لغة برمجة من الجيل الرابع

لغة البرمجة من الجيل الرابع ( 4GL ) هي لغة برمجة حاسوبية عالية المستوى ، تنتمي إلى فئة اللغات التي تُعتبر تطورًا للغات البرمجة من الجيل الثالث (3GL). يهدف كل جيل من أجيال لغات البرمجة إلى توفير مستوى أعلى من التجريد لتفاصيل مكونات الحاسوب الداخلية ، مما يجعل اللغة أكثر سهولة في الاستخدام ، وقوة، وتعددًا في الاستخدام. على الرغم من أن تعريف 4GL قد تغير بمرور الوقت، إلا أنه يمكن تمييزها بالتعامل مع مجموعات كبيرة من المعلومات في آن واحد، بدلًا من التركيز على البتات والبايتات فقط . قد تشمل اللغات التي تُصنف ضمن 4GL دعم إدارة قواعد البيانات ، وإنشاء التقارير ، والتحسين الرياضي ، وتطوير واجهات المستخدم الرسومية (GUI) ، أو تطوير مواقع الويب . يرى بعض الباحثين أن لغات 4GL هي مجموعة فرعية من اللغات المتخصصة في مجالات محددة . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

تطوّر مفهوم لغات الجيل الرابع (4GL) خلال الفترة من سبعينيات القرن العشرين وحتى تسعينياته، متداخلًا مع معظم مراحل تطوير لغات الجيل الثالث (3GL). وتمّ تعريف لغات الجيل الرابع بأنها لغات "غير إجرائية" أو "مولدة للبرامج"، على عكس لغات الجيل الثالث التي تُوصف بأنها لغات خوارزمية أو إجرائية. وبينما لا تزال لغات الجيل الثالث مثل C و C++ و C# و Java و JavaScript شائعة الاستخدام في تطبيقات متنوعة، فقد ركّزت استخدامات لغات الجيل الرابع، وفقًا لتعريفها الأصلي، على قواعد البيانات والتقارير ومواقع الويب. ^{[ 3 ]} وتجمع بعض لغات الجيل الثالث المتقدمة، مثل Python و Ruby و Perl ، بعض قدرات لغات الجيل الرابع ضمن بيئة لغات الجيل الثالث العامة، ^{[ 4 ]} كما تمّ تطوير مكتبات ذات ميزات شبيهة بلغات الجيل الرابع كإضافات لمعظم لغات الجيل الثالث الشائعة، مما ينتج عنه لغات تجمع بين خصائص لغات الجيل الثالث والرابع، ويُقلّل من التمييز بينهما. ^{[ 5 ]}

في الثمانينيات والتسعينيات من القرن العشرين، كانت هناك جهود لتطوير لغات البرمجة من الجيل الخامس (5GL).

على الرغم من استخدامها سابقًا في الأبحاث والمناقشات، فقد استُخدم مصطلح 4GL رسميًا لأول مرة من قِبل جيمس مارتن في كتابه الصادر عام 1981 بعنوان " تطوير التطبيقات بدون مبرمجين " ^{[ 6 ]} للإشارة إلى لغات المواصفات غير الإجرائية عالية المستوى . وبشكل بدائي، أُدرجت لغات 4GL المبكرة في منتج Informatics MARK-IV (1967) وبرنامج MAPPER من Sperry (للاستخدام الداخلي عام 1969، والإصدار عام 1979).

تتعدد دوافع ظهور لغات البرمجة من الجيل الرابع (4GL) واستمرار الاهتمام بها. يُمكن تطبيق هذا المصطلح على مجموعة واسعة من منتجات البرمجيات، كما يُمكن تطبيقه على منهجية تسعى إلى تحقيق خصائص دلالية أفضل وقدرات تنفيذية أكبر. وكما منحت لغات البرمجة من الجيل الثالث (3GL) المبرمجين قدرات أكبر، كذلك فتحت لغات البرمجة من الجيل الرابع (4GL) بيئة التطوير أمام شريحة أوسع من المستخدمين.

كان نظام الإدخال المبكر للغة الجيل الرابع يدعم إدخال البيانات ضمن حد 72 حرفًا للبطاقة المثقبة (8 بايتات تُستخدم للتسلسل)، حيث يُحدد مُعرّف البطاقة نوعها أو وظيفتها. وباستخدام عدد قليل من البطاقات بحكمة، يُمكن لمجموعة بطاقات الجيل الرابع أن تُوفر مجموعة واسعة من إمكانيات المعالجة وإعداد التقارير، بينما قد تتطلب الوظائف المُكافئة المُبرمجة بلغة الجيل الثالث ، ربما، صندوقًا كاملًا أو أكثر من البطاقات . ^{[ 7 ]}

استمر استخدام تنسيق 72 حرفًا لفترة من الزمن مع تطور الأجهزة نحو ذاكرة أكبر وواجهات طرفية أوسع. وعلى الرغم من محدودياته، فقد دعم هذا النهج تطبيقات بالغة التعقيد.

مع تحسن واجهات المستخدم وإمكانية استخدام عبارات أطول ومعالجة المدخلات وفقًا لقواعد اللغة، ازدادت القدرة بشكل ملحوظ. يوضح نيكولاس راولينغز مثالًا على ذلك في تعليقاته لمتحف تاريخ الحاسوب حول NCSS. ^{[ 8 ]} يذكر أن جيمس مارتن طلب من راولينغز حلًا بسيطًا لمشكلة شائعة أطلق عليها مارتن اسم " مشكلة المهندس" : "منح زيادات بنسبة 6% للمهندسين الذين حصلوا على متوسط ​​تقييم وظيفي 7 أو أعلى". قدم مارتن "اثنتي عشرة صفحة من لغة كوبول، ثم صفحة أو صفحتين فقط من لغة مارك 4 ، من كتاب المعلوماتية ". اقترح راولينغز عبارة واحدة فقط، تُنفذ عملية مجموعة واحدة في كل مرة.

تأثر تطوير لغة البرمجة من الجيل الرابع (4GL) بعدة عوامل، كان لقيود الأجهزة وأنظمة التشغيل دورٌ كبير فيها. عند طرح لغة 4GL لأول مرة، استلزم التباين الكبير في الأجهزة وأنظمة التشغيل دعمًا لتطوير تطبيقات مخصصة تتناسب مع النظام لضمان المبيعات. ومن الأمثلة على ذلك نظام MAPPER الذي طورته شركة Sperry . ورغم أن جذوره تعود إلى بدايات تطوير هذه اللغة، فقد أثبت النظام نجاحه في العديد من التطبيقات، وتم نقله إلى منصات حديثة. أما أحدث إصداراته، فهو مُدمج في نظام BIS ^{[ 9 ]} الذي تقدمه شركة Unisys . يُعرف نظام MARK-IV الآن باسم VISION:BUILDER، وتقدمه شركة Computer Associates .

استخدمت شركة سكة حديد سانتا فيه برنامج MAPPER لتطوير نظام في مشروع كان مثالاً مبكراً على لغة الجيل الرابع، والنمذجة السريعة ، والبرمجة من قبل المستخدمين . ^{[ 10 ]} كانت الفكرة هي أنه من الأسهل تعليم خبراء السكك الحديدية استخدام MAPPER بدلاً من تعليم المبرمجين "تعقيدات عمليات السكك الحديدية".

كانت لغة RAMIS، التي طورها جيرالد سي. كوهين في شركة Mathematica المتخصصة في برامج الرياضيات، من أوائل اللغات (والتي يمكن نقلها بسهولة) التي تمتعت بخصائص الجيل الرابع للغات البرمجة. ترك كوهين شركة Mathematica وأسس شركة Information Builders لإنشاء لغة برمجة مماثلة من الجيل الرابع للغات البرمجة، موجهة نحو إعداد التقارير، أطلق عليها اسم FOCUS .

ترتبط أنواع الجيل الرابع اللاحقة بنظام قاعدة البيانات وتختلف اختلافًا كبيرًا عن الأنواع السابقة في استخدامها للتقنيات والموارد التي نتجت عن التحسين العام للحوسبة مع مرور الوقت.

من الأمور المثيرة للاهتمام في مشهد الجيل الرابع من لغات البرمجة هو إدراك أن الواجهات الرسومية والمنطق المرتبط بها الذي يقوم به المستخدم يشكل "لغة" غير مفهومة بشكل جيد.

توجد أنواع عديدة مختلفة من الجيل الرابع من لغات البرمجة:

• البرمجة القائمة على الجداول (بدون كتابة أكواد)، والتي تعمل عادةً باستخدام إطار عمل ومكتبات برمجية. بدلاً من كتابة الأكواد، يُحدد المطور منطق البرنامج باختيار عملية من قائمة مُحددة مسبقًا لأوامر معالجة الذاكرة أو جداول البيانات. بعبارة أخرى، بدلاً من كتابة الأكواد، يستخدم المطور البرمجة الخوارزمية القائمة على الجداول (انظر أيضًا جداول التحكم التي يمكن استخدامها لهذا الغرض). يمكن استخدام هذه الأدوات لتطوير تطبيقات الأعمال، والتي تتكون عادةً من حزمة تسمح بمعالجة بيانات الأعمال وإعداد التقارير، ولذلك فهي مزودة بواجهات مستخدم رسومية ومحررات تقارير. كما أنها توفر عادةً التكامل مع مكتبة ارتباط ديناميكي (DLL) واحدة أو أكثر من المكتبات ذات المستوى الأدنى، والتي يتم إنشاؤها من لغة برمجة من الجيل الثالث (3GL) عند الحاجة إلى عمليات أكثر تحديدًا للأجهزة أو نظام التشغيل.
• تأخذ لغات برمجة مولد التقارير وصفًا لتنسيق البيانات والتقرير المراد إنشاؤه، ومن ذلك إما أن تقوم بإنشاء التقرير المطلوب مباشرة أو تقوم بإنشاء برنامج لإنشاء التقرير (انظر أيضًا RPG ).
• وبالمثل، فإن مولدات الشاشة (وتسمى أيضًا مولدات النماذج) تدير التفاعلات عبر الإنترنت مع مستخدمي نظام التطبيق أو تولد برامج للقيام بذلك.
• تحاول بيئات الجيل الرابع الأكثر طموحًا (والتي تسمى أحيانًا بيئات الجيل الرابع ) توليد أنظمة كاملة تلقائيًا من مخرجات أدوات هندسة البرمجيات بمساعدة الحاسوب (CASE)، ومواصفات الشاشات والتقارير، وربما أيضًا مواصفات بعض منطق المعالجة الإضافي.
• توفر لغات البرمجة من الجيل الرابع لإدارة البيانات مثل SAS و SPSS و Stata أوامر ترميز متطورة لمعالجة البيانات وإعادة تشكيل الملفات واختيار الحالات وتوثيق البيانات في إعداد البيانات للتحليل الإحصائي وإعداد التقارير.
• لغات "XTalk" التي تم تطويرها في البداية مع برنامج Hypercard من Apple في عام 1987. كان Hypercard هو البرنامج الأصلي لبرامج أكثر حداثة وقوة مثل SuperCard وToolbook وLiveCode.

تتضمن بعض لغات البرمجة من الجيل الرابع أدوات مدمجة تسمح بتحديد جميع المعلومات المطلوبة بسهولة:

• تمت أتمتة نسخة جيمس مارتن من منهجية تطوير أنظمة هندسة البيانات للسماح بإدخال نتائج تحليل وتصميم النظام في شكل مخططات تدفق البيانات ، ومخططات علاقات الكيانات ، ومخططات تاريخ حياة الكيانات ، وما إلى ذلك، والتي من خلالها يتم إنشاء مئات الآلاف من أسطر لغة كوبول بين عشية وضحاها.
• في الآونة الأخيرة، أصبح من الممكن دمج منتجات Oracle Designer و Oracle Developer Suite 4GL التابعة لشركة Oracle Corporation لإنتاج تعريفات قواعد البيانات وبرامج النماذج والتقارير.

في القرن الحادي والعشرين، برزت أنظمة الجيل الرابع (4GL) كبيئات أو منصات "منخفضة البرمجة" لحل مشكلة التطوير السريع للتطبيقات في فترات زمنية قصيرة. غالبًا ما يقدم الموردون أنظمة نموذجية مثل إدارة علاقات العملاء (CRM)، وإدارة العقود، وتتبع الأخطاء، والتي يمكن من خلالها إجراء التطوير بأقل قدر من البرمجة. ^{[ 11 ]}

• قائمة لغات البرمجة من الجيل الرابع
• لغة خاصة بالمجال
• تطوير التطبيقات السريع