プログラム再構成に関する特許申請について

プログラミング言語論
理工学部
情報システム工学科
新田直也
講義概要
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私の研究室：
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講義資料について:
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13号館2階(13-206)
http://silverbullet.is.konan-u.ac.jp/lectures/
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
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成績評価:
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主に試験(1回)，演習，レポートで評価
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
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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」
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ソフトウェアの例：
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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．
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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
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プログラム:
コンピュータへの作業指示書(命令列)．
プログラム
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プログラミング言語:
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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．
プログラミング言語の種類
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プログラミング言語の数は，おそらく100以上．
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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．
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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
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低級言語(低水準言語):
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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):
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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
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機械語は，数字(命令コード)の列．
3E 00 CD 3C 57 32 7E A0 C3 55 39
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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
3E 00
CD 3C 57
32 7E A0
C3 39 55
アセンブラ
LD A, 00h
CALL 573Ch
LD A, [A07Eh]
JP 5539h
機械語の命令とアセンブラの命令は1対1に対応する．
高級言語の誕生
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FORTRAN(1957年)
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ALGOL(1958年)
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アルゴリズム用
手続き型言語
COBOL(1959年)
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科学技術計算用
事務処理用
Lisp(1962年)
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リスト処理用
関数型(宣言型)言語
高級言語の発展
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BASIC(J. ケムニー & T. カーツ, 1964年)
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構造化プログラミング(E.W.Dijkstra)
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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)
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初心者向き会話型言語
PROLOG(1972年)
オブジェクト指向
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C++(1983年)
Java(SUN, 1995年)
手続き型言語と宣言型言語
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手続き型言語
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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
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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
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階乗を計算する関数 fact
<手続き型>
int fact(int x) {
int y = 1;
while (x > 0) {
y = y * x;
x--;
}
return y;
}
<宣言型(関数型)>
fact(x) == if x > 0 then fact(x – 1) * x else 1
構造化プログラミング
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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).
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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:;
goto文を
取ると…
int s = 0;
while (s <= 100) {
s++;
}
オブジェクト指向プログラミング
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発祥は定かではない．
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現在の主流である．
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SIMULA 67 (1967年)
SmallTalk (1972年)
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．
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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
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プログラムはテキストファイルで書く(ソースコード)．
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ソースコードを処理する方式には以下のものがある．
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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．
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
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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．
コンパイラ
& リンカ
ソースコードA
実行プログラムA
出力
入力
実行プログラムA
実行
プログラム実行
のための準備
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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B
インタプリタ
解釈&実行
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
入力
中間コードA
コンパイラ
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
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プログラミング言語の種類
低級言語
機械語，アセンブラ
手続き型言語
非オブジェクト指向
言語
BASIC，C
オブジェクト指向
言語
C++，Java
高級言語
関数型言語
宣言型言語
Lisp, Scheme, ML
論理型言語
Prolog
本日のまとめ

プログラミング言語の種類
低級言語
機械語，アセンブラ
手続き型言語
非オブジェクト指向
言語
BASIC，C
オブジェクト指向
言語
C++，Java
高級言語
関数型言語
宣言型言語
Lisp, Scheme, ML
論理型言語
Prolog

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