Notiuni generale privind limbajele de programare

Notiuni generale privind limbajele de programare

Limbajul reprezinta un sistem de semne alcatuit din sunete articulate prin care oamenii isi exprima gandurile, sentimentele si dorintele.

Limbajele pot fi naturale (de exemplu, limba unei comunitati umane: limba romana, limba engleza) sau artificiale, adica sisteme de semne care pot fi intelese pe baza unor conventii (jargoane profesionale, limbaje de comunicare intre dispozitive: protocoale - TCP/IP, XML, limbaje de programare).

Orice limbaj, natural sau artificial, presupune definirea sintaxei, semanticii si pragmaticii sale. Sintaxa reprezinta ansamblul regulilor prin care, pornind de la simboluri de baza, se construiesc structuri complexe. Semantica este data de un set de reguli care determina semnificatia propozitiilor intr-un limbaj, iar pragmatica se refera la utilitatea practica a limbajului.

Odata cu aparitia calculatoarelor electronice a aparut si notiunea de limbaj de programare ca mijloc de dialog om-calculator.

Limbajele de programare apartin setului de limbaje artificiale create de om si servesc la exprimarea, sub forma de instructiuni executabile de catre calculator, a algoritmului de rezolvare a unei probleme. Algoritmul indica modul de prelucrare a datelor initiale si modificarea lor pas cu pas pana la obtinerea rezultatelor finale. Natura datelor, organizarea lor si relatiile dintre ele trebuie precizate prin program. Limbajele de programare ofera facilitati corespunzatoare de descriere.

Definitia moderna considera limbajul de programare un instrument de dialog om-calculator care are proprietatea ca este inteles de ambii participanti la dialog.

Toate limbajele de programare se bazeaza pe un set de simboluri elementare (de obicei, literele mari si mici ale alfabetului latin, cifrele sistemului zecimal, caractere speciale (+ - * /, %), numit alfabetul limbajului. Aceste simboluri sunt asamblate in cuvinte-cheie sau expresii care formeaza vocabularul limbajului (instructiuni, comenzi, functii, variabile, constante). Ansamblul regulilor prin care se construiesc instructiunile constituie gramatica limbajului.

Exprimarea regulilor gramaticale din limbajul de programare se realizeaza cu ajutorul unui metalimbaj. Elementele de metalimbaj apar in documentatiile care insotesc produsele-program. Cele mai des utilizate elemente de metalimbaj sunt:

cuvinte scrise cu majuscule reprezinta cuvinte rezervate si trebuie folosite exact in aceeasi forma. Exemple: comenzi, clauze si functii in FoxPro - LIST, CREATE, FOR, IIF();

cuvinte utilizator - sunt scrise cu litere mici si reprezinta constructii care vor fi inlocuite de utilizator. Exemple: codmat, um, pretu;

]- incadreaza o constructie optionala (programatorul decide daca acestea vor fi sau nu folosite) Exemple: LIST [FIELDS <lista_campuri>] ,CREATE REPORT [<nume_fisier>│?];

sau |  - sau exclusiv: din elementele prezente se va alege unul singur. Exemple: TO PRINT | TO FILE, ON | OFF, etc.;

In practica exista si incercari de standardizare a metalimbajelor, cele mai cunoscute fiind BNF (Backus Naur Form) si EBNF(Extended BNF).

Limbajele de programare servesc la transformarea intr-un format accesibil calculatorului a modului de rezolvare a unei probleme. Utilizand limbajul de programare omul va intocmi un program care descrie problema de rezolvat in termeni inteligibili pentru calculator. Programul reprezinta un ansamblu de instructiuni si/sau comenzi scrise cu ajutorul unui limbaj de programare care descriu prelucrarile de date pe care trebuie sa le execute calculatorul in scopul rezolvarii unei probleme.

Ansamblul activitatilor de concepere, dezvoltare si intretinere a programelor poarta denumirea de programare. Programul scris de om se numeste program-sursa. Pentru a putea fi inteles de calculator el trebuie adus in format executabil. Obtinerea formatului executabil se realizeaza prin traducere, cu ajutorul unor programe speciale, care pot fi interpretoare sau compilatoare.

Figura nr. 5.1 ilustreaza procesul de programare.

In cazul problemelor simple, calea de la problema de rezolvat la rezultate este relativ usoara, putand fi sintetizata astfel: definirea si analiza problemei, elaborarea algoritmului de rezolvare a problemei si reprezentarea acestuia, codificarea algoritmului intr-un program utilizand un limbaj de programare, transformarea programului sursa in program executabil (prin compilare sau interpretare), testarea si documentarea, exploatarea si intretinerea.

Figura nr. 5.1. Procesul de programare

In cazul problemelor complexe, activitatea de programare capata caracteristicile activitatilor de tip industrial, presupunand implicarea mai multor categorii de specialisti, mai mult timp si mai multi bani. In acest caz, rezultatul activititatii de programare este produsul-program. Acesta ilustreaza tocmai trecerea de la "artizanal" la "industrial" in programare. Prin produs-program se desemneaza atat programul propriu-zis, cat si documentatia pentru elaborarea, implementarea si intretinerea sa. Documentatia poate fi inclusa in program prin linii de documentare/linii comentariu, care nu influenteaza modul de derulare a executiei programului, facilitand doar intelegerea sa, sau atasata programului sub forma dosarului de programare care la randul sau cuprinde descrierea problemei si a functiilor sale, descrierea structurii datelor (de intrare si de iesire), descrierea algoritmului de rezolvare a problemei, programul sursa, descrierea conditiilor de implementare si exploatare.

Produsele-program sunt realizate atat de catre firme specializate, cat si de firme care-si dezvolta propriile aplicatii.

Industrializarea activitatii de programare a determinat aparitia, in 1968, a conceptului de ingineria programarii (software engineering), un domeniu al informaticii care se ocupa cu identificarea celor mai adecvate solutii, metode, procedee si instrumente care sa conduca, in conditii optime de productivitate si eficienta, la elaborarea de produse-program performante. De la ingineria programarii s-a trecut apoi la ingineria programarii asistate de calculator (CASE - Computer Aided Software Engineering). Altfel spus, calculatorul isi face singur programele, numai ca trebuie sa i se furnizeze intrarile intr-un mod ordonat, dupa anumite reguli.

La primele limbaje de programare trecerea de la programele sursa la programele executabile se realiza prin comenzi distincte in care se specificau explicit operatiunile de efectuat. Ulterior evolutia s-a orientat catre medii de programare. Mediile de programare reprezinta pachete de programe care asigura integrarea urmatoarelor functii: introducerea si editarea programului sursa, interpretarea sau compilarea, respectiv editarea de legaturi, incarcarea si lansarea in executie, depanarea programului. In prezent, majoritatea limbajelor de programare sunt integrate in medii de programare. Spre exemplu, Visual FoxPro se poate considera ca reprezinta un mediu de programare care ofera un editor de texte, un compilator, un incarcator de programe, un depanator de programe. In plus, ofera facilitati de gestionare a fisierelor prin meniul FILE si de informare completa si rapida prin sistemul HELP.