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Programmiersprachen sind Sprachen, die dazu dienen, Anwendungen auf dem Computer zu erstellen. Da ein Computer nur die Maschinensprache versteht, die von Maschine zu Maschine unterschiedlich ist. Die eigentliche Maschinensprache ist extrem schwer bis gar nicht zu verstehen, deshalb wurde die Sprache Assembler entwickelt. Assembler ist eine Programmiersprache, die jedem Maschinenbefehl einen entsprechenden symbolischen Namen gibt, so werden die Maschinenbefehle leichter verständlich. Ein Beispiel für Assembler siehe ungefähr so aus:
mov ax, 0x0e07
xor bx, bx
int 0x10
Der so entstandene Quell Code kann jedoch nicht ausgeführt werden, sondern muß erst in Maschinensprache umgewandelt werden. Dazu gib es im wesentlichen zwei Wege, einmal den Weg über einen Compiler, andererseits den Weg über den Interpreter. Der Interpreter setzt dabei den Quell Code in Echtzeit in die Maschinenbefehle um und ermöglicht so das direkte ausführen des Quell Codes mit Hilfe des Interpreters ohne längere Wartezeiten und ist so nützlich, um kleinere Probleme zu finden und zu beheben. Der Compiler geht einen ähnlichen Weg, nur setzt er den Quell Code nicht in Echtzeit um, sondern übersetzt den Quell Code zuerst komplett in Maschinen Sprache.
Der Weg, den der Compiler dabei geht führt oft vorher über einen Precompiler (C, C++), dieser sorgt dafür, daß statt Symbolischen Konstanten die entsprechenden Zahlen gesetzt werden und das Makros entsprechend eingesetzt werden, außerdem werden hierbei noch die Kommentare im Quell Code entfernt. Der so vorbearbeitete Quell Code wird nun an den Compiler übergeben.
Der Vorteil von Assembler liegt darin, daß jedem Befehl im Quell Code genau ein Maschinenbefehl zugeordnet ist und so die Übersetzung extrem leicht fällt. Ein zweiter Vorteil von Assembler ist, daß man damit extrem Maschinen Nah programmieren kann, was die Voraussetzung für schnelle Programme ist. Der Nachteil an Assembler liegt in der Portabilität, das heißt Assembler Programme können nur auf einem bestimmten Rechnertyp laufen. Höhere Programmiersprachen, z.B. C/C++, gehen einen anderen Weg. Sie sind nicht so konzipiert, daß sie jedem Maschinenbefehl genau ein Kommando gegenüberstellen, sondern arbeiten mit abstrakteren Befehlen, die im allgemeinen leichter verständlich sind. Ein berühmtes Beispiel Programm in C währe:
#include
main () {
printf (\"hello, world\\n\");
}
Dieses Programm würde den Text hello, world auf den Bildschirm schreiben.
Im wesentlichen bestehen alle modernen Programmiersprachen im wesentlichen aus zwei Bestandteilen, Variablen und Funktionen. Einige Programmiersprachen unterscheiden noch zwischen Funktionen und Prozeduren, aber in C gibt es zwischen ihnen keinen wesentlichen Unterschied. Eine Variable ist ein Objekt, welches je nach Klassifizierung den Wert einer Ganzzahl (Integer), Kommazahl (Float), eines Buchstabens (Char) oder eines Wortes (String) annehmen kann, unter Umständen stehen jedoch noch mehr Typen zur Klassifizierung zur Verfügung. Meist müssen Variablen erst definiert werden, um später im Programm benutzt werden zu können. Außerdem steht meist noch die Möglichkeit zur Verfügung Datenfelder (auch Array oder Vector genannt) zu definieren, diese bieten die Möglichkeiten sozusagen eine Tabelle zu erstellen, bei der man über die Angabe von Koordinaten auf die einzelnen Felder zugreifen kann, im Gegensatz zu einer normalen Tabelle können die Datenfelder meist jedoch nicht nur in 2 Dimensionen, sondern in beliebig vielen Dimensionen definiert werden.
Eine Funktion oder eine Prozedur ist ein Unterprogramm, welches eine bestimmte Aufgabe erfüllen soll, zum Beispiel in dem obigen Programm, erfüllt die Funktion printf, die Aufgabe die Zeichenkette hello, world in die Standard Ausgabe (hier der Bildschirm) zu schreiben. In anderen Programmiersprachen wäre printf eine Prozedur, da es nur zur Ausgabe auf den Bildschirm führt. Eine Funktion wäre ein Unterprogramm, das ein Resultat liefer, zum Beispiel:
a = wurzel (4);
In diesem Fall würde a den Wert 2 annehmen, da die Funktion wurzel als Resultat die Wurzel aus 4 hätte. In diesem Fall ist es deutlich, daß wurzel eine Funktion sein muß, jedoch ist auch printf eine Funktion, da sie als Resultatwert die Länge der Zeichenkette liefert. Dieses ist ein Vorteil von C gegenüber anderen Programmiersprache, wie zum Beispiel BASIC oder PASCAL. Der Resultatwert wird oft benutzt um Fehler anzuzeigen, in diesem Fall nimmt er meist den Wert -1 an, oder um Werte für den weiteren Programmverlauf zu liefern, wie zum Beispiel printf die Länge der Zeichenkette liefert.
Ein weiterer wichtiger Bestandteil von Programmiersprachen ist die if Abfrage, diese für eine Anweisung aus wenn eine Bedingung erfüllt ist. Es gibt zudem die Möglichkeit alternative Anweisungen bereitzustellen mit else oder die alternative Anweisung nochmals von einer Bedingung abhängig zu machen mit elseif. In einigen Programmiersprache kommt nach der Bedingung ein then, bei C ist dieses jedoch unnötig, da die Bedingung in Klammern steht.
/* C: */
if (Bedingung)
Anweisung;
elseif (Bedingung)
Anweisung;
else
Anweisung;
REM BASIC:
IF Bedingung THEN
Anweisung
ELSEIF Bedingung THEN Anweisung
ELSE Anweisung
ENDIF
Ein weiterer wichtiger Teil von Programmiersprachen sind Schleifen, diese bewirken, daß eine Reihe von Kommando so lange ausgeführt werden bis eine Bedingung war wird oder so lange eine Bedingung war bleibt. Außerdem gibt es noch eine Art von Schleifen (meist FOR - Schleife genannt) die ein Variable nach einem vorgegebenen Muster verändern bis eine Bedingung erfüllt ist.
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