زبان برنامه نویسی C در انواع سیستم های سخت افزاری

تاریخچه زبان برنامه نویسی C چیست ؟

چرا شرکت در دوره های رایگان برنامه نویسی رایگان؟ زبان برنامه نویسی C در اوایل دهه ۱۹۷۰ در آزمایشگاه‌های Bell و به طور عمده توسط Ken Thompson و Dennis Ritchie ایجاد شد. برنامه نویسان، به منظور توسعه برنامه‌های کاربردی برای ، که در آن زمان به زبان اسمبلی نوشته می‌شدند، به یک مجموعه دستورالعمل‌های کاربر پسندتر نیاز داشتند. برنامه‌های اسمبلی که مستقیماً با سخت‌افزار کامپیوتر ارتباط برقرار می‌کردند، فرآیند طولانی و پیچیده‌ای داشتند و اضافه کردن عملکرد جدید به آن‌ها نیز، نیازمند زمان و تلاش فراوانی بود.

اولین زبان سطح بالای Ken Thompson زبان B نامگذاری شد، زیرا بر اساس زبان برنامه نویسی سیستمی BCPL ساخته شده بود. . . سایر برنامه نویسان به مستنداتی نیاز داشتند که نحوه استفاده مؤثر از C را پیش از استفاده از آن در خارج از آزمایشگاه‌های Bell یاد بگیرند. . نسخه دوم K&R، که برای اولین بار در سال ۱۹۸۸ منتشر شد، هنوز هم از منظر محتوا، مرجع محسوب می‌شود. با توجه به این کتاب، اولین نسخه پیشگام C به K&R C معروف شد.

در طول دهه ۸۰ میلادی، توسعه‌دهندگان C به منظور جلوگیری از توسعه مشتق‌های شخص ثالث، به دنبال ایجاد استانداردهایی برای این زبان بودند. موسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI) استاندارد «X3.159-1989» را در سال ۱۹۸۹ به عنوان استاندارد رسمی ایالات متحده برای C صادر کرد. در سال ۱۹۹۰، سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) استاندارد «ISO/IEC 9899:1990» را صادر کرد. این استانداردها و همچنین به‌روزرسانی‌های بعدی آن‌ها به عنوان نسخه‌های C پس از K&R بصورت (C89 ، C90 و C99) نامیده می‌شوند.

دهه ۱۹۸۰، دهه رشد توسعه سیستم عامل‌ها بود که C و استفاده از آن در یونیکس تنها بخشی از این تلاش‌ها محسوب می‌شود. علیرغم پیشرفت‌های C نسبت به اجداد خود، همچنان زبان C برای ایجاد برنامه‌های نرم‌افزاری بزرگتر دشوار بود. همچنین با قدرتمندتر شدن کامپیوتر‌ها، تقاضای فزاینده‌ای برای یک محیط برنامه نویسی کاربر پسندتر ایجاد می‌شود.

این تمایل، برنامه نویسان را به استفاده از C برای ایجاد کامپایلرهای خاص خود و در نتیجه زبان‌های برنامه نویسی جدید سوق داد. این زبان‌های جدید می‌توانند برنامه نویسی عمل‌های پیچیده را آسان‌تر کنند. به عنوان مثال، برنامه نویسی شی‌گرا، روش برنامه نویسی است که توانایی فرد را در استفاده مجدد از کد بیشینه می‌کند. برای مثال زبان‌هایی مانند ++C و جاوا که هر دو از C مشتق شده‌اند، به طور کامل از پشتیبانی می‌کنند.

چرا این زبان را C نامیده‌اند؟

زبان برنامه نویسی C، نام خود را در یک بازی الفبایی در جانشینی زبان برنامه نویسی B یا Basic بدست آورد، که خود نسخه‌ای از BCPL (زبان برنامه نویسی ترکیبی پایه) با حافظه کارآمدیش بود. در زبان C سیستم نوع داده‌ای اضافه شده که به این زبان اجازه می‌دهد سبک‌تر و اساسی‌تر از BCPL باقی بماند. اما همچنین به اندازه کافی پیچیده برای نوشتن برنامه‌های قدرتمند باشد. ۴ نوع داده اولیه زبان برنامه نویسی C عبارتند از ، char، void و float، اما سیر تکاملی خانواده C به همین جا ختم نمی‌شود. زبان C به قدری همه کاره است که اغلب آن را مادر همه زبان‌ها می‌نامند. پس از آن، توسعه‌دهندگان به ایجاد زبان‌های دیگری چون C++ ، ، ،Java ، و Perl ادامه دادند.

ویژگی های اصلی زبان برنامه نویسی C چیست ؟

زبان برنامه نویسی C زبانی چند‌منظوره برای مدیریت سیستم، برنامه نویسی شبکه و توسعه نرم‌افزار برای سیستم‌های تعبیه شده به حساب می‌آید. این زبان دارای ویژگی‌هایی است که آن را برای توسعه برنامه‌های این چنینی مطلوب می‌کنند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین ویژگی‌هایو نحوه ثبت نام در دوره رایگان آموزش زبان C پرداخته شده است.

مزایای C نسبت به سایر زبان‌های برنامه نویسی چیست ؟

زبان C یک زبان برنامه نویسی قدرتمند است که مزایای بسیاری، نسبت سایر زبان‌ها دارد. در ادامه این بخش فهرستی از برخی مزایای زبان برنامه نویسی C و دوره های برنامه نویسی ارائه شده است.

استفاده از زبان برنامه نویسی C و کاربردهای کلیدی آن

زبان برنامه نویسی C یکی از قدیمی‌ترین و اساسی‌ترین زبان‌های برنامه نویسی محسوب می‌شود و در سراسر جهان به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. C زبانی سریع و قابل حمل، با کتابخانه‌های گسترده است. این زبان، زبانی سطح میانی به حساب می‌آید که هم مزایای زبان سطح پایین و هم قابلیت‌های زبان‌های سطح بالا را دارا است.

اگر بدانید که به مرور از محبوبیت زبان C کاسته می‌شود، ممکن است ناامید شوید. با این حال، این زبان یک اثر قابل‌توجه در هر زمینه به جای گذاشته و به طور گسترده برای توسعه برنامه‌های کاربردی و سیستمی استفاده می‌شود. برخی از برنامه‌های کاربردی که به زبان برنامه نویسی C نوشته می‌شوند چیست ؟ در ادامه این بخش در زیربخش‌های جداگانه به هر یک از کاربردهای زبان برنامه نویسی C پرداخته شده است.

سیستم عامل ها

زبان برنامه نویسی C با قصد توسعه سیستم عامل UNIX ایجاد شد. علاوه بر این، سرعت اجرای برنامه‌هایی که در C توسعه داده شده‌اند در حد سرعت اجرای برنامه‌های توسعه داده‌شده در زبان اسمبلی است. زبان برنامه نویسی C ، مهم‌ترین زبان در توسعه سیستم عامل‌های مختلف به حساب می‌آید. از آن برای توسعه کرنل یونیکس، برنامه‌های کاربردی مایکروسافت ویندوز، سیستم عامل‌های متعدد و بخش اعظمی از سیستم عامل اندروید استفاده شده است.

سیستم های تعبیه شده

برای ارتباط مستقیم با سخت‌افزار ماشین، برنامه نویسی C اغلب به عنوان بهترین انتخاب برای برنامه‌های کدنویسی و درایورهای سیستم‌های تعبیه شده و موارد دیگر در نظر گرفته می‌شود. زبان برنامه نویسی C زبان پیشنهادی برای ایجاد درایورها و برنامه‌های سیستم‌های تعبیه شده است زیرا در دسترس بودن های سخت‌افزاری سطح ماشین و همچنین وجود کامپایلرهای C، تخصیص حافظه پویا و مصرف منابع مشخص، این زبان را به محبوب‌ترین زبان برای سیستم‌های تعبیه شده تبدیل می‌کند.

فیلم های سه بعدی

برنامه‌های توسعه داده‌شده در C و ++C معمولاً برای ساخت فیلم‌های سه بعدی استفاده می‌شوند، زیرا آن‌ها حجم قابل توجهی از پردازش و محاسبات را در عرض چند ثانیه انجام می‌دهند، این برنامه‌ها باید بسیار کارآمد و سریع باشند. هرچه طراحان و انیماتورها زمان کمتری برای ایجاد عکس‌ها و فیلم‌ها صرف کنند، هزینه بیشتری صرفه‌جویی خواهد شد.

کاربرد زبان C در بازی و انیمیشن

از آنجا که زبان برنامه نویسی C مبتنی بر است و تاکنون سریع‌تر از پایتون یا جاوا بوده، در صنعت بازی محبوبیت زیادی پیدا کرده است. برخی از ابتدایی‌ترین بازی‌ها مانند بازی Dino ،Tic-Tac-Toe و بازی مار به زبان برنامه نویسی C نوشته شده‌اند. علاوه بر این، Doom3، یک بازی ترسناک تیرانداز اول شخص که توسط نرم افزار ID در سال ۲۰۰۴ برای مایکروسافت ویندوز ساخته شد با استفاده از زبان برنامه نویسی C نوشته شده و یکی از قدرتمندترین بازی‌های گرافیکی بوده که تاکنون ساخته شده است.

زبان سطح متوسط

با تعبیه سایر زبان‌ها، گاهی اوقات C به عنوان زبان واسطه استفاده می‌شود. این روش می‌تواند برای قابلیت حمل یا راحتی مورد استفاده قرار گیرد. زیرا با استفاده از زبان C به عنوان زبان واسطه، به خصوص نیاز به مولدهای کد مبتنی بر سخت‌افزار رفع خواهد شد. زبان برنامه نویسی C شامل ویژگی‌های خاصی مانند دستورالعمل‌های پیش‌پردازش خطوط کد و سایر موارد است که به کامپایل کدهای تولی شده کمک می‌کند. برخی از نقص‌های زبان C موجب ایجاد زبان‌های جدید مبتنی بر C شده است که از C به عنوان زبان میانی بهره می‌برند.

ایفای نقش مهم C در توسعه زبان برنامه نویسی جدید

برنامه توسعه داده شده در C آسان و سریع است. در نتیجه، منجر به ایجاد بسیاری از زبان‌های دیگر شده است. زبان برنامه نویسی ++C (که به عنوان زبانی شبیه به C با قابلیت پشتیبانی از و شی‌گرایی نیز شناخته می‌شود)، C# پایتون، جاوا، JavaScript ،Perl ،PHP ،Verilog ،D ،Limbo و شل Unix C نمونه‌هایی از این زبان‌ها هستند. هر زبانی از زبان برنامه نویسی C تا سطوح مختلف استفاده می‌کند. به عنوان مثال، پایتون از C برای تهیه کتابخانه‌های استاندارد استفاده می‌کند در حالی که C++ ،PHP و پرل برای سینتکس و معماری کنترل خود نیز به C نیاز دارند. زبان برنامه نویسی C ، امکان توسعه برنامه‌های کاربردی سریع‌تر را در کامپیوتر فراهم می‌کند.

نقش C در ساخت رابط کاربری گرافیکی

زبان برنامه نویسی C در نرم افزارهای مرتبط با «رابط کاربری گرافیکی» (Graphical User Interface | GUI) نیز کاربرد دارد. از ابتدا ، یکی از ویرایشگرهای بسیار پرکاربرد محتوای تصویری بود. این ابزار کاملاً به کمک زبان برنامه نویسی C ایجاد شده است. علاوه بر این، C برای توسعه و نیز استفاده شده است.

کاربرد زبان برنامه نویسی C در گوگل

از زبان‌های برنامه نویسی C و ++C برای ایجاد مرورگر وب گوگل کروم و سیستم فایل گوگل استفاده شده است. علاوه بر این، جامعه گوگل شامل پروژه‌های بسیاری می‌شود که با زبان برنامه نویسی C و ++C توسعه داده شده‌اند.

کاربرد C در موزیلا تاندربرد و فایرفاکس

از آنجا که موزیلا «تاندربرد» (Thunderbird) و فایرفاکس کلاینت‌های آزاد و اپن سورس بودند، آن‌ها در فهرست کاربردهای C قرار می‌گیرند. این برنامه‌ها با زبان برنامه نویسی C و ++C توسعه داده شده‌اند.

کاربرد C در طراحی کامپایلر

می‌توان به طور گسترده از زبان برنامه نویسی C برای توسعه کامپایلرها به عنوان یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن استفاده کرد. بسیاری از کامپایلرهای زبان‌های دیگر با استفاده از زبان برنامه نویسی C ایجاد شده‌اند و این امر، درک کد را برای دستگاه آسان‌تر می‌کند. بسیاری از کامپایلرهای شناخته شده مانند Clang C ،Bloodshed Dev-C ،Apple C و Mingw با زبان برنامه نویسی C تهیه شده‌اند.

کاربرد زبان C در پایگاه داده MySQL

یکی دیگر از پروژه‌های اپن سورس است که در «سیستم‌های مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای» (RDBMS) استفاده می‌شود. این ابزار با زبان برنامه نویسی C و ++C توسعه داده شده است.

مترجم زبان‌های سطح بالا به زبان ماشین

برنامه‌های کامپیوتری هستند که برای ترجمه زبان‌های سطح بالا به استفاده می‌شوند. می‌توان مفسرهای سایر زبان‌ها را به زبان برنامه نویسی C نوشت. چندین مفسر زبان کامپیوتری، مانند مفسر پایتون، مفسر متلب و سایر موارد، در زبان برنامه نویسی C توسعه داده شده‌اند.

دستورات پایه زبان برنامه نویسی C

دستورات اولیه زبان برنامه نویسی C چیست ؟ در ادامه به معرفی آن‌ها پرداخته شده است. حال با استفاده از عملگرهای معرفی شده، ساده‌ترین برنامه را با کدهای زبان برنامه نویسی C می‌نویسیم تا عبارت «Hello World» را چاپ کند.

به عنوان توضیح کدهای فوق، همان‌طور که به وضوح مشاهده می‌شود، برنامه با # شروع شده است. هر خط در زبان برنامه نویسی C که با یک # شروع شود، در ابتدای اجرای برنامه، توسط پیش‌پردازنده به آن رسیدگی می‌شود. نخستین چیزی که در هنگام کامپایل این برنامه اتفاق می‌افتد، این است که خط شروع‌شده با #، با هر آنچه در فایل هدر stdio.h است، جایگزین می‌شود.

در ادامه، خط «int main (void)» است. این خط، شروع تابعی به نام main محسوب می‌شود که مقدار عدد صحیح (int) را برمی‌گرداند و هیچ آرگومان void نیز نمی‌گیرد. ذکر این نکته حائز اهمیت است که هر برنامه C را که در آینده می‌بینیم، شامل یک یا چند تابع است. تابع «main» جایی است که اجرای برنامه، پس از اجرای آن آغاز می‌شود. در حالی که تمام توابع دیگر از درون تابع main یا توابع دیگری خوانده می‌شوند و به ما امکان می‌دهند ترتیب فراخوانی توابع را بسته به نیازهای خود تغییر دهیم، که ابتدا توسط main() فراخوانده شده‌اند.

پس از آن، یک آکولاد باز ( } ) وجود دارد. این در اصل ابتدای دامنه یک تابع را تعیین می‌کند. در پایان نیز، آکولاد بسته ( } ) قرار گرفته که نشان دهنده پایان دامنه تابع main() است. به تمام دستورالعمل‌های موجود بین این براکت‌ها به عنوان بخشی از بدنه تابع رسیدگی خواهد شد.

در بدنه تابع main، دو خط کد وجود دارد، یکی از آن‌ها «;printf(“\n Hello World \n”)» بوده که دستور printf تابعی در کتابخانه سیستمی است که رشته‌های متنی به قالب مشخص را به «STDOUT» (خروجی سیستم‌) ارسال می‌کند. این تابع هر چیزی را چاپ می‌کند که هر کس بین علامت‌های نقل‌قول (“”) قرار دهد.

به جز «توالی گریز» (Escape Sequences) که چیزهایی مانند “\n”، که به یک خط جدید تبدیل می‌شود را شامل می‌شود. خط دوم بدنه کد «Return 0» است. در اصل انتهای تابع main را نشان می‌دهد و مقدار «0» را برای تابع main، باز می‌گرداند. در نهایت، ما انتظار داریم که این کد در خروجی «Hello World» را چاپ کند.

دنیای امروز چگونه از زبان C بهره می‌برد؟

در دنیای امروز، تقریباً همه چیز توسط کامپیوترها تأمین می‌شود. کامپیوتر‌ها با زندگی ما در هم تنیده‌اند، از کوچک‌ترین دستگاه‌های الکترونیکی گرفته تا بزرگترین ابَر کامپیوتر‌ها، همگی زندگی ما را تحت تاثیر قرار داده‌اند. در حالی که انواع مختلفی از سیستم‌های کامپیوتری وجود دارد، اما همه آن‌ها یک نقطه مشترک دارند؛ اینکه آن‌ها مبتنی بر زبان برنامه نویسی C هستند.

زبان C زبانی همه‌کاره به حساب می‌آید که می‌تواند انواع مختلف برنامه‌ها را ایجاد کند. از این زبان در توسعه سیستم عامل برای بسیاری از کامپیوتر‌های جهان و همچنین نرم افزارهایی استفاده می‌شود که روی آن سیستم عامل‌ها کار می‌کنند. علاوه بر آن، برای ایجاد وب‌سایت‌ها و برنامه‌هایی که روزانه از آن‌ها استفاده می‌کنیم نیز از زبان C استفاده می‌شود.

اما زبان برنامه نویسی C تنها در کامپیوترها کاربرد ندارد، بلکه برای کنترل دستگاه‌هایی که در زندگی روزمره خود استفاده می‌کنیم، از تلفن‌های همراه گرفته تا مایکروویو نیز استفاده می‌شود. تخمین زده می‌شود که بیش از ۹۰ درصد از دستگاه‌های الکترونیکی جهان از C استفاده می‌کنند. بنابراین& دفعه بعد که از سیستم کامپیوتری خود استفاده می‌کنید یا حتی فقط سوئیچ ماشین را می‌چرخانید، به یاد داشته باشید که از زبان C در زندگی روزمره خود استفاده کرده‌اید.