Programovací jazyky
Z MiS
Obsah |
Interpretované a kompilované programovací jazyky
- Programátor píše zdrojový kód jazyka. Tedy „písmenka“ srozumitelné člověku. Tomu ale počítač nerozumí. Je tedy potřeba zdrojový kód přeložit a vytvořit tak odpovídající posloupnost instrukcí procesoru:
Zdrojový kód → instrukce procesoru
- Podle toho, kdy se překlad provádí, dělíme jazyky na interpretované a kompilované.
- Interpretované jazyky
- Programátor vytváří zdrojový kód a předává ho uživateli.
- Uživatel spustí tento kód pomocí interpretu.
- Interpret je program, který čte zdrojový kód, překládá ho a ihned spouští.
- Příklady: Python, PHP, JavaScript,...
- Kompilované jazyky
- Překlad na posloupnost instrukcí provede programátor.
- Příklady: Pascal, C++,...
- Jak je to s Javou?
Zdrojový kód se překládá (kompiluje) na byte-code, který se odesílá uživateli a ten si jej spouští prostřednictvím virtuálního stroje Javy (JVM).
Java tedy není dobrý příklad ani na jednu skupinu jazyků, přebírá část výhod a část nevýhod z obou skupin.
- Výhody interpretovaných
- Program v interpretovaných jazycích je snadno přenositelný mezi platformami, stačí použít správný interpret (viz třeba JavaScript).
- Při hledání chyb je k dispozici přímo zdrojový kód, u některých vývojových prostředí můžete dokonce přímo za běhu kód upravovat a zkoumat jeho chování. To u kompilovaných není možné, protože zdrojový kód již nemáme k dispozici.
- Překladač bývá jednodušší, protože v reálném čase překladu ví, s jakými konkrétními daty pracuje. Překladač kompilovaných jazyků bývá komplexnější, protože výsledný strojový kód musí umět zpracovat jakákoli vstupní data (v době překladu ještě nevíme, jaká konkrétní data budeme zpracovávat).
- Výhody kompilovaných
- Běh programů je rychlejší, nemusí se provádět překlad. Bývá také méně náročný na operační paměť.
- Uživatelům nemusíme předat zdrojový kód. Pokud považujeme zdrojový kód za své „know-how“, je to výhoda. (Zdrojový kód ale poskytnout můžeme, pokud chceme.)
- U kompilovaných jazyků uživatel nemusí mít nainstalovaný interpret, spouštění je jednodušší.
Souhrn:
- Interpretované jazyky jsou obvykle vhodné pro menší, jednorázové projekty, které rychle napíšeme, odladíme a pak už jen udržujeme. Často takové programy děláme pro sebe nebo svoji firmu. Výhodou interpretovaných jazyků je přenositelnost mezi platformami.
- Kompilované jazyky jsou obvykle vhodné pro větší projekty, na kterých spolupracují větší týmy programátorů. Nabízí rychlejší běh aplikace a umožňují precizněji popsat a kontrolovat rozhraní mezi jednotlivými částmi aplikace. Snáze se také v kódu zorientujeme při aktualizacích po delší době.
To, že je nějaký jazyk vhodný pro menší projekty neznamená, že by v něm nešly psát velké projekty. Například v Pythonu, který byl navržen jako skriptovací jazyk pro výuku programování se dnes běžně píše backend rozsáhlých webových aplikací. Psaní rozsáhlých aplikací je u těchto jazyků náročnější na pečlivost programátorů a striktní dodržování konvencí.
Vyšší a nižší programovací jazyky
Strojový kód
Charakteristika:
- Není třeba překlad, kód lze přímo umístit do paměti.
- Procesor čte kód a provádí ho přímo.
- Procesor:
- čte z paměti posloupnosti byte (čísla)
- a podle čísla rozhoduje, co má dělat.
číslo → instrukce
- K zápisu instrukcí je třeba vymyslet pořadí bitů a znát jejich význam.
- Někdy řazen mezi nižší programovací jazyky, ale není třeba překládat ani kompilovat.
- Zápis programu ve strojovém kódu uvidíme, když si otevřeme spustitelný soubor v hexadecimálním editoru.
Příklad:
-
8B 07... přesune číslo v registru AX do paměti na adresu uloženou v registru BX
Nižší programovací jazyky
Charakteristika:
- Výsledný zdrojový kód je vždy závislý na konkrétním typu procesoru.
- Jiný typ procesoru má jiné instrukce.
- Jeden příkaz se přepíše přesně na jednu instrukci procesoru.
několikapísmenný název → instrukce
- Označení „assembler“.
- Oproti strojovému kódu nabízí:
- Instrukcím jsou přiřazeny názvy — není tedy třeba pamatovat si binární kódy instrukcí.
- Pojmenování míst v paměti (proměnné) — nemusíme tedy psát přímo adresy v paměti, můžeme adresy na začátku pojmenovat a pak používat jména.
Příklad:
-
MOV AX, [BX]... přesune číslo v registru AX do paměti na adresu uloženou v registru BX
Podrobnější příklad viz CPU → Procesor z pohledu SW.
Vyšší programovací jazyky
Charakteristika:
- Zdrojový kód není závisly na typu procesoru.
- Stejný kód lze po změně překladače přeložit pro jiný typ procesoru.
- Příkazy jsou slovní, jsou blíže přirozenému jazyku.
- Jeden příkaz se přeloží na posloupnost instrukcí.
příkaz → posloupnost více instrukcí.
- První byl FORTRAN — vývoj 1953-1957
- Velká skupina, i mezi nimi jsou rozdíly:
- mají blíže k přirozenému jazyku, jsou vzdálené principu práce počítače (Java, Pascal, PHP,...)
- mají blíže instrukcím procesoru (C,...)
Příklad:
if (a > 4) {
b--;
}
Překladač vytvoří delší posloupnost instrukcí procesoru:
- Přesun obsahu proměnné A do registru.
- Odečtení hodnoty 4 od obsahu registru.
- Porovnání hodnoty registru proti 0.
- Vyhodnocení výsledku.
- Skok na správné místo v paměti, kde je další kód.
- Provedení dalšího kódu
- Buď odečtení jedničky od hodnoty proměnné B (opět několika instrukcemi).
- Nebo pokračování v kódu programu bez modifikace proměnné B.
Skriptovací programovací jazyky (a ty ostatní)
Skriptovací jazyky
- Při jejich návrhu se počítalo s tím, že budou sloužit pro psaní menších programů (skriptů), často jednorázově používaných.
- Typickým předpokládaným použitím byla automatizace úloh v operačním systému a programové ovládání systému.
- Typické rysy:
- Obvykle bývají dynamicky typované. (Proměnná nemá trvale specifikovaný datový typ.)
- Často nevyžadují deklaraci proměnných před jejich použitím.
- Syntaxe je navržena tak, aby se kód psal rychle a neobsahoval mnoho textu.
- Jsou vhodné pro psaní jednorázových aplikací či jednoduchých programů (skriptů).
- Typickými skriptovacími jazyky jsou JavaScript, PHP, Python či BASH.
Přesto, že skriptovací jazyky byly původně koncipovány pro psaní skriptů, je běžné, že se některé z nich dnes používají pro rozsáhlé aplikace. Typickými příklady jsou PHP či Python. V takovém případě jejich syntaxe klade větší nároky na pečlivou dokumentaci a dodržování konvencí a dohod v týmu ze strany každého programátora.
Ostatní jazyky (ne-skriptovací)
- Mívají silnější typovou kontrolu, bývají staticky typované.
- Syntaxe bývá navržena tak, aby umožňovala spolupráci většího týmu a předcházela chybám programátora — i za cenu většího množství textu.
- Typickými jazyky této kategorie jsou C# či Java.
