زبان برنامه نویسی C چیست؟ معرفی، تاریخچه و مفاهیم اولیه

زبان C چیست؟ زبان C یک زبان برنامه نویسی همه منظوره بسیار محبوب، ساده و انعطاف پذیر می باشد. این زبان یک زبان مستقل از ماشین و ساختاریافته است که در موارد بی شماری بکارگرفته شده است. زبان C زبان اولیه برای نوشتن هرچیزی از سیستم عامل ها گرفته(ویندوز و دیگر سیستم عامل ها) تا برنامه های پیچیده ماننده پایگاه داده اوراکل، گیت و مفسر پایتون و دیگر موارد بوده است.

گفته می شود که زبان برنامه نویسی C یک زبان برنامه نویسی اسطوره ای است. می توان گفت، C زبان پایه برای برنامه نویسی است. با دانستن زبان برنامه نویسی C ، می توان براحتی دانش دیگر زبان هایی که از مفاهیم C بهره می گیرند را فرا گرفت. هنگام استفاده از زبان برنامه نویسی C حافظه کامپیوتر نقش مهمی را ایفا میکند، لذا داشتن پیش زمینه ای از سازوکار آن ضروری می باشد.

تاریخچه زبان C

پدر یا پایه زبانهای برنامه نویسی ‘ALGOL’ است. این زبان نخستین باز در سال 1960 معرفی شد. ‘ALGOL’ در کشورهای اروپایی در مقیاس بزرگی استفاده می شد. ‘ALGOL’ مفهوم برنامه نویسی ساختاریافته را به انجمن توسعه دهندگان (دولوپر) معرفی کرد. در سال 1967، زبان برنامه نویسی جدیدی بنام ‘BCPL’ که مخفف زبان برنامه نویسی ترکیبی پایه (Basic Combined Programming Language) است معرفی گردید. BCPL را مارتین ریچاردز مخصوص نوشتن نرم افزارهای سیستمی طراحی و توسعه داده بود. این نقطه آغازین عهد زبانهای برنامه نویسی بود. تنها پس از سه سال، در سال 1970 زبان برنامه نویسی جدیدی بنام ‘B’ توسط کن تامپسون معرفی شد که شامل ویژگی های متعدد ‘BCPL’ بود. این زبان برنامه نویسی تحت سیستم عامل یونیکس در آزمایشگاه های بل و AT&T ساخته شد. هم ‘BCPL’ و هم ‘B’ زبان های برنامه نویسی سیستمی بودند.

در سال 1972، دانشمند بزرگ علوم کامپیوتر، دنیس ریتچیه ، زبان برنامه نویسی جدیدی به نام C را در آزمایشگاههای بل ساخت. این زبان از زبانهای برنامه نویسی ‘ALGOL’ ، ‘BCPL’، و ‘B’ ساخته شده بود. زبان برنامه نویسی C شامل تمام ویژگی های این زبان ها و همچنین مفاهیم اضافی دیگری بود که آن را از دیگر زبان ها مجزا می ساخت.

زبان برنامه نویسی C زبان قدرتمندی است که شدیداً در ارتباط مفهومی با سیستم عامل یونیکس است. حتی بخش اعظم سیستم عامل یونیکس به زبان ‘C’ کدنویسی شده است. در ابتدا برنامه نویسی به زبان C محدود به سیستم عامل یونیکس بود، اما همزمان با شروع انتشار گسترده آن در سرتاسر دنیا، این زبان تجاری شده و کامپایلرهای بسیاری برای سیستم های کراس-پلتفرم (چندسکویی) ارائه شدند. امروزه ‘C’ در طیف متنوعی از سخت افزارها و سیستم عامل ها اجرا می شود.

گاهی اوقات به روز ماندن با آخرین نسخه زبان برای توسعه دهندگان دشوار می گردد زیرا سیستم ها کماکان نسخه های قدیمی تر زبان را اجرا میکردند. برای اطمینان از اینکه زبان ‘C’ استاندارد خواهد ماند ، سازمان ملی استاندارد آمریکا (ANSI ) استانداردی تجاری برای زبان ‘C’ در سال 1989 تعریف کرد. سپس این استاندارد در سال 1990 توسط سازمان استاندارد جهانی(ISO) به رسمیت شناخته شد. زبان برنامه نویسی ‘C’ همچنین با نام ‘ANSI C’ شناخته می شود.

زبان های مانند C++/Java از زبان ‘C’ نوسعه یافتند. این زبان ها در تکنولوژی های مختلف به صورت گسترده استفاده شده اند. بنابراین، ‘C’ پایه و اساسی برای دیگر زبان ها که هم اکنون مورد استفاده هستند تشکیل می دهد.

C  کجا بکار برده می شود؟ کاربردهای کلیدی

1. زبان ‘C’ به صورت گسترده در سیستم های نهفته(Embedded systems) و میکروکنترلرها استفاده می شود.
2. برای توسعه برنامه های سیستمی استفاده می شود.
3. برای توسعه برنامه های کامپیوترهای رومیزی استفاده می شود.
4. بیشتر اپلیکیشن های شرکت Adobe با استفاده از زبان برنامه نویسی C توسعه یافته اند.
5. در توسعه مرورگرها و افزونه های آنها استفاده می شود. مرورگر گوگل کروم با استفاده از زبان برنامه نویسی C ساخته می شود.
6. در توسعه پایگاههای داده استفاده می شود. MYSQL محبوب ترین نرم افزار پایگاه داده است که با زبان C نوشته می شود.
7. در توسعه سیستم عامل ها بکار گرفته می شود. سیستم عامل هایی همچون Apple’s OS X ، Microsoft Windows با زبان C توسعه می یابند. این زبان برای توسعه سیستم عامل های دسکتاپ همچون سیستم عامل های تلفن همراه استفاده می شود.
8. برای تولید کامپایلر استفاده می گردد.
9. برای توسعه اپلیکیشن های اینترنت اشیا بکار می رود.

چرا زبان C بیاموزیم؟

• همانطور که قبلاً بررسی کردیم، C زبان پایه برای بسیاری از زبان های برنامه نویسی است. بنابراین، آموختن C به عنوان زبان اصلی نقش مهمی در مطالعه دیگر زبان ها ایفا می کند. بسیاری از مفاهیم از جمله نوع داده ها، عملیات ها، عبارات کنترلی و بسیاری دیگر، بین زبان C و دیگر زبان ها مشترک است. C را می توان برای کاربردهای  بسیاری استفاده کرد. این زبان ساده بوده و اجرای سریعی را فراهم می آورد0موقعیت های شغلی فراوانی برای توسعه دهنده زبان C در بازار وجود دارد.
• ‘C’ زبانی ساختاریافته بوده که به ماجول های متعددی تقسیم بندی می شود. هر ماجول به صورت جداگانه نوشته شده و در کنار یکدیگر تشکیل یک برنامه واحد می دهند. این ساختار روند تست، نگهداری و دیباگ را آسان می کند.
• زبان ‘C’ دارای 32 کلمه کلیدی ، نوع داده های متنوع و مجموعه ای از توابع قدرتمند داخلی است که عمل برنامه نویسی را بسیار کارآمد میسازد.
• ویژگی دیگر برنامه نویسی ‘C’ این است که می تواند خودش را توسعه دهد. یک برنامه C شامل توابع مختلفی بوده که بخشی از یک کتابخانه می باشند.  می توان توابع و وِیژگی های خود را به کتابخانه افزود. در برنامه خود می توانیم در هر زمان دلخواه  به این توابع دسترسی پیدا کرده و استفاده کنیم. این ویژگی کارکردن با برنامه های پیچیده را آسان می کند.
• کامپایلرهای مختلفی در بازار برای نوشتن و اجرا  با این زبان موجود است.
• زبان ‘C’ قابلیت حمل بسیار بالایی دارد، بدین معنی که برنامه های نوشته شده در این زبان را می توان در دیگر ماشین ها هم اجرا کرد. اگر بخواهیم کدهایمان در کامیپوترهای دیگر هم قابل استفاده باشند، این وِیژگی بسیار حیاتی است.

زبان برنامه نویسی C چگونه کار میکند؟

زبان C یک زبان کامپایل شده است. کامپایلر یک ابزار ویژه است که برنامه ها را ترجمه کرده و به یک فایل object تبدیل کرده که برای ماشین قابل خواندن است. پس از فرآیند ترجمه، لینکر فایل های object مختلف را با یکدیگر ترکیب کرده و یک برنامه قابل اجرا تولید می کند. دیاگرام زیر اجرای یک برنامه C  را نشان می دهد

امروزه کامپایلرهای مختلفی به صورت آنلاین موجود بوده که می توان از آنها بهره برد. عملکرد آنها هیچ تفاوتی با هم نداشته و بیشتر کامپایلرها خصوصیات مورد نیاز برای اجرای برنامه های C و ++C را فراهم می کنند.

لیست محبوب ترین کامپایلرهای آنلاین موجود در زیر آمده است:

• Clang compiler
• (MinGW compiler (Minimalist GNU for Windows
• Portable ‘C’ compiler
• Turbo C

خلاصه

• ‘C’ در سال 1972 توسط دنیس ریتچیه توسعه یافت.
• زبانی بسیار قدرتمند است.
• C یک زبان برنامه نویسی سطح پایین نزدیک به زبان ماشین است.
• در حوزه توسعه نرم افزار به وفور به کار برده می شود.
• C زبانی ساختار یافته و رویه محو است.
• از پشتیبانی سیستم عامل ها و پلتفرم های سخت افزاری مختلفی برخوردار است.
• برای اجرای برنامه های نوشته شده به زبان ‘C’ کامپایلرهای مختلفی موجود است.
• یک کامپایلر فایل سورس را ترجمه کرده و یک فایل object ایجاد می کند.
• لینکر همه ی فایل های object را بهم متصل کرده و یک فایل قابل اجرا می سازد.
• این زبان قابلیت حمل بالایی دارد.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.

مطالعه دیگر جلسات این آموزش

                    جلسه بعدی >>