汎用プログラミング言語の雄：C言語
IT初心者
先生、「C言語」ってよく聞くんですけど、どんなものなんですか？
IT専門家
「C言語」は、コンピューターに命令する言葉であるプログラミング言語の一つだよ。人間とコンピューターが意思疎通をするための言葉だね。
IT初心者
プログラミング言語は他にもたくさんあるんですよね？C言語の特徴は？
IT専門家
C言語は、処理速度が速い、色々なコンピューターで動く、といった特徴があるんだ。そのため、家電やゲームなど、幅広く使われているんだよ。
C言語とは。
「シーげんご」は、コンピューターに指示を出すための言葉の一つです。1972年にアメリカのAT&Tベル研究所で作られました。この言葉は、特定の種類のコンピューターや基本ソフトに関係なく使うことができ、他のコンピューターでもほぼ同じように動きます。また、プログラムを分かりやすく整理して作るのに向いています。シーげんごをさらに発展させた「シープラプラす」とともに、様々な分野で使われています。なお、一般的に「シー」と略して呼ばれることもあります。
C言語の起源
– C言語の起源C言語は、1972年にアメリカのAT&Tベル研究所で誕生したプログラミング言語です。開発の主な目的は、当時開発中だったUNIXオペレーティングシステムを、より効率的に動作させることにありました。
C言語以前は、オペレーティングシステムのようなシステムプログラムは、アセンブリ言語で記述されることが一般的でした。アセンブリ言語は、コンピュータが直接理解できる機械語に近い低水準な言語であるため、処理速度は速い反面、人間にとって理解しにくく、開発に時間がかかるという欠点がありました。
C言語は、アセンブリ言語の長所である処理速度の速さを持ちつつも、人間にも理解しやすい表現力を持つ、高級言語と低級言語の中間的な性質を持った言語として設計されました。
そのため、C言語は、ハードウェアに近い低水準な処理を記述することが得意でありながら、人間にも理解しやすいプログラムを記述することができます。この特徴により、C言語はオペレーティングシステムやデバイスドライバなどのシステムプログラム開発に最適な言語として、今日まで広く利用されています。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 言語名 | C言語 |
| 開発年 | 1972年 |
| 開発者 | AT&Tベル研究所 |
| 開発目的 | UNIXオペレーティングシステムを効率的に動作させるため |
| 特徴 | – 高速な処理速度 – ハードウェアに近い低水準な処理が可能 – 人間にも理解しやすい表現力 |
| 用途 | – オペレーティングシステム – デバイスドライバ – システムプログラム開発 |
幅広い互換性
– 幅広い互換性C言語は、特定の種類のコンピューターや、その上で動くソフトウェアの組み合わせに縛られにくいという大きな特徴を持っています。これは、まるで異なる言語を話す人同士でも、共通の簡単な言葉で意思疎通ができるようなものです。この特徴を「移植性が高い」と表現します。 C言語で書かれたプログラムは、まるで翻訳機を使ったかのように、少し手を加えるだけで異なる環境でも動作させることができるのです。例えば、ある人がWindowsという環境で開発したプログラムがあるとします。このプログラムを、MacやLinuxといった異なる環境で動かしたい場合でも、C言語で書かれていれば大きな変更を加えずに済むことが多いです。これは、C言語が特定の環境に依存した特殊な機能をあまり持たず、コンピューターの基本的な動作を記述することに重点を置いているためです。このような利点から、C言語は世界中の様々なコンピューターで使われるようになり、多くのソフトウェア開発の基礎となりました。 まるで世界共通語のように、C言語は異なる環境をつなぐ架け橋としての役割を果たしていると言えるでしょう。
| 特徴 | 説明 | 例 |
|---|---|---|
| 移植性が高い | 異なる種類のコンピュータやOS環境でも、プログラムを少し変更するだけで動作させることができる。 | Windowsで開発したプログラムを、MacやLinuxで動作させる。 |
| 環境依存が少ない | 特定の環境に依存した特殊な機能をあまり持たず、コンピューターの基本的な動作を記述することに重点を置いている。 | – |
構造化プログラミング
– 構造化プログラミング
C言語は、プログラムを分かりやすく整理して記述する「構造化プログラミング」に適した言語として知られています。
プログラムが複雑になると、コードを読み解いたり、修正を加えたりすることが難しくなります。構造化プログラミングは、プログラムを機能ごとに分割して記述することで、このような問題を解決しようとする考え方です。
C言語は、この構造化プログラミングを支援する様々な構文や機能を持っています。例えば、繰り返し処理を行う「for文」や「while文」、条件分岐を行う「if文」などを使用することで、プログラムの流れを明確に記述することができます。
このように、C言語は構造化プログラミングに適した言語であるため、開発効率や保守性を高めることができ、大規模なプログラム開発にも適しています。
進化と発展
– 進化と発展
C言語は、誕生してから長い年月を経て、様々な拡張や改良を積み重ねながら進化してきました。
その進化の過程で生まれた言語の一つが、オブジェクト指向の概念を取り入れた「C++」です。C++は、C言語を拡張した言語として開発され、現在では世界中で広く使われています。
C++が多くの開発者に選ばれる理由の一つに、大規模で複雑なシステム開発に適しているという点があります。
従来のC言語では、プログラムが大きくなり複雑になるにつれて、開発や管理が困難になる場合がありました。
しかし、C++はオブジェクト指向という考え方を導入することで、プログラムを効率的に整理し、再利用性を高めることを可能にしました。
この特徴により、C++はゲーム開発やアプリケーション開発など、幅広い分野で利用されています。
特に、処理速度が求められるゲーム開発においては、C++の高速な処理能力は大きな強みとなっています。
また、近年注目されている大規模データ処理や機械学習の分野でも、C++は開発言語として重要な役割を担っています。
| 言語 | 特徴 | メリット | 用途例 |
|---|---|---|---|
| C言語 | 手続き型言語 | – ハードウェアに近い低水準な処理が可能 – 処理速度が速い |
– OS開発 – 組込システム開発 |
| C++ | – C言語を拡張した言語 – オブジェクト指向 |
– 大規模開発に適している – プログラムの再利用性が高い – 処理速度が速い |
– ゲーム開発 – アプリケーション開発 – 大規模データ処理 – 機械学習 |
現代における重要性
C言語は、1970年代初頭に開発されてから50年以上が経ちますが、今もなお、現代の技術社会において重要な役割を担っています。その理由は、C言語が持つ特徴と、それが現代の技術と密接に関わっているためです。
C言語は、コンピュータのハードウェアに近い部分を制御することに長けています。そのため、OS（オペレーティングシステム）や家電製品、自動車などに組み込まれる組み込みシステムなど、ハードウェアを直接制御する必要があるソフトウェア開発には欠かせない存在です。
さらに、C言語は他の多くのプログラミング言語の基礎となっています。C言語を学ぶことで、プログラミングの基本的な考え方や仕組みを理解することができます。これは、他のプログラミング言語を習得する際にも非常に役立ちます。たとえ、将来C言語を直接使う機会が少なかったとしても、C言語で培った基礎知識は、他の言語を学ぶ上での大きな支えとなるでしょう。
C言語は、誕生から長い年月が経ちましたが、その重要性は薄れるどころか、現代社会においてますますその重要性を増していると言えるでしょう。現代の技術基盤を支える重要なプログラミング言語として、今後もC言語は進化し続け、私たちの生活を支えていくことでしょう。
| C言語の特徴 | 具体的な役割・利点 |
|---|---|
| ハードウェア制御に長けている | OS、組み込みシステムなど、ハードウェアを直接制御するソフトウェア開発に不可欠 |
| 多くのプログラミング言語の基礎となっている | プログラミングの基本的な考え方や仕組みを理解でき、他の言語習得を容易にする |