Programmering 1 – Introduktion & Grundbegrepp

Vad är ett programspråk?

• Ett mänskligt språk för att skapa datorprogram.

• Finns hundratals språk, designade med olika syften.

• Datorns grundspråk = maskinkod (ettor & nollor).

  • Exempelbitsekvens: 101000101001101\;1001110110110101

• Ett separat verktyg översätter högnivåkod → maskinkod.

Popularitet (TIOBE-index, procentandelar)

• Topp-språk 2024: Python, C++, C, Java, C#, JavaScript, Go, Visual Basic, Delphi, Fortran

  • Python ~ 15\text{–}30\% rating senaste åren.

Vad är ett datorprogram?

• En följd av instruktioner som datorn ska utföra.

• Instruktion = ett antal bitar (noll/ett).

  • 8 bitar (= 1 byte).

• När koden lagras direkt som bitar kallas det maskinkod; krävs för att CPU:n ska exekvera.

Assembleringsspråk (lågnivå)

• Tidiga datorer (t.ex. ENIAC, 1946) krävde fysisk omkoppling & manuella binära instruktioner.

• Assembler introducerade mnemoteknik (textsymboler):

  • Ex: LOAD A, ADD B, MOV C

• Kräver ett översättningsprogram (assembler) för att bli maskinkod.

• Fortfarande låg abstraktionsnivå, men lättare än ren binär.

Högnivåspråk

• Närmare mänskligt språk ("halvengelska").

• Exempel: Python, Java, C#, Pascal, FORTRAN, JavaScript.

• Måste översättas av kompilator eller interpretator innan/medan det körs.

Kompilatorer vs. Interpretatorer

• Språk som ofta interpreteras: Python, JavaScript, Ruby, shell-språk.

• Språk med kompilator: C, C++, C#, Java (byte-kod), Pascal-varianter.

• Debugging = processen att hitta & åtgärda fel.

Kodexempel – C vs. Assembler ("Hello World")

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void) {
    puts("!!! Hello World!!!");
    return EXIT_SUCCESS;
}

Assembler-utdrag (förkortat):

.LC0: .string "!!! Hello World!!!"
main:
    pushq %rbp
    movq $.LC0, %rdi   ; argument till puts
    call  puts
    movl $0, %eax
    popq %rbp
    ret

Visar översättningskedjan: högnivå → assembler → maskinkod.

Programmering i Python

• Skapat av Guido van Rossum (1991); filändelse .py.

• Kännetecken: enkel syntax, multiparadigm, stort ekosystem.

• Kursmål:

  • Ge stabil grund för vidare studier

  • Öva praktiskt samtidigt som teoretisk förståelse byggs

  • Kunskaper överförbara till andra språk

Styrkor & användningsområden

• Avancerade matematiska beräkningar

• Grafik & webb (t.ex. Django, Flask)

• Dataanalys & AI/ML (pandas, NumPy, TensorFlow)

• Spelutveckling (Pygame)

• Cybersäkerhet / scripts & automation

Köra Python – fyra vägar

1. Python online

   • WebIDE: "Python Online 1–4" (olika sajter).

   • Mac/Linux har ofta Python \ge 2.7 förinstallerat.

2. OneCompiler (https://onecompiler.com)

   • Stöder 60+ språk, inkluderar populära Python-bibliotek.

3. Lokal installation

   • Ladda ned från https://www.python.org

   • Distribution inkluderar interpretator + standardbibliotek.

4. IDE-miljöer

   • Syfte: allt-i-ett (kodning, körning, debugging).

   • Rekommenderad IDE i kursen: PyCharm.

   • Andra editor/IDEs:

     • Visual Studio Code, Sublime Text, Spyder, Jupyter Notebook, Atom, Vim, Emacs, IntelliJ IDEA, Notepad++.

Visual Studio Code – snabbguide

• Steg 1: Hämta och installera VS Code.

• Steg 2: Öppna Extensions (fyrkants-ikonen) → sök "Python" → klicka Install.

• Funktioner: IntelliSense, debugging, terminal, Git-integration, virtuell miljö-hantering.

Diskussionsuppgifter (att arbeta i par)

1. Vad är ett programspråk?

   • Resonera kring syfte, abstraktionsnivåer, historisk utveckling.

2. Vad är ett datorprogram?

   • Fokusera på instruktioner, bitar, maskinkod.

3. Vad är assembleringsspråk?

   • För- & nackdelar jämfört med maskin- och högnivåspråk.

4. Vad är högnivåspråk?

   • Läsbarhet, portabilitet, krav på översättning.

5. Interpreter vs. Kompilator

   • Identifiera skillnader genom egna exempel.

Sammanfattande begrepp & principer

• Maskinkod: datorns internspråk, binärform.

• Assembler: lågnivåspråk med mnemotekniska instruktioner; översätts av assembler.

• Högnivåspråk: människonära syntax; kräver kompilator eller interpretator.

• Kompilator: översätter hela koden till fristående körbar fil; snabb körning.

• Interpretator: tolkar raden/statementet vid exekvering; flexibel & interaktiv.

• Debugging: systematisk feljakts-process.

• IDE: integrerat utvecklingsverktyg som effektiviserar kodskrivning och felsökning.