第4世代プログラミング言語

第4 世代プログラミング言語( 4GL ) は、第 3 世代プログラミング言語(3GL)の発展形として想定される言語のクラスに属する高水準の コンピュータ プログラミング言語です。各世代のプログラミング言語は、コンピュータの内部ハードウェアの詳細をより抽象化することで、言語をよりプログラマーに優しく、強力で、多用途なものにすることを目指しています。4GL の定義は時代とともに変化してきましたが、ビットやバイトだけに焦点を当てるのではなく、大量の情報を一度に操作することで特徴づけることができます。4GL であると主張する言語には、データベース管理、レポート生成、数学的最適化、GUI 開発、またはWeb 開発のサポートが含まれる場合があります。一部の研究者は、4GL はドメイン固有言語のサブセットであると述べています。^{[1] [2]}

4GL の概念は 1970 年代から 1990 年代にかけて開発され、3GL の開発の大部分と重なっていました。4GL は「非手続き型」または「プログラム生成型」言語として認識され、3GL はアルゴリズム言語または手続き型言語と対比されていました。C、C++、C#、Java、JavaScriptなどの 3GL は幅広い用途で人気を博していますが、当初定義された 4GL はデータベース、レポート、および Web サイトに重点を置いた用途がありました。^[3] Python、Ruby、Perlなどの一部の高度な 3GL は、汎用 3GL 環境内で 4GL の機能を組み合わせています。^[4]また、 4GL のような機能を備えたライブラリが、ほとんどの一般的な 3GL のアドオンとして開発され、3GL と 4GL が混在した言語が生成され、区別が曖昧になっています。^[5]

1980 年代から 1990 年代にかけて、第 5 世代プログラミング言語(5GL) の開発に向けた取り組みがありました。

4GLという用語は、以前から論文や議論で使用されていましたが、James Martinが1981年に著したApplication Development Without Programmers ^[6]で 、非手続き型の高水準仕様言語を指すために初めて正式に使用されました。初期の4GLは、 Informatics MARK-IV (1967)製品とSperryのMAPPER (1969社内使用、1979リリース) に原始的な形で含まれていました。

「4GL」の誕生と継続的な関心の動機はいくつかあります。この用語は、多数のソフトウェア製品に適用できます。また、より高度なセマンティックプロパティと実装能力を求めるアプローチにも適用できます。3GL がプログラマーに強力な機能を提供したのと同様に、4GL は開発環境をより幅広いユーザーに開放しました。

4GLの初期の入力方式では、パンチカードの72文字制限（8バイトはシーケンスに使用）内でのデータ入力をサポートしており、カードのタグでタイプや機能を識別していました。数枚のカードをうまく利用すれば、4GLデッキはさまざまな処理やレポート機能を提供できますが、 3GLでコード化された同等の機能は、おそらく1箱かそれ以上のカードを必要とするでしょう。^[7]

ハードウェアが大容量のメモリと端末インターフェースへと進化するにつれ、 72 文字形式はしばらく継続されました。制限はあるものの、このアプローチは高度に洗練されたアプリケーションをサポートしました。

インターフェースが改善され、より長いステートメントと文法駆動型入力処理が可能になったため、さらに強力になりました。この例については、Nomad のページで説明されています。

Nomad の威力のもう 1 つの例は、コンピュータ歴史博物館の NCSS に関するコメントで Nicholas Rawlings が説明しているものです (以下の引用を参照)。彼の報告によると、James Martin は、 Rawlings に、Martin がエンジニアの問題と呼んでいた標準的な問題(「職務評価が平均 7 以上のエンジニアには 6% の昇給を与える」) に対する Nomad のソリューションを依頼しました。Martin は、「COBOL の 12 ページと、 InformaticsのMark IVの 1、2 ページ」を提供しました。Rawlings は、次の 1 つのステートメントを提示し、セットごとに操作を実行しました...

4GLの開発は、ハードウェアとオペレーティングシステムの制約が大きな比重を占めるなど、いくつかの要因の影響を受けました。4GLが初めて導入されたとき、ハードウェアとオペレーティングシステムの異種の組み合わせにより、販売を確実にするために、システム固有のカスタムアプリケーション開発サポートが必要でした。1つの例は、Sperryによって開発されたMAPPERシステムです。このシステムは初期にまで遡りますが、多くのアプリケーションで成功を収めており、最新のプラットフォームに移植されています。最新のバリアントは、Unisys のBIS ^[8]製品に組み込まれています。MARK -IVは現在VISION:BUILDERとして知られ、 Computer Associatesによって提供されています。

サンタフェ鉄道は、4GL、ラピッドプロトタイピング、ユーザーによるプログラミングの初期の例となるプロジェクトで、MAPPERを使用してシステムを開発しました。^[9]その考え方は、プログラマーに「鉄道業務の複雑さ」を教えるよりも、鉄道の専門家にMAPPERの使い方を教える方が簡単であるというものでした。 ^[10]

4GL プロパティを備えた初期の (移植可能な) 言語の 1 つは、数学ソフトウェア会社Mathematicaの Gerald C. Cohen によって開発されたRamisです。Cohen は Mathematica を離れ、Information Builders を設立して、同様のレポート指向の 4GL であるFOCUSを作成しました。

後期の 4GL タイプはデータベース システムに関連付けられており、時間の経過とともにコンピューティングが全般的に改善された結果生まれた技術とリソースの使用において、初期のタイプとは大きく異なります。

4GL シーンの興味深い展開は、グラフィカル インターフェイスと、それに関連するユーザーによる推論が、あまり理解されていない「言語」を形成するという認識です。

4GL にはさまざまな種類があります。

• テーブル駆動型 (コードレス) プログラミング。通常はランタイム フレームワークとライブラリを使用して実行されます。開発者はコードを使用する代わりに、メモリまたはデータ テーブル操作コマンドの事前定義されたリストから操作を選択してロジックを定義します。言い換えると、開発者はコーディングの代わりにテーブル駆動型アルゴリズム プログラミングを使用します (この目的で使用できる制御テーブルも参照)。これらのタイプのツールは、通常、ビジネス データ操作とレポート作成の両方を可能にするパッケージで構成され、GUI 画面とレポート エディターが付属するビジネス アプリケーション開発に使用できます。通常、ハードウェア/OS 固有の操作が必要になった場合に備えて、一般的な 3GL から生成された低レベル DLL との統合が提供されます。
• レポート生成プログラミング言語は、データ形式と生成するレポートの記述を受け取り、それに基づいて必要なレポートを直接生成するか、レポートを生成するプログラムを生成します ( RPGも参照)。
• 同様に、スクリーン ジェネレーター(フォーム ジェネレーターとも呼ばれます) は、アプリケーション システム ユーザーとのオンライン対話を管理したり、そのためのプログラムを生成します。
• より野心的な 4GL (第 4 世代環境と呼ばれることもあります) は、 CASEツールの出力、画面とレポートの仕様、場合によっては追加の処理ロジックの仕様から、システム全体を自動的に生成しようとします。
• SAS、SPSS、Stataなどのデータ管理4GL は、統計分析やレポート作成のためのデータ準備において、データ操作、ファイルの再形成、ケース選択、データ文書化のための高度なコーディングコマンドを提供します。
• いわゆる「XTalk」言語は、1987 年に Apple の Hypercard で最初に開発されました。Hypercard は、SuperCard、Toolbook、LiveCode などのより現代的で強力なプログラムの元祖です。

一部の 4GL には、必要なすべての情報を簡単に指定できる統合ツールが備わっています。

• ジェームズ・マーティンのデータエンジニアリング システム開発方法論のバージョンは自動化されており、システム分析と設計の結果をデータフロー図、エンティティ関係図、エンティティライフヒストリー図などの形式で入力できるようになり、そこから一晩で何十万行ものCOBOL が生成されました。
• 最近では、Oracle CorporationのOracle DesignerおよびOracle Developer Suite 4GL 製品を統合して、データベース定義やフォームおよびレポート プログラムを作成できるようになりました。

21 世紀には、短期間でアプリケーションを迅速に開発するという課題を解決する「ローコード」環境またはプラットフォームとして 4GL システムが登場しました。ベンダーは CRM、契約管理、バグ追跡などのサンプル システムを提供することが多く、そこからプログラミングをほとんど行わずに開発を進めることができます。^[11]

• 集中
• 4D クォリティ
• Informix-4GL
• 自然
• オープンエッジABL
• オープンロード (イングレス 4GL)
• ラミス
• 構文

• スピードウェアイージーレポーター
• リンク
• Oracle レポート
• Progress 4GLクエリ/結果
• RPG-II

ファイルまたはデータベースからデータを抽出して、さまざまな形式のレポートを作成する作業は、レポート生成ツールによって行われます。

• エイムズ
• アンプル
• ガムス
• マセマティカ
• 数学プログ
• マテリアライズド

• C/AL
• ジェネクサス
• SB+/システムビルダー
• ビジョンを統一する

出典: ^{[12] [13]}

• Oracleフォーム
• プログレス4GLプロビジョン
• SB+/システムビルダー

• アクティブVFP
• CFML
• ランサ
• アウトシステムズ
• ウェーブメーカー

• マックスMSP

• 第4世代プログラミング言語の一覧
• ドメイン固有言語
• 迅速なアプリケーション開発