Tietokoneitten kanssa ”puhuminen”

Herätkää-lehden Japanin-kirjeenvaihtajalta

”UUSI KESKUSTELEVA TIETOKONEJÄRJESTELMÄ”, kuului lehti-ilmoitus. Tuntui huvittavalta ajatella, että ihminen keskustelisi koneen kanssa. Kykenisikö tietokone siis todella käymään keskustelua? Mitä ylipäätänsä hyödyttäisi viestiä tietokoneen kanssa? Tietokonealalla toimivalta ystävältä saamani vastaukset olivat hyvin kiintoisia.

Ensinnäkin sain tietää, ettei mainoksen tarkoittama viestintä tapahdu ääntä käyttäen. Se merkitsee tavallisesti vuoropuhelua tietokoneen kanssa (käskyjen antamista koneelle ja välittömän vastauksen saamista) siihen suoraan yhdistettyjen näyttö- tai kirjoitinpäätteiden avulla. Samoin kuin ihmiskieli mahdollistaa ihmisten välisen viestinnän, tietokoneenkin ”kieli” mahdollistaa viestinnän tietokoneen kanssa ongelmanratkaisutarkoituksessa. Tällainen viestintäyhteys koneen kanssa kertoo sille, mitä on tehtävä, ja näyttää vastauksina, mitä on tehty.

Välinettä, jolla käskyt annetaan tietokoneelle, kutsutaan tietokone- eli ohjelmointikieleksi. Pystyäksesi ”puhumaan” tietokoneen kanssa sinun tulisi opetella jokin monista ohjelmointikielistä.

Ohjelmointikielet

Ohjelmaksi sanotaan ystäväni mukaan sitä käskysarjaa, joka annetaan tietokoneelle jonkin määritellyn toiminnan suorittamiseksi. Nykyaikainen ohjelmointikieli tarkoittaa merkki- ja sanavalikoimaa, joka periaatteessa on lähes ihmiskielen kaltainen mutta jolla voidaan antaa käskyjä tai siirtää tietoja koneelle.

Vaikka ohjelmointikielten historia on lyhyt, noin kolmekymmentä vuotta, on olemassa jo toista tuhatta ohjelmointikieltä, ja lisää kehitetään joka päivä. Tämä johtuu tietokoneen monista käyttötavoista ja tietokonetekniikan kehittymisestä.

Näille kielille annetut nimet joko kuvailevat niiden ominaisuuksia, kuten FORTRAN (FORmula TRANslation), BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) ja COBOL (COmmon Business Oriented Language), tai vain yksilöivät ne, kuten PL/1 (Programming Language 1) ja APL (A Programming Language). Jotkin niistä, niin kuin FORTRAN, on suunniteltu käyttämään matemaattisia lausekkeita, ja ne sopivat paremmin tieteelliseen laskentaan, kun taas COBOL käyttää liike-englantia ja on kaupallisten sovellutusten kieli. PL/1, jota käytetään pääkielenä Vartiotorni-seuran maailmankeskuksessa New Yorkissa ja sen Japanin haaratoimistossa niiden julkaisujärjestelmissä, on useimmille aloille soveltuva yleiskieli.

Samoin kuin ihmiskielien välimerkkejä ja kielioppia hallitsevat erilaiset säännöt, jokaisella ohjelmointikielellä on oma sääntökokoelmansa eli lauseoppinsa. Näistä täytyy pitää kiinni, jotta kone ymmärtäisi ohjelmaa.

Kuten jokainen vierasta kieltä joskus opetellut tietää, vain yhden tarpeellisen puheenosan pois jättäminen tai yhden sanan väärin ääntäminen voi olla kohtalokasta. Näin voidaan sanoa myös ohjelmointikielistä. Tämän seikan mieleen painamiseksi minua pyydettiin muistelemaan muutaman vuoden takaista aikaa, jolloin NASAn Apollo 8 -avaruusalus laukaistiin. Raketin laukaisemiseen käytetyssä FORTRAN-ohjelmassa oli yksi ohjelmointivirhe: pois jäänyt tavuviiva. Sen vuoksi miljoonien dollarien arvoinen raketti suistui radaltaan. Miten kallis vahinko yhden virheen takia!

Toinen minulle tähdennetty seikka liittyi siihen, mitä tietokone voi ja mitä se ei voi tehdä. Tietokone ei ole omintakeinen: se ei voi tuottaa mitään uutta, ellei tarpeellisia tietoaineksia ole syötetty siihen. Jos siis ohjelma käskisi tietokonetta: LUE TIEDOSTO 1, LISÄÄ se TIEDOSTOON 2 ja KIRJOITA se sitten [isolla kirjoitetut sanat vastaavat ohjelmointikielen käskyjä], mutta tiedostoa 1 ei olisi koskaan tallennettu tietokoneeseen, työ ei lähtisi käyntiin vaan jokin vastaus kuten ”TIEDOSTO EI KIRJ” mahdollisesti ilmoittaisi, ettei tiedostoa ole muistiKIRJastossa.

Tällaiset vastauksetkin on tallennettu etukäteen. Siten sekä kysymykset että vastaustavat, kaikki tietokoneiden kanssa viestittäessä annettu ja saatu tieto, on ihmisten keksimää. Se tuo mieleeni näytelmän käsikirjoituksen, jossa on kirjoitettuna näyttelijöitä varten kaikki näyttämölle tulot ja sieltä poistumiset, puheohjeet ja vuorosanat. Mitä hyvänsä tietokone tekeekin, se täytyy ennalta ohjelmoida.

Tässä vaiheessa sain tietää jälleen erään tietokonekielen erikoispiirteen. Tuletpa miten päteväksi tahansa, tarvitset aina kääntäjän saadaksesi koneen ymmärtämään itseäsi. Se ei ole ihmisen puute vaan johtuu koneen rajoituksista. Se voi ymmärtää vain ykkösinä (1) ja nollina (0) esitettyä tietoa, joten tarvitset käännösohjelman muuttamaan ohjelmoijan käskyt tähän muotoon. Käytettävästä ohjelmasta on siis aina kaksi esitystapaa: ohjelmoijan kirjoittama lähtöohjelma ja käännöksenä syntynyt tulosohjelma, jonka kone voi toteuttaa. Tietokone suorittaa sitten toimintonsa käyttäen itselleen ymmärrettävää tietoa. Se voi vastata käyttäjälle näyttöpäätteen tai kirjoittimen kautta kääntämällä vastauksensa takaisin merkeiksi, jotka ihminen osaa lukea.

Juuri lähtöohjelman kielestä ohjelmoija on pääasiallisesti kiinnostunut. Sillä ihmiset kirjoittavat ohjelmia, ja heidän täytyy osata sitä hyvin saadakseen hyvän ohjelman. Konekielet asentaa tietokoneeseen ja laatii niitä tuottava yhtiö.

Keiden opittavissa

Kiinnostuksesi määrää paljolti sen, opitko ohjelmointikielen ja tuletko päteväksi sen käytössä. Parhaiten oppivat ne, jotka ovat kiinnostuneita tietokoneista ja niiden sovellutusalueista.

Toinen usein mainittu edellytys liittyy ikään. Mitä nuorempi olet, sitä parempi, on tavallinen neuvo. Tämä johtuu siitä, että mitä vanhemmiksi tulemme, sitä enemmän ajattelumallimme vakiintuvat ja sitä työläämmin ne mukautuvat.

Menneisyydessä ajateltiin matemaattisen taustan olevan välttämätön niille, jotka haluavat ryhtyä ohjelmointialalle, mutta nykyään asia ei ole siten, ellei ole määrä ohjelmoida matemaattista aineistoa. Joitakin vuosia sitten järjestetty kilpailu osoitti jopa, että eräällä Japanin IBM:n tehokkaimmista ohjelmoijista oli takanaan taideopinnot. Kuitenkin sellainen mielen laatu, joka helposti panee asiat erittäin täsmällisesti loogiseen järjestykseen, on tarpeellinen hyvälle ohjelmoinnille.

Kuinka opetella

Nykyään on monia apuneuvoja eri ohjelmointikielten oppimiseksi. Voit siis melko pitkälle opettaa itseäsi. Ensiksi itse kielet alkavat yhä enemmän muistuttaa puhuttua sanaa, ja niitä on siksi helpompi käyttää ja oppia. Monilta tietokoneyhtiöiltä voidaan myös tilata julkaisuja, jotka opettavat ohjelmoinnin perusteita ja ohjelmointikieliä. Joissakin opistoissa ja lukioissa on ohjelmointikursseja, ja kirjastoissa on joukko aihetta käsitteleviä kirjoja.

Täysin omin päin opiskelemisesta on kuitenkin eräitä haittoja. Puhutun kielen tavoin on olemassa aina mahdollisuus omaksua pahoja tapoja, joita on vaikea myöhemmin korjata. Hyvän esimerkin mukaan opettelu on myös suureksi avuksi taidon kehittämisessä. On otettava huomioon vielä sekin, että tietokoneyhtiöt uudistavat alituisesti tekniikkaansa. Niinpä pelkkä ohjelmointi kielen oppiminen ei takaa sen käytettävyyttä sellaisenaan.

Kannattaako se?

Onko aika, joka kuluu tietyn tehtävän perusteelliseen oppimiseen ja sitten koneen ohjelmoinnin tuon tehtävän tekemiseksi, vaivansa arvoista? Tosiseikat vastaavat myöntävästi. Ohjelman suunnitteleminen ja kirjoittaminen vaatii tosin aikaa. Mutta kun ohjelma on kunnossa, tietokone voi toimia paljon nopeammin kuin ihmiset, sillä jotkin kykenevät tekemään yli kaksisataa miljoonaa perustoimintoa sekunnissa. Tietokoneella teetetty työ on myös tarkempaa kuin jos monet eri ihmiset olisivat tehneet sen. Kaikki toistuvien toimintojen suorittamisesta säästynyt aika vapauttaa ihmiset suorittamaan arvokkaampia tehtäviä. Näistä syistä monet yhtiöt ovat tietokoneistaneet työtään ja siten avanneet työpaikkoja tietokoneohjelmoijille.

Kiinnostaako tietokoneitten kanssa ”puhuminen” sinua? Niiden kielten oppiminen voi tarjota mielenkiintoisen haasteen.

[Kuva s. 23]

Kuinka monta fahrenheitastetta on 100 celsiusastetta?

1101 0100

. . . eli 212 fahrenheitastetta