Тема 1. Введение в язык программирования c#

1. Первое знакомство с языком программирования с#

С# (произносится как "си шарп") — это новый язык программирования, в котором, по замыслу создателей, должны сочетаться выразительность и простота. Его цель — позволить программисту создавать сложные высокопроизводительные программы.

В 1998 году перешедший в Microsoft создатель языков Delphi и Turbo Pascal Андерс Хейльсберг (Anders Hejlsberg) начал со своей командой работу над первой версией язы­ка С#. Его авторы попытались объединить в нем то, что нравилось им и многим другим програм­мистам в уже существовавших языках. При этом в С# были добавлены новые функции, соответствующие возможностям и потребностям сегодняшнего дня.

Языки программирования и компиляторы

Слово программа часто используется для описания двух различных элементов - испол­няемой программы целиком или фрагмента исходного кода. В данном случае термины "ис­ходный код", "исходная программа" или просто "код", используются в отношении фрагмента исходного кода. Исполняемая программа называется "исполня­емой программой", "приложением" либо просто "программой".

Программировать на первых компьютерах, изготовленных в сороковых годах про­шлого столетия, было очень непросто. Для этого использовался машинный язык, кото­рый состоял из последовательностей битов, напрямую управляющих простыми действи­ями процессора. Программирование на уровне машинного языка — чрезвычайно трудоемкое, нудное и утомительное занятие. Возможность абстрагироваться от машинного языка значительно упростило процесс программирования, и вскоре появились другие языки высокого уровня. Одним из последних дополнений в се­мье языков высокого уровня стал С#.

Однако как бы высоко мы ни уходили от базовых инструкций процессора, нам по-прежнему нужен машинный код, который аппаратное обеспечение компьютера может понимать — а значит, и исполнять. Традиционно, превращение исходного кода, напи­санного на языке высокого уровня, в машинный код осуществляли системные програм­мы, которые называются компиляторами,

На рис.1.1. приведена простая иллюстрация того, как исходный код типичного язы­ка высокого уровня превращается в исполняемую программу.

Рис. 1.1. Схема процесса компиляции.

Написанный текст, кото­рый содержит инструкции языка высокого уровня, называется исходным кодом. В случае С# этот исходный код хранится в файле с расширением .cs. Чтобы преобразовать ис­ходный код в машинный, требуется компилятор. Результатом компиляции становится исполняемая программа, которая состоит из инструкций машинного языка.

Устройство компьютера

Компьютер — это совокупность аппаратного и программного обеспечения.

Аппарат­ное обеспечение (hardware) — это физические, осязаемые компоненты компьютера, а про­граммное обеспечение (software) — это программы, которые также называются приложения­ми. Программы содержат инструкции, которые исполняются аппаратным обеспечением.

Аппаратное обеспечение. Когда пользователь взаимодействует с компьютером, он обеспечивает ввод инфор­мации. В ответ на это, компьютер обрабатывает введенные данные, возвра­щая пользователю результаты — т.е. обеспечивает вывод информации. Ввод может осу­ществляться в форме команд, текста, числовой информации или изображений. Вывод также может иметь самые разные формы — это могут быть и результаты расчетов в элек­тронных таблицах, и письмо, отпечатанное на принтере, и движущееся на экране изоб­ражение автомобиля в имитаторе автогонок,

Для обеспечения ввода пользовательской информации у компьютера есть несколько устройств ввода — к примеру, клавиатура и мышь.

Пользователю вывод чаще всего предоставляется такими устройствами, как экран и принтер, однако устройства вывода очень разнообразны, и некоторые из них предназ­начены для узко специализированных задач.

В состав компьютера входят также менее очевидные для пользователя компоненты — процессор и память.

Процессор — устройство внутри компьютера, выполняющее инструкции, из кото­рых состоят программы. Другие названия процессора — ЦПУ (центральное процессор­ное устройство). Существует множество типов процессоров. Хорошо известными примерами являются процессоры Pentium различных поколений.

Процессор способен выполнять лишь очень простые инструкции, например элемен­тарные арифметические операции или перемещение данных, скажем, чисел, из одной точки памяти в другую. Однако делает он это с очень высокой скоростью, что позволя­ет ему, проходя через головоломные комбинации инструкций, выполнять очень слож­ные операции.

Память компьютера можно разделить на два типа — основную (оперативную) и вспо­могательную (долговременную) память.

Вспомогательная память включает устройства, предназначенные для длительного или постоянного хранения данных, которые считываются лишь в случае необходимости. Типичными примерами вспомогательной памяти являются флоппи-диски, диски CD-ROM и жесткие диски,

В основной, или оперативной, памяти хранятся исполняемые в данный момент про­граммы, а также результаты промежуточных вычислений. Английский термин для опе­ративной памяти — RAM — Random Access Memory, или память произвольного досту­па.

Помимо исполняемых программ и их частей, в оперативной памяти хранится значи­тельная часть данных, с которыми работают программы. Примерами данных могут быть скорости ветра в различных областях тайфуна в программе, моделирующей тайфун, либо текущее положение на трассе гоночного автомобиля в автоимитаторе. С#, как и другие языки, позволяет программисту присваивать данным имена, а затем и обращаться к ним по этим именам. Таким образом, внутренние механизмы функци­онирования оперативной памяти почти всегда остаются скрытыми от программиста. Ими занимается сам С# вместе с операционной системой компьютера. Однако чтобы создавать корректные программы, программист должен все же выбирать способ представления используемых программой значений в оперативной памяти. От того, насколько правиль­но он это делает, зависят компактность и скорость программы.

Программное обеспечение. В сущности, компьютерное программирование — это создание программного обес­печения, которое заполняет пробел между очень примитивными операциями, реализо­ванными в аппаратном обеспечении (описанными выше и практически бесполезными для конечного пользователя) и программами типа текстовых редакторов или табличных процессоров, в которых реализована функциональность, направленная на удовлетворе­ние конкретных нужд конечного пользователя.