Bilgisayar Programlama. Programlama nedir? Program nasıl yazılır?

Transkript

1 Bilgisayar Programlama Programlama nedir? Bilgisayar; Yazılım ve Donanım olarak temel anlamda ikiye ayrılır. Ekran, disk, klavye, ram vbg donanım birimleri bu dersin kapsamı dışındadır. Ne kadar iyi donanıma sahip olursanız olun, yazılım olmadan bilgisayar bir anlam ifade etmeyecektir. Windows, Linux gibi herhangibir işletim sistemi, Word gibi bir kelime-işlem veya Excel gibi bir hesap tablosu programı, bu dersin konusu olan Visual Basic programlama dili yazılıma verilebilecek örneklerdendir. Yazılım; "bilgisayarın donanım kısmına yaşam veren komutlardır" [1] veya komutları da içeren satırlardır şeklinde tanımlanabilir. Burada vurgulanan; eğer bilgisayarda bir iş yapacaksak, onu gerçekleştirmek için program yazmamız gerektiğidir. Örneğin, derslerimizin kayıtlarını ve notlarımızı ya da müşterilerimizin kayıtlarını tutmak istiyorsak bir programa gereksinimimiz vardır. Bunu Microsoft Excel gibi bir program aracılığıyla da yapabilirsiniz. Ancak program yazabilmek, bu işler için özel bir çözüm ya da uygulama geliştirmek anlamına gelir. İşte bu nedenle da yazılım yerine daha çok uygulama geliştirme (development) terimi kullanılır. Program, öncelikle bir işletim sistemi ya da platform için yazılır. Örneğin Windows XP için yazılan bir program Linux işletim sisteminde çalışmayacaktır. Platformun ardından Visual Basic ya da C++ gibi programın yazılacağı dil seçilir. Bu diller, bizim programımızı yazmamızı sağlarlar. Bizim anlaşılabilir şekilde program geliştirmemizi ve geliştirdiğimiz programı bilgisayarın doğrudan çalıştırabileceği makine diline çevirirler. İşte, kabaca bu sürece programlama denir [1]. Program nasıl yazılır? Konunun daha iyi anlaşılması için bazı terimlerin ve ifadelerin anlaşılması gerekmektedir. Konu ile mesleğimiz gereği program ve programcılık dışında çok detaylı bilgi sahibi olmadığımızdan (olmamamız gerektiğinden) dolayı, konunun daha iyi anlaşılması için bu terimleri daha iyi anlatan bireve bölüm (2 numaralı kaynak) aşağıya alınmıştır. Bilgisayarlar işlemlerin kendi anlayacağı dilde (makine dili) açıkça yazılmasını isterler. Ancak bu işlemlerin makine dilinde bir programcı tarafından yapılması yerine programlamanın yapısal biçimde bir dil aracılığıyla yapılmasını ve daha sonra çevrilerek bilgisayara anlatılması işlemini programlama dilleri üstlenirler. Bu çevirme işlemine derleme (compile) ya da yorumlama (interpriting) denir. Programlama; kullanıcıların isteklerini karşılayacak muhasebe, stok, oyun, işletim sistemi gibi programları oluşturacak alt yapıyı (kodları) hazırlamaktır. Bu alt yapıyı oluşturan kişilere programcı denir. Bir programın çalışması demek, Mikroişlemciye daha önceden hazırlanmış bir kod yığınının gönderilmesi demektir. Bu kodlar, işlemcinin anlayacağı ASM dilinde (makine dilinde) Gültekin Çağıl, Bilgisayar Programlama ders notları, Sakarya Üniv. Endüstri Mühendisliği/Hafta 1/Sayfa 1

2 yazılmış kısa kodlardır, ASM en hızlı programlama dili olmakla beraber, kullanılması en zor programlama dilidir. ASM dilinde kullanılan tüm komutlar sadece işlemciye ve donanıma hitap etmektedir ve programı yazan kişinin tüm donanımı bilmesi gerekmektedir. Örnek vermek gerekirse A markalı bir ekran kartı için yazılmış bir program B markaları bir ekran kartında çalışmaz, çünkü donanımsal olarak farklılıklar vardır. ASM dili için kısaca bilgisayarın anadili diyebiliriz, çünkü CPU (Merkezi İşlem Birimi-İşlemci) sadece ASM kodlarını anlayacak bir yapıya sahiptir. Bilgisayar işlemcilerinin ilk çıktığı günlerde sadece ASM dili olduğu için, program yazmak gerçekten çok zordu. Her değişen donanım ya da işlemci için tekrar program yazılması gerekiyordu, donanımsal zorluklar dışında yazılımsal zorluklarda vardı, Ekrana sadece A yazmak için bile bol miktarda kod yazılıyordu. Bu tip sorunları kaldırmak için kullanılması kolay alt seviye programlama dilleri oluşturuldu (C, Basic, Pascal, Cobol v.s.). Alt Seviye programlama dilleri ile yazılan kodlar işlemci tarafından anlaşılamayan kodlardır, bu kodlar Compiler (Derleyici) tarafından işlenerek CPU nun anlayacağı kodlara (ASM) çevrilir. Örnek: ASM ve BASIC Dilinde yazılmış Ekrana A harfi yazan program ASM (Üst Seviye Dil) : 1. ORG MOV AX,CS 3. MOV DS,AX 4. MOV ES,AX 5. MOV AX, B800 (Renkli Ekran Kartının Bellek Adresi (Her Ekran Kartında Değişebilir)) 6. MOV DS,AX 7. MOV SI,0 ( A Harfinin Belleğe Yerleşeceği Alan ) 8. MOV AL, 41 (A Harfinin ASCII Kodu - Hex olarak) 9. MOV DS: [SI],AL ( Ekrana A Harfinin basılma anı) BASIC (Alt Seviye Dil): 1. PRINT A Örnekte görüldüğü gibi Alt Seviye bir dilde ekrana A yazmak için tek bir komut yeterlidir, Üst seviye dilde ise çok daha fazla kod yazılması gerekir. Alt Seviye Dillerde yazılan programların Gültekin Çağıl, Bilgisayar Programlama ders notları, Sakarya Üniv. Endüstri Mühendisliği/Hafta 1/Sayfa 2

3 kodları her ne kadar kısa görünsene derlenip çalışan duruma getirildiklerinde boyutları, Üst Seviye Dilde yazılan programdan daha büyük olurlar. Sebep ise ASM dili ile yazılan programda hedefe direk (çok hızlı) ulaşılırken, Alt Seviye dilde derleme esnasında kod içine donanım ve işlemciyi tespit eden v.s. kodların eklenmesidir. Bu yüzden alt seviyede yazılan programlar ASM dilinde yazılan programdan çok daha yavaş çalışırlar. Alt seviye programla dilleri, yukarıdaki örneklerden de, anlaşıldığı gibi sadece bir çeviri aracıdır, tek programlama dili ASM dir. Fakat ASM diline C gibi yakın olan programlama dilleri de bazı kaynaklarda üst seviye dil olarak geçer. Programlama dillerinin sınıflandırılması En temel anlamda programlama dilleri; genel ve özel amaçlı programlama dilleri olarak ikiye ayrılır; 1-Özel Amaçlı Programlama Dilleri: Bu tür programlama dilleri ile aklınıza gelen her şeyi programlayamazsınız, bu diller sadece üretildikleri amaca uygun işler (programlar) yazmak için kullanılabilirler. Bilgisayar ortamında çizim işlemleri için geliştirilmiş olan Autocad programı genel amaçlı bir programlama dili ile (örneğin C veya Visual Basic) yazılmıştır, ama Autocad programına uygun bir işlem yaptırılacaksa bu işin bu dile özgü dil ile yazılması gerekir, dolayısıyla bu dil ile örneğin bilgisayarınızdaki müziklerin çalınabilmesi programını yazamazsınız, ama yarıçapı verilen bir daireyi otomatik olarak çizdirilmesine uygun bir program yazabilirsiniz. CNC (Sayısal Kontrollü Tezgah) tezgahlarının yapacağı işlerin programları da bu işe uygun programlar ile yazılır, çünkü bu tür cihazlar ile delik delme, çapak alma gibi özel işler yapılabilir. Yine bilgisayardaki yazma işlemleri (kelime-işlem) için kullandığımız Word programına yaptırılabilecek işlemler de yine bu dil için geliştirilmiş programlama dili (VBA) ile yazılabilir. Çünkü Word programı sadece yazma işlemleri (rapor, dilekçe, kitap vbg yazma işlemleri) için geliştirilmiş olan bir paket programdır. 2-Genel Amaçlı Programlama Dilleri: İsminden de anlaşılacağı gibi bu tip programlama dilleri ile her tür program yazılabilir. Çizim programı, muhasebe programı, bilgisayarınızdaki müzikleri çalan program, ikinci dereceden bir denklemin köklerini bulan program genel amaçlı programlama dilleri ile yazılabilecek programlara örnek olarak verilebilir. Bu tür dillerin en yaygın olarak kullanılanları; C ( si olarak okunur), C# ( si şarp olarak okunur), Java, Visual Basic, Fortran, Pascal vbg. olarak verilebilir. Bu derste Genel Amaçlı Programlama Dillerinden Visual Basic Programlama Dili anlatılacak ve bu dil ile nasıl program yazılacağı anlatılmaya çalışılacaktır. Gültekin Çağıl, Bilgisayar Programlama ders notları, Sakarya Üniv. Endüstri Mühendisliği/Hafta 1/Sayfa 3

4 Programlama Dilleri Arasındaki Farklar Programlama dilleri aynen konuştuğumuz dile benzer. C, Visual Basic veya Fortran bilgisayar programlama dilleri arasındaki fark, Türkçe, İngilizce, Arapça, Hintçe konuşma dilleri arasındaki farka benzer. Konuşma dilleri arasındaki farkları şu şekilde açıklayabiliriz; her dilin kendine has özellikleri vardır. Bazı diller bazı özel durumları açıklayabilmek için kendilerini geliştirmişlerdir, dolayısıyla bu diller o olayları daha kolay anlatırlar. Örneğin Afrika dillerinde av, hayvan, tarım gibi o dillerin geliştiği yerlere özgü ifade, atasözü, deyim gibi konuşma diline has özellikler daha fazla gelişmiştir. Aynı şekilde Avrupa dilleri, teknoloji türevi söz, atasözü ve deyimlere daha fazla gelişmiştir ve bu diller bu tür olayları daha kolay ifade edebilirler. Bu, diğer dillerin gelişmemiş taraflarını açıklayamaz anlamında anlaşılmamalıdır. Açıklayabilir, ama aynı işlemi daha fazla cümle kurarak yapabilir. Halbuki o dilin özellikle kendi alanına has durumları anlatması daha kolay ve daha kısa olabilir, çünkü sözkonusu dil avantajlı olduğu olaylara göre kendisini geliştirmiştir. Atasözlerinin anlatılmak istenen durumu daha etkili anlatmayı başarabildiği, daha fazla cümle kurmaya gerek bırakmadığı aşikardır. Bu durumu şu şekilde örneklendirebiliriz; bildiğiniz gibi millet olarak biz (Türkler) misafirperverlikleri ile tanınırız, dolayısıyla konuşma dilimizde Tanrı misafiri denilen bir deyim vardır, bu deyim anlatmak istediğini fazla cümleye gerek bırakmadan anlatabilir. Bu deyim Türkçe ye has bir deyimdir, aynı anlamı bir başka dilde, örneğin İngilizce de birkaç cümle veya paragraf ile açıklayabilirsiniz. Aynı durumu programlama dilleri açısından şu şekilde düşünebiliriz: her programlama dilinin daha başarılı olduğu, daha kolay yapabildiği, kabiliyetli olduğu taraflar vardır. Örneğin Fortran programlama dili matematiksel işlemleri daha kolay yapabilmektedir, dolayısıyla matematik yoğun (örneğin matris işlemleri) işlemleri Fortran çok daha kolay yapabilir. C programlama dili hazır kütüphaneleri ile daha öne çıkmaktadır, dolayısıyla bir diğer programlama dilinin sayfalarla yapabildiği aynı işi, C dili hazır programları ile çok daha az satır ile gerçekleştirebilir. C dilinin bu özelliğini, konuşma dilindeki atasözlerine benzetebiliriz. Konu ile ilgili son örneğimizi Visual Basic dilinden verelim. Bu dil öğrenmesi ve öğretilmesi diğer dillere göre daha kolay olan bir dildir, dolayısıyla bu anlamda İngilizce konuşma diline benzetilebilir. Hangi Programlama Dilini Öğrenmeliyiz? Bu soruya, ne olmak istediğinize karar vererek cevap vermeniz daha doğru olur. Çünkü bilgi ve öğrenmek güzeldir, ama insanın kısa ömründe her şeyi öğrenmesi mümkün değildir, özellikle daha sonra kullanmayacağı bir şeyi, sadece herkes öğreniyor, çok işe yarıyormuş diyerek öğrenmesi tamamen zaman kaybıdır. Bilgisayar programlama, bilgisayar ile ilgili yapılacak işlerin en zor olanlarından birisidir. Bu iş hazır bir programı (Word, Excel vbg. hazır bir programı) kullanmaya benzemez, onun yerine bilgisayara derdinizi anlatma işlemidir ki, bir anlamda bilgisayara problemi öğretmek, onu o işi yapabilir hale getirmek demektir. Yani karşınızda elektrik ile çalışan ve her şeyi yerli yerinde noksansız isteyen makineye Gültekin Çağıl, Bilgisayar Programlama ders notları, Sakarya Üniv. Endüstri Mühendisliği/Hafta 1/Sayfa 4

5 (bilgisayara) bir şey öğretmek demektir, bu makinenin herhangi bir esnekliği yoktur, virgül koymanız gereken yerde bunu unuttuğunuzda orada onu düzelmenizi bekleyen ve bir adım daha ileriye gitmeyen bir makine ile muhatap olduğunuzu bilmeniz gerekir. Dolayısıyla kişi, zeki bile olsa, programlamaya karşı merakı ve kabiliyeti yoksa bilgisayar programcısı olamaz. Bilgisayar programcılığı kendi başına bir meslektir, aynı zamanda özellikle mühendislerin kendi mesleklerini yürütebilmeleri için bilmelerinde faydası olacak bir artı özelliktir. Peki her mühendis mutlaka herhangi bir programlama dilini bilmelimidir?. Buna şu şekilde cevap verebiliriz, mühendis olarak iki tür yerde çalışabilirsiniz; Her şeyin yerli yerinde olduğu, herkesin yetki ve sorumluluklarının belli, kurumsal bir işletmede (örneğin Toyota, Vestel vbg) çalışabilir veya her işi herkesin yaptığı, yetki ve sorumluluk karmaşasının olduğu ve ülkemiz sanayisinin büyük çoğunluğunun içinde bulunduğu bir işletmede. Çalışanların ne ile sorumlu olduğunun belli olduğu birinci tür işletmelerde, çok büyük bir ihtimalle Bilgi İşlem Departmaları da vardır. Dolayısıyla istediğiniz bir programı mühendis olarak (gerekirse) sistem analistliğini yaparak Bilgi İşlem Departmanından istersiniz. Onlarda gerekirse söz konusu programı yazarak veya piyasadan satın alarak problemi giderirler. Bu şekildeki çalışan bir mühendisin genel anlamda (genel mantığı ile, dil ayrımı olmadan, o veya şu programlama dili demeden) programcılığı bilmesi bu tür işlerini görebilmesi açısından yeterlidir. Belki bazı küçük çaplı programları yazabilmesi için temel anlamda bir programlama dilini bilmesi iyi olacaktır. Visual Basic yukarıda anlatmaya çalıştığımız mühendisin (çalışanın) işini fazlası ile görecektir. Visual Basic daha önce de bahsedildiği gibi genel amaçlı programlama dillerinden birisidir, yani bu dil ile programcılık anlamında her şeyi bilgisayara programlayabilirsiniz. Öğrenmesi diğer dillere göre (özellikle C diline göre) çok daha kolaydır, ama (yine C diline göre) biraz yavaş çalışmaktadır. Herkesin her işi yapabildiği bir işletmede çalışıyorsanız, her şeyi bilmeniz patronun gözünden düşmemeniz açısından iyi olacaktır, aynı zamanda programcılıktan da anlamanız, gerekirse yazdırılması (veya satın alınması) gereken programın sizin tarafınızdan yazılabilmesi demektir ki, işte böyle durumlarda en az bir tane programlama dilini iyi derecede (program yazabilecek derecede) bilmeniz sizin açınızdan iyi olacaktır. Bilgisayar mühendisliği dışındaki mühendislerden özellikle Endüstri mühendisleri, kendi alanları dışında bilgisayar programcılığı da yapabilmektedirler. Bu şekilde çalışmayı düşünenlerin özellikle C dilini bilmelerinin ortaya koyacakları ürünün daha kolay ve hızlı çalışması açısından avantajlı olduğunu, C# gibi şu anda popular olan bir dili iyi derecede bilmenin de işlerini kolaylaştıracağını unutmamaları gerekir. Bu konuda son olarak en temel anlamda Visual Basic ile C dilini kıyaslamak gerekirse şunu söyleyebiliriz; Visual Basic öğrenmesi C diline göre daha kolaydır, C dili ile daha fazla ayrıntılara inilebilir, öğrenmesi çok daha zordur, Visual Basic diline göre, makine diline daha yakın olduğu için daha hızlı çalışır. Yapılan bir araştırma mühendislerin iş ortamında en çok Gültekin Çağıl, Bilgisayar Programlama ders notları, Sakarya Üniv. Endüstri Mühendisliği/Hafta 1/Sayfa 5

6 Excel programını kullandıklarını göstermiştir. Visual Basic, Excel programının makro programlama dilidir, yani Visual Basic bilerek hem kendi başına bir programlama dilini öğrenmiş hem de Excel ortamında program yazarak Excel i daha fonksiyonel kullanmış olursunuz. Zamanımızın ve Geleceğin Mesleği Olarak Programcılık Geleceğin Meslekleri anahtar cümlesi ile internette arama yaptığınızda sonuçlardan büyük bir kısmının bilgisayar programcılığı, bilişim türü meslekler olduğunu göreceksiniz. Bilgisayar programcılığını; zeki, akıllı ve birçok yeteneği olan kişilerin bile bu konuda isteği merakı ve kabiliyeti yoksa başaramayacağını daha önce söylemiştik. Bugün batılı toplumlarda en fazla ihtiyaç duyulan iş kollardan birisi bilişim sektörüdür. Almanya, Kanada, Avustralya gibi gelişmiş ülkeler bu kabiliyete sahip olan kişileri vatandaş olarak kabul etmektedir. Bu yeteneğe sahip olanlar arayan eleman yerine aranan eleman olmaktadırlar. Çalışma Soruları 1. Makinelerin, örneğin bir otomobil veya bir saatin nasıl çalıştığını merak eder misiniz?, bunun için bir saatin içini açıp karıştırır mısınız?. Bu tür özelliğe sahip bir kişi ile bilgisayar programcılığı arasında sizce bir ortak yan var mıdır?, açıklamaya çalışınız. 2. C, Visual Basic, C# isimlerini daha önce duydunuz mu?, yapabiliyorsanız bu ifadeleri açıklayabilir misiniz? 3. Word programı ile Bilgisayar Programcılığını kısaca karşılaştırın, sizce aralarındaki farklar nelerdir? 4. İleride ne olacağınıza karar verdiniz mi?, gelecekte çalışmak istediğiniz meslekte bilgisayar ve bilgisayar programcılığının önemini ve ağırlığını anlatmaya çalışınız. Kaynaklar [1] [2] Gültekin Çağıl, Bilgisayar Programlama ders notları, Sakarya Üniv. Endüstri Mühendisliği/Hafta 1/Sayfa 6