Глава 2 Вместо теории
Жаль, что вы не застали компьютеров первых поколений! Тогда они назывались ЭВМ — электронные вычислительные машины, — слово «компьютер» ещё не было в ходу. ЭВМ помещались в залах солидных размеров, — уж машины так машины, было на что посмотреть! Вход в эти дворцы охраняла угрюмая стража, отсекавшая тех, кто не сдал экзамен по так называемой теории. Иначе говоря, чтобы сесть за ЭВМ, надо было сначала изучить язык программирования и сдать экзамен по нему. Это суровое требование объяснялось тем, что на одну машину рвались сотни пользователей. Потому машинное время ценилось на вес золота, — уж если добрался до ЭВМ, так занимайся делом, а не барабань без ума по клавишам!
Теперь не то, и нравы смягчились: вас пускают за компьютер, не экзаменуя по теории. Но значит ли это, что теория не нужна? — нет. Однако изучать теорию приятней и полезней на практике: мы будем создавать работающие программы. Много программ. Вижу, как вы прыгнули за компьютер и в нетерпении потираете ладошки. Ой, как я вас понимаю! Но ради будущих успехов потерпите до следующей главы. Сейчас я приоткрою завесу тайны, о которой так загадочно молчат взрослые. Не осознав некоторых вещей, невозможно двигаться дальше.
Миф о думающих машинах
Миф — это красивая выдумка, сказка. Компьютеры породили миф о думающих машинах. Ну как отказать в интеллекте этим чудесным созданиям? Восхищение не искушенного в компьютерах человека понятно, но порой приводит к недоразумениям. Вот слышу в новостях: в таком то аэропорту остановлены полеты из-за сбоя управляющих компьютеров. Вероятно, сами компьютеры здесь ни при чем, — современные машины очень надежны, а в особо важных применениях дублируются. И, хотя сбой компьютерной «железки» не исключен, неполадки в системе управления скорей всего на совести программистов. Как ни сложен компьютер, программы, которые он выполняет, в тысячи раз сложнее, а значит и возможность ошибок в них выше. Уверяю вас: компьютер — это всего лишь примитивный автомат, выполняющий команды, заложенные в него программистами.
К чему я клоню? Замыслив стать профессионалом, отбросьте миф о думающих машинах. Компьютер ни о чем не думает, не мечтает, и не спотыкается. Не пеняйте на него, когда ваши программы «захромают», — ищите ошибки у себя.
Загадочные коды
Вам известно, конечно, что исполняемые программы — это файлы с расширением EXE. Заглянем внутрь такого файла, как он устроен? С этой целью я воспользовался программой, подобной Total Commander. Выбрав один из
23
Глава 2
Вместо теории
исполняемых файлов, я нажал клавишу F3 — просмотр файла — и увидел следующую картину (рис. 1).
Рис. 1 – «Внутренность» исполняемого файла
Что бы это значило? Я, к примеру, здесь ничего не понимаю! Мы видим код программы, который понимает только процессор компьютера. Вероятно, наши человеческие представления о здравом смысле очень далеки от компьютерных! Откуда взялся этот код? Надо ли программистам разбираться в этой тарабарщине? К счастью, большинству из них этого не требуется, — на выручку приходят языки программирования.
Языки программирования и компиляторы
Разумеется, вы слышали об этих языках, к настоящему времени их насчитывают тысячи. Зачем так много? Причины разные. С одной стороны, это объясняется разнообразием решаемых задач, а с другой — течением времени. Многие ранние языки устарели и отмирают, им на смену приходят новые. Однако все их объединяет одно — языки создавались, чтобы избавить человека от программирования на «тарабарском» языке процессора.
Кстати, знаете ли вы китайский язык? А японский или арабский? Теперь представьте себя президентом, принимающим послов этих стран, как вы будете с ними общаться? Очевидно, пригласите переводчиков. В таком же положении находится и процессор компьютера, знающий только свой «тарабарский» язык, а все прочие понимающий через переводчиков. Переводчики — это специальные программы — компиляторы. Правда, в отличие от людей, способных переводить в обе стороны, компиляторы переводят лишь с человеческого языка программирования на «тарабарский» язык процессора.
Рассмотрим рис. 2, где представлена упрощенная схема перевода с трех языков программирования: Паскаля, Си и Фортрана.
24
|
Глава 2 |
|
Вместо теории |
Исходные текстовые файлы, |
Исполняемые EXE-файлы, |
их понимает человек, |
их «понимает» компьютер, |
но не «понимает» компьютер |
но не понимает человек |
Программа на |
|
|
Компилятор с |
|
языке |
|
|
языка |
|
Паскаль |
|
|
Паскаль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Компилятор с |
|
|
|
|
|
|
Программа на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
языка Си |
|
|
|
|
|
|
|
языке Си |
|
|
|
|
|
Исполняемые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
EXE-файлы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(двоичный код) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Компилятор с |
|
|
|
|
|
|
Программа на |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
языка |
|
|
|
|
|
|
|
языке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фортран |
|
|
|
|
|
|
|
Фортран |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Программы – компиляторы |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. 2 – Схема применения компиляторов
Что мы видим? Работу над программой начинают с подготовки текстового файла, где на выбранном языке записывают порядок действий для решения поставленной задачи. В текстовом файле можно напечатать что угодно — стихи, роман, или программу. Сохранив файл на диске, вы можете в любой момент вновь открыть его, полюбоваться, отредактировать и снова сохранить. Это ещё не программа, а лишь её текст, заготовка. Такой файл называют исходным текстом или, на жаргоне программистов, — «исходником», «сырцом» (русское слово «сырьё» отчасти созвучно английскому Source — «источник»). Исходные файлы показаны на рисунке слева. Вот пример небольшой программки на языке Паскаль.
Var a, b : integer;
Begin
Readln(a,b);
Writeln(’a*b = ’, a*b);
End.
Конечно, вам она ещё не понятна. Но, согласитесь, в отличие от загадочного машинного кода, здесь чувствуется возможность что-то понять.
25
Глава 2
Вместо теории
Итак, исходный текст иногда понятен автору программы, но неясен процессору. Потому после подготовки текста программист вызывает компилятор, переводящий текст в код процессора. Для каждого языка существуют свои правила и свой компилятор, вот его-то и надо запустить. Полученный в результате компиляции исполняемый EXE-файл далее «живет своей жизнью»: его можно запускать на выполнение, копировать, проверять на вирусы и заражать ими, — с исходным файлом он уже не связан. А если захочется что-то изменить в программе? Тогда без исходника не обойтись. Надо вернуться к нему, исправить редактором текста и вновь вызвать компилятор для перевода на «тарабарский» язык. Поэтому исходные тексты берегут, как зеницу ока, а то и секретят, если программа имеет коммерческое или военное значение.
Следующий шаг – IDE
Итак, для создания программы нужны, по меньшей мере, два инструмента: редактор текста и компилятор. Но на практике их требуется больше, — ведь без отладчика и справочной системы трудно обойтись. Нужда в нескольких инструментах доставляла когда-то программистам массу неудобств. Приходилось многократно «бегать по кругу», запуская эти программы одну за другой, пока результат не приближался к задуманному.
Но с появлением персональных компьютеров всё изменилось: была создана
интегрированная среда разработки, или сокращенно ИСР. В компьютерной литературе чаще применяют англоязычное сокращение — IDE (Integrated Development Environment), мы тоже примем его.
Так что же такое IDE? Слово «интегрированная» значит «объединяющая». IDE — это мощная программа, объединяющая в себе и редактор, и компилятор, и отладчик, и справочную систему по языку. С появлением IDE программисты будто пересели с дребезжащей телеги в роскошный автомобиль, оплатив покупку быстрой и качественной работой. В скором времени мы «оседлаем» одну из таких IDE к языку Паскаль.
Итоги
∙Отбросьте миф о думающих машинах, – действия компьютера определяются только вами, его ошибки – это ошибки программиста.
∙Человек и компьютер «говорят» на разных языках. Процессор компьютера «понимает» лишь язык своих кодов, в котором трудно разобраться человеку.
∙Для программирования изобретено много языков. На этих языках человек излагает порядок решения задачи в понятной для него форме.
∙Для перевода текстового файла с программой в исполняемый EXE-файл используют программы-компиляторы.
26
Глава 2
Вместо теории
∙Современная интегрированная среда разработки (IDE) объединяет в одной программе редактор текста, компилятор, отладчик и справочную систему.
27