I linguaggi di programmazione

[laber]

Ogni elaboratore dispone di un linguaggio proprio per i contatti con l'esterno, il linguaggio di macchina, costituito da una serie di istruzioni contraddistinte da numeri alla cui presentazione la macchina effettua l'operazione corrispondente. Prima di presentare un problema, o un compito, a un elaboratore, questo deve essere analizzato nelle parti costituenti e trasformato in una serie di istruzioni elementari; ogni singola istruzione e ogni singola informazione, o dato, devono essere presentati all'elaboratore sotto forma di numeri. Alla presentazione del programma, l'elaboratore immagazzina in una porzione della sua memoria interna i dati e in un'altra porzione le istruzioni, nello stesso ordine in cui sono state presentate; successivamente, salvo istruzioni esplicitamente contrarie, passa a eseguire le istruzioni in quello stesso ordine. Come esempio di istruzione scritta in linguaggio macchina, si consideri la seguente, costituita da una sequenza di tre numeri: 10.1251.0090. Il primo numero, nel codice operativo della macchina, indica, p. es., l'operazione di trasferimento; i due numeri successivi sono gli indirizzi di due celle di memoria. Nel linguaggio macchina, l'istruzione rappresenta l'operazione di trasferire il numero contenuto nella cella il cui indirizzo è 1251 nella cella il cui indirizzo è.0090. Ancora un'altra istruzione in linguaggio macchina può essere la seguente: 12 1049.0094; il numero 12 indica, p. es., l'operazione di moltiplicazione; il contenuto della cella 1049 viene allora moltiplicato per il contenuto della cella.0094 e il risultato viene immagazzinato nella.0094. Le istruzioni del linguaggio macchina possono essere a uno, a due e a tre indirizzi. Nelle istruzioni a tre indirizzi, oltre all'operazione da effettuare, devono essere indicati gli indirizzi degli operandi e l'indirizzo in cui immagazzinare il risultato. Nella maggior parte degli elaboratori, il linguaggio macchina prevede istruzioni a un solo indirizzo. In questo caso, p. es., per eseguire la somma di due numeri A e B sono necessarie tre istruzioni: la prima trasferisce il contenuto della cella di memoria in cui è immagazzinato il numero A nell'accumulatore dell'elaboratore, preventivamente azzerato; la seconda trasferisce il numero B dalla cella di memoria in cui è immagazzinato all'accumulatore e lo somma al contenuto dell'accumulatore; la terza trasferisce il contenuto dell'accumulatore a una cella di memoria di cui si specifica l'indirizzo. Il numero di istruzioni elementari costituenti il linguaggio macchina può variare dalle decine, negli elaboratori più semplici, alle centinaia, negli elaboratori più complessi; esse possono essere classificate nei seguenti tipi: istruzioni aritmetiche, comprendenti operazioni di somma, moltiplicazione, sottrazione e divisione (quest'ultima non è però prevista negli elaboratori per usi limitati e speciali); istruzioni di trasferimento, per trasferire il contenuto di una cella di memoria a un'altra cella, o a un accumulatore, o a un registro; istruzioni di diramazione, che permettono di non eseguire le istruzioni del programma nell'ordine in cui sono state presentate all'elaboratore. Nel corso dell'esecuzione del programma, in seguito a una di queste istruzioni, l'elaboratore confronta i valori di due dati, p. es. sistemati in due registri, e, secondo il risultato, continua l'esecuzione del programma nell'ordine assegnato oppure salta a un altro punto di esso. Il salto può essere anche incondizionato, cioè l'elaboratore passa all'esecuzione di una istruzione al di fuori dell'ordine di presentazione senza effettuare alcun confronto; istruzioni logiche, per effettuare le operazioni dell'algebra di Boole, cioè somma logica, prodotto logico, complementazione, ecc.; istruzioni di indirizzamento, che permettono di modificare l'indirizzo di operandi quando si esegue più volte una sequenza di operazioni; istruzioni di entrata-uscita, per effettuare la lettura delle schede con le quali si introduce il programma, la registrazione di informazioni in memorie esterne, la stampa di risultati, la registrazione e il riavvolgimento di nastri, ecc.; istruzioni di servizio, variabili per numero e tipo da elaboratore a elaboratore, comprendenti, p. es., istruzioni che impongono la trasformazione di un codice in un altro o la soppressione di zeri non significativi in dati da stampare. Lo scrivere un programma in linguaggio macchina, concettualmente assai semplice, presenta però il grosso svantaggio che, oltre alla complicazione di dover scrivere le istruzioni e gli indirizzi sotto forma di numeri da ricordare durante tutta la stesura del programma, ogni elaboratore ha un particolare linguaggio macchina strettamente legato alla sua struttura interna e pertanto uno stesso programma dev'essere riscritto ogni volta che si cambia elaboratore. Tali inconvenienti sono superati scrivendo i programmi in un linguaggio molto più vicino a quello umano e costruendo programmi traduttori per ogni tipo di elaboratore in modo che uno stesso programma scritto in tale linguaggio possa essere tradotto automaticamente nei vari linguaggio macchina. I diversi programmi di questo tipo, detti linguaggio di programmazione o linguaggi simbolici, differiscono attualmente tra loro per l'uso che si vuole fare dell'elaboratore.