Programming Language Design là lĩnh vực nghiên cứu và phát triển cách thức tạo ra các ngôn ngữ lập trình — bao gồm cú pháp (syntax), ngữ nghĩa (semantics), mô hình thực thi (execution model), và hệ thống kiểu (type system). Đây là nền tảng quan trọng giúp các lập trình viên tạo ra phần mềm hiệu quả, dễ bảo trì và có tính bảo mật cao.
Thành phần chính trong thiết kế ngôn ngữ lập trình
- Cú pháp (Syntax): Quy tắc viết mã nguồn.
- Ngữ nghĩa (Semantics): Ý nghĩa thực thi của chương trình.
- Hệ thống kiểu (Type System): Static/Dynamic, Strong/Weak typing, Type Inference.
- Mô hình tính toán (Computation Model): Imperative, Functional, Logic, OO...
- Runtime & Memory: Garbage Collection, Threading, Concurrency model.
- Toolchain: Compiler, Interpreter, Debugger, Formatter, Linter.
Các mô hình lập trình phổ biến
- Imperative: C, Pascal
- Functional: Haskell, Lisp
- Object-Oriented: Java, C++
- Logic: Prolog
- Reactive/Concurrent: Elixir, Rust async
Thách thức trong thiết kế ngôn ngữ
- ⚖️ Cân bằng giữa tính biểu đạt và đơn giản hóa cú pháp.
- 🔐 Tối ưu bảo mật và kiểm tra lỗi.
- 🌍 Tính mở rộng và tương thích ngược.
- 🛠️ Phát triển hệ sinh thái công cụ hỗ trợ tốt.