オブジェクト指向 言語 論 知能情報学部 新田直也

講義概要  私の研究室： 13 号館 2 階 (13-206)  講義資料について :  参考図書 : 河西朝雄 : 「原理がわかる プログラムの法則」, 技術評 論社  成績評価 : 主に試験 (1 回 ) ，演習で評価

講義計画 第 1 回 プログラミング言語の種類と歴史 第 2 回 変数と型 第 3 回 式と評価 第 4 回 制御構造 ( ここらへんでレポート ?) 第 5 回 記憶クラス 第 6 回 構造化プログラミング (1) 第 7 回 構造化プログラミング (2) 第 8 回 演習 第 9 回 オブジェクト指向言語 (1) 第 10 回 オブジェクト指向言語 (2) 第 11 回 オブジェクト指向言語 (3) 第 12 回 オブジェクト指向言語 (4) 第 13 回 オブジェクト指向言語 (5) 第 14 回 プログラミング環境 第 15 回 試験

ハードウェアとソフトウェア  ソフトウェアがなければコンピュータは動かない． 「コンピュータ，ソフトがなければただの箱」  ソフトウェアの例： OS(Windows, Mac, UNIX … ) アプリケーションソフト (Netscape ， Word ，メーラー … ) 組み込みソフト ( 携帯電話， DVD プレーヤ，車，ロケッ ト … )  ソフトウェアは誰かが作っている． 皆さんも作ることができる ( プログラミング ) ．

プログラミング言語  プログラム : コンピュータへの作業指示書 ( 命令列 ) ．  プログラミング言語 : 作業指示書で用いる言語． 意味が厳密に定められている． → 解釈にあいまい性がない． コンピュータが自動で実行可能． プログラム

プログラミング言語の種類  プログラミング言語の数は，おそらく 100 以上． 用途の違い． 技術の進歩． 趣味の違い．  プログラミング言語の分類． 低級言語と高級言語 手続き型言語と宣言型言語 コンパイラとインタプリタ ( プログラムの処理方式の 分類 )

低級言語と高級言語  低級言語 ( 低水準言語 ): コンピュータ (CPU) を直接操作できる言語． そのコンピュータでできることはすべて指示できる． 細かい内容までいちいち指示する必要． ハードウェア毎に異なる． 例 ) 機械語，アセンブラ  高級言語 ( 高水準言語 ): より自然言語に近い ( 人間にとって理解し易い ) ． 最終的に機械語に翻訳される． 例 ) Basic, C, Java …

機械語とアセンブラ  機械語は，数字 ( 命令コード ) の列．  アセンブラは，数字の列を単に見易くしたもの（ニーモ ニック）． 機械語の命令とアセンブラの命令は 1 対 1 に対応する． 3E 00 CD 3C E A0 C E 00 CD 3C E A0 C LD A, 00h CALL 573Ch LD A, [A07Eh] JP 5539h 機械語 アセンブラ

高級言語の誕生  FORTRAN(1957 年 ) 科学技術計算用  ALGOL(1958 年 ) アルゴリズム用  COBOL(1959 年 ) 事務処理用  Lisp(1962 年 ) リスト処理用 手続き型言語 関数型 ( 宣言型 ) 言語

高級言語の発展  BASIC(J. ケムニー & T. カーツ, 1964 年 ) 初心者向き会話型言語  構造化プログラミング (E.W.Dijkstra) 構造化 BASIC C (D.M. リッチー, 1972 年 ) Visual Basic(1991 年 )  人工知能 ( 論理型言語 ) PROLOG(1972 年 )  オブジェクト指向 C++(1983 年 ) Java(SUN, 1995 年 )

手続き型言語と宣言型言語  手続き型言語 処理の手順を与える． 現在の主流． コンピュータは与えられた手順通りに，処理を実行． プログラムの動作が予測しやすい反面，細かい指示を いちいち記述する必要がある．  宣言型言語 必要な知識と，処理の目的を与える． 特に，研究者の間で広まっている． コンピュータは与えられた目的を達成するように，推論 し ながら処理を実行． プログラムの動作が予測しにくく，細かい処理を記述し にくい．

手続き型と宣言型の記述例  階乗を計算する関数 fact int fact(int x) { int y = 1; while (x > 0) { y = y * x; x--; } return y; } fact(x) == if x > 0 then fact(x – 1) * x else 1

構造化プログラミング  E.W.Dijkstra が提唱．どんなプログラムも go to 文を使わずに書ける ( 構造化定理 ).  構造化定理 : 任意のプログラムは，連接，判断 (if 文 ) ，前判定 反復 (while 文 ) を組み合わせて記述することがで きる． int s = 0; start: s++; if (s > 100) goto fin; goto start; fin:; int s = 0; while (s <= 100) { s++; } goto 文を 取ると …

オブジェクト指向プログラミン グ  発祥は定かではない． SIMULA 67 (1967 年 ) SmallTalk (1972 年 )  現在の主流である． C++ (1983 年 ) Visual C++ (1992 年 ) Java (1995 年 )  データ構造と手続きをクラスとしてまとめて記述する． プログラムの可読性の向上． プログラムの再利用性の向上． プログラムのモジュラリティの向上．

プログラムの処理方式  プログラムはテキストファイルで書く ( ソースコード ) ． テキストエディタで書いてもよいが，専用のエディタの方が便 利．  ソースコードを処理する方式には以下のものがある． コンパイラ方式 :  ソースコードを機械語に変換． ( 高速 ) インタプリタ方式 :  ソースコードを解釈しながら実行． ( 低速 ) 中間コード方式 :  コンパイラとインタプリタの中間． Java などで採用． ( 中速 )  処理方式がわからないとプログラミング言語は使えな い !!

コンパイラとインタプリタ  コンパイラはソースコードから機械語への変換プログラ ム．  インタプリタはソースコードの解釈と実行を同時に行う プログラム． ソースコード A コンパイラ & リンカ 実行プログラム A 入力 出力 実行 インタプリタ ソースコード B 解釈 & 実行 実行プログラム A プログラム実行 のための準備

中間コード方式  機械語は，機種に依存する． (Windows のプロ グラムは， Mac では動かない )  いっぽう，インタプリタ方式は実行速度が遅い．  機種に依存しない部分だけを先にコンパイルす る． ソースコード A コンパイラ 中間コード A 入力 出力 中間コード A インタプリタ 解釈 & 実行 機種が違っても良い

今日のまとめ  プログラミング言語の種 類 低級言語 高級言語 手続き型言語 宣言型言語 関数型言語 論理型言語 非オブジェクト指向 言語 オブジェクト指向 言語 機械語，アセンブラ BASIC ， C C++ ， Java Prolog Lisp, Scheme, ML

本日のまとめ  プログラミング言語の種 類 低級言語 高級言語 手続き型言語 宣言型言語 関数型言語 論理型言語 非オブジェクト指向 言語 オブジェクト指向 言語 機械語，アセンブラ BASIC ， C C++ ， Java Prolog Lisp, Scheme, ML