Програмирането може да изглежда сложно, но това не означава, че само гениите могат да го научат. За да започнем нашето пътуване в програмирането, трябва да разберем принципите зад кодовете, които са прости. Преди да преминем през тези принципи, нека се уверим какво представлява програмата.
1. Какво е програма?
Е, програмата е набор от инструкции, които казват на компютъра какво да направи или да направи нещо. Работата на програмиста е да създаде програма, която да дава инструкции на компютъра, така че компютърът да може да я използва за изпълнение на конкретна задача. Програмата е сложна, но имайте предвид, независимо какво програмирате, основната концепция се прилага, напишете инструкции, за да кажете на компютъра какво да прави. Тези инструкции се съобщават по начин, който машината може да разбере и това се прави с помощта на език за програмиране.
2. Езици за програмиране
За да комуникират с компютри, програмистите използват езици за програмиране. Те играят роля като средство за комуникация между човешкото разбиране и двоичния език на компютъра.
3. Езици от ниско ниво срещу високо ниво
Компютрите не разбират нито един език за програмиране. Те работят въз основа на нивата на електрическо напрежение. Ако напрежението е високо, тогава 1 и ако напрежението е ниско, тогава 0 или обратно. Компютрите имат милиарди схеми, които съхраняват памет.
• Езици на ниско ниво:
Компютрите съхраняват данни под формата на 0 и 1, наречени двоични. Това е език на ниско ниво, който също се нарича машинен език. Компютрите просто разбират двоичния език и съхраняват всичките си данни под формата на двоичен код. Езиците за програмиране на ниско ниво са удобни за машината и са много трудни за научаване и разбиране от всеки човек. Горният машинен език е асемблер. Асемблерният език е език от ниско ниво като машинния език, който е предназначен да комуникира директно с хардуера на компютъра. Те са проектирани да бъдат четими от хора. Примери за асемблерни езици са ADD A, Nasm и т.н. Коя е тази програма или софтуер, който преобразува асемблерния език в двоичен, за да каже на компютъра какво да прави? Тази програма е Асемблер.
Асемблерът е компютърна програма, която взема инструкции и ги преобразува в шаблон от битове, които компютърът използва за извършване на операции. Понякога се нарича компилатор на асемблер.
• Езици на високо ниво:
Сега преминете към езици от високо ниво като C++, Python, Java, C, C# и много други. Езиците за програмиране на високо ниво са проектирани да се използват от човешки оператори или от програмисти. Те се определят като близки до хората. От друга страна, той използва синтаксис, който е подобен на човешкия език, за да формира инструкции. Те са приятелски настроени към хората. Те са лесни за разбиране и научаване от всеки програмист.
4. Компилатор и интерпретатори:
За да трансформираме програмния код на високо ниво в машинно изпълними инструкции, ние използваме компилатори или интерпретатори:
• Компилатор:
Специална програма, която превежда целия изходен код на езика за програмиране на високо ниво в машинен код, байт код или друг език за програмиране, се нарича компилатор. Резултатът е по-бързо изпълнение, но изисква допълнителна стъпка на компилация.
• Преводач:
Интерпретаторът чете и изпълнява кода ред по ред без компилация. Отнема повече време, но позволява по-бързо тестване и отстраняване на грешки.
5. Алгоритмично мислене
Програмирането включва алгоритмично решаване на проблеми, което означава разбиване на задача на последователност от стъпки, които компютърът може да следва. Трябва да е:
· Добре дефинирани
· Последователно
· Краен
· Трябва да реши проблема
Най-добре би било да покажем пример за набор от инструкции, написани на английски, които бихме дали на някой, който иска да си направи чаша чай. Виждаме как тези инструкции могат да бъдат по-полезни за компютри, но ако могат да бъдат преведени в нещо, което може да бъде разбрано от всеки. Инструкцията за приготвяне на чаша чай е описана като:
1. Поставете пакетче чай в чашата
2. Добавете захарта
3. Налейте гореща вода
4. Оставете да се запари
5. Отстранете пакетчето чай
6. Добавете мляко
7. Разбъркайте
Както видяхте по-горе, може би се чудите защо не можем просто да дадем инструкции на компютър и това е така, защото компютрите са твърде тъпи, за да ги разберат. Нашият език е толкова сложен, че компютрите не могат да го разберат. Компютърът се нуждае от много прости и конкретни инструкции, за да направи каквото и да било. Ако случаят е такъв, тогава как можем да преведем инструкциите на нещо, което компютърът може да разбере? Е, нека разделим тези инструкции и да разберем. Въпреки че нашият компютър не е добър в разбирането на нашия език, те са добри в разбирането на определени неща: данни, условия, повторения и функции. Развитието на умения за алгоритмично мислене е от решаващо значение за писането на ефективен и оптимизиран код.
6. Променливи и структура на данните
Данни е дума, която означава информация, която компютърът може да използва или съхранява. Компютърът може да съхранява различни типове данни като изображения, видео, аудио и т.н. Когато пишем код, трябва да съхраняваме данни. В горния пример се нуждаем от много информация, за да си направим чаша чай. Трябва да сме наясно с количеството торбички чай, захар, топла вода и мляко, с които разполагаме. Можем да използваме променлива, за да съхраняваме този тип информация, една стойност, която представлява нещо, което бихме искали да съхраняваме.
Понякога трябва да съхраняваме повече от една стойност. Като шкаф в нашата кухня, който съхранява всички чаши. По същия начин, когато пишем програми, трябва да съхраняваме много стойности от същия тип данни. Структурата на данните е метод, който се използва за съхраняване на големи данни в нашата програма.
7. Функцията
Ами ако искаме да направим още 3 чаши чай за нашите 3 приятели? Ще трябва да повторим инструкциите 3 пъти, което означава, че ще имаме 21 инструкции за изпълнение. За да ни улесни да кажем на компютъра да изпълни повтарящ се набор от инструкции, можем да ги поставим във функция. За да направим чай за нашите 3-ма приятели, ще трябва да използваме повторение, за да извикаме функцията три пъти, за да изпълним всички инструкции, въз основа на условието, че и 3-мата ни приятели са пили чаша чай. Програмите за писане работят по същия начин.
Статията предоставя основен преглед на програмирането и основите и ги прилага в прост пример за приготвяне на чаша чай. В следващата статия ще обсъдим повече за променливите и много други неща.
