.
.
IB111 Úvod do programování skrze Python
Přednáška 13
Programovací jazyky
Nikola Beneš
18. prosinec 2015
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 1 / 21
Osnova dnešní přednášky
Programovací jazyky
historie a vývoj
přehled a použití
Shrnutí předmětu
co jsme se naučili?
Co dál?
programovací a algoritmické předměty na FI
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 2 / 21
.
.
Programovací jazyky
..
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 3 / 21
Kvízová otázka
Kdo byl první programátor?
Ada, hraběnka z Lovelace.
Minulý týden uplynulo 200 let
od jejího narození.
(Ada Lovelace Day – 10. prosince)
..
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 4 / 21
Historie programovacích jazyků
Počátky
první počítač (nikdy nesestrojen): 1837 Charles Babbage
první programátorka: Ada, hraběnka z Lovelace
děrné štítky
automatický tkalcovský stav (1801, Joseph-Marie Jaquard)
zpracování sčítání lidu (1890, Hermann Hollerith)
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 5 / 21
Historie programovacích jazyků
Teoretické základy programování
lambda kalkul – Alonzo Church
Turingův stroj – Alan Turing
a další …
..
První počítače (40. léta)
strojový kód
první programovací jazyky
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 6 / 21
Historie programovacích jazyků
Počátky vývoje programovacích jazyků (50. - 60. léta)
FORTRAN
používaný dodnes pro vědeckotechnické výpočty
LISP
některé dialekty používány dodnes, významný vliv na rozvoj
funkcionálních jazyků
ALGOL
významný vliv na vývoj programovacích jazyků
a jiné (COBOL, CPL, …)
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 7 / 21
Historie programovacích jazyků
Další vývoj (70. - 80. léta)
strukturované programování
jazyk C, Ada, …
objektově-orientované programování
Simula, Smalltalk, …
jazyk C++
logické a funkcionální programování
Prolog, ML, Scheme, …
Moderní programovací jazyky (90. léta a dál)
Haskell, Python, Ruby, Java, JavaScript, C#, …
vývoj stále pokračuje
vznikají nové jazyky
staré jazyky se vyvíjejí a mění
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 8 / 21
Dělení programovacích jazyků
Podle míry abstrakce
jazyky vyšší/nižší úrovně
Podle způsobu překladu a spuštění
kompilované/interpretované
Podle paradigmatu
imperativní/deklarativní
Další druhy
skriptovací
objektově-orientované
paralelní
Většina jazyků kombinuje více přístupů.
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 9 / 21
Dělení programovacích jazyků
Podle míry abstrakce (spíše spojitý přechod)
nejnižší programovací jazyky
strojový kód
assembler (jazyk symbolických adres)
o něco vyšší programovací jazyky (manuální správa paměti)
Pascal, C, Ada, …
C++
ještě vyšší programovací jazyky (automatická správa paměti)
Java, Python, …
moderní C++
Vývoj
směrem k vyšším jazykům
je vhodné pamatovat i na nižší úrovně abstrakce
často usnadňuje pochopení vyšších úrovní
abstrakce nebývají vždy dokonalé
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 10 / 21
Dělení programovacích jazyků
Podle způsobu překladu a spuštění
kompilované jazyky (C, C++, Pascal, …)
překladač (kompilátor)
překlad do strojového kódu
výhoda: rychlost za běhu
interpretované jazyky (JavaScript, Perl, PHP, …)
interpret
postupně čte program a vykonává příkazy
pomalejší, ale odpadá fáze překladu
Různé kombinace (kompromisy)
jazyky, které mohou být překládány i interpretovány
kompilace do mezikódu (Python, Java, …)
interpretuje se mezikód
kompilace za běhu (JIT, Just-In-Time kompilace v Javě)
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 11 / 21
Paradigmata programovacích jazyků
Imperativní jazyky
program je posloupnost instrukcí
instrukce jsou „rozkazy“, které určují, co má počítač dělat
Deklarativní jazyky
program je popis toho, co se má udělat
logické programování (Prolog)
program je popsán pomocí logických formulí
funkcionální programování (Haskell)
program je popsán pomocí funkcí
funkce nemají vedlejší efekty
rekurse
Moderní jazyky kombinují více přístupů:
funkcionální prvky v C++, Javě, Pythonu, …
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 12 / 21
Další druhy programovacích jazyků
Skriptovací jazyky
užitečné pro jednoduché programy, tzv. skripty
usnadnění zdlouhavé manuální činnosti
Bash, Perl, Python, …
Objektově-orientované jazyky
využívají objektového návrhu programu
většina moderních jazyků obsahuje nějaké prvky OOP
C++, Java, Python, Objective C, C#, …
Paralelní výpočty
počítání na více procesorech / více počítačích zároveň
získává na popularitě
podpora v moderních jazycích (např. C++11)
proč? procesory už moc rychlejší nebudou
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 13 / 21
Jaký jazyk používat?
Programovacích jazyků je mnoho. Který si mám vybrat?
špatně položená otázka
není žádný jeden ideální jazyk použitelný pro všechny druhy úkolů
záleží na tom, co řešíme
může být výhodné kombinovat více jazyků/přístupů
Doporučení
nefixujte se na jeden jazyk
učte se různé jazyky
různé jazyky s sebou nesou i různé způsoby přemýšlení
„Kolik programovacích jazyků umíš, tolikrát jsi programátorem.“
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 14 / 21
.
.
Shrnutí předmětu
..
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 15 / 21
Shrnutí předmětu
Co jsme se naučili?
základy programování
můžeme donutit počítač, aby dělal to, co chceme
programování nám může usnadnit práci
programování nám umožňuje dělat zajímavé a zábavné věci
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 16 / 21
.
.
Co dál?
..
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 17 / 21
Výhled do budoucnosti
Co dál?
kde se dozvím víc o programování?
jaké programovací/algoritmické předměty fakulta nabízí?
kdo ze mě udělá lepšího programátora?
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 18 / 21
Výuka programování / algoritmizace na FI
Algoritmy (směr k větší abstrakci)
IB002 Algoritmy a datové struktury I
programátorské úlohy v Pythonu (a C)
navazující IV003 Algoritmy a datové struktury II
Programování podrobněji (směr k nižší abstrakci, jak funguje počítač)
PB071 Úvod do jazyka C
správa paměti, práce s řetězci, …
Objektově-orientované programování
PB161 Programování v jazyce C++
PB162 Programování v jazyce Java (a navazující předměty)
Jiná paradigmata
IB015 Neimperativní programování
Haskell, Prolog
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 19 / 21
Výuka programování / algoritmizace na FI
Paralelní programování
IB109 Návrh a implementace paralelních systémů
navazující PV197 GPU Programming
používání grafických karet pro masivně paralelní výpočty
Více o jazyce Python a jiných jazycích
PV248 Kurz jazyka Python
velmi omezená kapacita
PV249 Vývoj v jazyce Ruby
PV178 Úvod do vývoje v C#/.NET (a navazující předměty)
Teorie programování
co je možné pomocí počítače řešit?
jak rychle je to možné řešit?
vyčíslitelnost a složitost
učí se v rámci různých předmětů (IB102, IB107)
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 20 / 21
A to je vše…
Pěkné svátky, úspěšné zkouškové, ...
... a nezapomeňte programovat.
..
IB111 přednáška 13: programovací jazyky 18. prosinec 2015 21 / 21