Etikettarkiv: Språk

2019, Vecktraklet

Programmeringsspråk under tidens lopp

Lämna en kommentar
Image result for programming memes
Programmeringsmeme, tillsatt som clickbait.

Jag hade en tråkig sommardag i år och jag beslöt mig att undersöka vilka programmeringsspråk och -koncept som uppfanns under vilken tidspunkt och hur populära de blev på sin höjd. Från min extremt grundliga undersökning har jag plockat fram vissa betydelsefulla språk, i kronologisk ordning:

  • I begynnelsen, slutet på 50-talet: Fortran och LISP
    • Det kan argumenteras att Fortran var den första ”högre nivåns” språk. På 50-talet innebar detta begrepp att koden inte var skriven i ettor och nollor. Fortran introducerade också huvudvärken man får då man läser andras kod. Nuförtiden används Fortran främst av envisa fysiker som vägrar att flytta sig över till bättre designade språk som Rust, Erlang eller även C++.
    • LISP är den bästa språkfamiljen enligt vissa (ö)kända spektrumiter. LISP-kodare kännetecknas med bortslitna Shift-, 8- och 9-tangenter på tangetbordet. Alla viktiga koncept som t.ex. if-then-else lyftes upp av LISP.
Kodblock introducerades av ALGOL.
  • 60-talet: ALGOL och Simula
    • ALGOL är grand-daddy till C och med moderna standarder verkar nästan vettigt… nästan.
    • Simula introducerade bekanta koncept som klass, objekt, ärvandet av egenskaper samt dynamisk bindande av funktioner, whatever that means. Skapat av norrmän, heja Norge!
  • I början av 70-talet, programmeringsspråkens glansperiod: Prolog, C, Smalltalk och ML
    • Prolog, som namnet intyder, är ett språk för PROfessionella LOGiker för att klura ut livssanningar som t.ex.
      ?- help(life).
      No help available for life
      true.
    • C, ett helgat språk. Enligt ursprungsmyten visar C vägen till programmerarnas Nirvana. Predikas på kursen C-programmering där de få utvalda får de färdigt lagade testerna kompilerade utan problem.
    • Smalltalk introducerade metoder (dvs. funktioner som tillhör klasser av objekt) och var en stor inspiration för framtida objektorienterade språk. Men jo, detta betyder säkert inget åt en icke-datavetare. Jepp jepp… fint väder idag, inte sant?
    • ML är LISPs extroverta syster; ML har inte en fetish för parenteser men har en massa typer.
  • I mitten av 90-talet: Java och JavaScript
    • Java är varken vackert eller innovativt. Själva ryggraden, Java Virtual Machine, har dock revolutionerat plattformsoberoende körning. Man kan med andra ord köra sin Java kod på vad man vill, från hemmadatorer till telefoner till Nestes bensapump. (Givet att du har tillräckligt RAM såklart.)
    • JavaScript möjliggör interraktiva nätsidor och är grunden till viktiga applikationer som agar.io, 2048 och Universal Paperclips.

P.S. Data Is Beautiful presenterar de populäraste programmeringsspråken baserat på flera olika källor. Intressant är att man kan förutspå Javas kommande undergång. (Det lönar sig att sätta på 2x hastighet om man har bättre saker att göra med sitt liv).

2019, Vecktraklet

Parentesfrågan

Lämna en kommentar

Läsaren har högst antagligen en uppfattning om vad parenteser är och vad deras roll är i en mening. Parenteser (trots namnet) är alltså inte teser, utan de ”… förtydligar, kommenterar, förklarar eller innebär ett sidospår från den övriga texten” (copy paste från Wikipedia). Med ”parenteser” menar jag förstås rundparenteser och inte hak-, klammer-, vinkel- eller piggparenteser, fastän samma grundprincip gäller också för dem.

Inom matematikens teoretiska drömvärld, till skillnad från naturliga språk, används parenteser för att ”ange grupper av termer […] för ordningen av räkneoperationer” (Wikipedia). Vi kan därmed säga att i matematiken har parenteserna olik semantik, vilket leder oss till en fråga: Vilken roll borde parenteser ha inom programmering?

Programmering är till stor del matematik. De första programmeringsstrukturerna härstammade från rena matematiska modeller som förverkligades med hjälp av elektronrör och senare mikroelektronik. Vi tar två konkreta exempel för att illustrera hur parenteser vanligtvis används inom programmering.

(defn kvadrat-summa [n]; summerar n första kvadraterna
 (loop [i 0 resultat 0]; sätter variablerna 'i' och 'resultat' som 0
  (if (<= i n)
   (recur (inc i) (+ resultat (* i i)))
   resultat
)))

(print (kvadrat-summa 5))

Ovan är Clojure kod som spottar ut summan på de fem första kvadrattalen. Clojure tillhör LISP familjen av programmeringsspråk där parenteser strukturerar programmet. Notera att all kod är omringad av parenteser som skapar en hierarki av funktioner och värden. Förklarningar och kommentarer placeras inte inom parenteser, utan inleds med semikolon. Koden kan köras här för de intresserade. 

!gfortran, gcc version 5.4.0 20160609
!Summerar n första kvadraterna
 integer function kvadrat_summa(n) result(summa)
     real :: lista(n)
     
     lista = (/(i, i=1,n, 1)/)
     lista = lista*lista
     summa = sum(lista)
 end function kvadrat_summa

 program P
     print *, kvadrat_summa(5)
 end program P

Som ett mindre extremt exempel på parenteser inom programmering kan vi betrakta ett bekant språk för fysiker, Fortran! Du kan köra koden här. Se hur parenteser används för att:

  • generera listor,
  • definiera funktionens resultat samt listans storlek, och
  • för att gruppera parametrar givna till funktioner.

Vi ser att parenteser behandlas liknande som inom matematiken, men varför så? Borde inte kod sträva efter att vara så naturligt läsbart som möjligt?

Svaret på första frågan är simpel; programmeringsspråk skapas av datanördar och inte lingvister. Men för att exemplifiera att naturliga parenteser är möjliga (och kanske även vettiga) inom programmering skrev jag nedan ett exempel på ett påhittat Python-liknande språk. Parenteserna fungerar som kommentarer eller tillägger extra detaljer.

(heltals) funktion kvadrat_summan på n (ett heltal):
  (summerar n första kvadraterna)
  i = 0
  resultat = 0
  medan i <= n:
    resultat += i * i
    i += 1
  resultat

visa kvadrat_summan på 5

Mycket snyggare och klarare kod, inte sant? Bara om nån skulle hitta på ett liknande språk som också är körbart…

Fortsättning följer!

2018, Blogg

Språk och tolkning

Lämna en kommentar

Eftersom jag har kodat på ett skolprojekt under hela veckoslutet tänkte jag  skriva en artikel om det. Uppgiften var att skriva en programtolk för det simpla MiniPL programmeringsspråket (tekniska specifikationen finns här för de nyfikna).

En vad?

En programtolk/interpretator (eng. interpreter) är ett program som tar in kod av ett specifikt språk och gör/kör det som koden begär. Detta är skillnad till en kompilator, som helt enkelt översätter kod från ett språk till ett annat. Programtolken är ofta uppdelad i 4  huvudsakliga delar: lexikal-, syntax- och semantisk analys, som tillsammans skapar en mängd programinstruktioner, och till sist själva körningen av instruktionerna.

Tolkningen börjar med lexikalanalys där karaktärer grupperas till ”symboler” eller ord (eng. tokens). Vi tar som exempel meningen ”Datorer har en von Neumann-arkitektur.” Karaktärerna kan grupperas till följande symboler: ”Datorer”, ”har”, ”en”, ”von Neumann”, ”-”, ”arkitektur” och till sist ”.”-tecknet. Till symbolerna tillsätts tilläggsdata, som att symbolen ”Datorer” är ett substantiv i plural, symbolen ”har” är ett verb osv.

Syntaxanalysen tar in dessa symboler, och försöker bygga upp satser och meningar av dessa, enligt specifierade grammatikregler. Satserna och meningarna sparas i ett så kallat (abstrakt) syntaxträd. Av exempelmeningen kan man bygga upp följande träd:

I programmeringsspråk är det ytterst viktigt att man kan tolka de givna symbolerna bara på ett visst sätt, dvs. språket får inte vara tvetydigt. Olikt en människa vet inte datorn vad den skall göra då en kod kan betyda två olika saker. Tvetydighet uppkommer oftast i syntaxanalysen, då man inte kan utgöra hurdant syntaxträd som ska byggas upp med hjälp av grammatikreglerna. Grammatiken måste omformas för att fixa problemet.

Efter att syntaxet är granskat så söker den semantiska analysen efter ”meningen” bakom meningarna — vad den givna koden eller texten betyder. En syntaktiskt korrekt mening behöver inte vara semantiskt korrekt. Ett typexempel är ”Färglösa gröna idéer sover häftigt.” Meningen är inte alls vettig (så länge man inte är alltför poetisk av sig), men följer ändå de svenska grammatikreglerna.

Vi tittar igen på exemplet ”Datorer har en von Neumann-arkitektur.” Den semantiska analysen för detta påstående kan bland annat bestå av att svara dessa frågor: Är datorer saker med en ”arkitektur”? Är ”von Neumann-arkitektur” en egenskap som en dator kan ha? Syntaxträdet omvandlas eller påfylls sedan med den information som man har samlat och rent syntaktiska element skärs bort, som punkter och bindestreck.

I semantisk analys av programmeringsspråk granskas det att variabel-/funktiontyperna är överensstämmande och att de variabler/funktioner som används är definierade. Syntaxträdet omvandlas samtidigt till en mängd programinstruktioner (oftast ändå i formen av ett träd) samt en ”symboltabell”, där definitionerna av variabler och funktioner sparas.

Efter allt detta kan instruktionerna köras. Under körningen sparas variabelvärden i symboltabellen, varifrån de kan återhämtas senare. Programtolken borde innehålla en liten mängd basfunktioner (som aritmetik och loopar) som sedan kan användas av programmerare för att bygga upp mer komplexa funktioner. Eller varför inte en ny programtolk?