Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 117 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/991 Inleiding Informatica College 6, Brookshear.

Presentatie over: "Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 117 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/991 Inleiding Informatica College 6, Brookshear."— Transcript van de presentatie:

1 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 117 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/991 Inleiding Informatica College 6, Brookshear hoofdstuk 5: Programming Languages

2 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 217 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/992 Overzicht college 6 n 1. Historisch perspectief n 2. Traditionele programmeerconcepten n 3. Procedurele eenheden n 4. Implementatie van programmeertalen n WEL 5. Object-georiënteerd programmeren n NIET: 5.6 (concurrency) en 5.6 (decl.progr.)

3 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 317 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/993 Geschiedenis n Machine-taal1ste generatie n Assembleer-taal2de generatie n Hoog nivo-taal3de generatie

4 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 417 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/994 Machine-taal n Moeilijk te begrijpen, wijzigen, debuggen n Machine-afhankelijk n Programmeur gedwongen te denken in kleine stappen 156C 166D 5056 306E C000 machine 1machine 2

5 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 517 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/995 Assembleer taal n Makkelijker te begrijpen n Assembler zet het om in machine-taal n Nog steeds machine- afhankelijk n Nog steeds laag-nivo primitieven 156C 166D 5056 306E C000 Cel 6C heet PRICE Cel 6D heet TAX Cel 6E heet TOTAL ADDI add integers LD R5, PRICE LD R6, TAX ADDI R0, R5 R6 ST R0, TOTAL HLT

6 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 617 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/996 Hoognivo-taal n Hoognivo primitieven ä assign Tot the value P+T n (Bijna) machine- onafhankelijk n Vertaling door compiler ä compileer verschillende machine-instructies samen in hoognivo primitive machine 1machine 2machine 3 compiler1 compiler2 compiler3........ if(cijfer>=60) System.out.println..............

7 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 717 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/997 Generaties n Eerste generatie: machine-talen n Tweede generatie: assembly-talen n Derde generatie: hoognivo-talen n Vierde generatie: software paketten voor niet-programmeurs n Vijfde generatie: declaratieve talen ä concentreer op probleem en laat machine het oplossen n Ontwikkeling ä van mens past zich aan aan machine naar machine past zich aan aan mens ä van hoe naar wat

8 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 817 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/998 Overzicht college 6 n 1. Historisch perspectief n 2. Traditionele programmeerconcepten n 3. Procedurele eenheden n 4. Implementatie van programmeertalen n WEL 5. Object-georiënteerd programmeren n NIET: 5.6 (concurrency) en 5.6 (decl.progr.)

9 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 917 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/999 1. Imperatieve paradigma n = Procedurele paradigma n Gebaseerd op CPU fetch-decode-execute n Opeenvolging van commando’s/instructies n Voorbeelden ä Fortran, Cobol, Algol, Basic, C, Pascal, Ada n Zie vorige college

10 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1017 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9910 2. Declaratieve paradigma n Nadruk op probleem-beschrijving in plaats van op het algoritme n Een “general problem solver” doet dat ä zoektocht naar GPS n Logisch programmeren: Prolog n Database taal: SQL

11 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1117 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9911 Prolog (declaratief) /* feiten */ vader(jan, piet). vader(piet, willem). vader(piet, ellen). moeder(saskia, piet). broer(peter, saskia). /* regels */ ouder(X, Y):- vader(X, Y). ouder(X, Y):- moeder(X, Y). oom(X, Y):- ouder(Z, Y), broer(X, Z). vader(jan, willem)?no vader(jan, X)? X=piet vader(Y, piet)?Y=jan ouder(X, piet)?X=jan;X=saskia oom(X, piet)?X=peter

12 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1217 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9912 3. Functionele paradigma n Programmeren is ontwikkelen van “black boxes” (functies) ä hebben argumenten en funktiewaarde ä functionele taal heeft ingebouwde functies ä programmeur bouwt hier op verder n Gemiddelde: (Divide (Sum Numbers) (Count Numbers)) n Voorbeeld: LISP

13 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1317 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9913 Voorbeeld functioneel (+ 3 4)7 (* (- 4 2) (+ 3 4))14 (first "abcd")a (reverse "abcd")"dcba" (chop "abcd")"bcd" (concat a "bcd")"abcd" (first (reverse "abcd"))d (first (chop (reverse "wxyz"))y

14 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1417 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9914 4. Object-oriëntatie n Koppeling van data (attributen) en funkties (gedrag) n Modulair, hergebruik, ‘natuurlijk’ n Objecten versturen ‘boodschappen’ n Bibliotheken van klassen van objecten n Bruikbaar voor analyse, ontwerp en implementatie ä Smalltalk, C++, Ada95, Java, CORBA

15 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1517 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9915 Voorbeeld OO MAIL To: From: Date: Text:.... Show Send Cancel data methoden object

16 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1617 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9916 Overzicht college 6 n 1. Historisch perspectief n 2. Traditionele programmeerconcepten n 3. Procedurele eenheden n 4. Implementatie van programmeertalen n WEL 5. Object-georiënteerd programmeren n NIET: 5.6 (concurrency) en 5.6 (decl.progr.)

17 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1717 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9917 Programma onderdelen n Declaratieve statements ä definities van wat je gebruikt in programma: variabelen en meervoudige datastructuren, objecten n Imperatieve statements ä hoe je het gebruikt: procedures, funkties, methoden n Documentatie en commentaar

18 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1817 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9918 Programma organisatie declaratieve gedeelte procedurele gedeelte commentaar

19 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 1917 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9919 Declaraties n Variabele ä assign hoogte the value meter = 645 n Constante ä zeespiegelnivo = 645 n Literal ä 645 ä beter zo niet gebruiken: magic number!

20 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2017 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9920 Declaraties: data typen n Belangrijk voor ä interpretatie van bit patroon ä mogelijke operaties op data n Integer: gehele getallen (two’s complement) n Real: gebroken getallen (floating point) n Character: symbolen (ASCII, concatenatie) n Boolean: waar/onwaar

21 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2117 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9921 Declaraties: data structuren n Conceptuele structuur van de data n Array ä bv. string van characters met bepaalde lengte ä compiler moet dit weten n Homogene arrays (een of meer dimensionaal)

22 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2217 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9922 Heterogene arrays n Blok data waarin verschillende elementen van verschillend type zijn Var Employee: record Name: packed array[1..8] of char; Age: integer; Skillrating: real; end Employee NameAgeSkillrating

23 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2317 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9923 Programma organisatie declaratieve gedeelte procedurele gedeelte commentaar

24 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2417 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9924 Assignment statements Total = Prijs + Belasting Var = Expressie n Kracht komt uit complexiteit van de expressie n Niet alleen numerieke expressies (concatenatie) n Overloading + ä optellen van integers (3+5) ä concatenatie van characters (‘ha’+’llo’)

25 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2517 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9925 Controle statements n Goto (in de ban) n If/Then/Else goto 40 20Total = Price + 10 goto 70 40 if Price < 50 goto 60 goto 20 60Total = Price + 5 70stop if Price < 50 then Total = Price + 5 else Total = Price + 10 stop

26 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2617 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9926 Controle statements n Repeat.... until n While.... do n For (lijkt op while/do) ä for (Count=1; Count<4; ++Count) {body} ä initialisatie, terminatie en modificatie op een regel ä handig als iteratie voor elke waarde in een reeks

27 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2717 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9927 Commentaar n Genegeerd door vertaler n Traditioneel: ondergeschoven kindje n Essentieel voor begrip ä zelfde programmeur, later ä andere programmeur n Interne documentatie (binnen programma)

28 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2817 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9928 Overzicht onderdelen programma declaratiefimperatiefcommentaar literalsconstantenvariabelen integerrealcharacterboolean data structuren homogeen arrayheterogeen array assignmentcontrole gotoif/then/else while/do repeat/until for interne documentatie

29 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 2917 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9929 Programma units n Procedures: imperatieve paradigma n Functies: functionele paradigma n I/O statements: communicatie met OS ä read en write statements n Klasse en object: OO paradigma n Clausules: declaratieve paradigma

30 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3017 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9930 Procedures n Aanroepen van programma binnen een programma n Procedure naam (argumentenlijst) Procedure rekenom (gulden) { var euro: integer assign euro the value 2,20371; printf (gulden + “ gulden = “ + gulden /euro + “ euro “); } procedure header euro: lokale var gulden: globale var

31 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3117 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9931 Parameters n Programma en procedures wisselen data uit dmv parameters: ä formeel: beschrijving in de definitie ä actueel: invulling in de aanroep ä werken met een kopie: call-by-value ä werken met origineel: call-by-reference

32 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3217 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9932 Functies n Lijkt op procedure, maar nu wordt waarde niet teruggegeven een parameter, maar de functie zelf geeft de waarde terug n funkties: ä Max(N1, N2, N3), ä Min(N1, N2, N3); n grootste = Max (123, 345, 456); kleinste = Min (123, 345, 456);

33 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3317 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9933 Input/Output n Communicatie met het besturingssysteem via I/O procedures n in elke taal beschikbaar n in eenvoudige vorm de console funkties: read/print n geavanceerd: lezen en schrijven van complexe bestanden, poorten, protocollen

34 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3417 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9934 Overzicht college 6 n 1. Historisch perspectief n 2. Traditionele programmeerconcepten n 3. Procedurele eenheden n 4. Implementatie van programmeertalen n WEL 5. Object-georiënteerd programmeren n NIET: 5.6 (concurrency) en 5.6 (decl.progr.)

35 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3517 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9935 Vertaalproces n Van hoog nivo taal --> machine-taal n broncode programma VERTALEN naar object programma n VERTALEN: ä lexicale analyse ä parsing ä code generation

36 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3617 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9936 Lexical analysis n Teken voor teken lezen en omzetten naar programma ‘tokens’ ä bijvoorbeeld lezen van ‘i’, ‘n’, ‘t’ en omzetten naar ‘int’) n Parser krijgt de tokens als invoer: ä gereserveerde woorden ä getallen, rekenkundige operatoren, ä statement scheiders, blok scheiders, etc.

37 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3717 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9937 Lexical analyzer programma in hoognivo-taal prijs = 52 +4 lexical analysis prijs : woord = : ass op 52 : getal + : add op 4 : getal tokens parsing code generation programma in machine-taal

38 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3817 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9938 Parsing n Grammaticale struktuur identificeren ä declaratieve tokens worden omgezet in symbol table ä grammatica/syntax –interpunctie –keywords (if/then, etc.) n Resultaat is een parse tree n Vergelijk natuurlijke taal cijfer: real toets: integer totaal: integer

39 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 3917 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9939 Gewone taal n De man aait de hond zin onderwerpgezegde lijdend voorwerp lidwoord zelfstand naamwrd hoofd werkwoord lidwoord zelfstand naamwrd DEMANAAITDEHOND tokens

40 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4017 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9940 Syntax parsing Grammatica specificatie IF-THEN-ELSE-ST :: if BOOLEAN-EX then STATEMENT else STATEMENT BOOLEAN-EX ::...... terminals non-terminals grammatica specificatie tokens parse tree

41 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4117 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9941 Parser source programma prijs = 52 +4 lexical analysis prijs : woord = : ass op 52 = getal + : add op 4 : getal tokens parsing code generation assignment varass opvalue prijs= 52 + 4 add op object programma

42 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4217 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9942 Code generation n Construeren van machine-taal instructies die de statements uitvoeren die de parser heeft herkend n Coercion = overzetten van datatype door de parser (ook wel: cast) n Strongly typed = programmeur moet alle typen aangeven (itt weakly typed)

43 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4317 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9943 Code generator source programma prijs = 52 +4 lexical analysis prijs : woord = : ass op 52 = getal + : add op 4 : getal tokens parsing code generation assignment varass opvalue prijs=52 + 4 op object programma 106C 106D...

44 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4417 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9944 Complete proces n Linking: ä source code wordt vaak niet als een geheel vertaald naar object code ä verschillende delen moeten met elkaar en met OS verbonden worden n Loading: ä laad gehele programma in geheugen ä normaal staat het op disk

45 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4517 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9945 Van source naar exe source program object program load module executable program translatelinkload

46 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4617 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9946 Overzicht college 6 n 1. Historisch perspectief n 2. Traditionele programmeerconcepten n 3. Procedurele eenheden n 4. Implementatie van programmeertalen n WEL 5. Object-georiënteerd programmeren n NIET: 5.6 (concurrency) en 5.6 (decl.progr.)

47 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4717 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9947 Object-oriëntatie n Klassen vormen ‘blauwdruk’ voor aktieve objecten n Objecten zijn instanties van klassen n Objecten bezitten attributen (state) en gedrag (behaviour)(ook wel: data en methoden) n Toestand en gedrag kunnen meer of minder beschermd worden (encapsulation)

48 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4817 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9948 Object-oriëntatie n Klassen vormen overervings-hiërarchie n Attributen en gedrag worden over-geërfd plus uitgebreid (specialisatie) in de subklasse n Polymorfisme: specifieke subklasse van een object hoeft niet bekend te zijn bij compilatie n Compositie: objecten kunnen samenstellende delen zijn van een klasse

49 Inleiding Informatica, 2000-2001 College 5, H 5- sheet nr. 4917 October 2000 - 14:19 Basiscursus Informatica 98/9949 Overzicht college 6 n 1. Historisch perspectief n 2. Traditionele programmeerconcepten n 3. Procedurele eenheden n 4. Implementatie van programmeertalen n WEL 5. Object-georiënteerd programmeren n NIET: 5.6 (concurrency) en 5.6 (decl.progr.)