Les 1 - Soorten programmeertalen

• Informatica
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

Grammatica's

SOORTEN PROGRAMMEERTALEN

Leerdoel

Je kunt het verschil tussen natuurlijke, kunstmatige en formele talen uitleggen. Vanuit formele talen kun je vervolgens het verschil tussen imperatieve en declaratieve talen uitleggen en weet je hierbinnen objectgeoriënteerde talen te plaatsen.

Inleiding

Iedere taal heeft regels, deze set regels noem je de grammatica van de taal.

We onderscheiden verschillende soorten talen:

• Natuurlijke talen
• Kunstmatige talen
• Formele talen

Plaats de talen in de juiste categorie.

Natuurlijke taal

Kunstmatige taal

Formele taal

Klingon

Nederlands

Wiskunde

Esperanto

Javascript

Engels

Wettekst

Dothraki

Natuurlijke talen

Mensen spreken natuurlijke talen, deze hebben een alfabet, woorden en zinnen.

Voorbeelden: Nederlands en Engels

Er zijn regels:

• Spellingsregels bepalen de schrijfwijze van een woord
  
• De grammatica bepaalt wat correcte zinnen zijn
  

Kunstmatige talen

Talen die door één of enkele mensen zijn gemaakt. Regels voor spelling en grammatica zijn vooraf vastgelegd en niet natuurlijk ontstaan.

Voorbeelden:

Esperanto: een kunstmatige taal, die echt gesproken wordt

Klingon: een taal uit het Star Trek-universum
Dothraki: een taal uit Game of Thrones

Formele talen

Bij een formele taal liggen de vorm en betekenis precies vast. 

Voorbeelden: Wiskunde, Javascript en een wettekst

Een computertaal is altijd formeel:

• De instructies voor de computer moeten precies en eenduidig zijn (en dus ondubbelzinnig)

Verschil natuurlijk en formele talen

Menselijke talen zijn dubbelzinnig. De betekenis is afhankelijk van de context en interpretatie.

Wat betekent “Het jongetje zag een man op zijn telefoon staan.”?

Verschil natuurlijke en formele talen

“Het jongetje zag een man op zijn telefoon staan.”

Er zijn wel vier betekenissen, een mens kan uit de context de juiste betekenis opmaken:

1. Het jongetje zag de afbeelding van een man op het scherm van zijn telefoon.
   
2. Het jongetje zag de afbeelding van een staande man op het scherm van zijn telefoon.
   
3. Het jongetje zag een man met zijn voeten bovenop zijn telefoon (die van het jongetje) staan.
   
4. Het jongetje zag een man met zijn voeten bovenop zijn telefoon (die van de man) staan.
   

Bij een formele taal kan dit niet, de betekenis moet dan altijd duidelijk en eenduidig zijn.

Soorten programmeertalen

In de basis zijn er twee soorten
programmeertalen:

• Imperatieve talen
• Declaratieve talen
  

Imperatieve talen

Een imperatieve taal lijkt veel op hoe een computer werkt:

• Ze bestaat uit een lijst van instructies
  
• De instructies worden op volgorde uitgevoerd, dit bepaalt de werking
• Met if-statements, for- en
   while-loops en functions
   verander je de volgorde

Opdracht 1 - verzendkosten

Bekijk de volgende programmacode. Hoeveel aan verzendkosten moet ik betalen?

Hoeveel aan verzendkosten moet ik betalen?

1. Niks
2. €3,95
3. €42,50
4. €50

Antwoord 1 - verzendkosten

€42,50 < €50, dus dan moet ik €3,95 aan verzendkosten betalen.

Opdracht 2 - wisseltruc

De volgorde is bij imperatieve programmeertalen erg belangrijk. Welke zijn de enige 2 regels die ik kan omwisselen zonder de werking van het programma te verstoren?

A.  Regel 1 en 2

B.  Regel 3 en 4

C.  Regel 4 en 6

D.  Regel 3 en 5

Hoeveel aan verzendkosten moet ik betalen?

1. Regel 1 en 2
2. Regel 3 en 4
3. Regel 4 en 6
4. Regel 3 en 5

Antwoord 2 - wisseltruc

Als je regel 1 en 2 omwisselt, verandert de volgorde waarin totaalbedrag en gratisverzenden hun waardes krijgen. Dat maakt in dit geval niet uit, dus de werking van het programma verandert niet.

A.  Regel 1 en 2

B.  Regel 3 en 4

C.  Regel 4 en 6

D.  Regel 3 en 5

Objectgeoriënteerde talen

De meeste imperatieve talen zijn tegenwoordig objectgeoriënteerd:

• Ze werken met objecten
  
• Dat zijn de bouwstenen van een applicatie
• Voorbeelden zijn Python, C#, Java en PHP. Maar ook Microscript.

Een object bestaat uit:

• Eigenschappen of attributen: data die is opgeslagen in het object
  
• Methoden: acties die een object kan uitvoeren
  

Objectgeoriënteerde talen (2)

Elk object heeft een eigen taak en dus een eigen verantwoordelijkheid. Als je deze verantwoordelijkheden
netjes verdeelt, kun je een duidelijke
taakverdeling maken (ook met meerdere
programmeurs).

Voorbeeld: player uit de game die je in
Microstudio hebt gemaakt

Declaratieve talen

Een declaratieve taal beschrijft iets:

• Informatie
  
• Functionaliteit
  

De volgorde is minder belangrijk.

Declaratieve talen (2)

De meeste declaratieve talen beschrijven niet een programma.

Ze beschrijven bijvoorbeeld:

• HTML: om websites mee te maken (voor webpagina's)
• SQL: vraagtaal om met databases te werken (voor databasequery's)
• XML (of JSON): maken het mogelijk om informatie gestructureerd weer te geven (voor datastructuren)

Vraag HTML-generator

Om een website te maken, bijvoorbeeld Instagram, moet je altijd gebruikmaken van HTML. Dat is immers de enige taal die een browser 'spreekt'.

Betekent dit dat websites alleen
declaratieve talen gebruiken?

Waarom wel of niet?

Antwoord HTML-generator

Nee, dat is niet zo. De meeste websites bieden extra functionaliteit aan, zoals het plaatsen van posts of het delen van foto’s. Zulke functionaliteiten worden gemaakt met andere programmeertalen, die vaak niet declaratief zijn (bijvoorbeeld Python of PHP). De programma’s die in deze andere talen zijn geschreven hebben HTML als uitvoer.

In het voorbeeld van Instagram is er een
Python-programma verantwoordelijk voor
de HTML-uitvoer. En zo verschijnt er een
Instagram-profiel in je browser.

Vraag SQL-query's

• SQL beschrijft welke informatie moet worden opgehaald uit een database, hier gaan we over een paar weken mee aan de slag!
• Het resultaat is een tabel met de gevraagde gegevens

Vraag: welke informatie
wordt hier uit de database
opgehaald?

Antwoord SQL-query's

In de query staat dat de namen en adressen van alle klanten uit Enschede uit de database moeten worden opgevraagd. Het resultaat van deze query is een tabel met die namen en adressen.

XML / JSON

Talen om data op een gestructureerde manier:

• op te slaan
  
• te verzenden
   (via internet)
  
• weer te geven

Vraag XML

In welk jaar is
The Lord of the Rings
gepubliceerd?

In welk jaar is The Lord of the Rings
gepubliceerd?

Antwoord XML

The Lord of the Rings is
in 1954 gepubliceerd.

Leerdoel

Je kunt het verschil tussen natuurlijke, kunstmatige en formele talen uitleggen. Vanuit formele talen kun je vervolgens het verschil tussen imperatieve en declaratieve talen uitleggen en weet je hierbinnen objectgeoriënteerde talen te plaatsen.

Voor de volgende les

Fundament

• Lees B4 - hoofdstuk
   1.1 t/m 1.4 en 1.7 door.