Programma's Begrijpen: De basis uitgelegd

“Alle programma’s bestaan uit componenten en informatie”
                                                                                    - Sam Rain

Programmeurs worden gezien als whizz-kids die magische werelden uitvoeren met cryptische codes; het specialisme heeft niet voor niets één van de meest uitgebreide en verwarrende vakjargon ter beschikking. Het beestje heeft een naam nodig en het detail waarop kan worden ingezoomd is zowel breed als diep. Programma’s zijn complexer geworden, maar blijven altijd dezelfde beginselen behouden.

Een programma dient om informatie te manipuleren; hoe deze moet worden vormgegeven of als factor dient in een complexe berekening, het is en blijft de kern van iedere uitvoerbare ‘code’. Naast informatie moet er een mechanisme zijn wat het bewerkt; deze ‘blokken’ bepalen de volgorde en bewerking, dit zijn als het ware losse componenten. Om informatie te verwerken heeft het een structuur nodig die de componenten begrijpen. De ruwe informatie heet ‘data’, de componenten heten ‘broncode’ en de structuur is een ‘formaat’.

Een verwarrende uitleg wordt vaak gegeven over de broncode; de manier hoe componenten worden ‘gebouwd’ gebeurd in programmeertaal, maar dit is geen taal zoals mensen die gebruiken. Computers begrijpen alleen rationele instructies in signalen. De programmeertaal is bestemd voor menselijke lezers, zodat ze begrijpen wat ze vragen aan de computer. De taal heet voor programmeurs de ‘syntax’.

Ondanks de grote hoeveelheid programmeertalen met alle toeters en bellen, blijven er altijd een aantal fundamenten aanwezig. Het leren van een programmeertaal gaat veel eenvoudiger wanneer deze bekend zijn. Ze zijn namelijk de kern van elke taal die met computers werken.

Informatie moet in een structuur geplaatst worden voordat ze gebruikt wordt. Computers kennen geen verschil tussen nummers en leestekens en daarom moet de structuur bekend zijn voor de verwerking kan plaatsvinden. Daarnaast moet deze informatie ook opgeslagen worden in het werkgeheugen, zodat het later weer opgevraagd kan worden. Broncode noemt dit proces ‘declareren’; de informatie wordt opgeslagen met behulp van een label, beter bekend als een ‘variabele’.

Als de informatie toegankelijk is, kan er mee gewerkt worden. Feitelijk zijn er drie mechanismen voor informatie: wiskundige berekeningen, herhalende opdrachten en keuzes. De wiskundige berekeningen heten ‘operatoren’, de herhalende opdrachten heten ‘lussen’ en keuzes staan bekend als ‘condities’. Een programma is daarom eigenlijk een grote rekensom, echter is de complexiteit ervan vaak afhankelijk van de programmeertaal. Een taal die op het diepste niveau werkt (low level) kan op de bit precies werken op de computer. Op het hoogste niveau (high level) maakt de taal gebruik van ‘ingebouwde’ functionaliteit, zodat men zich kan bezighouden met het vraagstuk zonder eerst de weg naar Rome te bouwen.

Om volgorde en hergebruik te bepalen hebben (vooral high level talen) veel talen de mogelijkheid om delen broncode van een ‘label’ te voorzien. Deze mechaniek heet een ‘procedure’, ‘methode’ of een functie. Wanneer een taal deze mechaniek ondersteund, kan met door middel van een speciale declaratie de broncode aansturen via een zelfgekozen ‘label’.

Als het programma is geschreven, kan het nog niet worden uitgevoerd; tekst begrijpt een computer immers niet. Een speciaal programma zet het bronbestand om in een uitvoerbare structuur; het bestand wordt vertaald naar een ‘echt’ programma. Het programma wat deze vertaling doet heet de ‘compiler’ en wordt meegeleverd met de programmeertaal. Een variatie hierop is een ‘interpreter’ (tolk) welke niet een zelfstandig programma maakt, maar het uitvoeren van instructies doet aan de hand van de broncode per geschreven regel.

Meer lezen hierover? Klik hier voor de inhoudsopgave voor alle artikelen!

©SamRain
sam-rain-articles.blogspot.com