Ce este un limbaj de programare?

Ce este un limbaj de programare? Acum ești în fața computerului tău acum sau poate pe telefon ori pe tabletă. Toate programele de pe aceste device-uri folosesc limbaje de programare. Cineva le-a programat să funcționeze cu ajutorul limbajelor pe care acestea le înțeleg și în baza cărora pot să execute instrucțiuni. Toate aceste instrucțiuni se numesc cod sursă.

Dacă device-ul tău are un sistem de operare Windows 10, de exemplu, ei bine, să știi că acesta cuprinde aproximativ 50 de milioane de linii de cod! Iar dacă ești pe un device Apple, limbajul de programare folosit pentru dezvoltarea lui se numește Swift. Despre acestea și multe altele însă, vom discuta mult mai pe larg în rândurile care urmează.

Limbajele de programare, pe înțelesul tuturor

Imaginează-ți că ești în aceeași cameră cu un prieten bun și-i ceri să-ți aducă un pahar cu apă. Pentru că prietenul tău înțelege limbajul în care i te adresezi și pentru că e un prieten de nădejde, se duce la bucătărie, umple un pahar cu apă și ți-l aduce. Dacă vrei ca un computer, un robot sau o mașinărie să facă același lucru pentru tine (presupunând că poate!), îi spui degeaba pe românește: Adu-mi un pahar cu apă! Poți să adaugi și miraculosul te rog, dar, cel mai probabil, calculatorul sau alt device nu va face nimic. 

Dacă vrei să controlezi comportamentul unei mașini, e esențial să vorbești pe limba ei. Să i te adresezi în limbajul pe care e programată să-l înțeleagă. Deci dacă vrei ca mașina (sau computerul) tău să facă pentru tine un joc, trebuie să știi mai întâi ce este un limbaj de programare, în ce limbaje de programare se fac jocurile și apoi să le înveți. Dacă vrei să-i spui să facă o aplicație Android, trebuie, la fel, să știi în ce limbaj de programare se fac aplicațiile Android și să poți să lucrezi în el. 

Pare logic, nu? Poate chiar la mintea cocoșului. Pe de altă parte însă, să înveți un limbaj de programare e la fel ca a învăța o limbă străină: o iei pas cu pas, te poticnești, exersezi, perseverezi, greșești, o iei de la capăt, te enervezi. Și tot așa, până devii bun.

Asemănarea dintre limbajul de programare și o limbă străină e una dintre cele mai utile comparații pentru a înțelege programarea. Sau, altfel spus, pentru a înțelege ce e acela un cod. Teoretic: un cifru care are foarte mult sens pentru un computer sau pentru o mașină virtuală.

Cum vorbește un computer?

Computerul tău înțelege informațiile pe care i le dai, de exemplu, prin tastatură doar în cod binar. Acesta e sistem numeric de bază inventat de Gottfried Leibniz și e alcătuit numai din cifrele 1 și 0, ce corespund valorilor de ON și OFF (sau pornit și oprit). Valoarea de ON și OFF e atribuită celulei de memorie cu capacitate minimă a computerului, adică 1 bit. Calculatoarele sunt făcute să comunice așa din fabricație, prin prisma felului în care sunt manufacturate.

Ce sunt valorile 0 și 1, de fapt? Poate ai văzut vreodată o placă de bază. Dacă te uiți atent la ea, pe suprafața ei vei vedea o grămadă de tranzistori. Sunt ca niște gândăcei, doar că permit trecerea curentului electric. Într-un tranzistor, 0 înseamnă că pe acolo nu trece curent, iar 1 înseamnă că trece. Dacă-ți vine să crezi, calculatorul tău face tot ce știi, pornind de la asta!

Dar cum arată și cum funcționează o secvență de cod binar? Să presupunem că ai o amică bună pe nume Maria și vrei să-i comunici asta computerului tău. Îi scrii folosind tastatura: Maria e prietena mea. Ca să înțeleagă ce-i zici, el va traduce informația pe limba lui și în final mesajul tău va arăta așa: 

01001101 01100001 01110010 01101001 01100001 00100000 01100101 00100000 01110000 01110010 01101001 01100101 01110100 01100101 01101110 01100001 00100000 01101101 01100101 01100001 00101110

Acesta e un cod binar, iar fiecare șir de 0 și 1 corespunde unei litere din propoziția ta pe românește, adică m se traduce în cod binar prin 01001101, a este 01100001, r este 01110010. Ah, și nu uita de spații! Se traduc și ele, iar valoarea în cod binar a unui spațiu e 00100000. Pe limba computerului tău, 0 și 1 sunt biți, iar fiecare înșiruire de 8 biți formează un byte.

Toate informațiile pe care i le transmiți unui computer, ceea ce-i spui tu în calitate de programator sau nu, sunt traduse în cod binar de către calculator, ca să le poată înțelege și executa. Procesorul computerului tău e programat să proceseze informațiile care ajung la el și care se numesc informații cod mașină. 

Procesorul computerului tău e precum creierul tău pentru tine: programat să înțeleagă, să proceseze informațiile pe care le primește sau le emite în limba pe care o știe: română. Sau poate engleză, sau germană. Sau Python. Care e un limbaj intermediar pe care-l înțelege atât creierul, cât și calculatorul tău. Și dacă vrei să comunici cu el, trebuie să-i scrii instrucțiunile în Python, iar el le va traduce în cod mașină și va face ce-i spui. 

Limbaje de programare populare în 2023

Există sute de limbaje de programare și în fiecare an unele unele devin mai importante, mai căutate ca altele. Într-un articol publicat pe site-ul propriu, Northeastern University semnalează că U.S. Bureau of Labor Statistics „prevede o creștere de 21% pentru joburile din domeniul programării, între 2018 și 2028, adică de peste patru ori mai mult decât pentru pentru toate joburile în general”.

Cu o asemenea previziune de creștere, este evident că fiecare an va avea trendurile sale în materie de programare. Conform site-ului internațional de carieră Indeed, în ultima perioadă există o cerere mare pe piața muncii pentru următoarele limbaje de programare: 

• C. Poate te așteptai să începem cu un limbaj mai popular, ca Python, dar am ales C-ul pentru că e un limbaj de bază. E unul dintre primele care s-au inventat și, în fapt, a reprezentat un punct de plecare pentru Python și alte limbaje cunoscute azi. E un limbaj open source, adică poate fi modificat de orice coder. Ce poți face cu el? Ei bine, printre altele, e foarte versatil pentru a programa hardware, precum computerul de bord al unei mașini.
• C++. Așa cum o arată și numele, acest limbaj a derivat din C. Practic, e o ajustare a lui, fiind o variantă mai versatilă și cu mai multe funcții. Partea mai puțin plăcută e că poate fi foarte complicat pentru un începător, dar odată ce l-ai învățat și-l stăpânești cum trebuie, poți face jocuri în el! Și multă lume visează la asta!
• Java. Folosit pentru web development, dar și pentru dezvoltare de aplicații web, Java e un program deținut de Oracle și e cu preponderență utilizat pentru aplicațiile Android, că tot vorbeam de asta la începutul articolului nostru. Java rulează doar pe platforme care suportă acest limbaj.
• JavaScript. Acesta e limbajul folosit cu precădere pentru a dezvolta site-uri, dar și aplicații și jocuri ce pot fi accesate din browser. JavaScript mai e însă folosit și pentru faimoasele reclame de tip pop-up, care de multe ori ne întrerup din ce facem exact când ne e lumea virtuală mai dragă!
• Python. Acest limbaj e ideal pentru începători și e foarte folosit în companiile start-up. Nu poți face aplicații de mobil cu el, dar poți face un nou Instagram sau un Pinterest, dacă vrei, pentru că inventatorii acestora Python au folosit. Uneori, pentru programe mai complexe, limbajul poate fi combinat cu C și C++.  E utilizat și pentru inteligență artificială și machine learning.
• PHP. Acest limbaj folosit de mai bine de 30 de ani pentru web development a pierdut foarte mult teren după ce au apărut Python și JavaScript. Însă e limbajul care stă la baza unor platforme foarte celebre și foarte utilizate, precum Facebook sau WordPress.
• C#. Folosit pentru dezvoltarea aplicațiilor pentru Windows, C# nu e un limbaj neapărat flexibil, dar e o variantă îmbunătățită pentru C. E mai ușor de învățat și, pe lângă web și app development, e utilizat și pentru a produce software pentru platforme populare.
• Go și Swift. Nu puteam să încheiem lista noastră de programe fără să amintim și de acestea două: Go de la Google, care e un limbaj nou și nu e neapărat foarte popular în afara Americii. De menționat însă că e folosit pentru Netflix și Uber. Cât despre Swift, de la Apple, e utilizat în principal pentru iOS și macOS app development.

Limbajul de programare, o punte între om și mașină

Ce sunt toate limbajele de programare enumerate mai sus? Fiecare dintre ele e o punte intermediară între limbajul nostru, uman, și limbajul de bază al calculatoarelor: codul binar. Dar așa ne putem înțelege și putem colabora unii cu alții. Omului i-ar fi foarte greu să învețe direct codul binar, dar nu-i e la fel de greu să învețe Python sau C++. 

Există două clase mari de limbaje de programare: 

• de nivel inferior, care sunt mai aproape de codul mașină și, în consecință, comunică mai precis și pot controla mai bine un computer, dar pot fi mai greu de învățat de către om; 
• de nivel superior, care conțin elemente din limbajul nostru (object, order etc.) și pe care noi, oamenii, le înțelegem și le învățăm mai ușor, însă ele sunt mai greoaie pentru mașina care e computerul nostru și îi ia mai mult să le traducă pe limba ei.

Deși mașinile fac atâtea pentru noi în ultima vreme, încă nu pot scrie coerent și bine cod în locul nostru, așa că încă suntem esențiali când vine vorba de această activitate. Se pare că e un lucru prea complex pentru computere să-și dea singure un set de instrucțiuni, care au semantică și sintaxă, și care le spun ce să facă, în ce ordine și ce date să folosească pentru asta.

Setul de instrucțiuni e executat, pentru unele limbaje, prin compilare (ca în cazul lui C și C++), iar pentru altele, prin interpretare (cum se întâmplă pentru JavaScript). Compilarea presupune transformarea întregului cod sursă în cod mașină, după care se realizează execuția. Iar interpretarea presupune luarea pe rând a fiecărei instrucțiuni din codul sursă și transformarea ei în cod mașină, urmată de execuție. Și tot așa, pentru fiecare instrucțiune în parte.

Vrei să te faci programator?

Lumea programării e așa de mare, după cum vezi! Dacă-ți place și vrei să te aventurezi în ea, dacă vrei să afli ce este un limbaj de programare, cel mai probabil nu te vei plictisi. E un univers plin de provocări și… cine știe, poate vei ajunge chiar să inventezi un nou limbaj de programare și să duci povestea coding-ului mai departe. Programarea nu are vârstă, poți deveni coder oricând te simți tu destul de curios sau de pregătit pentru asta. În articolul “Top cursuri de informatica pentru copii” am descris mai multe variante prin care poți să faci primii pași pe acest drum. Sigur o vei găsi pe cea potrivită pentru tine, așa că nouă nu ne rămâne decât să-ți urăm: 

01001101 01110101 01101100 01110100 00100000 01110011 01110101 01100011 01100011 01100101 01110011 00100001 00001101 00001010

Ești curios să afli ce scrie mai sus, nu-i așa? Ei bine, atunci poți învăța codul binar și o să afli. Sau, mai bine, poți traduce secvența de cod cu ajutorul instrumentului online pentru conversie in text, iar timpul câștigat îl poți folosi ca să înveți un limbaj de programare. E mai simplu, mai fun și mai util!