Bölüm 4.3: Programlamaya Giriş

Bilgisayar ve Programlamaya Giriş

DillerÇeviriProblem çözmeYazılım süreciTemel yapılar

Sercan KÜLCÜ · Giresun Üniversitesi

Giriş

Öğrenme Çıktıları

Kavramlar

Kaynak kod, makine dili ve programlama dilini ayırt etmek.

Çalıştırma

Derleme, yorumlama ve hibrit çalışma biçimlerini açıklamak.

Problem çözme

Algoritmadan programa giden süreci kurmak.

Yapılar

Değişken, karar, döngü, fonksiyon ve diziyi tanımak.

Temel Kavramlar

Programlama Dili Nedir?

İnsanların bilgisayara işlem adımlarını ifade etmesini sağlayan biçimsel bir dildir.
Söz dizimi (syntax) hangi yapıların yazılabileceğini, anlam (semantics) bu yapıların ne yaptığını belirler.
Aynı problem farklı dillerle çözülebilir; seçim gereksinim ve ortama bağlıdır.

Temel Kavramlar

Kaynak Kod ve Makine Dili

Kaynak kod geliştiricinin okuyup değiştirebildiği program metnidir; makine dili işlemcinin çalıştırdığı ikili komutlardır.
Derleyici veya yorumlayıcı aradaki köprüyü kurar: programlama dili ile işlemci dili aynı şey değildir.

Çalıştırma · Adım adım

Program Nasıl Çalışır?

Programcı kaynak kodu bir metin dosyasına yazar. Bilgisayar bu metni doğrudan çalıştıramaz.

Çeviri: derleyici söz dizimini denetler. Noktalı virgül unutulursa derleme hatası burada çıkar, program hiç çalışmaz.

Hata yoksa makine kodu ya da Java'da olduğu gibi ara kod (bytecode) üretilir.

Çalıştırma: komutlar işlemcide (Java'da JVM üzerinden) yürütülür. 0'a bölme gibi çalışma zamanı hataları burada ortaya çıkar.

Çıktı, verilen girdiye (a = 3, b = 5) ve program mantığına bağlıdır. Mantık hatası varsa program çalışır ama yanlış sonuç verir.

Hata türleri: derleme (söz dizimi kuralı), çalışma zamanı (yürütme sırasında), mantık (yanlış sonuç).

Çalıştırma

Çalıştırma Yaklaşımları

Yaklaşım	İşleyiş	Örnek
Derlenen	Program önceden hedef makine koduna çevrilir	C, C++, Rust
Yorumlanan	Komutlar çalışma sırasında değerlendirilir	Python, JavaScript
Hibrit	Ara kod sanal makinede yürütülür	Java, C#

Çalıştırma · Adım adım

Derleyici ve Yorumlayıcı Adım Adım

Derleyici programın tamamını baştan sona okur; henüz hiçbir satır çalışmadı.

Satır 3'teki 0'a bölme söz dizimi hatası değildir; çeviri başarılı olur ve çalıştırılabilir dosya üretilir.

Şimdi çalıştırma başlar: satır 1 → çıktı Merhaba.

Satır 3 çalışırken çalışma zamanı hatası (0'a bölme). Derleyicinin ayıklayamadığı hata türü.

Yorumlayıcı ise çevir-çalıştır döngüsüyle ilerler: satır 1 çevrilir ve hemen çalışır → Merhaba.

Satır 2 çevrilip çalışır: x = 10. Satır 3 henüz hiç okunmadı.

Satır 3'e gelince hata. Önceki satırlar çoktan çalışmıştı. Basit, satır satır çalışan bir yorumlayıcıda bu hata da ancak o satıra gelince fark edilirdi.

Derleyici söz dizimi hatalarını program çalışmadan önce yakalar; yorumlayıcı hemen başlar; hatayı (basit yorumlayıcılarda) o satıra gelince görür. Python ve JavaScript gibi modern yorumlayıcılar önce tüm dosyayı ayrıştırır ve söz dizimi hatasını en başta bildirir; Python ayrıca bytecode'a derler.

Çalıştırma

Python Neden “Yorumlanan” Denir?

Kaynak kod (.py)

Bytecode
(derleme)

Sanal makine
(yürütme)

CPython önce kaynak kodu bytecode’a derler, sonra bunu bir sanal makinede komut komut yürütür; makine kodu dosyası üretilmez.
“Yorumlanan” etiketi bu yürütme biçiminden gelir; derleme adımı programcıdan gizlidir.
Modern JavaScript motorları (ör. V8) JIT kullanır: sık çalışan kodu çalışma sırasında makine koduna çevirir.

Derlenen / yorumlanan ayrımı dilin değil, uygulamanın özelliğidir; pratikte çoğu sistem iki yöntemi birleştirir.

Çalıştırma · Adım adım

Derleyicinin Aşamaları

Sözcük çözümleme: karakter dizisi anlamlı parçalara, belirteçlere ayrılır; boşluklar ve açıklamalar atılır. # gibi dilde olmayan bir karakter ya da kapanmamış bir dizgi burada fark edilir.

Söz dizimi çözümleme: belirteçler dilin kurallarına göre bir söz dizimi ağacına dizilir. Eksik ; veya kapanmamış parantez bu aşamada yakalanır.

Anlam çözümleme: adların bildirilip bildirilmediği ve tiplerin uyumu denetlenir. Tanımsız değişken ve tip uyuşmazlığı burada bulunur.

Ara kod ve iyileştirme: ifade, her biri tek işlem yapan basit komutlara bölünür; gereksiz işlemler atılır, sabit ifadeler önceden hesaplanır.

Kod üretimi: hedef işlemcinin komutları seçilir ve ikiliye çevrilir. Java derleyicisinin hedefi gerçek bir işlemci değil, JVM'dir.

İlk üç aşama hata arar ve hatayı satır numarasıyla bildirir; son iki aşama çalışacak kodu üretir. 0'a bölme gibi değere bağlı hatalar hiçbir aşamada görünmez.

Çalıştırma

Bağlayıcı ve Yükleyici

Büyük programlar birçok kaynak dosyadan oluşur; derleyici her birini ayrı bir nesne dosyasına çevirir.
Bağlayıcı (linker) nesne dosyalarını ve kullanılan kütüphane kodunu tek bir çalıştırılabilir dosyada birleştirir. Çağrılan bir fonksiyon hiçbir parçada yoksa bağlama hatası verir.
Yükleyici (loader) işletim sisteminin parçasıdır: dosyayı belleğe alır, paylaşılan kütüphaneleri (.dll, .so) bağlar ve ilk komuttan çalıştırmayı başlatır.
Java'da ayrı bir bağlama adımı yoktur: JVM'nin sınıf yükleyicisi .class dosyalarını gerektiği anda yükler.

Çalıştırma

Derleme mi Yorumlama mı?

Ölçüt	Derlenen (C)	Yorumlanan (Python)	Hibrit (Java)
Çalışma hızı	Genellikle en hızlı: doğrudan makine kodu	Daha yavaş: komutlar çalışırken çözülür	JIT sayesinde derlenene yakın
Hata bildirimi	Söz dizimi ve tip hataları çalıştırmadan önce	Tip hataları çoğunlukla ancak o satır çalışınca	Çoğu derlemede, kalanı çalışırken
Dağıtım	Her işletim sistemi ve işlemci için ayrı dosya	Kaynak kod + hedefte kurulu yorumlayıcı	Tek .class / .jar + her platformda JVM
Geliştirme döngüsü	Her değişiklikten sonra yeniden derleme	Kaydet ve hemen çalıştır	Derle, sonra çalıştır
Başlangıç	Hemen başlar, ek yazılım gerekmez	Önce yorumlayıcı yüklenir	Önce JVM başlatılır

Seçim bir değiş tokuştur: hız ve erken hata denetimi bir yanda, hızlı deneme ve esneklik öbür yanda. Bu yüzden aynı dil için hem derleyici hem yorumlayıcı yazılabilir.

Diller

Programlama Dillerinin Düzeyi

Düşük düzeyli diller donanıma yakındır; yüksek düzeyli diller problemi insanın ifade biçimine yakın yazdırır.
Düzey, bir dilin iyi veya kötü olduğunu değil, soyutlama düzeyini anlatır.

Diller

Programlama Dillerinin Gelişimi

1940–1960

Makine dili, assembly; ilk yüksek düzeyli diller FORTRAN ve COBOL.

1970–1990

C ile yapısal ve taşınabilir sistem programlama; C++ ile nesne yönelimli yaklaşım.

1990 sonrası

Python, Java, JavaScript, C#: web, yönetilen ortamlar, açık kaynak ekosistemleri.

Diller

Kullanım Alanları

Web

İstemci, sunucu ve web servisleri.

Mobil

Telefon ve tablet uygulamaları.

Veri ve yapay zekâ

Analiz, modelleme ve otomasyon.

Sistem

İşletim sistemi, sürücü ve gömülü yazılım.

Bilimsel hesaplama

Simülasyon ve mühendislik çözümleri.

Oyun

Oyun motoru, grafik ve etkileşim.

Diller

Dil Türleri

Genel amaçlı

Her tür problem için değişken, karar, döngü ve fonksiyon sunar: Java, C, Python.

for (int i = 0; i < 3; i++)

Alana özgü

Tek bir işe odaklanır: SQL veri tabanını sorgular, Excel formülü hücrede hesap yapar.

SELECT ad FROM ogrenci WHERE ort >= 60;

Betik dilleri

Tekrarlanan işleri otomatikleştirir, genellikle yorumlanır: Python, JavaScript, Bash, PowerShell.

Copy-Item *.txt yedek\

İşaretleme dilleri

HTML, XML ve Markdown içeriğin yapısını tanımlar; karar ve döngü olmadığından programlama dili sayılmaz.

<h1>Başlık</h1>

Scratch gibi blok tabanlı görsel diller komutları sürüklenen bloklarla kurar; söz dizimi hatası yapılamadığından programlamayı öğretmek için kullanılır.

Diller

Programlama Paradigmaları

Buyurgan yaklaşım (imperative) işlemlerin nasıl yapılacağını adım adım belirtir.
Nesne yönelimli yaklaşım veri ve davranışı nesnelerde birleştirir.
Fonksiyonel yaklaşım dönüşümleri ve değiştirilemez veriyi öne çıkarır.
Java birden fazla yaklaşımı birlikte kullanabilir.

Diller

Dil Seçerken

Problem alanı ve kullanılacak platform değerlendirilir.
Kütüphane ekosistemi, topluluk ve bakım maliyeti dikkate alınır.
Performans, güvenlik, ekip deneyimi ve dağıtım koşulları birlikte düşünülür.

Popülerlik tek başına doğru dil seçimi için yeterli değildir.

Diller

Statik ve Dinamik Tipleme

Java: statik

int x = 5;
x = "beş";   // derlenmez

error: incompatible types:
String cannot be converted to int

Python: dinamik

x = 5
x = "beş"    # geçerli
print("a" + 1)

TypeError: can only concatenate
str (not "int") to str

Statik tiplemede değişkenin tipi kaynakta bildirilir ve derleme sırasında denetlenir: Java, C, C#. Hata program hiç çalışmadan bulunur.
Dinamik tiplemede tip değerle birlikte taşınır ve çalışırken denetlenir: Python, JavaScript. Aynı ad önce sayı, sonra metin tutabilir; Python'daki hata ancak o satır çalışınca çıkar.
Bazı diller tipleri sessizce dönüştürür: JavaScript'te "5" * 2 → 10, ama "5" + 2 → "52".

Diller

Sözde Koddan Dillere

Sözde kod	Java	Python
`oku x`	`x = giris.nextInt();`	`x = int(input())`
`yaz "Toplam: ", t`	`System.out.println("Toplam: " + t);`	`print("Toplam:", t)`
`x ← x + 1`	`x = x + 1;`	`x = x + 1`
`eğer x > 0 ise … değilse …`	`if (x > 0) { … } else { … }`	`if x > 0: … else: …`
`her i ← 1 … n için`	`for (int i = 1; i <= n; i++)`	`for i in range(1, n + 1):`
`koşul doğru iken tekrarla`	`while (kosul) { … }`	`while kosul:`

Java blokları süslü parantezle, Python ise girintiyle belirler; Python'da yanlış girinti programın anlamını değiştirir.
Java her deyimi ; ile bitirir ve değişkenin tipini bildirmeyi ister; Python ikisini de istemez.
Sözde kodda atama için ← kullanılır; böylece eşitlik karşılaştırmasıyla karışmaz. Java'daki giris klavyeden okuyan bir Scanner nesnesidir.

Problem Çözme · Adım adım

Problemden Programa

Önce ne istendiği netleşir: dikdörtgenin alanı. Girdi, çıktı ve kısıt yazılır.

Elle birkaç örnek çözülür; sınır durumu (0) da düşünülür.

Dilden bağımsız algoritma (sözde kod) yazılır.

Algoritma seçilen dile (Java) çevrilir.

Test: negatif girdi yanlış sonuç verdi → turuncu ok: algoritmaya dönülür, "en, boy > 0 değilse hata" adımı eklenir.

Her aşamanın çıktısı bir sonraki aşamanın girdisidir.
Yanlış tanımlanan problem, doğru çalışan ama yanlış işi yapan programa dönüşebilir.

Problem Çözme · Sözde kodu adım adım çalıştır

Algoritmayı İzleme: Dikdörtgen Alanı

1. çalıştırma: en = 3 okunur; bellekte "en" adlı kutuya yazılır.

boy = 4 okunur.

Koşul: 3 > 0 ve 4 > 0 → doğru.

alan = 3 × 4 = 12.

Sonuç yazılır. "değilse" dalı bu çalıştırmada atlanır.

2. çalıştırma: en = -2 okunur; bellekte "en" adlı kutuya yazılır.

boy = 4 okunur.

Koşul: -2 > 0 ve 4 > 0 → yanlış (en negatif) → değilse dalına geçilir.

Uyarı yazılır; alan hiç hesaplanmadı. Test aşamasında bulunan hata böylece düzeltildi.

oku en
oku boy
eğer en > 0 ve boy > 0 ise
    alan ← en × boy
    yaz "Alan: ", alan
değilse
    yaz "Geçersiz ölçü"

Yazılım · Adım adım

Yazılım Geliştirme Süreci

Gereksinim: kullanıcı ne istiyor? Örn. "öğrenci not ortalamasını hesaplayan uygulama".

Tasarım: ekranlar, veri ve algoritmalar planlanır (akış diyagramı burada kullanılır).

Kodlama: tasarım bir programlama diliyle yazılır.

Test: beklenen ve gerçek sonuçlar karşılaştırılır; hata varsa kodlamaya geri dönülür.

Dağıtım: program kullanıcıya ulaştırılır (kurulum, yayın).

Bakım: hatalar giderilir, yeni istekler gelir → yeni gereksinimlerle döngü yeniden başlar.

Aşamalar projeye göre ardışık veya yinelemeli yürütülebilir; kullanıcı geri bildirimi gereksinimi ve tasarımı değiştirebilir.

Yazılım

Geliştirme Yaklaşımları

Yaklaşım	Güçlü yön	Dikkat
Şelale modeli	Aşamalar ve belgeler nettir	Değişikliğe dönüş maliyetlidir
Çevik	Kısa döngülerle geri bildirim alır	Sürekli iletişim gerektirir
Prototipleme	Belirsiz gereksinimi görünür kılar	Prototip ürün sanılmamalıdır

Yazılım

Geliştirme Araçları

Kod düzenleyici / IDE

Kod yazma, tamamlama ve proje yönetimi.

Derleyici / çalışma ortamı

Programı çevirme ve çalıştırma.

Hata ayıklayıcı

Program durumunu adım adım inceleme.

Sürüm kontrolü

Değişiklik geçmişi ve ekip çalışması.

Test araçları

Beklenen davranışı otomatik doğrulama.

Paket yöneticisi

Bağımlılıkları yönetme.

Yazılım

Sürüm Kontrolü

Her kayıt (commit) dosyaların o anki hâlini; kimin, ne zaman, neyi değiştirdiğiyle birlikte saklar. Hatalı bir değişiklikten sonra eski bir sürüme dönülebilir.
Dal (branch) ana kodu bozmadan deneme yapmayı sağlar; iş bitince dal ana dala birleştirilir (merge).
Ekip üyeleri aynı dosyalar üzerinde çalışır; aynı satırı iki kişi değiştirirse araç bu çakışmayı gösterir ve birinin seçmesini ister.
En yaygın araç Git'tir; GitHub ve GitLab depoları ağ üzerinde saklayan hizmetlerdir.

Temel Yapılar

Değişkenler ve Veri Tipleri

Değişken, bellekte bir değeri tutan adlandırılmış kutudur; program boyunca değeri değişebilir.
Veri tipi değerin temsilini ve üzerinde yapılabilecek işlemleri sınırlar.
Anlamlı adlar programın amacını görünür kılar.

Java'daki karşılıkları: int, double, String, boolean.

Temel Yapılar

İşleç Önceliği

Parantez içi
Çarpma, bölme, mod (kalan)
Toplama, çıkarma
Aynı düzeydekiler soldan sağa

İfade	Sonuç
`2 + 3 × 4`	14
`(2 + 3) × 4`	20
`20 / 4 × 2`	10 (soldan sağa)
`10 − 4 − 3`	3
`7 mod 3 + 1`	2

Formüldeki parantez unutulursa program hata vermez, yanlış sonuç üretir: ort ← a + b / 2 önce b'yi böler. Bu bir mantık hatasıdır; ancak test ederek bulunur.

Temel Yapılar

Karar ve Döngü

Karar: iki yoldan yalnızca biri

Döngü: geri dönen ok

Karar yapısı koşula göre farklı işlem yollarından birini seçer; döngü bir işlem grubunu koşul boyunca tekrarlar.
Her ikisinde de koşulun ne zaman değiştiği açık olmalıdır (yoksa sonsuz döngü).

Temel Yapılar · Sözde kodu adım adım çalıştır

Döngü İzleme: Sonsuz Döngü

İlk sürüm: 4. satır unutulmuş. i ← 1 ile döngü değişkeni hazırlanır.

Koşul 1 ≤ 3 → doğru: döngü gövdesine girilir.

yaz i → 1. Gövde bitti; koşula geri dönülür.

Koşul yine 1 ≤ 3 → doğru: gövdede i'yi değiştiren hiçbir satır yok.

Aynı çıktı bir daha: 1. Durum bir önceki turla birebir aynı.

Koşulu yanlış yapacak bir değişiklik olmadığı için döngü hiç bitmez: sonsuz döngü. Konsol programı ancak Ctrl+C ile durdurulur.

Düzeltilmiş sürüm: gövdeye i ← i + 1 eklendi. Yeniden başlanır: i = 1.

1 ≤ 3 doğru: 1 yazılır, ardından i ← 2. Döngü değişkeni artık her turda ilerliyor.

2 ≤ 3 doğru: 2 yazılır, i ← 3.

3 ≤ 3 de doğrudur (eşitlik): 3 yazılır, i ← 4.

Koşul 4 ≤ 3 → yanlış: döngüden çıkılır.

Döngüden sonraki satır: bitti. Gövde 3 kez çalıştı, koşul 4 kez denetlendi.

i ← 1
i ≤ 3 iken tekrarla
    yaz i
    i ← i + 1      // ilk sürümde yoktu
yaz "bitti"

Temel Yapılar

Fonksiyonlar ve Diziler

Fonksiyon belirli görevi adlandırır, girdi alabilir ve sonuç döndürebilir.
Dizi aynı tipteki çok sayıda değeri indisle saklar.
Bu yapılar programı küçük, test edilebilir parçalara ayırmaya yardımcı olur.

Temel Yapılar · Sözde kodu adım adım çalıştır

Fonksiyon İzleme: Çağrı ve Dönüş

Fonksiyon tanımı yalnızca kaydedilir, çalışmaz. Program 5. satırdan başlar ve alan(3, 4) çağrısını görür.

Çağrı yığınına alan için yeni bir çerçeve eklenir: 3 → en, 4 → boy.

Gövde çalışır: sonuc = 12. Bu değişken yalnızca bu çerçevede yaşar.

döndür sonuc: 12 çağıran yere gönderilir ve fonksiyon biter.

Çerçeve yığından kalkar; dönen değer a'ya atanır: a = 12.

Aynı fonksiyon farklı argümanlarla çağrılır: yepyeni bir çerçeve, en = 2, boy = 5.

sonuc = 10. Önceki çağrının 12 değeri bu çerçevede görünmez.

10 döndürülür, çerçeve kapanır.

Dönen değer b'ye atanır: b = 10.

22 yazılır. Bir kez yazılan fonksiyon iki kez kullanıldı; alan formülü tek yerde duruyor.

fonksiyon alan(en, boy)
    sonuc ← en × boy
    döndür sonuc
son
a ← alan(3, 4)
b ← alan(2, 5)
yaz a + b

Temel Yapılar · Sözde kodu adım adım çalıştır

Dizi İzleme: Notların Ortalaması

Dizi dört notu tek bir adla tutar; hücreler 0, 1, 2, 3 indisleriyle seçilir.

toplam ← 0: biriktirici sıfırdan başlar. Başlangıç değeri verilmeseydi toplamın ne olduğu belli olmazdı.

i = 0: notlar[0] = 85 → toplam = 0 + 85 = 85.

i = 1: notlar[1] = 72 → toplam = 85 + 72 = 157.

i = 2: notlar[2] = 90 → toplam = 157 + 90 = 247.

i = 3: notlar[3] = 64 → toplam = 247 + 64 = 311.

Döngü 4 tur sonra biter. ort = 311 / 4 = 77.75. Son indis 3'tür: uzunluk − 1.

Sonuç yazılır. Döngü notlar[4]'e uzansaydı dizinin dışına çıkılırdı: 4 öğeli dizide 4 numaralı hücre yoktur.

notlar ← [85, 72, 90, 64]
toplam ← 0
her i ← 0, 1, 2, 3 için
    toplam ← toplam + notlar[i]
ort ← toplam / 4
yaz "Ortalama: ", ort

Temel Yapılar

Kütüphaneler ve API

Kütüphane, başkalarının yazıp test ettiği hazır fonksiyonların topluluğudur; aynı işi her programda yeniden yazmayı önler.
API (uygulama programlama arayüzü) bir kütüphanenin ya da hizmetin dışarıya sunduğu fonksiyonları, girdilerini ve dönüş değerlerini tanımlar. Kullanan, içini bilmek zorunda değildir.

Çağrı	Dil	Sonuç
`Math.sqrt(16)`	Java	4.0
`Math.max(3, 8)`	Java	8
`len("Giresun")`	Python	7

Hata Ayıklama

Hata Ayıklama Teknikleri

Hatayı yeniden üret: aynı girdiyle hata her seferinde çıkıyor mu?
Ara değerleri yazdır: şüpheli satırdan önce ve sonra değişkenleri yaz.
Kesme noktası koy: program o satıra gelince durur; değişkenler incelenir.
Adım adım ilerle: her satırdan sonra hangi değerin değiştiğine bak.
Alanı daralt: kodun yarısını devre dışı bırakıp hatanın hangi yarıda olduğunu bul.
Anlatarak düşün: kodu satır satır birine (ya da masadaki bir oyuncağa) anlatmak çoğu zaman hatayı gösterir.

Şekildeki program durdurulduğunda n3 / 3 = 30 hesaplanacağı görülür: ortalama 185 çıkar, beklenen 81.67'dir.

Hata Ayıklama · Sözde kodu adım adım çalıştır

İzleyerek Hata Bulma: En Büyük Sayı

Test 1: girdiler 7, 12, 5; beklenen çıktı 12.

eb ← 0: en büyük için başlangıç değeri.

7 > 0 doğru: eb = 7.

12 > 7 doğru: eb = 12.

5 > 12 yanlış: eb değişmez. Çıktı 12 ✓. Tek bir başarılı test programın doğru olduğunu kanıtlamaz.

Test 2: hepsi negatif, −5, −2, −9; beklenen çıktı −2.

eb ← 0. Bu değer hiçbir girdiden gelmiyor.

Üç karşılaştırmanın üçü de yanlış: hiçbir girdi 0'dan büyük değil, eb hiç değişmez.

Çıktı 0 ✗. İzleme suçluyu gösteriyor: 2. satırdaki başlangıç değeri girdilerin dışından geliyor.

Düzeltme: eb ← a. eb = −5 → −2 > −5 doğru, eb = −2 → −9 > −2 yanlış. Çıktı −2 ✓. Test 1 de yeniden denenir: yine 12.

oku a, b, c
eb ← 0
eğer a > eb ise eb ← a
eğer b > eb ise eb ← b
eğer c > eb ise eb ← c
yaz "En büyük: ", eb

Hata Ayıklama

Sık Yapılan Hatalar

Hata	Örnek	Ne olur?
Başlangıç değeri yok ya da yanlış	`toplam` başlatılmadan `toplam ← toplam + x`	Java derlemez; bazı dillerde rastgele bir değerle hesaplar
Sınır hatası (bir eksik / bir fazla)	`her i ← 1 … n − 1 için`	son öğe atlanır ya da bir fazla tur döner
Sonsuz döngü	döngü değişkeni gövdede güncellenmez	program bitmez
Sıfıra bölme	`ort ← toplam / n`, n = 0	çalışma zamanı hatası
Dizinin dışına çıkmak	4 öğeli dizide `notlar[4]`	çalışma zamanı hatası
Parantez unutmak	`ort ← a + b / 2`	yanlış sonuç (mantık hatası)
Girdiyi doğrulamamak	yaş olarak −3 kabul etmek	anlamsız sonuç, sonraki adımlarda hata

Sınır durumları (0, boş liste, en küçük ve en büyük değer, negatif sayı) bu hataların çoğunu ortaya çıkarır.

Hata Ayıklama

Yazılım Hatalarının Bedeli

Ariane 5 (1996)

64 bitlik kayan noktalı bir hız değeri 16 bitlik tam sayıya dönüştürülürken taşma oldu. Seyrüsefer yazılımı durdu; roket kalkıştan yaklaşık 37 saniye sonra rotasından saptı ve birkaç saniye içinde parçalandı.

Mars Climate Orbiter (1999)

Bir yazılım itme verisini İngiliz birimiyle (pound-kuvvet·saniye) üretti, diğeri metrik birim (newton·saniye) bekledi. Sonda Mars'a fazla yaklaştı ve kayboldu.

Therac-25 (1985–1987)

Radyoterapi cihazının yazılımındaki bir zamanlama hatası, işleç hızlı veri girdiğinde güvenlik denetimini atlattı; hastalar aşırı radyasyon dozu aldı.

Üçü de derleyicinin yakalayamayacağı hatalardır: biri sınır durumu, biri birim tutarsızlığı, biri zamanlamaya bağlı mantık hatası.
Ortak ders: test, sınır durumlarını denemek, birimleri açıkça yazmak ve kodun başka biri tarafından incelenmesi.

Hata Ayıklama

Okunabilir Kod

Çalışır ama okunmaz

a ← oku()
b ← oku()
c ← a*b/2
yaz c

Aynı program, okunur

// üçgenin alanı = taban × yükseklik / 2
taban ← oku()
yukseklik ← oku()
alan ← taban × yukseklik / 2
yaz "Alan: ", alan

Anlamlı adlar: c yerine alan; okuyan kişi değişkenin rolünü addan anlar.
Tutarlı girinti ve boşluk: iç içe blokların sınırı bir bakışta görünür.
Sihirli sayı yerine adlandırılmış sabit: 0.20 yerine KDV_ORANI ← 0.20; oran değişince tek satır düzeltilir.
Tekrarı fonksiyona taşı: aynı formül üç yerde yazılıysa bir düzeltme üç kez yapılmak zorunda kalır.
Açıklama kodun ne yaptığını değil neden yaptığını anlatır. Kod bir kez yazılır, defalarca okunur.

Özet

Bölüm Özeti

Programlama dili algoritmayı bilgisayarın yürütebileceği biçimde ifade eder.
Kaynak kod derleme, yorumlama veya hibrit bir süreçle çalıştırılır.
Diller düzey, tür ve paradigmaya göre sınıflandırılır.
Yazılım geliştirme gereksinimden bakıma uzanan yinelemeli bir süreçtir.
Değişken, karar, döngü, fonksiyon ve dizi temel programlama yapılarını oluşturur.
Hatalar sınır durumlarıyla test ederek ve programı adım adım izleyerek bulunur.

Özet

Kontrol Soruları

Kaynak kod ile makine dili arasındaki fark nedir?
Derlenen ve yorumlanan programlar nasıl ayrılır?
Bir algoritma neden programlama dilinden bağımsız düşünülebilir?
Yazılım testinin amacı nedir?
Karar yapısı ile döngünün görevleri nasıl farklıdır?
Bağlayıcı ve yükleyici programın çalışmasında hangi işi yapar?
Statik ve dinamik tiplemede tip hatası ne zaman fark edilir?
Buyurgan ve fonksiyonel yaklaşım bir dizinin toplamını nasıl farklı ifade eder?
Bir döngü neden sonsuz döngüye dönüşür?

Özet

Alıştırmalar

Aşağıdaki hataları derleme, çalışma zamanı ve mantık hatası olarak sınıflandırın: noktalı virgül unutmak; ortalama için toplamı n yerine n + 1 ile bölmek; sıfıra bölmek.
"Bir öğrencinin üç sınav notunun ortalamasını hesapla" problemi için girdi, çıktı ve kısıtları yazın.
Aynı problem için sözde kod yazın ve (70, 85, 90) girdisiyle izleyin; sonuç 81.67 olmalı.
Dikdörtgen alanı algoritmasına çevre hesabını ekleyin: cevre = 2 × (en + boy). en = 3, boy = 4 için beklenen çıktılar nedir?
Bir telefon uygulaması için yazılım geliştirme sürecinin her aşamasında yapılacak birer işi yazın.
Java, Python ve C dillerini derlenen / yorumlanan / hibrit olarak sınıflandırın ve çalıştırma hatlarını çizin.

İpuçları

Sırasıyla: derleme, mantık, çalışma zamanı.
Girdi: üç not (0–100); çıktı: ortalama.
(70 + 85 + 90) / 3 = 81.67
Alan 12, çevre 14.
—
C derlenen, Python yorumlanan, Java hibrit.

Özet

Kaynaklar

Sebesta, Concepts of Programming Languages, 12. baskı, Pearson, 2019.
Aho, Lam, Sethi ve Ullman, Compilers: Principles, Techniques, and Tools, 2. baskı, Addison-Wesley.
Sedgewick ve Wayne, Computer Science: An Interdisciplinary Approach, Addison-Wesley, 2016.
Downey ve Mayfield, Think Java, 2. baskı, O'Reilly, 2019 (ücretsiz çevrim içi sürüm).
Oracle, The Java Tutorials: Getting Started.

Son

Programlamaya Giriş

Sonraki sunum: Java'ya Giriş ve İlk Program · Çalışma soruları · Terim sözlüğü