High-Level Language (HLL) - उच्च स्तरीय भाषा क्या है?

उच्च-स्तरीय भाषा (HLL) एक प्रकार की प्रोग्रामिंग भाषा है जिसे कंप्यूटर प्रोग्रामिंग को सरल बनाने और इसे मनुष्यों के लिए अधिक सुलभ बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

निम्न-स्तरीय भाषाओं के विपरीत, जो कंप्यूटर के हार्डवेयर के साथ निकटता से जुड़ी होती हैं, उच्च-स्तरीय भाषाएँ मानव भाषाओं से मिलती-जुलती हैं, दोनों वाक्यविन्यास (नियमों का सेट जो प्रतीकों के संयोजन को परिभाषित करता है जिन्हें सही ढंग से संरचित प्रोग्राम माना जाता है) और शब्दार्थ ( उन प्रतीकों का अर्थ)।

यह डिज़ाइन दृष्टिकोण प्रोग्रामर को अधिक सहज तरीके से कोड लिखने की अनुमति देता है, कंप्यूटर की वास्तुकला की जटिलताओं से प्रभावित हुए बिना समस्याओं को हल करने और एल्गोरिदम विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करता है।

उच्च-स्तरीय भाषाओं का उद्देश्य मनुष्यों द्वारा पढ़ने और लिखने में आसान होना, मशीन भाषा की जटिलताओं को दूर करना और प्राकृतिक मानव भाषाओं के समान वाक्यविन्यास पर ध्यान केंद्रित करना है।

यह डिज़ाइन दर्शन प्रोग्रामर्स को समस्याओं को हल करने पर अधिक ध्यान केंद्रित करने और कंप्यूटर के हार्डवेयर ऑपरेशन की बारीकियों पर कम ध्यान केंद्रित करने में सक्षम बनाता है।

 

उच्च स्तरीय भाषा के लक्षण

उच्च-स्तरीय भाषाओं की परिभाषित विशेषताओं में से एक मशीनी भाषा से उनका अमूर्तन है। मशीन भाषा, या मशीन कोड, कच्ची, बाइनरी भाषा है जिसे सीधे कंप्यूटर के सीपीयू द्वारा समझा जाता है। दूसरी ओर, उच्च-स्तरीय भाषाएँ प्रोग्रामर को ऐसे शब्दों और प्रतीकों का उपयोग करके कोड लिखने की अनुमति देती हैं जिन्हें समझना और याद रखना आसान होता है।

इस अमूर्त परत का मतलब है कि उच्च-स्तरीय भाषाओं के साथ, आप मशीन के अंदर क्या हो रहा है, जैसे मेमोरी प्रबंधन या सीपीयू के विशिष्ट निर्देशों के बारे में बारीकियों से चिंतित नहीं हैं। इसके बजाय, आप प्रोग्राम के तर्क को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं और भाषा के कंपाइलर या दुभाषिया को इन उच्च-स्तरीय निर्देशों के मशीन कोड में अनुवाद को संभालने दे सकते हैं।

इस अमूर्तन का अर्थ यह भी है कि उच्च-स्तरीय भाषाएँ हार्डवेयर पर वास्तविक निष्पादन से कम्प्यूटेशनल प्रक्रियाओं को मजबूत रूप से अलग करने की पेशकश कर सकती हैं। वे कंप्यूटर प्रोग्रामिंग के कई जटिल पहलुओं को स्वचालित रूप से प्रबंधित करते हैं, जैसे मेमोरी आवंटन और डेटा प्रकार प्रबंधन।

नतीजतन, उच्च-स्तरीय भाषाएं न केवल प्रोग्रामिंग को शुरुआती लोगों के लिए अधिक सुलभ बनाती हैं, बल्कि एक साफ और अधिक सरल वाक्यविन्यास प्रदान करके अनुभवी प्रोग्रामर के लिए विकास प्रक्रिया को भी तेज करती हैं जो हार्डवेयर बाधाओं के बजाय तर्क और कार्यक्षमता पर केंद्रित है।

उच्च स्तरीय भाषाओं का उद्देश्य

उच्च-स्तरीय भाषाओं का लक्ष्य कोडिंग प्रक्रिया को सुव्यवस्थित करना और इसे सार्वभौमिक रूप से सुलभ बनाना है। यहां कुछ मुख्य उद्देश्य दिए गए हैं जो एचएलएल के विकास और व्यापक रूप से अपनाने की नींव रखते हैं।

उपयोग में आसानी

उच्च-स्तरीय भाषाओं का प्राथमिक उद्देश्य प्रोग्रामिंग को सरल बनाना है। प्राकृतिक भाषा को प्रतिबिंबित करने वाले वाक्यविन्यास को अपनाकर, ये भाषाएँ नए प्रोग्रामर के लिए सीखने की अवस्था को कम करती हैं और अनुभवी कोडर्स के लिए उत्पादकता बढ़ाती हैं। यह उपयोगकर्ता-अनुकूल प्रकृति कई मायनों में स्पष्ट है:

• स्वचालित मेमोरी प्रबंधन: निम्न-स्तरीय भाषाओं के विपरीत, जिन्हें मेमोरी आवंटन और डीलोकेशन पर मैन्युअल नियंत्रण की आवश्यकता होती है, उच्च-स्तरीय भाषाएँ इस प्रक्रिया को स्वचालित करती हैं। इससे मेमोरी लीक और अन्य संबंधित त्रुटियों का जोखिम कम हो जाता है, जिससे प्रोग्रामर को अपने अनुप्रयोगों की कार्यक्षमता पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति मिलती है।
• स्पष्ट सिंटैक्स: उच्च-स्तरीय भाषाओं को स्पष्ट और संक्षिप्त सिंटैक्स की विशेषता के साथ पठनीयता को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया गया है। इससे न केवल कोड लिखना आसान हो जाता है, बल्कि डिबगिंग और रखरखाव भी सरल हो जाता है, क्योंकि कुछ समय बाद दोबारा देखने पर कोड दूसरों या मूल प्रोग्रामर के लिए अधिक समझ में आता है।

 

सभी प्रणालियों में पोर्टेबिलिटी

उच्च-स्तरीय भाषाओं का एक और बड़ा लाभ उनकी पोर्टेबिलिटी है, जो महत्वपूर्ण संशोधनों की आवश्यकता के बिना विभिन्न हार्डवेयर प्लेटफार्मों पर चलने के लिए सॉफ़्टवेयर की क्षमता को संदर्भित करता है। यह पोर्टेबिलिटी निम्नलिखित तंत्रों के माध्यम से संभव हुई है:

• कंपाइलर और दुभाषिए: ये ऐसे प्रोग्राम हैं जो उच्च-स्तरीय कोड को मशीन कोड में अनुवादित करते हैं जिसे कंप्यूटर का प्रोसेसर समझ सकता है। एक कंपाइलर इस अनुवाद को पहले से करता है, एक स्टैंड-अलोन निष्पादन योग्य प्रोग्राम बनाता है, जबकि एक दुभाषिया कोड को ऑन-द-फ्लाई अनुवाद करता है, इसे लाइन दर लाइन निष्पादित करता है। क्योंकि कंपाइलर या दुभाषिया विशेष रूप से लक्ष्य प्लेटफ़ॉर्म के लिए डिज़ाइन किया गया है, वही उच्च-स्तरीय कोड किसी भी प्लेटफ़ॉर्म पर चल सकता है जिसके लिए संबंधित कंपाइलर या दुभाषिया है।
• क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म संगतता: उच्च-स्तरीय भाषाएँ कंप्यूटर के हार्डवेयर की विशिष्टताओं को दूर कर देती हैं, जिससे इन भाषाओं में लिखे गए प्रोग्राम विभिन्न वातावरणों के अनुकूल हो जाते हैं। इसका मतलब यह है कि उच्च-स्तरीय भाषा में लिखा गया प्रोग्राम विंडोज़ मशीन, मैक या लिनक्स सिस्टम पर स्रोत कोड में न्यूनतम या बिना किसी बदलाव के चल सकता है।

उच्च स्तरीय भाषाओं का निष्पादन

उच्च स्तरीय भाषा कोड को मशीन कोड में बदलना, जिसे कंप्यूटर का प्रोसेसर निष्पादित कर सकता है, प्रोग्रामिंग में एक मौलिक प्रक्रिया है। यह रूपांतरण दो प्राथमिक तरीकों से हो सकता है: संकलन और व्याख्या।

प्रोग्राम चलने से पहले एक कंपाइलर पूरे उच्च-स्तरीय कोड को मशीन कोड में अनुवादित करता है। यह मशीन कोड फिर एक निष्पादन योग्य फ़ाइल के रूप में सहेजा जाता है, जिसे कंप्यूटर पर चलाया जा सकता है।

संकलित भाषाएँ, जैसे C++, अपनी तेज़ निष्पादन गति के लिए जानी जाती हैं। चूँकि अनुवाद एक ही बार में किया जाता है, प्रोग्राम निष्पादन के दौरान स्रोत कोड या कंपाइलर की आवश्यकता के बिना सीधे हार्डवेयर पर चल सकता है।

संकलन के विपरीत, व्याख्या उच्च-स्तरीय कोड को ऑन-द-फ्लाई मशीन कोड में अनुवादित करती है, इसे लाइन दर लाइन निष्पादित करती है।

पायथन जैसी व्याख्या की गई भाषाएं लचीलापन और परीक्षण में आसानी प्रदान करती हैं क्योंकि कोड में बदलाव किए जा सकते हैं और एक अलग संकलन चरण की आवश्यकता के बिना तुरंत चलाया जा सकता है। हालाँकि, इससे संकलित भाषाओं की तुलना में निष्पादन समय धीमा हो सकता है, क्योंकि अनुवाद प्रक्रिया निष्पादन के साथ-साथ होती है।

 

कंपाइलर्स और दुभाषियों की भूमिका

कंपाइलर और दुभाषिए प्रोग्रामर द्वारा लिखे गए मानव-पठनीय कोड और कंप्यूटर द्वारा समझे जाने वाले बाइनरी कोड के बीच सेतु का काम करते हैं।

यहां बताया गया है कि वे उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं के साथ कैसे काम करते हैं:

• कंपाइलर: संपूर्ण स्रोत कोड का विश्लेषण करें, त्रुटियों की जांच करें और इसे मशीन कोड में अनुवाद करें। इस प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं, जिनमें शाब्दिक विश्लेषण, पार्सिंग, सिमेंटिक विश्लेषण और कोड निर्माण शामिल हैं। आउटपुट एक स्टैंडअलोन निष्पादन योग्य फ़ाइल है जिसे लक्ष्य प्लेटफ़ॉर्म पर चलाया जा सकता है।
• दुभाषिए: स्रोत कोड को एक समय में एक पंक्ति या कथन पढ़ें, इसे मशीन निर्देशों में अनुवाद करें और इसे तुरंत निष्पादित करें। यह विधि इंटरैक्टिव कोडिंग सत्रों की अनुमति देती है और स्क्रिप्टिंग भाषाओं के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।
• जस्ट-इन-टाइम (जेआईटी) संकलन: कुछ भाषाएं, जैसे जावा, एक हाइब्रिड दृष्टिकोण का उपयोग करती हैं जिसे जस्ट-इन-टाइम संकलन के रूप में जाना जाता है। इस मॉडल में, उच्च-स्तरीय कोड को एक मध्यवर्ती रूप (बाइटकोड) में संकलित किया जाता है जो वर्चुअल मशीन (वीएम) की मदद से सभी प्लेटफार्मों पर सार्वभौमिक रूप से निष्पादन योग्य होता है। इसके बाद वीएम रन टाइम पर बाइटकोड को मशीन कोड में संकलित करने के लिए एक जेआईटी कंपाइलर का उपयोग करता है, जो संकलित भाषाओं की गति और व्याख्या की गई भाषाओं के लचीलेपन के बीच संतुलन प्रदान करता है।