ใบงานที่ 5 ภาษาคอมพิวเตอร์

🍙 ภาษาคอมพิวเตอร์ 🍙

🎢 1.ความหมาย

ตอบ ภาษาใด ๆ ที่ผู้ใช้งานใช้สื่อสารกับคอมพิวเตอร์ หรือคอมพิวเตอร์ด้วยกัน แล้วคอมพิวเตอร์สามารถทำงานตามคำสั่งนั้นได้ คำนี้มักใช้เรียกแทนภาษาโปรแกรม แต่ความเป็นจริงภาษาโปรแกรมคือส่วนหนึ่งของภาษาคอมพิวเตอร์เท่านั้น และมีภาษาอื่น ๆ ที่เป็นภาษาคอมพิวเตอร์เช่นกัน ยกตัวอย่างเช่น เอชทีเอ็มแอล เป็นทั้งภาษามาร์กอัปและภาษาคอมพิวเตอร์ด้วย แม้ว่ามันจะไม่ใช่ภาษาโปรแกรม หรือภาษาเครื่องนั้นก็นับเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ ซึ่งโดยทางเทคนิคสามารถใช้ในการเขียนโปรแกรมได้ แต่ก็ไม่จัดว่าเป็นภาษาโปรแกรม

ภาษาคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มคือ ภาษาระดับสูง (high level) และภาษาระดับต่ำ (low level) ภาษาระดับสูงถูกออกแบบมาเพื่อให้ใช้งานง่ายและสะดวกสบายมากกว่าภาษาระดับต่ำ โปรแกรมที่เขียนถูกต้องตามกฎเกณฑ์และไวยากรณ์ของภาษาจะถูกแปล(compile)ไปเป็นภาษาระดับต่ำเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถนำไปใช้งานหรือปฏิบัติตามคำสั่งได้ต่อไป ซอฟต์แวร์สมัยใหม่ส่วนมากเขียนด้วยภาษาระดับสูง แปลไปเป็นออบเจกต์โค้ด (object code) แล้วเปลี่ยนให้เป็นชุดคำสั่งในภาษาเครื่อง

ภาษาคอมพิวเตอร์อาจแบ่งกลุ่มได้เป็นอีกสองประเภทคือภาษาที่มนุษย์อ่านออก(human-readable)และภาษาที่มนุษย์อ่านไม่ออก(nonhuman-readable)ภาษาที่มนุษย์อ่านออกถูกออกแบบมาเพื่อให้มนุษย์สามารถเข้าใจและสื่อสารได้โดยตรงกับคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่เป็นภาษาอังกฤษ) ส่วนภาษาที่มนุษย์อ่านไม่ออกจะมีโค้ดบางส่วนที่ไม่อาจอ่านเข้าใจได้

🎢 2. ภาษาคอมพิวเตอร์มีกี่ระดับ อะไรบ้าง พร้อมยกตัวอย่าง

ตอบ มี 3 ระดับ คือ

🎒 1. ภาษาเครื่อง (Machine Language)

หรือคำสั่งที่ใช้ในการสั่งงานหรือติดต่อกับเครื่องโดยตรงลักษณะสำคัญของภาษาเครื่องจะประกอบด้วยรหัสของเลขฐานสองซึ่งเทียบได้กับลักษณะของสัญญาณทางไฟฟ้าเข้ากับหลักการทำงานของเครื่องซึ่งเครื่องสามารถเข้าใจและพร้อมที่จะทำงานตามคำสั่งได้ทันทีภาษาเครื่องจะมีกฏเกณฑ์ทางไวยากรณ์ค่อนข้างจำกัดโปรแกรมมีลักษณะค่อนข้างยุ่งยากซับซ้อน รหัสโครงสร้างของแต่ละคำสั่งของภาษาเครื่องจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ

ก.รหัสบอกประเภทของคำสั่ง (Operation Code หรือ Op-Code) เป็นส่วนที่บอกคำสั่งให้เครื่องทำการประมวลผล เช่นให้ทำการบวก ลบ คูณ หาร หรือเปรียบเทียบ

ข.รหัสบอกตำแหน่งข้อมูล (Operand) เป็นส่วนที่บอกว่าข้อมูลที่จะนำมาประมวลผลนั้นเก็บอยู่ในตำแหน่ง (Address) ใดของหน่วยความจำ

              ลักษณะของโปรแกรมจะประกอบด้วยกลุ่มของรหัสคำสั่ง ซึ่งประกอบด้วยเลขฐานสองเรียงต่อกัน ซึ่งผู้เขียนโปรแกรมจะต้องทราบถึงเทคนิคการใช้รหัสคำสั่งและจะต้องจำตำแหน่งของคำสั่งของข้อมูลที่ถูกเก็บไว้เพราะเนื่องจากเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละบริษัทจะใช้ภาษาเครื่องของตนเองและผู้เขียนโปรแกรมจะต้องเข้าใจระบบการทำงานของเครื่องเป็นอย่างดี ดังนั้นการเขียนโปรแกรมเป็นภาษาเครื่องจึงมีผู้เขียนอยู่ในวงจำกัด เพราะต้องมีความรู้ทางด้านเครื่องและรหัสของเครื่องด้วยจึงจะเขียนโปรแกรมได้ ภาษาเครื่องของคอมพิวเตอร์แต่ละระบบจะแตกต่างกัน ทำให้เกิดความไม่สะดวกเมื่อมีการเปลี่ยนเครื่องคอมพิวเตอร์ระบบใหม่ก็จะต้องเขียนโปรแกรมใหม่

🎣 ตัวอย่าง เช่น

คำสั่งภาษาเครื่อง (Machine Code)	ความหมาย
0010 0000	โหลดข้อมูลจากหน่วยความจำ
0100 0000	ดำเนินการบวกข้อมูล
0011 0000	เก็บข้อมูลลงในหน่วยความจำ

🎒 2. ภาษาระดับต่ำ (Low Level Language)

เนื่อง จากภาษาเครื่องเป็นภาษาที่มีความยุ่งยากในการเขียนดังได้กล่าวมาแล้ว จึงไม่มีผู้นิยมและมีการใช้น้อย ดังนั้นได้มีการพัฒนาภาษาคอมพิวเตอร์ขึ้นอีกระดับหนึ่ง โดยการใช้ตัวอักษรภาษาอังกฤษเป็นรหัสแทนการทำงาน การใช้และการตั้งชื่อตัวแปรแทนตำแหน่งที่ใช้เก็บจำนวนต่าง ๆ ซึ่งเป็นค่าของตัวแปรนั้น ๆ การใช้สัญลักษณ์ช่วยให้การเขียนโปรแกรมนี้เรียกว่า “ภาษาระดับต่ำ”ภาษาระดับต่ำเป็นภาษาที่มีความหมายใกล้เคียงกับภาษาเครื่อง มากบางครั้งจึงเรียกภาษานี้ว่า  “ภาษาอิงเครื่อง” (Machine – Oriented Language) ตัวอย่างของภาษาระดับต่ำ  ได้แก่ ภาษาแอสเซมบลี เป็นภาษาที่ใช้คำในอักษรภาษาอังกฤษเป็นคำสั่งให้เครื่องทำงาน เช่น ADD หมายถึง บวก SUB หมายถึง ลบ เป็นต้น การใช้คำเหล่านี้ช่วยให้การเขียนโปรแกรมง่ายขึ้นกว่าการใช้ภาษาเครื่องซึ่ง เป็นตัวเลขล้วน ดังตารางแสดงตัวอย่างของภาษาระดับต่ำและภาษาเครื่องที่สั่งให้มีการบวกจำนวน ที่เก็บอยู่ในหน่วยความจำ

🎣 ตัวอย่างเช่น แสดงความสัมพันธ์ของคำสั่งในภาษาระดับต่ำและภาษาเครื่อง

ภาษาระดับต่ำ    ภาษาเครื่อง    รหัสเลขฐานสิบหก

MOV   AL,05    10110000      00000101    B0      05

MOV   BL,08    10110011      00001000    B3      08

ADD   AL,BL    00000000     11011000     00      D8

MOV   CL,AL    10001000     11000001    88      C1

จาก ตารางบรรทัดแรก 10110000 00000101 เป็นคำสั่งให้นำจำนวน 5 (หรือเขียนในรูปของเลขฐานสองเป็น 00000101) ไปเก็บในรีจิสเตอร์ชื่อ AL โดยส่วนแรก 10110000 คือรหัสคำสั่ง MOV ซึ่งเป็นการเคลื่อนย้ายข้อมูลจำนวนมาเก็บไว้ในรีจิสเตอร์ AL

บรรทัดที่สอง 10110011 00001000 เป็นคำสั่งให้นำจำนวน 8 (หรือเขียนในรูปของเลขฐานสองเป็น 00001000) ไปเก็บในรีจิสเตอร์ชื่อ BL โดยส่วนแรก 10110011 คือรหัสคำสั่ง MOV ซึ่งเป็นการเคลื่อนย้ายข้อมูลจำนวนมาเก็บไว้ในรีจิสเตอร์ BL

บรรทัดที่สาม เป็นคำสั่งการบวกระหว่างรีจิสเตอร์ AL กับ BL หรือนำ 5 บวก 8 ผลลัพธ์เก็บในรีจิสเตอร์ AL

บรรทัดที่สี่ เป็นการนำผลลัพธ์จากรีจิสเตอร์ชื่อ AL ไปเก็บไว้ในรีจิสเตอร์ชื่อ CL

การใช้โปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาแอสเซมบลีนั้นเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานได้ทันที จำเป็นต้องมีการแปลโปรแกรมในการแปลที่มีชื่อว่า “แอสเซมเบลอร์” (Assembler) ซึ่งแตกต่างไปตามเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละชนิด ดังนั้นแอสเซมเบลอร์ของเครื่องชนิดหนึ่งจะไม่สามารถใช้แปลโปรแกรมภาษาแอสเซมบลีของเครื่องชนิดอื่น ๆ ได้ภาษาแอสเซมบลีนี้ยังคงใช้ยากเพราะผู้เขียนโปรแกรมจะต้องเข้าใจในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์อย่าง ละเอียดต้องรู้ว่าจำนวนที่จะนำมาคำนวณนั้นอยู่ ณ ตำแหน่งใดในหน่วยความจำในทำนองเดียวกับการเขียนโปรแกรมเป็นภาษาเครื่อง ภาษาแอสเซมบลีจึงมีผู้ใช้น้อย และมักจะใช้ในกรณีที่ต้องการควบคุมการทำงานภายในของตัวเครื่องคอมพิวเตอร์

🎒 3. ภาษาระดับสูง (High Level Language)

ภาษาระดับสูงเป็นภาษาที่สร้างขึ้นเพื่อช่วยอำนวยความสะดวกในการเขียนโปรแกรมกล่าวคือลักษณะของคำสั่งจะประกอบด้วยคำต่าง ๆ ในภาษาอังกฤษ ซึ่งผู้อ่านสามารถเข้าใจความหมายได้ทันที ผู้เขียนโปรแกรมจึงเขียนโปรแกรมด้วยภาษาระดับสูงได้ง่ายกว่าเขียนด้วยภาษาแอสเซมบลีหรือภาษาเครื่องภาษาระดับสูงมีมากมายหลายภาษา อาทิเช่น ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN) ภาษาโคบอล (COBOL) ภาษาปาสคาล (Pascal) ภาษาเบสิก(BASIC) ภาษาวิชวลเบสิก (Visual Basic) ภาษาซี (C) และภาษาจาวา (Java) เป็นต้น โปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาระดับสูงแต่ละภาษาจะต้องมีโปรแกรมที่ทำหน้าที่แปล ภาษาระดับสูงให้เป็นภาษาเครื่อง เช่น โปรแกรมแปลภาษาฟอร์แทรนเป็นภาษาเครื่อง โปรแกรมแปลภาษาปาสคาลเป็นภาษาเครื่อง คำสั่งหนึ่งคำสั่งในภาษาระดับสูงจะถูกแปลเป็นภาษาเครื่องหลายคำสั่ง

🎣 ตัวอย่างเช่น

1)  ภาษาฟอร์แทรน (Formula TRANstation : FORTRAN)

            จัดเป็นภาษาระดับสูงที่เก่าแก่ที่สุด ได้รับการคิดค้นขึ้นเป็นครั้งแรก ราว พ.ศ. 2497 โดยบริษัท ไอบีเอ็ม เป็นภาษาที่เหมาะสำหรับงานที่ต้องการการคำนวณ เช่น งานทางด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และงานวิจัยต่าง ๆ เนื่องจากแนวคิดในการเขียนโปรแกรมในระยะหลังนี้เปลี่ยนมานิยมการเขียนโปรแกรมแบบโครงสร้างมากขึ้นลักษณะของคำสั่งภาษาฟอร์แทรนแบบเดิมไม่เอื้ออำนวยที่จะให้เขียนได้จึงมีการปรับปรุงโครงสร้างของภาษาฟอร์แทรนให้สามารถเขียนโปรแกรมแบบโครงสร้างขึ้นมาได้ในปี พ.ศ. 2509 เรียกว่า FORTRAN 66 และในปี พ.ศ. 2520 สถาบันมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา(American National Standard Institute หรือ ANSI)ได้ปรับปรุง FORTRAN 66 และยอมรับให้เป็นภาษาฟอร์แทรนที่เป็นมาตรฐาน เรียกว่า FORTRAN 77 ใช้ได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีตัวแปลภาษานี้

2)  ภาษาโคบอล (Common Business Oriented Language : COBOL)

เป็นภาษาที่พัฒนาขึ้นในราว พ.ศ. 2502  ต่อมาได้รับการปรับปรุงจากคณะกรรมการซึ่งเป็นตัวแทนของหน่วยงานธุรกิจและรัฐบาลของสหรัฐอเมริกาเป็นภาษาโคบอลมาตรฐานในปี พ.ศ.2517 เป็นภาษาที่เหมาะสมสำหรับงานด้านธุรกิจ เครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ส่วนมากมีโปรแกรมแปลภาษาโคบอล

3)  ภาษาเบสิก (Beginner’s All – purpose Symbolic Instruction Code : BASIC)

เป็นภาษาที่ได้รับการคิดขึ้นเป็นครั้งแรกที่วิทยาลัยดาร์ทมัธ (Dartmouth College) และเผยแพร่เป็นทางการในปีพ.ศ.2508ภาษาเบสิกเป็นภาษาที่สร้างขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อใช้สอนเพื่อใช้สอนเขียนโปรแกรมแทนภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาอื่น เช่น ภาษาฟอร์แทรน ซึ่งมีขนาดใหญ่และต้องใช้หน่วยความจำสูงในการทำงาน ซึ่งไม่เหมาะกับเครื่องคอมพิวเตอร์ในสมัยนั้น ภาษาเบสิกเป็นภาษาที่มีขนาดเล็ก เป็นตัวแปลภาษาชนิดที่เรียกว่าอินเทอร์พรีเตอร์

นอกจากนี้  ภาษาเบสิกเป็นภาษาที่ง่ายต่อการเขียนซึ่งผู้เขียนจะสามารถนำไปประยุกต์กับการแก้ปัญหาต่าง ๆ ได้ทุกสาขาวิชาผู้ที่เพิ่งฝึกเขียนโปรแกรมใหม่ ๆ หรือผู้ที่ไม่ใช่นักเขียนโปรแกรมมืออาชีพ แต่เป็นเพียงวิศวกรหรือนักวิจัยจะสามารถหัดเขียนโปรแกรมภาษาเบสิกได้ในเวลาไม่นานนักปกติภาษาเบสิกส่วนใหญ่ใช้กับไมโครคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันภาษาปาสคาลยังคงได้รับความนิยมใช้ในการเรียนเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์

4) ภาษาปาสคาล (Pascal)

ตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ เบลส ปาสคาล (Blaise Pascal) ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องคิดเลขโดยใช้เฟืองหมุน ภาษาปาสคาลคิดขึ้นในปี พ.ศ. 2514 โดยนิคลอส เวียซ (Niklaus Wirth) ศาสตราจารย์วิชาคอมพิวเตอร์ชาวสวิต ภาษาปาสคาลได้รับการออกแบบให้ใช้ง่ายและมีโครงสร้างที่ดี จึงเหมาะกับการใช้สอนหลักการเขียนโปรแกรม

5)  ภาษาซีและซีพลัสพลัส (C และ C++)

ภาษาซีเป็นภาษาที่พัฒนาจากห้องปฏิบัติการเบลล์ของบริษัทเอทีแอนด์ทีในปี พ.ศ. 2515 หลังจากที่พัฒนาขึ้นได้ไม่นาน ภาษาซีก็กลายเป็นภาษาที่นิยมในหมู่นักเขียนโปรแกรมมาก และมีใช้งานในเครื่องทุกระดับ ทั้งนี้เนื่องจากภาษาซีได้รวมเอาข้อมูลของภาษาระดับสูงและภาษาระดับต่ำเข้าไว้ด้วยกัน กล่าวคือเป็นภาษาที่มีไวยากรณ์ที่เข้าใจง่าย ทำให้เขียนโปรแกรมได้ง่ายเช่นเดียวกับภาษาระดับสูงทั่วไปแต่ประสิทธิภาพและความเร็วในการทำงานดีกว่ามาก เนื่องจากมีการทำงานเหมือนภาษาระดับต่ำสามารถทำงานได้ในระดับที่เป็นการควบคุมฮาร์ดแวร์ได้มากกว่าภาษาระดับสูงอื่น ๆ ดังจะเห็นว่าภาษาซีเป็นภาษาที่สามารถพัฒนาระบบปฏิบัติการได้ เช่น ระบบปฏิบัติการยูนิกซ์

นอกจากนี้เมื่อแนวคิดของการเขียนโปรแกรมแบบเชิงวัตถุ(Object Oriented Programming : OOP)ได้เข้ามามีบทบาทในวงการคอมพิวเตอร์มากขึ้นภาษาซีก็ยังได้รับการพัฒนาโดยประยุกต์ใช้กับการเขียนโปรแกรมดังกล่าว เกิดเป็นภาษาใหม่ชื่อว่า “ภาษาซีพลัสพลัส” (C++)

6)  ภาษาวิชวลเบสิก (Visual Basic)

เป็นภาษาที่พัฒนาต่อมาจากภาษาเบสิกใช้ไวยากรณ์บางส่วนของภาษาเบสิกในการเขียนโปรแกรมแต่มีแนวคิดและวิธีการพัฒนาโปรแกรมที่แตกต่างจากภาษาเบสิกโดยสิ้นเชิงรวมทั้งการใช้เนื้อที่ในหน่วยความจำก็แตกต่างกันมาก ทั้งนี้เนื่องจากภาษาวิชวลเบสิกใช้แนวคิดที่ต่างออกไป

7)  การเขียนโปรแกรมแบบจินตภาพ (Visual Programming)

ภาษานี้พัฒนาขึ้นโดยบริษัทไมโครซอฟต์ออกแบบเพื่อเขียนโปรแกรมที่สามารถใช้งานได้บนระบบปฏิบัติการแบบจียูไอเช่นระบบปฏิบัติการไมโครซอฟต์วินโดวส์มีการติดต่อกับผู้ใช้โดยใช้รูปภาพ การเขียนโปรแกรมทำได้ง่ายกว่าการเขียนโปรแกรมแบบเก่ามาก

8)  ภาษาจาวา (Java)

พัฒนาขึ้นในปีพ.ศ. 2534โดยบริษัทซันไมโครซิสเตมส์ เป็นภาษาที่ได้รับความนิยมสูงมาโดยตลอด เนื่องจากเป็นภาษาที่มีความยืดหยุ่นสูงสามารถเขียนโปรแกรมและใช้งานได้บนเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกประเภทและระบบปฏิบัติการทุกรูปแบบในช่วงแรกที่เริ่มมีการนำภาษาจาวามาใช้งานจะเป็นการใช้งานบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเป็นภาษาที่เน้นการทำงานบนเว็บ แต่ปัจจุบันสามารถสามารถนำมาประยุกต์สร้างโปรแกรมใช้งานทั่วไปได้

นอกจากนี้เมื่อเทคโนโลยีของการสื่อสารก้าวหน้าขึ้นจนกระทั่งเครื่องคอมพิวเตอร์ปาล์มท็อปหรือแม้แต่โทรศัพท์เคลื่อนที่สามารถเชื่อมต่อเข้าสู่ระบบอินเทอร์เน็ตและใช้งานระบบเวิลด์ไวด์เว็บได้ภาษาจาวาก็สามารถสร้างส่วนที่เรียกว่า“แอปเพล็ต”(Applet)ให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กล่าวข้างต้นเรียกใช้งานจากเครื่องที่เป็นแม่ข่าย (Server) ได้

9)  ภาษาเดลฟาย (Delphi)

เป็นภาษาที่ได้รับความนิยมภาษาหนึ่งแนวคิดในการเขียนโปรแกรมภาษาเดลฟายเหมือนกับแนวคิดในการเขียนโปรแกรมภาษาวิชวลเบสิกคือเป็นการเขียนโปรแกรมเชิงจินตภาพแต่ภาษาพื้นฐานที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมจะเป็นภาษาปาสคาลในการเขียนโปรแกรมเชิงจินตภาพนี้มีคอมโพเนนต์(Component)ที่สามารถใช้เป็นส่วนประกอบเพื่อสร้างส่วนติดต่อผู้ใช้ที่เป็นแบบกราฟิกทำให้ซอฟต์แวร์ที่พัฒนามีความน่าสนใจและใช้งานง่ายขึ้นการเขียนโปรแกรมด้วยภาษาเดลฟายจึงเป็นที่นิยมในการนำไปพัฒนาเป็นโปรแกรมใช้งานมาก รวมทั้งภาษาปาสคาลเป็นภาษาที่เข้าใจง่าย เหมาะแก่การนำมาใช้สอนเขียนโปรแกรม