Wie funktioniert Codierung wirklich? Die kurze Antwort ist, dass das Schreiben von Code dem Computer sagt, was zu tun ist, aber es ist nicht ganz so einfach.

Hier ist die längere Antwort. Ein Computer kann nur zwei verschiedene Arten von Daten verstehen: ein und aus. Tatsächlich ist ein Computer nur eine Sammlung von Ein / Aus-Schaltern (Transistoren). Alles, was ein Computer tun kann, ist nichts anderes als eine einzigartige Kombination einiger eingeschalteter Transistoren und einiger ausgeschalteter Transistoren.

Binärcode ist die Darstellung dieser Kombinationen als 1s und 0s, wobei jede Ziffer einen Transistor darstellt. Binärcode ist in Bytes gruppiert, Gruppen von 8 Ziffern, die 8 Transistoren darstellen. Zum Beispiel 11101001. Moderne Computer enthalten Millionen oder sogar Milliarden von Transistoren, was eine unvorstellbar große Anzahl von Kombinationen bedeutet.

Aber hier tritt ein Problem auf. In der Lage zu sein, ein Computerprogramm zu schreiben, indem Milliarden von 1s und 0s eingegeben werden, würde übermenschliche Intelligenz erfordern, und selbst dann würde es wahrscheinlich ein oder zwei Leben dauern, um zu schreiben.

Hier kommen Programmiersprachen ins Spiel …

Programmiersprachen

Hier ist ein einfaches Beispiel für Code:

print 'Hello, world!'

Diese Codezeile ist in der Programmiersprache Python geschrieben. Einfach ausgedrückt ist eine Programmiersprache (oder Codierungssprache) eine Reihe von Syntaxregeln, die definieren, wie Code geschrieben und formatiert werden soll.

Tausende verschiedene Programmiersprachen ermöglichen es uns, Computersoftware, Apps und Websites zu erstellen. Anstatt Binärcode zu schreiben, lassen sie uns Code schreiben, der für uns (relativ) einfach zu schreiben, zu lesen und zu verstehen ist. Jede Sprache wird mit einem speziellen Programm geliefert, das sich darum kümmert, das, was wir schreiben, in Binärcode zu übersetzen.

Warum gibt es so viele Sprachen?

Weil verschiedene Sprachen für verschiedene Zwecke verwendet werden sollen – einige sind nützlich für die Webentwicklung, andere nützlich für das Schreiben von Desktop-Software, andere nützlich für die Lösung wissenschaftlicher und numerischer Probleme und so weiter.

Low-Level- und High-Level-Sprachen

Programmiersprachen können auch Low-Level- oder High-Level-Sprachen sein.Low-Level-Sprachen sind näher an dem Binärcode, den ein Computer versteht, während High-Level-Sprachen viel weniger Ähnlichkeit mit Binärcode haben. Hochsprachen sind einfacher zu programmieren, da sie weniger detailliert sind und für uns leicht zu schreiben sind.

Fast alle heute verwendeten Programmiersprachen sind Hochsprachen.

Programme

Ein Programm ist einfach eine Textdatei, die in einer bestimmten Programmiersprache geschrieben ist. Der Code in einer Programmdatei wird als Quellcode bezeichnet. Jede Codierungssprache hat ihre eigene Dateierweiterung zur Identifizierung von Codedateien, die in dieser Sprache geschrieben wurden. Zum Beispiel ist Pythons ‚.py‘.

Um ein Programm zu erstellen, schreiben Sie den Code in einen einfachen Texteditor wie Notepad und speichern die Datei auf Ihrem Computer. Das war’s. Zum Beispiel könnte die folgende Codezeile der Inhalt eines sehr kurzen Python-Programms namens sein hello.py :

print 'Hello, world!'

Wie führt man ein Programm aus und bringt es tatsächlich dazu, seine Befehle auszuführen? Das variiert zwischen den Programmiersprachen. Einige Sprachen speichern eine separate Binärdatei, die der Computer direkt ausführen kann, während andere Sprachen ihre Programme indirekt von bestimmter Software ausführen lassen.

Zum Beispiel würde eine JavaScript-Programmdatei von einem Webbrowser wie Chrome ausgeführt werden. Eine PHP-Programmdatei würde von einem Webserver wie LAMP ausgeführt.

Im Falle unserer hello.py Python-Sprache kommt mit einer Befehlszeile, die die Ausgabe des Programms angezeigt wird – der Text ‚Hallo, Welt!’. Wenn Sie den Code in die Befehlszeile eingeben und die Eingabetaste drücken, wird das Programm ausgeführt und der Befehl ausgeführt.

Was passiert, wenn Sie ein Programm ausführen

Ein Computer versteht den Ausdruck ‚Hallo, Welt!‘, und es weiß nicht, wie es auf dem Bildschirm angezeigt werden soll. Es versteht nur ein und aus. Um also einen Befehl wie print 'Hello, world!' auszuführen, muss der gesamte Code in einem Programm in eine Reihe von Ein- und Ausgängen übersetzt werden, die es verstehen kann.

Dazu passiert eine Reihe von Dingen:

1. Der Quellcode wird in Assemblersprache übersetzt.
2. Der Assemblercode wird in Maschinensprache übersetzt.
3. Die Maschinensprache wird direkt als Binärcode ausgeführt.

Verwirrt? Lassen Sie uns ein bisschen mehr ins Detail gehen. Die Codierungssprache muss zuerst ihren Quellcode in die Assemblersprache übersetzen, eine Super-Low-Level-Sprache, die Wörter und Zahlen verwendet, um binäre Muster darzustellen. Je nach Sprache kann dies mit einem Interpreter (bei dem das Programm zeilenweise übersetzt wird) oder mit einem Compiler (bei dem das Programm als Ganzes übersetzt wird) erfolgen.Die Codierungssprache sendet dann den Assemblercode an den Assembler des Computers, der ihn in die Maschinensprache umwandelt, die der Computer verstehen und direkt als Binärcode ausführen kann.

Fazit

Ist es nicht erstaunlich zu glauben, dass etwas so täuschend Einfaches und Primitives wie Binärcode so komplexe Dinge erzeugen kann wie das, was in einem Computer vor sich geht?

Ihr Bildschirm, Betriebssystem, Fotos, Videos, das Internet, Facebook, Ihr Online–Bankkonto und diese Website – all diese Dinge können aus nichts als 1s und 0s konstruiert werden.

Mach dir keine Sorgen, wenn dieser Prozess kompliziert und verwirrend erscheint – der ganze Grund, warum Programmiersprachen existieren, ist, alles für dich zu vereinfachen! Auf der nächsten Seite erfahren Sie mehr über 12 der beliebtesten Sprachen von heute.