プログラミング言語 －ソフトウエア設計シリーズ「守」③

本シリーズ “序”「ソフトウエアの設計とは」で示した関係式「ソフトウエア ＝ 設計 ＋ プログラム」は、「設計とプログラムを合わせてソフトウエア」になるとの意味になる。
式の右辺と左辺を入れ替えると、次のように表現できる。

プログラムを行き当たりばったりに作ってもソフトウエアは期待通りには動かず、「何を」「どう作る」かを事前に考え（＝設計す）る必要がある。
ソフトウエアを作るために、設計とプログラムは、次のように役割分担する。

「コンピュータ」（計算機）は、作ったプログラム通りにしか動かない気が利かない機械。

言語には文法と呼ぶ決まり事がある。

文法は相手と意思疎通する際の共通ルールで、言語ごとに異なる。どの言語であれ、文法の構成要素は次の三つに集約される。

人間とコンピュータとがやり取りするプログラミング言語を区別するために、人間同士が対話する言語は「自然言語」と呼ばれる。
文法の構成要素は、自然言語である日本語や英語を例にとると、次のイメージになる。

プログラミング言語は、計算機を操作する「言語」なので、日本語や英語などと同様に「文法」を持つ。
プログラミング言語の文法というと難しそうに見えるが、実は多くの人がプログラミング言語を使って機械（計算機）を操作した経験を持つ。
身近にある計算機の「電卓」の操作にも実はプログラミング言語が必要で、ほとんどの人がプログラミング言語と意識せずに電卓を操作している。
プログラミング言語の文法が何かの理解を進めるため、まず電卓の操作で使うプログラミング言語を文法の構成要素に当てはめてみる。

電卓のプログラミング言語の文法
記号	文字	「５」や「３」などの数字ボタン、「＋」「×」などの演算ボタン、「＝」の計算開始ボタンなど、ボタンの上に刻印されている記号で構成される。
	単語	単語＝文字　の関係。
【画像出展】イラストＡＣ		たとえば左図のような単純な電卓だと、プログラミング言語を構成する要素数は、キーの数の14個になる。
記号を並べる順序		「５」　➡　「＋」　➡　「３」　➡　「＝」　の順に押すと電卓が計算を始め、計算結果を液晶窓に表示する（この場合は「８」を液晶表示する）　のように記号の順序に規則がある。
			（「５」➡「＝」➡「３」➡「＋」の順序に押しても正しい計算結果は表示されない）。

電卓のプログラミング言語の理解とは　⇩

これに対し　⇩

そこで　⇩

製造の過程でこういう指示を組み込む意味は　⇩

なお　⇩

噛んで含めるような指示を作る作業は、面倒なことに辛抱強く取り組めるメンタリティが必要な特殊技能で、専門的な訓練で技能を習得した「プログラム製作の専門家」（＝プログラマ）が作る。

プログラマが使うプログラミング言語は、電卓のプログラミング言語と比べると複雑で高度になるが、それでも英語などの外国語と比較して、単語は少なく、文法もシンプルだ　⇩

命令語は、単語数が少ない上に、単純な動作しかできないので、ユーザから見たら１文で表せる（例：設定した時刻になったらブザーを鳴らす）程度の簡単な機能の実現すら９個の命令語を段取りを決めて正確に記述する必要がある。

この結果　⇩

この結果、現実に存在するプログラムの規模は大きい　⇩