Uvod u programiranje u Turbo Pascalu 7 (1)

Pregled razvoja programskih jezika

Prvi ra

unari bili su vrlo složeni za koriš

enje. Njih su koristili isklju

ivo stru

njaci koji su

bili osposobljeni za komunikaciju s ra

unarom. Ta komunikacija se sastojala od dva osnovna

koraka: davanje uputstava ra

unaru i

itanje rezultata obrade. I dok se

itanje rezultata vrlo

brzo u

inilo koliko-toliko snošljivim uvo

enjem štampa

a na kojima su se rezultati ispisivali,

unošenje uputstava – programiranje – se sastojalo od mukotrpnog upisivanja niza nula i
jedinica. Ti nizovi su davali ra

unaru uputstva kao što su: „saberi dva broja”, „premesti

podatak s neke memorijske lokacije na drugu”, „sko

i na neku instrukciju izvan normalnog

redosleda instrukcija” i sli

no. Kako je takve programe bilo vrlo složeno pisati, a još složenije

itati i ispravljati, ubrzo su se pojavili prvi programerski alati nazvani

asembleri

(engl.

assembler

s).

U asemblerskom jeziku svaka mašinska instrukcija predstavljena je mnemonikom koji je
razumljiv ljudima koji

itaju program. Tako se sabiranje naj

eš

e obavlja mnemonikom

ADD, dok se premeštanje podataka obavlja mnemonikom MOV. Time se postigla bolja

itljivost programa, ali i dalje je bilo vrlo složeno pisati programe i ispravljati ih jer je bilo

potrebno davati sve, pa i najmanja uputstva ra

unaru za svaku pojedinu operaciju. Javlja se

problem koji

e kasnije, nakon niza godina, dovesti i do pojave tzv. viših programskih jezika,

tj. potrebno je razviti programerski alat koji

e osloboditi programera rutinskih poslova i

omogu

iti mu da se usredi na problem koji rešava.

Zbog toga se pojavljuje niz viših programska jezika, koji preuzimaju na sebe neke „dosadne”
programerske poslove. Tako je FORTRAN bio posebno pogodan za matemati

ke prora

une,

zatim BASIC koji se vrlo brzo u

io, COBOL koji je bio po pravilu namenjen upravljanju

bazama podataka.

Šta je program i kako ga napisati?

Elektronski ra

unari postali su danas pribor kojim se svakodnevno koristimo kako bismo sebi

olakšali posao ili se zabavili. Prvi navod

e mnogi poricati, navode

i kao kontraargument

injenicu da im je za podizanje novca u banci pre trebalo znatno manje vremena nego otkad

su šalteri kompjuterizovani. Me

utim,

injenica je da su mnogi poslovi danas nezamislivi bez

unara; u krajnjoj liniji, dokaz za to je tekst koji upravo

itate koji je u potpunosti napisan

pomo

u ra

unara.

Sam ra

unar,

ak i kada se uklju

i na niskonaponsku mrežu, nije u stanju da uradi ništa

korisno. Na današnjim ra

unarima se ne može

ak ni zagrejati jelo, što je ina

e bilo mogu

na ra

unarima sa elektronskim cevima. Ono što vam nedostaje je pamet neophodna za

koristan rad ra

unara: programi, programi, … i samo programi. Pod programom

podrazumevamo niz naredbi u mašinskom jeziku koje procesor u vašem ra

unaru izvršava i

shodno njima obra

uje podatke, izvodi matemati

ke prora

une, ispisuje tekstove, iscrtava

krive na ekranu itd. Pokretanjem programa sa diska, diskete ili kompakt diska (CD-ROM-a),
program se u

itava u radnu memoriju ra

unara i procesor po

inje sa mukotrpnim postupkom

njegovog izvršavanja.

Programi koje pokre

ete na ra

unaru su u

izvršnom obliku

(engl.

executabl

e), razumljivom

samo procesoru vašeg (i njemu sli

nih) ra

unara. U suštini, mašinski kôd se sastoji od nizova

binarnih cifara: nula i jedinica.

Budu

i da su današnji programi tipi

no dužine nekoliko megabajta, naslu

ujete da ih autori

nisu pisali direktno u mašinskom kôdu. Gotovo svi današnji programi se pišu u nekom od

viših programskih jezika

(FORTRAN, BASIC, Pascal, C) koji su donekle razumljivi i

ljudima (barem onima koji imaju nešto pojma o engleskom jeziku). Naredbe u tim jezicima
se sastoje od mnemonika. Kombinovanjem tih naredbi programer slaže

izvorni kôd

(engl.

Source cod

e) programa, koji se pomo

u posebnih programa

prevodilaca

(engl.

compile

r) i

poveziva

(engl.

linker)

prevodi u izvršni kôd. Prema tome, pisanje programa u užem smislu

podrazumijeva pisanje izvornog kôda. Me

utim, kako pisanje koda nije samo sebi svrha, pod

pisanjem programa u širem smislu podrazumeva se i prevo

enje, odnosno povezivanje

programa u izvršni kôd. Prema tome, možemo govoriti o

etiri faze kod pravljenja programa:

1. pisanje izvornog kôda
2. prevo

enje izvornog kôda,

3. povezivanje u izvršni kôd i
4. testiranje programa.

Da bi se za neki program moglo re

i da je uspešno napravljen, treba uspešno pro

i kroz sve

etiri faze. Kao i svaki drugi posao, i pisanje programa zahteva odre

eno znanje i veštinu.

Prilikom pisanja programera vrebaju Scile i Haribde, danas poznatije pod nazivom greške ili

bugovi

(engl.

bug

- stenica) u programu. Ako se pojave greške u nekoj od faza izrade

programa, izvorni kôd treba doraditi i ponoviti sve prethodne faze. Zbog toga postupak izrade
programa nije pravolinijski, ve

manje-više podse

a na mukotrpno kretanje u krug. Na slici 1.

je šematski prikazan celokupni ciklus izrade programa, od njegovog po

etka, pa sve do

njegovog završeta. Analizirajmo najvažnije faze izrade programa.

upozorenja. Greške koje prijavi prevodilac nazivaju se

greškama pri prevo

enju

(engl.

compile-time error

s). Nakon toga programer

e pokušati ispraviti sve navedene greške i

ponovo prevesti izvorni kôd – sve dok prevo

enje koda ne bude uspešno okon

ano, ne može

se pristupiti povezivanju koda. Prevo

enjem izvornog dobija se datoteka

objektnog kôda

(engl.

object cod

e), koja se lako može prepoznata po tome što obi

no ima nastavak

ili

.obj

(u našem primeru bi to bilo

primer.obj

Nakon što su ispravljene sve greške uo

ene prilikom prevo

enja i kôd ispravno preveden,

pristupa se povezivanju objektnih kôdova u izvršni. U ve

ini slu

ajeva objektni kôd dobijen

prevo

enjem programerovog izvornog kôda treba povezati sa postoje

bibliotekama

(engl.

librarie

s). Biblioteke su datoteke u kojima se nalaze ve

prevedene gotove funkcije ili

podaci. One se isporu

uju zajedno s prevodiocem, mogu se posebno kupiti ili ih programer

može sam razviti. Bibliotekama se izbegava ponovno pisanje vrlo

esto koriš

enih operacija.

Tipi

an primer za to jesu biblioteka matemati

kih funkcija koja se uvek isporu

uje uz

prevodilac, a u kojoj su definisane sve funkcije poput trigonometrijskih, eksponencijalnih i
sli

no.

Prilikom povezivanja proverava se mogu li se svi pozivi kodova realizovati u izvršnom kodu.
Ukoliko poveziva

tokom povezivanja uo

i neku nepravilnost, ispisa

e poruku o greški i

onemogu

iti generisanje izvršnog koda. Ove greške nazivaju se

greškama pri povezivanju

(engl.

link-time error

s) – sada programer mora prionuti na ispravljanje grešaka koje su

nastale pri povezivanju. Nakon što se isprave sve greške, kôd treba ponovno prevesti i
povezati.

Uspešnim povezivanjem dobija se izvršni kôd. Me

utim, takav izvršni kôd još uvek ne

garantuje da

e program raditi ono što ste zamislili. Na primer, može se dogoditi da program

radi pravilno za neke vrednosti podataka, ali da se za druge ponaša nepredvidivo. U tom se
slu

aju radi o

greškama pri izvo

enju

(engl.

run-time error

s).

Da bi program bio potpuno korektan, programer mora da istestira program da bi uo

io i

ispravio te greške, što zna

i ponavljanje celog postupka u lancu „ispravljanje izvornog koda-

prevo

enje-povezivanje-testiranje”. Kod jednostavnijih programa broj ponavljanja

e biti

manji i smanjiva

e se proporcionalno sa rastu

im iskustvom programera. Me

utim, kako

raste složenost programa, tako se pove

ava broj mogu

ih grešaka i celi postupak izrade

programa neiskusnom programeru može postati mukotrpan.

Za ispravljanje grešaka pri izvo

enju, programeru na raspolaganju stoje programi za

otkrivanje grešaka (engl.

debugge

r). Radi se o programima koji omogu

avaju prekid

izvo

enja izvršnog koda programa koji testiramo na unapred zadatim naredbama, izvo

enje

programa naredbu po naredbu, ispis i promene trenutnih vrednosti pojedinih podataka u
programu. Najjednostavniji programi za otkrivanje grešaka ispisuju izvršni kôd u obliku
mašinskih naredbi. Me

utim, ve

ina današnjih naprednih programa za otkrivanje grešaka su

simboli

(engl.

symbolic debugge

r) – iako se izvodi prevedeni, mašinski kôd, izvo

enje

programa se prati preko izvornog kôda pisanog u višem programskom jeziku. To omogu

ava

vrlo lagano lociranje i ispravljanje grešaka u programu.

Osim grešaka, prevodilac i poveziva

redovno prijavljuju i upozorenja. Ona ne

onemogu

avaju nastavak prevo

enja, odnosno povezivanja koda, ali predstavljaju

potencijalnu opasnost. Upozorenja se mogu podeliti u dve grupe. Prvu grupu

ine upozorenja

koja javljaju da kôd nije potpuno korektan. Prevodilac ili poveziva

e zanemariti našu

grešku i prema svom naho

enju generisati kôd. Drugu grupu

ine poruke koje upozoravaju da

„nisu sigurni da je ono što smo napisali upravo ono što smo želeli napisati”, tj. radi se o
dobronamernim upozorenjima na zamke koje mogu proizi

i iz na

ina na koji smo program

napisali. Iako

e, uprkos upozorenjima, program biti preveden i povezan (možda

ak i

korektno), pedantan programer ne

e ta upozorenja nikada zanemariti – ona

esto upu

uju na

uzrok grešaka pri izvo

enju gotovog programa. Za precizno tuma

enje poruka o greškama i

upozorenja neophodna je dokumentacija koja se isporu

uje uz prevodilac i poveziva

Da zaklju

imo: „Šta nam, dakle, treba za pisanje programa na jeziku Turbo Pascal?” Osim

unara, programa za pisanje i ispravljanje teksta, prevodioca i poveziva

a trebaju vam još

samo tri stvari: interesovanje, puno slobodnog vremena i dobra literatura. Interesovanje
verovatno postoji, ako ste sa

itanjem ovog teksta stigli

ak dovde. Slobodno vreme

e vam

trebati da isprobate primere i da se sami oprobate u bespu

ima Turbo Pascala.

Uvod u Turbo Pascal

Zašto je Pascal dobar izbor programskog jezika? Odgovor

e se sam nametnuti, ako se kaže

bar nekoliko re

i o nastanku jezika Pascal.

Njegov tvorac Niklaus Wirth (profesor na Eidgenossische Technische Hochschule, Cirih,
Švajcarska) izborom imena jezika po

astio je velikog francuskog nau

nika i filozofa Blaisea

Pascala (1623 — 1662) koji je izgradio jedan od prvih mehani

kih ra

unara.

Stvaraju

i programski jezik Pascal, Wirth je težio da nau

i u

enika da programira tako da ne

mora da menja logiku stvari koje je ve

ranije nau

io, da ono što želi da izrazi bude i u

programu

itljivo, jasno i pregledno. Omogu

iti u

eniku da svoje misli saopštava programom

tako, da naredbe slede misli, da se njihov tok ne gubi u iznenadnim skokovima, da se
razumeju bez muke. Wirth je želeo da se programiranje u

i takvim jezikom u kojem

e se

misli lako prenositi, a s druge strane, da program jasno odražava misli programera. Imaju

na raspolaganju više programske jezike kao što su Fortran, Algol i Basic Wirth nije bio
zadovoljan. Pokušao je da svoje želje zadovolji ubacivanjem novih stvari u Algol. Ubrzo je
bio nezadovoljan krparenjem Algola i odlu

io je da napiše novi jezik. S radom je po

šezdesetih godina, a prvi program-prevodilac proradio je u kasnim sedamdesetim godinama.

Wirth je prvi proklamovao prednosti strukturnog programiranja. One se sastoje u
mogu

nosti razlaganja problema u manje celine (module ili blokove) od kojih svaka sme da

ima samo jedan ulaz i jedan izlaz izbegavaju

i naredbu GO TO. Informacije se prenose u

sledu iz bloka u blok, dok se ne do

e do kona

nog rešenja.

Wirth je želeo kao prvo, jezik koji

e odražavati principe sistemati

nog kreiranja i drugo, da