НТВ плюс 

Как программисты пишут программы? (4 фото). Как составляются программы для компьютера

Программа ПК - это один из основных компонентов программного обеспечения, набор команд. Многие пользователи используют ее, чтобы выполнять конкретные прикладные задания, такие как оформление различных документов, разнообразные математические вычисления, обработка изображений и другое. Программирование можно разбить на 6 стадий:

  • анализируем;
  • проектируем;
  • кодируем;
  • тестируем;
  • испытываем;
  • сопровождаем.

Алгоритм программирования

Алгоритм компьютерный - это абсолютно точное, конкретное и понятное указание и последовательность действий, которые направлены на решение поставленных задач. Каждый алгоритм обладает следующими свойствами:

  • дискретность;
  • точность;
  • понятность;
  • отличный результат;
  • массовость.

Цель программирования:

  • надежность;
  • универсальность;
  • совместимость;
  • удобочитаемость;
  • эффект.

Как делать программы на компьютер?

Составление программы на компьютере за один день нереально. Они со временем постоянно эволюционируют, развиваются и усовершенствуются. Чтобы ввести определенные команды, необходимо немало времени. При этом зачастую возникают различные вопросы и проблемы, которые лучше решить сразу же, но не всегда это получается быстро и верно.

Для правильного создания программ пишущий должен знать 2 вещи - алгоритм и набор механизмов, с помощью которого вы получаете возможность реализовать все алгоритмы на понятном языке программирования.

Пример по написанию задачи:

Составление алгоритма поиска наибольшего числа среди определенной последовательности цифр:

  • обозначаем все числа, как n, а1, а2 и так далее;
  • max- максимальное число;
  • i - порядковый номер.

Последовательность и составление действий:

  • вводим числа;
  • переменной цифре присваиваем значение а1;
  • переменной i - значение 2;
  • когда а1 будет больше max, в том случае переменной max присваиваем значение а1;
  • увеличиваем значение переменной i;
  • когда i больше n - тогда выводим max, в ином случае возвращаемся к четвертому пункту.

Также можно составляющийся алгоритм показать в виде специальной блок-схемы:

Возвращаясь к вопросу, как писать программы на компьютере, вы должны понимать, что после составления необходимого алгоритма его следует переложить еще и на алгоритмический язык. При составлении программ не нужно ограничиваться только 2-мя операторами (IF и GOTO). Следует уяснить, что если использовать не один, а несколько операторов для разных алгоритмов, то это позволит сделать программу гораздо лучше и компактнее.

Вывод

Когда уже научитесь вести определенный диалог с устройством, тогда и будете иметь больше возможностей работы с ним. Поняв, как составлять правильные программы, вам станет намного легче. Программное обеспечение постоянно пополняется, модернизируется и развивается. Система современного программирования - это инструмент для работы программиста. Имеется несколько видов программ:

  • системные;
  • прикладные;
  • новые системы.

Мы надеемся, что данная статья предложит вам новые возможности и даст определенные знания в современном мире компьютеризации. Показанные элементарные и несложные решения задач по составлению программ на ПК обязательно станут вашими помощниками.

Если коротко, то новые языки программирования и другие инструменты создаются на основе уже существующих. Полная аналогия с другими областями техники, где новые станки и материалы позволяют создавать всё более совершенные станки и материалы. Как все станки начались с палки-копалки и кремниевого рубила, так и языки программирования начались с перфокарт и нечитаемого двоичного кода.

Центральный процессор вашего компьютера понимает только программы, написанные на языке ноликов и единичек. Например, команда «прибавить константу 5 к числу, записанному в регистре AL» записывается так:

0000 0100 0000 0101

Здесь 0000 0100 - код операции «прибавить число к регистру AL», а 0000 0101 - двоичное представление числа 5.

На заре индустрии для ввода программы в компьютер нужно было либо перещёлкнуть сотни тумблеров на специальной панели (тумблер ВЫКЛ - нолик, тумблер ВКЛ - единичка), либо пробить дырочки в специальной перфокарте. Ошиблись в одной ячейке из тысячи - программа будет работать неправильно, будьте добры сами найти ошибку методом пристального взгляда.

Ясно, что такой способ программирования жутко неудобен и подвержен ошибкам. Чтобы не тратить время на это занудство, ленивые программисты начали думать, как переложить неблагодарную работу на машину.

Можно один раз хорошенько помучиться и написать на языке ноликов и единичек вспомогательную программу, которая называется ассемблер («сборщик»). Этот волшебный ассемблер принимает на вход человеко-читаемый текст и преобразует его в нолики и единички. Например, та же самая команда «прибавить константу 5 к числу, записанному в регистре AL» записывается на языке ассемблера x86 так:

Думаю, вы согласитесь, что это всё-таки более читаемо, чем 0000 0100 0000 0101. Здесь хотя бы понятно, что речь идёт о сложении (ADD) и числе 5. Теперь уже дело ассемблера преобразовать эту строчку в 0000 0100 0000 0101. На языке ассемблера сложно писать большие программы, процессоры разных производителей могут требовать разных ассемблеров, но всё равно это был большой шаг вперёд.

Дальше инженерную мысль было не остановить. Нужно один раз помучиться, чтобы написать на ассемблере компилятор языка программирования, например Фортрана. Потом ещё немного помучиться, чтобы написать на Фортране компилятор Алгола. Затем передохнуть, помучиться и написать на Алголе компилятор языка CPL. Ещё немного мучений, и можно на основе CPL написать компилятор языка C. Дальше можно уже не мучиться и в свое удовольствие писать на C компиляторы C++, Java, C# и других современных языков. Впрочем, никто не запретит использовать Java чтобы написать ассемблер x86 и замкнуть рекурсию.

Многие считают это ремесло непонятным настолько, что нет никаких шансов разобраться в принципах даже теоретически.
Попытаюсь объяснить как это происходит, что называется, на пальцах.

Для написания программ используются языки программирования, которые разделяют на низкоуровневые, высокоуровневые и сверхвысокоуровневые, а какой из них какой и чем отличается станет ясно чуть позже. Но забегая вперед добавлю, что каждый язык создан для определенных задач и не всегда одну и ту же задачу можно реализовать на разных языках.
Для понятности, буду приводить примеры на бытовых приборах и задачах, с которыми мы сталкиваемся каждый день.
Итак, задача - нарезать хлеб к обеду. Для человека простейшая задача - чего его там резать-то, взял и нарезал, правда?
Самый главный навык программиста, без которого ничего не получится - умение разделять задачу на последовательность действий. Чем ниже уровень языка программирования, тем более детально нужно описывать эту последовательность.

Приведу пример, как выглядела бы программа по нарезке хлеба для нашего тела

Задача "нарезать хлеба" на языке программирования высокого уровня

1.Открыть правой рукой хлебницу;
__2.Взять булку хлеба правой рукой;
__3.Положить хлеб на разделочную доску; (предположим, что доска уже лежала на столе)
__4.Открыть правой рукой верхний ящик стола;
__5.Найти блестящий нож, длиной 20 см, с черной ручкой;
__6.Взять нож в правую руку;
__7.Поднести нож к хлебу;
__8.Зафиксировать хлеб левой рукой, взявшись за левый край булки;
__9.Расположить нож строго над правым ребром булки хлеба;
__10.Повторять следующие действия 5 раз:
____10.1.Отступить влево на сантиметр;
____10.2.Повторять следующие действия, пока лезвие ножа не не коснется доски:
________10.2.1.Прижать нож к хлебу;
________10.2.2.Совершить ножом возвратно поступательное движение вперед-назад;
____10.3.Поднять нож вверх;
__11.Положить нож в ящик;
__12.Отпустить левой рукой хлеб.
Все, программа по нарезке хлеба в количестве пяти кусков готова, можно ее продолжить, описав стирание крошек со стола, укладывания нарезанных кусочков на тарелочку и т.д.

Отладка программы

Запускаем программу и смотрим, как она работает:
Ой... вместе с пятым куском и палец отрезал...
чёрт! остановить программу!
Я же не написал как именно нужно зафиксировать хлеб левой рукой, схватился как попало и большой палец торчал в сторону...
Возвращаемся к строчке "Зафиксировать хлеб левой рукой, взявшись за левый край булки;"
После нее пишем:
"Поджать большой палец левой руки влево, к ладони;"
Запускаем программу
Ой... на строчке "Положить нож в ящик;" нож упал на пол...
Проклятье! оказывается, стол стоит немного под наклоном и ящик сам закрылся...
Возвращаемся к коду и перед строчкой "Положить нож в ящик;" пишем "Открыть правой рукой верхний ящик стола;"
Заметили ошибку? Нет?!
Как мы можем открыть ящик правой рукой, если в этой руке нож? Значит, сначала нужно положить нож на стол, потом открыть ящик, снова взять нож и т.д.
И делаем мы это до тех пор, пока хлеб не будет нарезан как следует, без повреждения мебели и пальцев.
Вот, примерно так происходит отладка
С опытом начинаешь писать программы, которые работают с первого раза, допуская минимум ошибок, а проверка "открыт ли ящик", перед складыванием в него чего-то, входит в привычку.

Когда какие-то операции совершаются постоянно, такие как нарезка хлеба, мойка посуды и т.д., то программисты их описывают в виде процедур.
Процедура - набор определенных действий, спрятанный под одной командой.
Таким образом, текст программы, который я приводил выше, можно поместить в процедуру под названием НарезатьХлеба(параметр), где в качестве параметра будем указывать количество кусков

в результате, программа с использованием процедур будет выглядеть так:
__ЗайтиНаКухню();
__НарезатьХлеба(5);
__ПоставитьХлебНаСтол();
__ПомытьПосуду();
и нет предела совершенству

Теперь о языке низкого уровня

на нем пришлось бы описывать эту задачу еще более детально, вплоть до того, какими пальцами и с каким усилием нужно держать нож, что "открыть ящик" - это совершить последовательность действий все той же рукой с использованием кисти, пальцев, мышц предплечья, усилий в килограммах на сантиметр и т.д. Пришлось бы даже описать что такое правая рука, где она находится и не забыть проверить есть ли она вообще в наличии...
Но когда-то, не было и низкоуровневых языков программирования и его писали на машинных кодах, т.е. программа выглядела в виде последовательностей единиц и нулей, это были темные времена.

Стоит немного рассказать что такое высокоуровневый язык и зачем нужен низкоуровневый, если проще писать на высокоуровневом?
Высокоуровневый язык был написан на низкоуровневом, в него были заложены команды, в виде процедур, подразумевающие последовательность действий, таких как "открыть ящик", "взять нож в руку" и т.д. но если по какой-то причине потребуется взять нож только двумя пальцами, потому что ручка сломана или отсутствует, например, то сделать этого не удастся, ибо команда "взять нож в руку" подразумевает использование всех пяти пальцев. Для таких ситуаций в высокоуровневых языках есть возможность делать вставки кода на низкоуровневом языке и вместо стандартной команды "взять нож в руку" пишется код на низком уровне под нож со сломанной ручкой.
Человек все эти операции делает не задумываясь, но машина так не умеет, ей нужно подробно объяснить что, как и в какой последовательности.
Сверхвысокоуровневые языки являются узкоориентированными на определенные задачи, например, для работы на кухне, они включают набор специальных команд и код на них выглядел бы примерно, как программа с использованием процедур, что описана выше.

Вы наверняка сталкивались с тем, что какие-то программы работают только под Windows, например, и их нет под Android или наоборот, хотя функции, казалось бы, обычные, и почему на телефон с Windows Phone нельзя установить Android?
Объясню на примере все той же программы для кухни: в тексте программы сказано "Найти блестящий нож, длиной 20 см, с черной ручкой в верхнем ящике стола", например, это для Windows. Однако, в андройде нет верхнего ящика стола, ножи там хранятся в настенном шкафу, т.е. процедура открытия ящика должна быть заменена на процедуру открытия шкафа, согласитесь - они разные! Но и нож там лежит длиной не 20 см, а в 25, он вовсе не блестящий и ручка у него не черная, а синяя. Поэтому, чтобы нарезать хлеба, нужно существенно переписать программу, хотя результат будет такой же. Для этого существуют кросплатформенные программы, которые могут работать под разными системами, т.е. на разных кухнях, ибо программисты предусмотрели оба варианта. Это, конечно, замечательно, но у них есть и минусы: если у вас всегда используется только кухня с ящиками в столах, то зачем вам код, который умеет работать со шкафами? А место он занимает. Это все равно что купить микроволновку, у которой в комплекте идут две дверки, одна предназначена для открывания влево, а другая вправо и еще у этой печки есть ниша, в которую можно положить ненужную дверку, но из-за этой ниши микроволновка выше на 10 мс. Вы поставите нужную дверку, а ниша будет занимать место.

Программирование – процесс творческий и интересный. Для того, чтобы создавать программы не всегда нужно знать языки. Какой же инструмент нужен для создания программ? Вам необходима среда программирования. С ее помощью ваши команды переводятся в понятный для компьютера бинарный код. Вот только языков существует очень много, а сред программирования еще больше. Мы рассмотрим список программ для создания программ.

PascalABC.NET – это простая бесплатная среда разработки для языка Паскаль. Именно ее чаще всего используют в школах и университетах для обучения. Эта программа на русском языке позволит вам создавать проекты любой сложности. Редактор кода будет подсказывать и помогать вам, а компилятор — указывать на ошибки. Обладает высокой скоростью выполнения программ.

Преимущество использования языка Паскаль — он представляет собой объектно-ориентированное программирование. ООП гораздо удобнее процедурного программирования, хотя и объемнее.

К сожалению, PascalABC.NET немного требователен к ресурсам компьютера и на более старых машинах может подвисать.

Free Pascal

Фри Паскаль – это кроссплатформенный компилятор, а не среда программирования. С его помощью вы можете проверить программу на правильность написания, а также запустить ее. Но вы не сможете откомпилировать ее в.ехе. Free Pascal имеет высокую скорость выполнения, а также простой и понятный интерфейс.

Так же, как и в многих подобных ему программах, редактор кода в Free Pascal может помогать программисту завершая за него написание команд.

Его минус в том, что компилятор может только определить: есть ошибки или нет. Он не выделяет строку, в которой допущена ошибка, поэтому пользователю приходится искать ее самому.

Turbo Pascal

Практически первый инструмент для создания программ на компьютер – Турбо Паскаль. Эта среда программирования создана для операционной системы DOS и чтобы запустить ее на Windows нужно устанавливать дополнительное ПО. Поддерживается русский язык, обладает высокой скоростью выполнения и компиляции.

Turbo Pascal обладает такой интересной функцией, как трассировка. В режиме трассировки вы можете наблюдать за работой программы пошагово и следить за изменением данных. Это поможет обнаружить ошибки, найти которые сложнее всего — логические ошибки.

Хотя Turbo Pascal прост и надежен в использовании, все же он слегка устарел: созданный в 1996 году, Турбо Паскаль актуален только для одной ОС — DOS.

Это визуальная среда программирования на языке Паскаль. Ее удобный, интуитивно понятный интерфейс позволяет с легкостью создавать программы с минимальными знаниями языка. Lazarus практически полностью совместим с языком программирования Delphi.

В отличии от Алгоритма и HiAsm, Лазарус все таки предполагает знания языка, в нашем случае — Pascal. Здесь вы не только собираете программу мышью по кусочкам, но также и прописываете код для каждого элемента. Это позволяет вам больше понимать процессы, происходящие в программе.

Lazarus позволяет вам использовать графический модуль, с помощью которого вы сможете работать с изображениями, а также создавать игры.

К сожалению, если у вас возникнут вопросы, то ответы искать вам придется в интернете, так как Лазарус не имеет документации.

HiAsm

HiAsm – это бесплатный конструктор, который доступен на русском языке. Вам не нужно знать язык для создания программ – здесь вы просто по кусочку, как конструктор, собираете ее. Здесь доступно много компонентов, но вы можете расширить их ассортимент, установив дополнения.

В отличии от Алгоритма, это графическая среда программирования. Все, что вы будете создавать отобразится на экране в виде рисунка и схемы, а не кода. Это довольно удобно, хотя некоторым текстовая запись нравится больше.

HiAsm довольно мощный и он обладает высокой скоростью выполнения программ. Это особенно важно при создании игр, когда используется графический модуль, который существенно замедляет работу. Но для HiAsm это не проблема.

Алгоритм – это среда для создания программ на русском языке, одна из немногих. Ее особенность в том, что она использует текстовое визуальное программирование. Это значит, что вы сможете создать программу не зная языка. Алгоритм – конструктор, который обладает большим набором компонентов. Информацию о каждом компоненте вы можете найти в документации программы.

Также Алгоритм позволяет вам работать с графическим модулем, но приложения с использованием графики будут выполняться довольно долго.

В бесплатной версии можно компилировать проект из.alg в.exe только на сайте разработчика и только 3 раза в день. Это один из основных минусов. Вы можете приобрести лицензионную версию и компилировать проекты прямо в программе.

IntelliJ IDEA – это одна из самых популярных кроссплатформенных IDE. Эта среда имеет бесплатную, слегка ограниченную версию и платную. Для большинства программистов вполне хватает и бесплатной версии. Она обладает мощным редактором кода, который будет исправлять ошибки и завершать за вас код. Если вы допускаете ошибку, среда сообщает вам об этом и предлагает возможные варианты решения. Это интеллектуальная среда разработки, которая предугадывает ваши действия.

Еще одной удобной функцией в InteliiJ IDEA является автоматическое управление памятью. Так называемый «сборщик мусора» постоянно следит за памятью, которая выделяется для программы, и, в случае когда память больше не нужна, сборщик освобождает ее.

Но у всего есть минусы. Немного запутанный интерфейс — это одна из проблем, с которой сталкиваются начинающие программисты. А также очевидно, что столь мощная среда имеет довольно высокие системные требования для корректной работы.

Чаще всего Eclipse используют для работы с языком программирования Java, но он также поддерживает работу и с другими языками. Это один из основных конкурентов IntelliJ IDEA. Отличие Eclipse от ему подобных программ в том, что к нему можно устанавливать различные дополнения и его можно полностью настроить под себя.

Eclipse также обладает высокой скорость компиляции и выполнения. Каждую программу, созданную в этой среде, вы сможете запустить на любой операционной системе, так как Java — кроссплатформенный язык.

Отличие Eclipse от IntelliJ IDEA — интерфейс. В Эклипсе он гораздо проще и понятнее, что делает его более удобным для новичков.

Но также, как и все IDE для Java, Эклипс все же имеет свои системные требования, поэтому работать он будет не на каждом компьютере. Хотя не такие уж эти требования и высокие.

Нельзя с уверенностью сказать, какая программа для создания программ самая лучшая. Необходимо выбрать язык и потом попробовать каждую среду для него. Ведь каждая IDE разная и обладает своими особенностями. Кто знает, какая из них придется вам больше по душе.

Для выполнения разнообразных задач с помощью компьютера требуется определенный набор программ. Созданием большинства программ занимаются профессиональные программисты, но научиться программировать может каждый. В интернете достаточно много учебников и сайтов по изучению языков программирования, в число которых входит среда PascalABC.

Система программирования PascalABC отлично подходит для начального изучения и позволяет плавно перейти к более сложному программированию. Данная программа распространяется бесплатно (в её состав входит электронный задачник с большим количеством примеров, а документация и справочная система доступна на русском языке). В качестве примера попробуем написать программу для компьютера, используя PascalABC.

Быстрая навигация по статье

Знакомство с PascalABC

После запуска программы появляется окно среды программирования PascalABC. Интерфейс несложный и включает в себя несколько элементов:

  • Строка меню - содержит все необходимые пункты для редактирования, правки и запуска программы;
  • Строка панели инструментов - на ней расположены часто используемые команды;
  • Рабочее поле - основная рабочая область программы.

Создание программы

У всех программ, написанных на языке PascalABC, общий шаблон оформления. Каждая программа состоит из нескольких блоков:

  • Описание переменных - к какому типу относятся вводимые данные;
  • Ввод данных - вводятся данные, необходимые для решения поставленной задачи;
  • Основной блок - выполняются поставленные задачи;
  • Вывод данных - выводится результат работы программы.

Алгоритм программы выглядит так:

  • Вводим переменную а, которая является числом;
  • Начало программы;
  • Ввод данных;
  • Работа программы;
  • Вывод данных;
  • Конец программы.

Пример кода программы:

Program vvod;
var a:integer;
begin
readln (a);
writeln ("Вы ввели число ", a);
end.

Разбор данной программы по строкам

  • Program vvod; — название программы (используется только латинский алфавит, цифры или знак "_"). Каждая строчка заканчивается точкой с запятой;
  • var a:integer; — идёт перечисление переменных. В данном примере используется одна переменная - «a», при этом слово «var» — служебное (с его помощью задаются переменные). Далее описывается вид переменных (integer — целые числа и real — дробные);
  • begin - это слово обозначает начало программы (точка с запятой после него не ставится);
  • readln (a); — ввод данных. Во время работы программы вводится значение переменной (в данном примере используется любое целое число);
  • writeln ("Вы ввели число ", a); — вывод данных. В скобках пишется то, что должен показать компьютер. Если должен выводиться какой-нибудь текст, то его нужно вставить в одинарные кавычки;
  • end. - программа завершена (в конце ставится точка).

Этот пример показывает, что написать простейшую программу сможет любой пользователь компьютера. Рассмотрев примеры, входящие в комплект системы программирования PascalABC, можно научиться писать программы, помогающие в работе.