Baze de Date

Capitolul 1. INTRODUCERE IN STUDIUL LIMBAJELOR DE PROGRAMARE

1.1. Noţiuni generale privind limbajele de programare

1.2. Clasificarea limbajelor de programare

1.3. Structurarea şi organizarea datelor. Tipuri de date utilizate în limbajele de programare

1.4. Caracterizarea principalelor limbaje de programare

1.5. Criterii de selecţie a limbajelor de programare

1.1. Noţiuni generale privind limbajele de programare

Odată cu apariţia calculatoarelor electronice a apărut şi noţiunea de limbaj de programare ca mijloc de dialog om-calculator.

Limbajele de programare aparţin setului de limbaje artificiale create de om şi servesc la exprimarea, sub formă de instrucţiuni executabile de către calculator, a algoritmului de rezolvare a unei probleme. Algoritmul indică modul de prelucrare a datelor iniţiale şi modificarea lor pas cu pas până la obţinerea rezultatelor finale. Natura datelor, organizarea lor şi relaţiile dintre ele trebuie precizate prin program. Limbajele de programare oferă facilităţi corespunzătoare de descriere.

Definiţia modernă consideră limbajul de programare un instrument de dialog om-calculator care are proprietatea că este înţeles de ambii participanţi la dialog.

Toate limbajele de programare se bazează pe un set de simboluri elementare (de obicei, literele mari şi mici ale alfabetului latin, cifrele sistemului zecimal, caractere speciale (+ - * /, %...), numit alfabetul limbajului. Aceste simboluri sunt asamblate în cuvinte-cheie sau expresii care formează vocabularul limbajului (instrucţiuni, comenzi, funcţii, variabile, constante). Ansamblul regulilor prin care se construiesc instrucţiunile constituie gramatica limbajului.

Exprimarea regulilor gramaticale din limbajul de programare se realizează cu ajutorul unui metalimbaj. Elementele de metalimbaj apar în documentaţiile care însoţesc produsele-program. Cele mai des utilizate elemente de metalimbaj sunt:

• cuvinte scrise cu majuscule reprezintă cuvinte rezervate şi trebuie folosite exact în aceeaşi formă. De exemplu.: comenzi, clauze şi funcţii în Visual FoxPro - LIST, CREATE, FOR, IIF();

• cuvinte utilizator - sunt scrise cu litere mici şi reprezintă construcţii care vor fi înlocuite de utilizator. De exemplu: codprod, um, cant, pretu;

• [ ]- încadrează o construcţie opţională (programatorul decide dacă acestea vor fi sau nu folosite). De exemplu: LIST [FIELDS <lista_câmpuri>] etc.;

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

În practică există şi încercări de standardizare a metalimbajelor, cele mai cunoscute fiind BNF (Backus Naur Form) şi EBNF(Extended BNF).

Limbajele de programare servesc la transformarea într-un format accesibil calculatorului a modului de rezolvare a unei probleme. Utilizând limbajul de programare, omul va întocmi un program care descrie problema de rezolvat în termeni inteligibili pentru calculator. Programul reprezintă un ansamblu de instrucţiuni şi/sau comenzi scrise cu ajutorul unui limbaj de programare care descriu prelucrările de date pe care trebuie să le execute calculatorul în scopul rezolvării unei probleme. Instrucţiunile şi/sau comenzile reprezintă informaţii codificate prin care se transmite calculatorului acţiunea ce urmează a fi executată. La rândul lor acestea pot fi structurate în două mari grupe:

• de prelucrare prin care se realizează introducerea/extragerea datelor în/din sistem, efectuarea operaţiunilor de calcul, efectuarea transferului de date între diferite zone de memorie etc.;

• de organizare (de structurare internă a programului) ce asigură codificarea structurilor de control şi de apelare sau de salt la alte programe.

Ansamblul activităţilor de concepere, dezvoltare şi întreţinere a programelor poartă denumirea de programare. Programul scris de om se numeşte program-sursă. Pentru a putea fi înţeles de calculator el trebuie adus în format executabil. Obţinerea formatului executabil se realizează prin traducere, cu ajutorul unor programe speciale, care pot fi interpretoare sau compilatoare.

Figura 1.1 ilustrează procesul de programare.

Figura 1.1. Procesul de programare

Aşa cum rezultă din figura 1.1, în cazul problemelor simple, calea de la problema de rezolvat la rezultate este relativ uşoară, putând fi sintetizată astfel: definirea şi analiza problemei, elaborarea algoritmului de rezolvare a problemei şi reprezentarea acestuia, codificarea algoritmului într-un program utilizând un limbaj de programare, transformarea programului sursă în program executabil (prin compilare sau interpretare), testarea şi documentarea, exploatarea şi întreţinerea.

În cazul problemelor complexe, activitatea de programare capătă caracteristicile activităţilor de tip industrial, presupunând implicarea mai multor categorii de specialişti, mai mult timp şi mai mulţi bani. În acest caz, rezultatul activitităţii de programare este produsul-program. Acesta ilustrează tocmai trecerea de la “artizanal” la “industrial” în programare. Prin produs-program se desemnează atât programul propriu-zis, cât şi documentaţia pentru elaborarea, implementarea şi întreţinerea sa. Documentaţia poate fi inclusă în program prin linii de documentare/linii comentariu, care nu influenţează modul de derulare a execuţiei programului, facilitând doar înţelegerea sa sau ataşată programului sub forma dosarului de programare care la rândul său cuprinde descrierea problemei şi a funcţiilor sale, descrierea structurii datelor (de intrare şi de ieşire), descrierea algoritmului de rezolvare a problemei, programul sursă, descrierea condiţiilor de implementare şi exploatare.

Produsele-program sunt realizate atât de către firme specializate, cât şi de firme care-şi dezvoltă propriile aplicaţii.

Industrializarea activităţii de programare a determinat apariţia, în 1968, a conceptului de ingineria programării (software engineering), un domeniu al informaticii care se ocupă cu identificarea celor mai adecvate soluţii, metode, procedee şi instrumente care să conducă, în condiţii optime de productivitate şi eficienţă, la elaborarea de produse-program performante. De la ingineria programării s-a trecut apoi la ingineria programării asistate de calculator (CASE- Computer Aided Software Engineering). Altfel spus, calculatorul îşi face singur programele, numai că trebuie să-i furnizăm singuri intrările într-un mod ordonat, după anumite reguli.

La primele limbaje de programare trecerea de la programele sursă la programele executabile se realiza prin comenzi distincte în care se specificau explicit operaţiunile de efectuat. Ulterior, evoluţia s-a orientat către medii de programare. Mediile de programare reprezintă pachete de programe care asigură integrarea următoarelor funcţii: introducerea şi editarea programului sursă, interpretarea sau compilarea, respectiv editarea de legături, încărcarea şi lansarea în execuţie, depanarea programului. Actualmente majoritatea limbajelor de programare sunt integrate în medii de programare. Spre exemplu, Visual Basic se poate considera că reprezintă un mediu de programare care oferă un editor de texte, un interpretor, un încărcător de programe, un depanator de programe. În puls, oferă facilităţi de gestionare a fişierelor prin meniul FILE şi o informare completă şi rapidă prin sistemul HELP.