【6日でできるC言語入門】プログラミング言語
現代社会では、パソコンやスマートフォンだけでなく、家電や自動車、インフラ設備など、いたるところにコンピュータが組み込まれています。
このような機器を動かすためには、「どのように動作するか」をコンピュータに伝える必要があります。その役割を担うのが「プログラミング言語」です。
本記事では、プログラミング言語の概要や種類、仕組みについて解説します。
１．プログラミング言語の基礎
1.1. プログラミング言語とは
プログラミング言語は、コンピュータに命令を伝えるための“ことば”です。
プログラム（ソフトウェア）は、この言語を使って記述されます。
プログラミング言語を使うことで、さまざまなアプリケーションやシステムの動作を作り出すことができます。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 目的 | コンピュータへの命令の記述 |
| 使用例 | アプリ開発、家電制御、Webシステム等 |
| 書き方の特徴 | 英単語や記号を用いた独特の構文 |
1.2. 主なプログラミング言語の例
プログラミング言語には多くの種類があります。それぞれに得意な分野や特徴があります。
| 言語名 | 特徴 |
|---|---|
| C | システム開発や組み込み系で広く使われる。高い汎用性と性能を持つ。 |
| C++ | C言語を拡張し、オブジェクト指向を取り入れた言語 |
| C# | Microsoft社が開発。アプリケーションやゲーム開発に利用される。 |
| Java | 大規模システムやAndroidアプリなどに使われる。移植性が高い |
| Swift | Apple社が開発。iOSアプリ開発に特化 |
| PHP | Webアプリケーション開発で多用される。 |
| Ruby | 日本発の言語。Webアプリ開発に便利なRuby on Railsで有名 |
| Python | シンプルで学びやすく、AIやデータ分析、Web開発に幅広く使われる。 |
２．プログラムが動作する仕組み
2.1. マシン語と高級言語
コンピュータが直接理解できるのは、0と1だけで書かれた「マシン語（機械語）」です。しかし、人間にとっては非常に読みにくいため、理解しやすい高級言語が生まれました。
私たちが普段書くC言語やPython、Javaなどはすべて「高級言語」です。
| 言語の種類 | 主な特徴・例 |
|---|---|
| マシン語 | 0と1だけの命令。CPUごとに内容が異なる |
| 高級言語 | 人間が理解しやすい記法。C言語やJavaなど |
マシン語はCPUやOSごとに異なるため、同じプログラムでも環境が違うとそのままでは動きません。
2.2. コンパイラとインタープリタ
高級言語で書かれたプログラムを実際に動かすには、「マシン語」に変換する必要があります。
この変換方法には主に2つあります。
| 方式 | 仕組みと特徴 | 代表例 |
|---|---|---|
| コンパイラ | プログラム全体を一括でマシン語に変換し、その後で実行 | C言語、C++ |
| インタープリタ | ソースコードを1行ずつその場で翻訳しながら実行 | Python、Ruby |
- コンパイラ方式は、実行速度が速い反面、事前の変換（コンパイル）作業が必要です。
- インタープリタ方式は、すぐに動作を試せますが、実行速度がやや遅くなります。
2.3. コンパイラ型言語とインタープリタ型言語の違い
プログラミング言語は、「コンパイラ型」と「インタープリタ型」に大きく分類できます。
| 分類 | 特徴 | 代表的な言語 |
|---|---|---|
| コンパイラ型 | プログラム全体を一度に機械語に変換してから実行 | C, C++, Java |
| インタープリタ型 | プログラムを一行ずつ逐次解釈しながら実行 | Python, Ruby, PHP |
- コンパイラ型は、事前に「コンパイル」という変換作業が必要ですが、一度変換されたプログラムは繰り返し高速に実行できます。
- インタープリタ型は、コンパイル不要ですぐに実行可能ですが、毎回変換作業が必要なため実行速度はやや遅くなります。
３．プログラミング言語の選び方と進化
3.1. 用途に応じた言語の選択
それぞれのプログラミング言語は、得意分野や用途が異なります。
| 用途 | 向いている言語 |
|---|---|
| システム・組み込み開発 | C, C++ |
| Webアプリケーション | PHP, JavaScript, Ruby |
| モバイルアプリ | Swift（iOS）, Kotlin（Android） |
| AI・データ分析 | Python, R |
| ゲーム開発 | C#, C++, Unity, Unreal Engine |
自分が作りたいアプリやシステム、開発環境に合った言語を選ぶことが大切です。
3.2. プログラミング言語の進化
プログラミング言語は時代とともに進化しています。
初期の「機械語」や「アセンブリ言語」から始まり、「高級言語」、そして現在ではAIやビッグデータ解析、IoTなど多様な分野で特化した言語が使われています。
| 世代 | 主な言語例 | 特徴 |
|---|---|---|
| 低級言語 | 機械語、アセンブリ | CPUごとに異なる。人間には扱いにくい。 |
| 高級言語 | C, Java, Python | 人間が理解しやすく、多様な用途に適用可能 |
| スクリプト言語 | Ruby, Python | 簡潔な記法で素早く動作確認ができる。 |
| 特化型言語 | R, SQL, Swift | データ解析やモバイル開発など特定用途に最適化 |
まとめ
プログラミング言語は、「コンピュータに命令を伝えるためのツール」であり、その仕組みや種類は多岐にわたります。
コンパイラやインタープリタの違い、各言語の特徴を理解することで、用途や目的に合った言語を選び、より効率的に開発することができます。
時代とともに進化し続けるプログラミング言語を学び続けることは、エンジニアにとって重要なスキルとなります。
まずは自分の興味や目標に合った言語から学び始めてみましょう。