Какие знания нужны, чтобы написать первую программу
Основы разработки от Geekbrains
В мае образовательный проект Geekbrains начинает набор на бесплатный курс основ программирования. Ученики познакомятся с терминами и понятиями, основными направлениями программирования и получат инструкции для дальнейшего развития. На vc.ru — материал о том, что нужно, чтобы создать свою первую программу.
Материал подготовлен при поддержке Geekbrains.
К концу 2014 года программистов было уже более 18 миллионов, но это не сделало профессию менее востребованной. Специалистов много, но вакансий для действительно хороших программистов еще больше.
Неудивительно, что профессия программиста так популярна: она позволяет, не вставая из-за стола, совершенствовать продукты и создавать решения, которыми будут пользоваться миллионы людей. Некоторых останавливает то, что разработчиков уже и так много. Но программисты нужны — особенно те, которые умеют наблюдать, проектировать и находить новые решения проблем.
Бесплатный курс Geekbrains «Основы программирования» нужен тем, кто хочет обучиться этой профессии и получить реальный опыт разработки, но не знает, с чего начать. Воспользовавшись материалами курса, мы составили краткий план того, как создать первую программу.
Что такое программа
Программа — это последовательность команд, которые показывают компьютеру, как решить задачу. Простейшая программа — дать компьютеру три числа, чтобы он произвел с ними операции и показал ответ. Разумеется, компьютер не поймет команд на русском — они должны быть четко прописаны на одном из языков программирования. Но общий смысл ясен: программист дает компьютеру команды и предоставляет необходимые данные.
Для тех, кому нужно найти самый дешевый отель, создали программу Booking. Если нужно написать заметку — Evernote, отредактировать фотографию — Photoshop. Для пользователя программа — это продукт, который должен решить его задачу.
Как это выглядит для компьютера
В обработке программы участвуют три компонента компьютера: процессор (ЦПУ), запоминающее устройство (HDD) и оперативная память (ОЗУ). Процессор обрабатывает и исполняет указанные инструкции, жесткий диск их хранит, а оперативная память служит буфером для процессора: отсюда берутся данные и команды, необходимые процессору для выполнения операций.
Простой пример: пользователю нужно открыть калькулятор и произвести математическую операцию. Пока программа еще не открыта, она хранится на жестком диске. Как только пользователь открывает программу, все инструкции и данные попадают в оперативную память. Процессор начинает выполнять операции, которые указывает пользователь. Во время работы все данные хранятся в оперативной памяти. Когда работа прекращается, программа выгружается из оперативной памяти и переходит «в спячку» на жесткий диск.
Постановка задачи
Чтобы создать программу, нужно четко поставить первоначальную задачу. Для этого нужно сформулировать условия и описать всю входящую и исходящую информацию. Программист сразу понимает, что он даст программе и что хочет получить в ответ.
Возьмем, к примеру, ту программу, которая производит операции с несколькими числами и выводит пользователю ответ. Входящей информацией будут числа, исходящей — результат вычислений, который покажет программа. Для обработки этой информации программист создает наборы инструкций — алгоритмы.
Что такое алгоритмы
Алгоритмы — это прослойка операций между входящими и исходящими данными. По сути, это все то, что будет делать компьютер с имеющейся информацией, чтобы дать пользователю ответ.
Повседневная жизнь также состоит из алгоритмов. К примеру, вы хотите выпить кофе в обеденный перерыв: идете к кофейному автомату, вставляете деньги в купюроприемник, выбираете нужный кофе, подставляете стаканчик и подтверждаете свой выбор. Как и в реальной жизни, в программировании очень важна последовательность и точность исполнения действий: не подставите стаканчик — кофе прольется, не скормите автомату деньги — не получите кофе. Алгоритм — это суть программы.
Языки программирования
В курсе «Основы программирования» от Geekbrains используется язык программирования JavaScript. Во-первых, у него широкая область применения: JavaScript используют в веб-разработке, в разработке офисных и серверных приложений. Во-вторых, он универсален. Для работы с JavaScript не нужно устанавливать среду разработки, то есть систему для написания программного обеспечения — все операции проводятся в браузере.
Начать писать на JavaScript довольно просто. Нужно создать файл с расширением HTML (подойдет любой текстовый редактор, даже «Блокнот») и прописать в нем несколько строчек кода.
На Windows лучше всего использовать программу Notepad++. На OS X ее нет, но есть неплохие аналоги, например Sublime Text или TextMate. Чтобы вывести на экран всем знакомую надпись ‘Hello, World!’, нужно прописать в редакторе следующие строчки:
После этого сохранить файл в формате HTML и открыть. Он откроется в браузере — если все сделано верно, то появится окно с введенным текстом.
Циклы и массивы
Чтобы не повторять одну и ту же команду несколько десятков или сотен раз, используются циклы. Это конструкции, которые автоматически повторяют определенные наборы команд.
В JavaScript существует три основных вида циклов:
Массив — это набор ячеек для хранения данных одного типа.
Представьте себе супермаркет, при входе в который нужно сдавать сумки. Одна ячейка в камере хранения является переменной, в которую вы положите значение, равное своей сумке. А вот сама камера хранения — набор ячеек — является массивом. Проверим данный пример с точки зрения определения массива. Действительно, набор ячеек упорядочен (у каждой есть свой номер), и в них мы кладем данные одинакового типа (тип «сумка»).
Цитата из методички курса
Пройдя курс по основам программирования, создав свою первую программу и на практике осознав, насколько вам интересно это направление, можно определяться со специализацией. Разработка приложений для Windows, OS X, разработка мобильных платформ, веб-разработка — каждое из этих направлений требует знания разных языков программирования, о которых подробно рассказывается в одном из последних уроков курса. Таким образом, ваш выбор языка и технологии будет осознанным.
Разработка программ для Windows — по прежнему востребованная классика. Мобильная разработка сейчас на пике популярности, и многие программисты переходят туда, мотивируясь интересными задачами и высокой заработной платой. В любом случае, хорошие программисты нужны во всех направлениях. На сайте Geekbrains можно ознакомиться со средними зарплатами в отрасли и навыками, которые необходимы работодателям.
Это не полный набор информации, которая нужна для создания первой программы, но после прочтения этой статьи ориентироваться в курсе Geekbrains будет гораздо проще.
Изучаем C++. Часть 1. Что такое программа и языки программирования
Разбираемся, как устроен язык программирования C++, что такое программы и как научиться их писать.
Чтобы научиться программировать с нуля, нужно только уметь пользоваться компьютером, устанавливать программы, создавать папки и файлы. Это первая статья из серии «Глубокое погружение в C++», с помощью которой вы сделаете первые шаги в профессии разработчика серверных приложений и игр.
Не пугайтесь большого объёма информации: чем больше вы будете знать, тем лучше сможете программировать. Это особенно важно, если вы выбрали C++, потому что на этом языке невозможно без хорошей теоретической базы написать высокопроизводительный код.
Внимание! В следующих разделах информация сильно упрощена.
Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.
Что такое язык программирования
Компьютер — это бесполезный кусок железа, который ни с чем не может справиться самостоятельно. И чтобы получить какой-то результат, нужно написать для него программу — подробный набор инструкций.
Компьютер понимает только машинный код — специальный язык, который очень сложно изучить. Вот как выглядит вывод на экран надписи «Hello, World!» на машинном коде (в шестнадцатеричном представлении):
Чтобы упростить разработку, были созданы языки программирования — с их помощью пишут инструкции для компьютера, которые понятны и человеку. Одним из первых был язык ассемблера. Вот как на нём выглядит вывод надписи «Hello, World!»:
Всё равно достаточно сложно, да? В результате человечество создало более понятные языки программирования, на которых гораздо быстрее писать программы. А чтобы они потом запускались, код переводится в машинный или какой-нибудь промежуточный язык — этот процесс называется компиляцией.
Если язык похож на машинный код, то его называют низкоуровневым. Если же он больше понятен человеку, то — высокоуровневым. C++ сочетает в себе свойства и того, и другого.
Как работают программы
Любая программа работает с данными: она их получает, обрабатывает, а потом возвращает результат обработки. Данные могут быть переданы пользователем, считаны из файла или записаны в самом коде.
Например, браузер получает текст из адресной строки, который ввёл пользователь, отправляет адрес на сервер, а потом выводит ответ в виде страницы.
Также программа может состоять из других подпрограмм — наборов инструкций. Обработка запроса пользователя, отправка данных на сервер, получение ответа, вывод страницы — всё это подпрограммы.
Вот пример логики такой подпрограммы:
Можно вернуть данные пользователю, записать их в файл или передать другой подпрограмме. Вот ещё один пример использования программы:
Эта команда запускает программу в ОС Linux, которая конвертирует изображение img.jpg в другой формат, а потом сохраняет в файл img.png.
Сейчас слово «подпрограмма» встречается редко — вместо него используют слова «функция», «процедура» или «метод».
Пишем первую программу на C++
По традиции программистов первая программа, написанная на изучаемом языке, должна выводить на экран надпись «Hello, World!».
В C++ такой код будет выглядеть так:
Попробуем его запустить, а потом разберём, как он работает.
Запускаем код в интернете
Самый простой вариант — зайти на сайт repl.it. На главной странице нажмите Start Coding, выберите C++ и нажмите Create Repl.
У вас откроется следующая страница:
Слева — менеджер файлов, в центре — текстовый редактор, где уже введён нужный нам код, а справа — консоль, в которой выводится результат. Чтобы запустить программу, нажмите Run.
Запускаем код на компьютере
Если же вы хотите компилировать код на своём компьютере, то установите компилятор. Я пользуюсь G++, его и вам рекомендую.
После установки компилятора создайте отдельную папку для кода, а в ней — файл hello.cpp (это расширение для файлов с командами на C++). Желательно, чтобы путь к папке состоял из латинских символов и был написан без пробелов.
Откройте hello.cpp с помощью любого блокнота или редактора кода (например, Sublime text или VS Code) и вставьте в него код, указанный выше. Теперь откройте терминал с помощью инструкции ниже.
| Windows | Linux |
|---|---|
| 1. Нажмите Win + R, введите cmd и нажмите Enter. | 1. Нажмите Ctrl + Alt + t. Если не помогло, то подходящий способ можно найти в этой статье. |
| 2. Введите команду cd [путь]. Например, cd projects\cpp1, если ваша папка находится по адресу c:\projects\cpp1. | 2. Введите команду cd [путь]. Например: cd /projects/cpp1 |
| 3. Если папка находится не на системном диске, то команду нужно изменить: cd /D [диск:][путь]. Например: cd /D d:\projects\cpp1 |
Затем введите следующую команду:
Эта команда скажет компьютеру, что нужно скомпилировать код из файла hello.cpp и сохранить результат в файл hello (или hello.exe в Windows).
После этого запустите скомпилированную программу, и вы увидите, что всё работает:
Теперь, когда мы смогли запустить программу, разберёмся в ней.
Из чего состоит программа на C++
Начнём с самой первой строчки:
С помощью языка программирования можно:
Но чтобы получить больше возможностей, программе нужно как-то взаимодействовать с операционной системой. Писать код, который будет отправлять команды ОС, достаточно сложно, но нам и не придётся — всё уже написано другими разработчиками и помещено в специальную библиотеку.
Одна из таких библиотек, iostream, позволяет запрашивать пользовательский ввод или выводить что-то в консоли.
Есть и другие библиотеки, которые помогают работать с графикой, отправлять запросы через интернет, воспроизводить звук и так далее. В будущем вы научитесь самостоятельно писать свои собственные библиотеки.
Разработка программного обеспечения для начинающих
Разработка программного обеспечения интересна как программистам, так и тем, кто таковыми хочет стать. В статье затронуты концепции, необходимые для старта.
Статья разделена на 4 части. Обратите внимание, что важные слова или словосочетания, введенные в этой серии, выделены жирным шрифтом. В конце каждого из четырех разделов будет приведена короткая викторина, проверяющая знания и подробно объясняющая некоторые моменты.
Часть 1 – Что такое программирование?
Самый простой и точный вариант ответа: «Программирование – это акт инструктирования компьютеров для выполнения задач». Еще его называют разработкой или кодингом.
Итак, что такое компьютерная программа? ПО представляет собой последовательность инструкций, выполняемых ПК. Компьютер же – это любое устройство, способное обрабатывать код. Сюда относятся стационарные ПК, ноутбуки, планшеты, банкоматы, Raspberry Pi, серверы etc.
Разработка программного обеспечения и аналогия
Во-первых, примеры программирования есть даже в повседневной жизни. Вселенная довольно предсказуема: день и ночь, времена года, восход и закат. Люди проходят через такие этапы, как встреча нового дня, посещение школы, университета или работа. Мы получаем инструкции от начальников и учителей. Также существуют рецепты, следуя которым можно приготовить блюдо.
Во-вторых, каждый раз, когда мы используем девайсы, встроенный в них код уже работает в фоновом режиме. Перемещение курсора с одной части экрана в другую может показаться простой задачей, но на самом деле за данный процесс отвечает немало строк написанного кода. Акт, столь же простой, как ввод букв в Google Docs, приводит к тому, что код выполняется в фоновом режиме. Это нормальные повседневные процессы, свойственные всем IT-устройствам.
Компьютерные программы также являются кодом. Однако лучше не использовать слово «коды»: это непрофессионально.
Естественный язык компьютера
Осваивайте языки программирования
Чтобы общаться с машинами, которые говорят на двоичном языке, мы осваиваем такие языки, которые максимально близки к нашему собственному, а именно – языки программирования. Они четко структурированы и должны быть тщательно изучены.
Существуют высокий и низкий уровни. Языки программирования высокого уровня находятся дальше от машинного, чем языки низкого уровня. Это «дальше» обычно называют абстракцией.
Компьютер нуждается в понимании нашего человеческого языка. Для этого понадобится переводчик.
Определение переводчиков
Исходный код относится к коду, написанному на выбранном языке программирования. Переводчики же несут ответственность за преобразование исходного кода в машинный язык (те самые единицы и нули). Мы можем ссылаться на двоичные файлы, такие как код объекта, программу или общепринятый сегодня термин – приложение.
Переводчики могут быть любыми:
Интерпретаторы
Чтобы разработка программного обеспечения прошла успешно, нужно понимать, что языки могут интерпретироваться. В таком случае переводчик обрабатывает исходный код по строкам и в готовой программе (приложении) также запускает каждую строку. Это означает, что интерпретируемый исходный код запускается до тех пор, пока не встретит ошибку. Затем интерпретатор перестает сообщать о таких ошибках.
Python – хороший пример интерпретируемого языка программирования.
Компиляторы
Компиляторы работают по-разному. Они полностью конвертируют исходный код с помощью компиляции в двоичный файл. Затем выполняется двоичный код. Если в исходном варианте были ошибки, они обнаруживаются и помечаются во время компиляции. Это прерывает процесс генерации двоичного кода.
Интерпретаторы работают построчно и выполняют одну линию перед тем, как перейти к следующей. Компилятор же переводит все строки программы в файл (двоичный) и выполняет его целиком.
Помните определение компьютерной программы? Это последовательность инструкций для компьютера. Выполнение программы обычно называется процессом. Такие ПО используют определенные ресурсы в компьютерной системе или любом другом девайсе. К ресурсам относятся память, дисковое пространство и файловая система.
Мы используем слово «run» при выполнении компьютерной программы. Время, затрачиваемое на запуск, называется временем выполнения программы.
Обычно рассматриваются продукты, известные как приложения. Еще мы ассоциируем программы с платформами или средами, в которых они работают или для которых предназначены. Существуют веб-приложения, запускаемые в браузерах, есть мобильные ПО, работающие на смартфонах, а также настольные, такие как Evernote.
Интерпретируемый исходный код выполняется из исходного файла, скомпилированный – преобразовывается в двоичный файл. Затем этот файл выполняется. Скомпилированный код может завершиться неудачно во время выполнения даже после успешной компиляции.
Гибридные переводчики
Гибридный переводчик представляет собой комбинацию интерпретатора и компилятора. Популярным гибридным языком программирования является Java.
Разработка программного обеспечения на Java удобна. Сначала исходный код компилируется в промежуточный формат, известный как Bytecode. Затем Bytecode интерпретируется и выполняется с помощью виртуальной машины. Это позволяет гибридным переводчикам запускать байт-код в различных операционных системах, делать его кроссплатформенным.
Ассемблеры
Ассемблер также используется для перевода низкоуровневого языка Ассемблер в двоичный, но мы сосредоточимся на языках высокого уровня.
Хороший способ понять различия переводчиков – лично увидеть их работу. Просто загрузите необходимые и установите на компьютер.
Часто задаваемый вопрос
Вот вопрос, который обычно задают начинающие: «С какого языка начать?»
Существуют сотни ЯП. Они оцениваются по популярности, комьюнити, долгосрочной поддержке, педагогике и использованию. Они также могут быть оценены по техническим параметрам. Например, являются ли они функциональными, императивными, статическими, сильными или слабо типизированными.
Некоторые языки программирования предназначены исключительно для образовательных целей, а не для использования в бизнесе. Хороший пример – ЯП для детей. Также существуют мощные языки, которые легко настроить и изучить. Python – один из них. Обычно его и рекомендуют начинающим.
Если вы заинтересованы в более подробном изучении вопроса, вот несколько хороших исследований.
Когда вы захотите изучить новый язык, понадобится переводчик языка. Это программа, которая устанавливается и настраивается в компьютерной системе.
Рекомендуем начать осваивать работу с командной строкой (CLI). Подумайте о терминале как об альтернативе графическому интерфейсу (GUI). Работая с компьютером посредством GUI, вы зависите от визуальных представлений каталогов и всего, что делаете. Но при использовании CLI вы взаимодействуете с компьютером напрямую, с помощью терминала и специальных команд.
В Windows встроенный терминал представляет собой командную строку. Для пользователей Mac и Linux по умолчанию установлен терминал Bash. Чтобы использовать его в Windows, установите Git Bash или PowerShell.
Двигаемся дальше
Приготовьтесь, ведь разработка программного обеспечения началась! Подготовимся к написанию первой строки кода. Для этого потребуется следующее:
Резюмируя вышесказанное, мы изучили основы с введением в переводчики. Слово «исходный код» уже не странно для вас. Более подробно мы рассмотрим его дальше.
Создание собственного программного обеспечения Windows
Ежедневно каждый активный пользователь компьютера сталкивается с работой в разных программах. Они призваны облегчить работу за ПК и выполняют определенный ряд функций. Например, калькулятор подсчитывает заданные примеры, в текстовом редакторе вы создаете документы любой сложности, а через плеер просматриваете любимые фильмы или слушаете музыку. Весь этот софт был создан с помощью языков программирования, начиная от основных элементов управления, и заканчивая графическим интерфейсом. Сегодня мы бы хотели обсудить два метода собственноручного написания простых приложений для операционной системы Windows.
Создаем собственное программное обеспечение для Windows
Сейчас разработать свою программу можно и без знания языков программирования, однако для этого существует совсем мало подходящих средств, позволяющих в полной мере реализовать задуманное. К тому же сейчас на просторах интернета бесплатно доступно множество курсов по ЯП, описывающих примеры написания софта с предоставлением исходного кода. Поэтому поставленная задача вполне реализуема, нужно лишь выбрать метод, что мы и предлагаем сделать далее.
Способ 1: Программы для написания программ
Если вы интересовались созданием игр, то знаете о специальных инструментах, куда уже встроено множество компонентов и записаны основные скрипты. Юзеру остается лишь создать из этого цельную картину, систематизируя имеющиеся данные. Примерно по такому же принципу работает и ПО, позволяющее создавать собственные приложения без знания языков программирования. За пример мы взяли HiAsm, поскольку это единственное оптимальное решение с полной локализацией на русский язык.
Возможностей рассмотренного инструмента хватит не только для того, чтобы создать простое графическое приложение. HiAsm вполне справляется и с гораздо сложными работами, например, созданием проигрывателя или загрузчика файлов из интернета. Конечно, здесь придется приложить намного больше усилий и выучить множество схем и встроенных скриптов. Все это намного проще освоить, если использовать официальные ресурсы, например, форум. Там пользователи не только делятся своими работами, но и объясняют начинающим азы конструирования ПО. Тем более при возникновении вопросов ничего не мешает вам создать отдельную тему, подробно описав сложившуюся трудность.
Способ 2: Язык программирования и среда разработки
Как уже было сказано ранее, абсолютно все программы пишутся на определенном языке программирования. В некоторых сложных проектах бывает задействовано сразу несколько ЯП. Такой способ написания софта самый сложный, но при освоении одного из языков вы получаете практически безграничные возможности в кодировании программного обеспечения, утилит или отдельных скриптов. Главная задача — определиться с языком программирования. На этот вопрос постарались дать ответ специалисты из известного обучающего сервиса GeekBrains. Всю необходимую информацию вы найдете по указанной ниже ссылке.
Теперь же давайте рассмотрим несколько вариантов обеспечения, написанного при помощи упомянутых в статье ЯП. В первую очередь затронем Python, который некоторые программисты считают самым простым языком. Чтобы на экране появилось простое графическое окно размером на весь экран, придется подключить стандартную библиотеку Tkinter и написать код такого формата:
from tkinter import *
class Paint(Frame):
def __init__(self, parent):
Frame.__init__(self, parent)
self.parent = parent
def main():
root = Tk()
root.geometry(«1920×1080+300+300»)
app = Paint(root)
root.mainloop()
if __name__ == «__main__»:
main()
Далее добавляется код, который вы видите на скриншоте ниже. Он реализует примерно такие же функции, как стандартная программа Paint.
После успешной компиляции запускается графическое окно с уже добавленными кнопками. Каждая из них отвечает за размер кисти и цвет.
Как видите, разобраться в приложениях с GUI (графическим интерфейсом) не так уж и сложно, однако сначала лучше начать с консольных скриптов и небольших программ. Освоить Python вам помогут свободные материалы, уроки и литература, которой сейчас вполне достаточно, чтобы самостоятельно изучить необходимый материал.
В приведенной статье на GeekBrains отдельное внимание уделено и C#, который называют универсальным языком программирования для тех, кто еще не определился, в какой области хочет применять свои навыки. Разработка ПО для Windows ведется в официальной среде от Microsoft под названием Visual Studio. Код внешне выглядит так, как вы видите ниже:
namespace MyWinApp
<
using System;
using System.Windows.Forms;
public class MainForm : Form
<
// запускаем приложение
public static int Main(string[] args)
<
Application.Run(new MainForm());
return 0;
>
>
>
Как видите, существуют определенные различия с тем же Python. Если скопировать этот код, вставить его в IDE и скомпилировать, на экране появится простейшее графическое окно, куда уже в дальнейшем и будут прикрепляться кнопки, блоки и другие объекты.
Мы упомянули о Visual Studio как о среде разработки. Она понадобится в любом случае, если вы хотите писать собственный софт на ЯП, поскольку стандартный блокнот или текстовый редактор для этого практически не подходит. Ознакомиться с лучшими IDE, поддерживающими разные языки, мы советуем в отдельной нашей статье от другого автора далее.
В рамках этой статьи мы постарались максимально детально ознакомить вас с процессом написания программного обеспечения с помощью двух доступных методов. Как видите, дело это не совсем простое, ведь нужно получать специальные знания и учить многие аспекты, чтобы освоиться в этом деле. Приведенный выше материал был нацелен лишь на предоставление общей информации для ознакомления и не является полноценным уроком, освоив который, можно стать уверенным программистом. Если вас заинтересовал какой-либо ЯП или HiAsm, потребуется уделить много времени на изучение соответствующих обучающих материалов.
Помимо этой статьи, на сайте еще 12548 инструкций.
Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.