Wstęp

Czym są języki programowania

Komputery są maszynami, wykonującymi zlecone przez użytkownika zestawy instrukcji. Aby użytkownik mógł porozumieć się z komputerem - zlecić mu zadanie i mieć możliwość uzyskania wyników, potrzebny jest określony zestaw poleceń - instrukcji sterujących. Tak więc wszystko co ma związek z PRACĄ komputera, jest zestawem rozumianych przez komputer instrukcji-poleceń. Z kolei informacje, które podlegają PRZETWARZANIU przez komputer, są - DANYMI. Nasuwa się więc pytanie - jakie instrukcje rozumie komputer?

Jak zapewne większość z nas doskonale wie, komputer pracuje w logice binarnej, tzn. informacje, które przetwarza oraz instrukcje umożliwiające proces przetwarzania danych, są reprezentowane w postaci ciągów zer i jedynek, które z kolei odpowiadają konkretnym literom i znakom. Odpowiednia kombinacja zer i jedynek oznacza więc polecenie uruchomienia danego programu, wysłania wiadomości e-mail, czy wreszcie jest zbiorem czyichś danych osobowych. Procesor komputera przetwarza ciągi zer i jedynek, traktując je jak liczby i wykonując na nich operacje matematyczne - jest to wykonywaniem tzw. poleceń maszynowych, których zbiór oznacza w praktyce wykonanie danego zadania: wczytanie danych i wykonanie na nich określonej operacji: wyszukanie czegoś w bazie danych, zapisanie informacji w pamięci dyskowej,.... Odpowiednie instrukcje maszynowe, były więc tworzone przez programistów, dla realizacji określonych zadań, a ich zbiór - instrukcji maszynowych - nazywamy programem komputerowym. W początkach komputeryzacji, programowanie^6.1, polegało więc, na tworzeniu programów w postaci podawanej do wykonania bezpośrednio procesorowi, a więc polecenia i ich argumenty zapisywano w postaci ciągów zer i jedynek^6.2. Tak więc, ciąg zer i jedynek powstaje z zapisania w reprezentacji binarnej poleceń w postaci rozumianej przez procesor.
Taki stan rzeczy był niezwykle niewygodny i rodził ryzyko powstania sporych błędów, jeśli w którymś momencie ciągu - o co wcale nietrudno - zamiast ``0'' pojawiłaby się ``1''. Stworzono więc język programowania, tzw. assembler, który umożliwiał zapisywanie programu komputerowego przy pomocy skrótów, reprezentujących instrukcje kodu maszynowego. Kod programu jest następnie tłumaczony na instrukcje kodu maszynowego, w tzw. procesie kompilacji. Takie rozwiązanie uczyniło programy komputerowe bardziej czytelnymi i łatwiejszymi do zrozumienia. Powstawały kolejne języki, umożliwiające zapisywanie programu komputerowego w postaci zdań, czyli reprezentacji zbliżonej do algorytmu danego problemu^6.3. Były to języki wysokiego poziomu - gdyż umożliwiały pisanie programu w notacji rozumianej przez ludzi - kompilowalne^6.4 i skryptowe ^6.5, ^6.6.
W kolejnych latach powstało wiele języków: COBOL, BASIC, LISP, Fortran, jednakże największym wydarzeniem było powstanie języka C^6.7. Uniwersalność języka, łatwa do opanowania składnia i oferowane spore możliwości sprawiły, że język C, stał się szybko popularnym językiem programowania. Ponadto jego rozszerzenie o możliwości obiektowe^6.8 spowodowało że, jest to najważniejszy spośród języków umożliwiających programowanie obiektowe, a jednocześnie najbardziej popularny i najczęściej stosowany język programowania - mimo szeregu wad i utrudnień.
Inne współcześnie popularne języki programowania to:

• języki kompilowalne:
  • Java - najważniejszy z języków wykorzystywanych w programowaniu sieciowym; poważny konkurent dla języka C++; kod skompilowany w Javie jest całkowicie przenośny, tzn. zadziała na dowolnym komputerze, działającym pod kontrolą dowolnego sytemu operacyjnego, pod warunkiem występowania tam środowiska uruchomieniowego Javy;
  • Pascal - do niedawna bardzo popularny z racji prostej składni i sporych możliwości, wyparty przez C, w którym pisane są używane obecnie systemy operacyjne: unixowe i windowsowe;
  • Fortran - powoli odchodzący w zapomnienie - język stworzony do zastosowań naukowych; szacuje się, że większość obecnie używanego oprogramowania bankowego została stworzona w Fortranie i Cobolu.
• języki interpretowane(zwane skryptowymi):
  • HTML - język, w którym zapisywane są strony WWW; nie wymaga - w przeciwieństwie do innych języków skryptowych - występowania w systemie określonego interpretera, przetwarzającego program i umożliwiającego jego wykonanie. W przypadku języka HTML, interpreterem jest dowolna przeglądarka WWW;
  • Perl - wyjątkowo popularny język, wykorzystywany głównie w technologiach CGI( Common Gate Interface, stosowanych jako wsparcie dla języka HTML. Posiada mocno rozbudowane mechanizmy leksykalne, umożliwiające analizę i przetwarzanie tekstów) ;
  • Python - zaawansowany język umożliwiający m.in. programowanie obiektowe - przez wielu uznawany za język, od którego poznania powinno rozpoczynać się naukę programowania obiektowego; umożliwia łatwe wykorzystywanie kodu napisanego w innych językach;
  • JavaScript - popularny język stosowany w połączeniu z językiem HTML^6.9.

Na przestrzeni lat, rozwijano i zmieniano zasady dotyczące tworzenia programów komputerowych. Ze względu na sposób organizacji kodu programu, rozróżnia się podział na:

• programowanie proceduralne - program komputerowy jest konstruowany w formie występujących kolejno po sobie wywołań funkcji i procedur;^6.10;
• programowanie strukturalne - programowanie strukturalne sprowadza się do budowania programu komputerowego z mniejszych elementów. Zadanie, które ma być realizowane przez program, dzielimy na zbiór mniejszych podzadań i każde z nich oprogramowujemy jako niezależną całość. Następnie z posiadanych podprogramów tworzymy właściwy program. Dodatkową zaletą takiego podejścia jest połączenie w wydzielonych częściach programu: danych wraz z operacjami, które na tych danych są przeprowadzane;
• programowanie obiektowe - to najbardziej zaawansowany model programowania. Podejście to  polega na tworzeniu programu komputerowego w postaci systemu, komunikujących się między sobą obiektów - analogicznie do realnego świata. Obiekt jest tutaj pewną niepodzielną strukturą, reprezentującą pewne dane i wszystkie operacje, które z wykorzystaniem tych danych można wykonać. Przykładem obiektu może być lokata bankowa. Zawiera ona DANE o osobie, która jest jej posiadaczem, a jednocześnie zawiera pewien zestaw czynności, zwanych METODAMI, które na tych danych możemy wykonywać. Przykładem metod będą: wpłata/wypłata gotówki, przychód wynikający z oprocentowania lokaty,....

Na zakończenie wstępu, wyjaśnię jeszcze jedno pojęcie związane z programowaniem - debugowanie. Jest to proces kontroli działającego programu, umożliwiający testowanie i wyszukiwanie błędów. Dokładniej omawiam zagadnienia dotyczące debugowania programów w dodatku A, poświęconym - działającemu w środowisku systemu operacyjnego Linux - debugerowi DDD(Data Display Debuger).