition von höheren Programmiersprachen wird vor allem mit Blick auf die Maschinensprachen deutlich.

Maschinensprache und höhere Programmiersprache im Vergleich

Eine Maschinensprache ist eine Programmiersprache, die vom Computer sofort verstanden wird. Programmiererinnen und Programmierer arbeiten hier mit Befehlen, die vom Prozessor genau wie eingegeben ausgeführt werden können. Die Sprache unterliegt hierbei vor allem formalen Gesichtspunkten. Code kann direkt in Quelltext eingegeben werden und Programme werden in unterschiedlichen Codeformaten (hexadezimal, binär, o.ä.) geschrieben.

Weil der Text der Maschinensprache so formalisiert ist, erfordert das Beherrschen einer Maschinensprache einen breiten „Wortschatz“ an Syntax aus der Sprache und ein umfassendes Verständnis für die grammatikalischen und logischen Zusammenhänge der Sprache. Ein Beispiel für eine klassische Maschinensprache ist C.

Höhere Programmiersprachen hingegen setzen auf ein größeres Maß an Abstraktion und erhöhen dadurch die Komplexität der möglichen Programme, ohne die Komplexität des Programmiervorganges zu erhöhen. Dadurch ist ein genaueres Verständnis der zugrunde liegenden Maschinensprache nicht mehr erforderlich. Das System übersetzt von der höheren Programmiersprache über einen Compiler, einen Interpreter oder Betriebssysteme in Maschinensprache und die Hardware setzt die Befehle um.

In der genauen Definition wird eine Programmiersprache immer dann als höher verstanden, wenn die Befehle nicht mehr direkt vom System eingelesen werden können und eine zusätzliche Interpretation erforderlich ist. Wie abstrahiert die höhere Programmiersprache dann tatsächlich ist, hängt von der Programmiersprache ab. Auch eine grafische Interpretation des Codes ist beispielsweise möglich, so dass Code auch auf Touch-Interfaces angepasst werden kann, ohne eine einzige Zeile schreiben zu müssen.

Vorteile einer höheren Programmiersprache

Der wohl größte Vorteil von höheren Programmiersprachen liegt in dem besseren Verständnis, das Developer für das System entwickeln können, ohne mit Maschinencode arbeiten zu müssen.

Es ist heute deutlich wichtiger, dass Entwickelnde logische Probleme lösen und funktionale Apps und Websites produzieren, als dass sie gewissermaßen das Übersetzen zwischen Prozessor und Softwarekonzeption übernehmen. Das Beherrschen komplexer Befehle in Maschinencode ist für das Entwickeln der bestmöglichen Software nicht länger erforderlich und ein riesiger Wortschaft von Maschinensprache keine Bedingung mehr.

Eine höhere Programmiersprache ist an menschliche Syntax angepasst und arbeitet mit leicht verständlichen logischen Zusammenhängen (wie if oder while). Dadurch lässt sich bereits beim Lesen/Schreiben des Codes ein viel besserer Überblick über die Software gewinnen.

Selbst auf Ebene des Projektmanagements kann Code so sinnvoll begutachtet werden, ohne dass dediziertes Know-How eines Maschinencodes gefordert wird.Zudem können höhere Programmiersprachen größtenteils unabhängig von Prozessoren arbeiten, da sie nicht direkt mit der Hardware interagieren müssen. Diese Schnittstelle übernehmen Interpreter oder Compiler.

Zwar lässt sich argumentieren, dass eine Maschinensprache schneller ist, da diese direkt mit der Hardware interagiert. In der Praxis ist die Rechenleistung von modernen Endgeräten aber kein Engpass mehr für die flüssige Funktion einer Software.

Beispiele höhere Programmiersprachen:

  • Java - objektorientierte Programmiersprache
  • JavaScript - multiparadigmatische Programmiersprache
  • C++ - multiparadigmatische Programmiersprache
  • C# - multiparadigmatische Programmiersprache
  • Python - multiparadigmatische Programmiersprache
  • Ruby - multiparadigmatische, tief integrierte Programmiersprache

Ein Test für komplexe Sprachen und ihre einfache Anwendung

Hello World! bzw. Hallo Welt! bezieht sich auf eine Aufgabe, die auf das 1974 verfasste Buch „Programming in C – a Tutorial“ zurück geht. Hierbei wird in verschiedenen Programmiersprachen die Phrase „Hallo Welt!“ ausgegeben, wobei der Clou dahinter ist, dass der erforderliche Code in höheren Programmiersprachen deutlich einfacher ist als dies in Maschinensprachen der Fall wäre.

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Große Operationen durch kleine Befehle

Mit den wachsenden Ansprüchen von User*innen und Hardware steigt auch die Komplexität einer jeden Software. Selbst einfache Apps und Websites nutzen komplexe Interaktionen mit der Hardware, die eine von Menschen nicht mehr zu überblickende Zahl an Interaktionen in Maschinencode benötigen würde.

Mehrere Millionen Befehle in Maschinencode sind hier eher die Regel als die Ausnahme. Dass es kaum wirtschaftlich ist, Menschen diese Prozesse überblicken zu lassen, liegt entsprechend auf der Hand.

Das Schreiben einer Applikation in einer höheren Programmiersprache ist schlichtweg schneller und entsprechend können Teams, Developer und Studios so in kürzerer Zeit höhere Qualität liefern. Ohne höhere Programmiersprachen wäre jegliche Software in ihrer derzeitigen Form undenkbar.

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