IB111
Programování a algoritmizace
Programovací jazyky

Programovací jazyky
lProgramovací jazyk
lProstředek pro zápis algoritmů, jež mohou být provedeny na počítači
lProgram
lZápis algoritmu v programovacím jazyce.

Dělení programovacích jazyků
lPodle míry abstrakce
lVyšší programovací jazyky
lSem patří většina jazyků
lNapř. C/C++, Pascal, Basic, Java, PHP
lNižší programovací jazyky
lAssembler („jazyk symbolických adres“)
lStrojový jazyk (strojový kód)

Assembler – příklad



Strojový kód - příklad
hiew


Dělení programovacích jazyků
lPodle způsobu překladu a spuštění
lKompilované jazyky
lKompilátor přeloží program kompletně do kódu cílového systému (strojového kódu).
lNapř. C/C++, Pascal
lVyžaduje překlad ale přeložený program běží rychle.
lInterpretované jazyky
lPři spuštění programu je spuštěn interpret a ten interpretuje program v programovacím jazyce.
lNení nutný překlad, ale pro běh programu je nutný interpreter, který musí načíst program a ten
postupně interpretovat. Výsledný běh je pomalejší.

Interpretované jazyky
lProtože plně interpretované jazyky běží relativně pomalu, byly navrženy úpravy pro zvýšení
rychlosti běhu
lKompilace do mezikódu
lInterpretuje se pak mezikód ne originální program (např. Java, Python)
lZa běhu se program zkompiluje do strojového kódu počítače
lPo iniciálním překladu pak běží rychle (např. Java JIT)

Interpretované jazyky
lVýhodou interpretovaných jazyků je jejich platformní nezávislost
lJe možné distribuovat jeden program, který „poběží“ na řadě platforem
lNevýhodou interpretovaných jazyků je pomalost běhu
lBuď plně interpretované, nebo alespoň zpoždění díky iniciálnímu překladu
lNěkteré jazyky mohou být implementovány jako kompilované i interpretované
lNapř. Java, BASIC
lPython: py2exe (?), PyPy

Vyšší programovací jazyky
lImperativní (procedurální)
lStrukturované (např. C, Pascal)
lObjektově orientované (např. C++, Java)
lDeklarativní (neprocedurální)
lFunkcionální (např. Lisp, Haskell)
lLogické (např. Prolog, Gödel)
lNěkteré jazyky mohou kombinovat přístupy
lNapř. C/C++ kombinuje str. a OOP přístup

Historie
l30. a 40. léta minulého století
lLambda kalkul a Turingův stroj
lVhodné jako matematické vyjádření algoritmu
lStrojové kódy jednotlivých počítačů a jejich assemblery
lV polovině 50. let vznikl první jazyk vyšší úrovně

Historie jazyků vyšší úrovně
lFORTRAN (1954)
lPojmenování proměnných, složené výrazy, podprogramy, …
lVědeckotechnické výpočty
lALGOL (1960)
lMatematické algoritmy
lCOBOL (1960), BASIC (1964)
lSyntaxe podobná angličtině
lPascal (1971), C (1972), Ada (1983)
lDodnes používány pro nové projekty

Imperativní programování
lPříklad Fortran:


Imperativní programování
lPříklad Basic


Historie - OOP
lSmalltalk-80 (1980)
lPrincipy převzaty ze Simuly
lC++ (1985)
lObjektově orientovaná verze jazyka C (původně jen rozšíření)
lPerl (1987)
lPopulární pro tvorbu CGI skriptů
lPython (1990)
lSkriptovací jazyk, vhodný i pro větší aplikace
lPHP (1994)
lWebové programování
lJava (1994)
lPlatformní nezávislost

OOP příklad
lPříklad Java


OOP příklad
lPříklad Perl


OOP příklad
lPříklad PHP


Deklarativní programování
lDefinuji „co se má udělat“ (cíl)
lNe jak se to má udělat
lMohu se tak vyvarovat implementačních chyb
lNepoužíváme for nebo while cyklus, proměnné se používají jen omezeně
lVše je řešeno pomocí rekurse
lVýsledkem je však snížená optimalita běhu programu

Logické programování - Prolog
lPříklad v Prologu
l
lrodic(ladislav, adriana).
lrodic(ladislav, lubomir).
lrodic(sarka, lubomir).
l
lsourozenec(Sourozenec, X) :- rodic(Y, X), rodic(Y, Sourozenec), \+(Sourozenec = X).
l
lDotaz: sourozenec(adriana, X).
lVýstup: X = lubomir ;
l No
l
lDotaz: rodic(X, lubomir).
lVýstup: X = ladislav ;
l X = sarka ;
l No
l

Funkcionální programování
lProgram jako vyhodnocení mat. funkcí
lPříklad v Haskellu

Přehled programovacích jazyků



Přehled programovacích jazyků



Který jazyk vybrat
lIdeální programovací jazyk použitelný pro všechny systémové a aplikační programy neexistuje.
lKaždý jazyk má své pro a proti
lPrávě kvůli nevýhodám existujících jazyků vznikaly a vznikají jazyky nové
lRychlost programování vs. rychlost běhu programu
lMusíme zvolit rozumný kompromis

Který jazyk vybrat
lNemá smysl programovat rok program v assembleru abych ho spustil jedinkrát pro provedení určitého
krátkého výpočtu
lProgram v Basicu bude sice běžet výrazně pomaleji, ale budu schopen ho naprogramovat podstatně
rychleji
lRychlost hraje roli u kódu, který je spouštěn velice často
lOperační systém, zatížené webové servery, souborové servery apod.

Který jazyk vybrat
lObvykle tedy vybíráme jazyk, ve kterém bude vyřešení našeho problému nejsnazší
lAž pokud se výsledné řešení ukáže jako pomalé, má smysl jej optimalizovat
lNapř. přepsáním kritických částí do jiného jazyka

Dostupnost knihoven
lV většině případů nemusíme řešení problému programovat úplně sami
lExistuje řada existujících knihoven, které můžeme využít
lMnoho knihoven je specifických pro určité jazyky
lVolbu jazyka proto může ovlivnit i dostupnost knihoven pro oblasti, které nás při řešení problému
zajímají
lNapř. pro Javu existuje obrovské množství existujících knihoven

Kombinace jazyků
lV praxi může být výhodné kombinovat několik jazyků/přístupů
lPř. Programování pro WWW
lOddělujeme funkci (aplikační logiku - kód na serveru, např. PHP), data (databázový server, např.
SQL), vzhled a uživatelské rozhraní (HTML, CSS, Javascript).

WWW programování
lPříklad PHP
l + MySQL

Jaký jazyk vybrat
lJak to vypadá v praxi?
lSystémové programování (OS, utility)
lDříve assembler a C, dnes C++.
lAplikační programy
lJava, C++, Dephi, .NET
lWWW - aplikační logika
lPerl, Python, Java, PHP, ASP
lVědeckotechnické výpočty
lMatlab, Fortran
lKancelářské balíky
lVisual Basic for Applications (VBA)

Programování pro MS Office
lPř. Visual Basic (Excel)


Jazyky pro výuku programování
lPř. Karel


Jazyky pro výuku programování
lPř. Logo