Программу можно представить как набор последовательных команд, то есть алгоритм, для объекта, то есть исполнителя, который должен их выполнить для достижения определенной цели.
Так можно условно запрограммировать человека, составив для него к примеру инструкцию «как приготовить оладьи», а он начнет четко ей следовать. При этом инструкция, она же программа, для человека будет написана на так называемом естественном языке, например, русском или английском.
Все же программируют не людей, а вычислительные машины, используя при этом специальные языки. Необходимость в особых языках связана с тем, что машины не в состоянии «понимать» наши, то есть человеческие, естественные для нас. Инструкции для машин пишут на языках программирования, которые характеризуются формальностью, то есть синтаксической однозначностью (например, в них нельзя менять местами определенные слова) и ограниченностью (имеют строго определенный набор слов и символов).
Как запустить Python IDLE и сделать первую программу (для новичков)
Основные этапы исторического развития языков программирования
Первые программы писались на машинном языке, так как для ЭВМ того времени еще не существовало развитого программного обеспечения, а машинный язык – это единственный способ взаимодействия с аппаратным обеспечением компьютера, так называемым «железом».
Каждую команду машинного языка непосредственно выполняет то или иное электронное устройство. Данные и команды записывали в цифровом виде, например, в шестнадцатеричной или двоичной системах счисления. Человеку воспринимать программу на таком языке сложно. Кроме того, даже небольшая программа состояла из множества строк кода. Ситуация осложнялась еще и тем, что каждая вычислительная машина понимает лишь свой машинный язык.
Людям, в отличие от машин, более понятны слова, чем наборы цифр. Стремление человека оперировать словами, а не цифрами привело к появлению ассемблеров. Это языки, в которых вместо численного обозначения команд и областей памяти используются словесно-буквенные.
При этом появляется проблема: машина не в состоянии понимать слова. Необходим какой-нибудь переводчик на ее родной машинный язык. Поэтому, начиная со времен ассемблеров, под каждый язык программирования создаются трансляторы – специальные программы, преобразующие программный код с языка программирования в машинный код. Ассемблеры на сегодняшний день продолжают использоваться. В системном программировании с их помощью создаются низкоуровневые интерфейсы операционных систем, компоненты драйверов.
После ассемблеров наступил расцвет языков так называемого высокого уровня. Для них потребовалось разрабатывать более сложные трансляторы, так как языки высокого уровня куда больше удобны для человека, чем для вычислительной машины.
В отличие от ассемблеров, которые остаются привязанными к своим типам машин, языки высоко уровня обладают переносимостью. Это значит, что, написав один раз программу, программист без последующего редактирования может выполнить ее на любом компьютере, если на нем установлен соответствующий транслятор. Программа-транслятор для данной ЭВМ при трансляции исходного кода сама адаптирует его под эту ЭВМ.
Первая программа на JavaScript. Как выполняется код на JavaScript
Следующим значимым шагом было появление объектно-ориентированных языков, что в первую очередь связано с усложнением разрабатываемых программ. С помощью таких языков программист как бы управляет виртуальными объектами. Мыслить в рамках объектов-сущностей, описывать их взаимодействие, обобщать объекты в классы и устанавливать между ними наследственные связи, – все это делает программу по-своему похожей на реальный мир, на то, как его воспринимает человек.
На сегодняшний день в большинстве случаев реализация крупных проектов осуществляется с помощью объектно-ориентированных возможностей языков. Хотя существуют и другие современные парадигмы программирования, поддерживаемые другими или теми же языками.
Разнообразие языков программирования
В настоящее время существует множество различающихся и похожих между собой языков программирования. Причина такого явления становится понятна, если представить то количество и разнообразие задач, которые на сегодняшний день решается с помощью вычислительной техники. Для решения разных задач требуются разные инструменты, то есть разные языки и подходы к программированию.
Разработка новых языков программирования, обладающих теми или иными преимуществами, велась как в прошлом, так и ведется сейчас. Эволюционируют, подстраиваясь под запросы нового времени, и старые языки программирования.
Все многообразие языков можно классифицировать по разным критериям. Например, по типу решаемых задач (языки системного или прикладного назначения, языки для web-разработки, организации баз данных, разработки мобильных приложений). Среди наиболее популярных на сегодняшний день можно отметить Java, C, C++, C#, JavaScript, PHP, в том числе Python, изучению базовых основ которого посвящен данный курс.
Трансляция
Ранее было сказано, что для перевода кода с языка программирования высокого уровня на машинный язык требуется специальная программа – транслятор.
Заложенный в транслятор алгоритм такого перевода сложен. При этом существует два основных способа трансляции — компиляция программы или ее интерпретация.
При компиляции весь исходный программный код (тот, который пишет программист) сразу переводится в машинный. Создается так называемый отдельный исполняемый файл, который никак не связан с исходным кодом. Выполнение исполняемого файла обеспечивается операционной системой (ОС). После того как получен исполняемый файл, для его чтения транслятор уже не нужен.
При интерпретации выполнение кода происходит последовательно (условно можно сказать, строка за строкой). Грубо говоря, операционная система взаимодействует с интерпретатором, а не с файлом, содержащим программный код. Интерпретатор же, прочитав очередную часть исходного кода, переводит его в машинный (или не совсем машинный, но «понятный» для ОС) и «отдает» его ОС.
ОС исполняет этот код и ждет следующей «подачки» от интерпретатора. Питон именно такой язык. Он интерпретируемый язык программирования.
Выполнение откомпилированной программы происходит быстрее, так как она представляет собой готовый машинный код. Однако на современных компьютерах снижение скорости выполнения при интерпретации обычно не заметно. Кроме того, интерпретируемые языки обладают рядом преимуществ, среди которых отсутствие подготовительных действий для исполнения программы, что может быть важным для тех, кто только начинает изучать программирование.
Примеры решения и дополнительные уроки в pdf-версии курса
X Скрыть Наверх
Python. Введение в программирование
Источник: younglinux.info
Кто написал первую программу для выполнения на компьютере
Многие из нас задавались вопросом: на чём и каким образом была написана самая первая программа, когда писать было ещё не на чем. И что появилось первее: программа или среда разработки? Спойлер: сначала появилась программа.
Итак, 19 век. С этого времени начинается история программирования. Ада Ла́влейс и Чарльз Бэббидж . С этих имён и начинается история программирования!
Не буду углубляться в биографию, если интересно, можете о ней узнать из видео, скажу лишь, что Чарльз был весьма талантливым математиком. Первый его проект выглядел вот так:
Суть данного изобретения в том, что оно позволяло автоматизировать вычисление различных математических формул, функций, логарифмов посредством перемещения скомбинированных между собой шестерёнок.
Вторым его проектом по счёту, но не по значимости, была Аналитическая машина . Это огромный механизм на паровом двигателе, назначением которого являлось исполнение основных математических операций: сложение, вычитание, деление, умножение. Данное устройство давало возможность работать с большими числами, с большой точностью и большой скоростью (по крайней мере для того времени)
Инструкции по её программированию были написаны Адой Лавлейс. Они-то и являлись по факту первыми программами в мировой истории.
Программирование же в том виде, в котором мы привыкли его видеть сегодня (то есть ввод команд с клавиатуры в среду разработки, затем компиляция и выполнение) появилось только в 20-м веке, когда вычислительные машины научились работать с электричеством. И стали по праву называться Электронными Вычислительными Машинами — ЭВМ.
Сначала программирование производилось лишь перепадами напряжения. Наличие напряжения = 1. Отсутствие напряжения = 0. Так и появился двоичный код. После всем двоичным командам присвоили «имена» в виде конкретных слов. Например в двоичном коде команда сложения выглядела как: 000010. А после она обозначалась лишь словом ADD.
Так и появился первый язык Ассемблера.
Каждая вычислительная машина программировалась на своём уникальном языке, что было не очень удобно. Дабы привести программирование к единому формату на всех платформах, был изобретён язык Fortran. После чего уже начинается история языков программирования высокого уровня.
Более подробно о первом программировании и первых программистах я рассказываю в своём ролике. Можете его посмотреть или просто послушать, если не хочется читать вышеприведённый текст.
Удивительное событие произошло в 1978 году в ходе проведения эксперимента на вычислительной машинке БЭСМ-6. На испытаниях, проходивших в Ирландии (Дублин), программисты закодировали программу Ады на Фортране. В процессе отладки выявили по одной опечатке и ошибке. При этом программа Ады Августы Лавлейс нуждалась в минимальном количестве перфокарт, а также способствовала экономии памяти.
Ада Августа Лавлейс умерла в 36-летнем возрасте и о её работах забыли практически на 130 лет. Однако с началом развития компьютеров, в 1980 году, её имя вновь всплыло и стал использоваться язык программирования на основе её заметок. Более того, в Соединённых Штатах Америки был создан язык программирования АДА, который был назван как раз таки в честь самой первой программистки в мире. При этом день рождения Ады (10 декабря) сегодня называют Днём программистов, и отмечается он во всём мире.
10 декабря 1815 года на свет появилась Ада Лавлейс, большинству из нас известная как самый первый в мире программист. Так уж получилось, что это звание принадлежит представительнице прекрасного пола. Сегодня исполняется двести один год со дня рождения этого человека.
И в этом посте я бы хотел немного рассказать о самых интересных моментах из ее жизни, не отделываясь обрывочными фразами, но и не слишком уж углубляясь в детали. Материал можно найти, где угодно, имея под рукой Интернет. Однако мало кто полезет искать его просто ради интереса. Поэтому кому интересно, добро пожаловать под кат.
Учась в школе, сидя на уроках литературы, я прекрасно знал, кто такой Джордж Байрон.
Кто написал первую программу для работы на компьютере
Сегодня я узнал, что Ада Лавлейс была первым в мире компьютерным программистом еще в середине 1800-х годов, написав первую в мире компьютерную программу в 1842 году. Она также была опытным математиком, что, очевидно, было довольно редко для женщин в эпоха, в которую она жила.
Лавлейс была единственной законной дочерью лорда Байрона, хотя она никогда не знала его, так как он навсегда покинул Англию в ее ранние годы и умер, когда ей было 9 лет. Первоначально Лавлейс обучали математике, что было нетипично для женщин того возраста, поскольку ее мать пыталась изгнать любое безумие, которое могло исходить от лорда Байрона (очевидно, ее мать не слишком высоко ценила знаменитый лорд). Ада проявила способности к математике и естественным наукам, и один из ее более поздних наставников, знаменитый математик и логик Август де Морган, заметил, что ее исключительные способности в математике могут когда-нибудь привести ее к тому, что она станет «оригинальным математическим исследователем, возможно, первоклассного уровня. ” Как он был прав.
Как же Ада Лавлейс стала первым в мире программистом, когда в 1800-х годах еще не было компьютеров? Что ж, существует множество различных способов сделать компьютер, работающий «под капотом», так сказать, очень похожий на современные компьютеры, которые являются «Turing Complete». Если вы не знакомы, то класс машин, известный как «Turing Complete», более или менее — это просто машины, которые могут производить результат любого вычисления. Или, более точно, что машину можно использовать для имитации простейшего компьютера, чтобы он мог делать все, что может делать этот простейший компьютер. Поскольку этот теоретически простейший компьютер, «машина Тьюринга», может делать все, что может делать самый сложный компьютер, то любая машина, которая может делать все, что может, может также выполнять любые вычисления, которые может делать современный компьютер, если мы игнорируем объемы памяти. и тому подобное (при условии бесконечной памяти).
Оказывается, один такой компьютер был разработан Чарльзом Бэббиджем в 1800-х годах. Бэббидж задался целью построить машину, которая была бы способна каждый раз правильно выполнять различные математические вычисления, избавляясь от неотъемлемых ошибок, которые случаются, когда люди выполняют вычисления вручную. Однако самые ранние «компьютеры» Бэббиджа, которые он разработал, не были завершены по Тьюрингу. Вдобавок к этому его компьютеры не работали от электричества, а были полностью механическими. Некоторые из его конструкций приводились в движение паром, в то время как другие нужно было проворачивать вручную, чтобы вращать тысячи шестеренок и деталей.
Первая «Разностная машина» Бэббиджа, как он ее назвал, состояла из более чем 25 000 деталей и весила примерно пятнадцать тонн. Однако, как ни странно, сконструированная им машина так и не была завершена; он был построен только наполовину.
Затем он придумал вторую разностную машину, которая была усовершенствованием незавершенной первой разностной машины, способной возвращать математические результаты до 31 цифры. Он так и не закончил строительство этого; хотя он действительно завершил проекты этих машин, которые с тех пор доказали свою эффективность. В частности, в 1991 году была построена его вторая модель разностной машины, работа которой была продемонстрирована путем выполнения серии расчетов. В 2000 году был построен принтер, который он спроектировал и который был подключен к разностной машине.
Так какое место во всем этом занимает Ада Лавлейс? Не сумев построить вторую разностную машину, в первую очередь из-за проблем с финансированием, Бэббидж приступил к разработке гораздо более сложной машины, которую он назвал «аналитической машиной». Аналитическая машина, в отличие от его разностных машин, могла быть запрограммирована с помощью перфокарт, очень похоже на то, как программировались ранние электрические компьютеры (примечание: есть некоторые свидетельства того, что Ада Лавлейс была той, кто предложил ему это усовершенствование). Это позволило бы кому-то создать какую-нибудь программу с перфокартами один раз и иметь возможность использовать эту программу снова и снова, без необходимости делать все вручную каждый раз, когда ему нужно выполнить какую-то операцию.
Эта машина также могла автоматически использовать результаты предыдущих вычислений в будущих вычислениях. Таким образом, вы можете просто ввести программу, включить шестеренки и позволить машине работать, выдавая все результаты выполнения вашей программы. Этот и другие аспекты базовой архитектуры сделали эту машину удивительно похожей по архитектуре на то, как работают современные компьютеры. Таким образом, Чарльз Бэббидж известен как «отец компьютера».
Как и его ранние машины, намного опередившие свое время, эта была просто спроектирована, а не построена. Если бы он построил ее, это была бы первая машина, полностью завершенная по Тьюрингу. Таким образом, с точки зрения возможностей, опять же предполагая бесконечную память, его машина была бы в состоянии выполнить любые вычисления, которые может сделать современный компьютер.
Ада Лавлейс, которую Бэббидж прозвал «Чародейкой чисел», была впечатлена конструкцией аналитической машины Бэббиджа и между 1842 и 1843 годами перевела статью итальянского математика Луиджи Менабреа, посвященную этой машине. Затем она дополнила статью собственными заметками о двигателе, причем заметки были длиннее, чем сами мемуары. В эти добавленные заметки она включила первую в мире компьютерную программу, которая использовала бы машину для вычисления последовательности чисел Бернулли, и с тех пор было показано, что это действительный алгоритм, который работал бы правильно, если бы когда-либо была построена аналитическая машина.
Помимо этого, она также была одной из первых, кто увидел, что этот компьютер, разработанный Бэббиджем, вероятно, когда-нибудь можно будет использовать не только для обработки чисел, например, для музыки и других нематематических целей.
Ада умерла всего через 9 лет или около того после написания этой программы, в очень молодом возрасте 36 лет, 27 ноября 1852 года, от рака матки и кровопускания, сделанного ее врачами.
Если вам понравилась эта статья, вам также может понравиться наш новый популярный подкаст The BrainFood Show (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), а также:
Ада Лавлейс, отметившая свой 197-й день рождения, считается автором первой компьютерной программы. Что делала программа Лавлейс?
Эта полномасштабная модель разностной машины № 2 Чарльза Бэббиджа, спроектированная, но так и не построенная в конце 1840-х годов, весит 5 тонн, имеет длину 11 футов и высоту 7 футов и состоит из 8000 деталей.
10 декабря 2012 г.
Британский поэт-романтик лорд Байрон является героем среди греков, добровольно участвовавшим в войне страны за независимость против Османской империи в 1820-х годах. Два десятилетия спустя дочь Байрона станет героем среди гиков, написав то, что сегодня считается самой первой компьютерной программой.
Ее подвиг тем более впечатляет, учитывая, что в 1840-х годах не было компьютеров. В то время слово «компьютер», впервые появившееся в английском языке в начале 1600-х годов, означало человека, чья работа заключалась в выполнении вычислений.
Вместо этого Лавлейс, которой сегодня на главной странице Google исполняется 197 лет, написала свою программу на гипотетическом компьютере, разработанном британским математиком и инженером Чарльзом Бэббиджем.
Бэббидж впервые пришел к этой идее в 1812 году, когда просматривал таблицы логарифмов, составленные людьми-компьютерами. Таблицы, как заметил Бэббидж, были полны ошибок. Взяв пример с методов, разработанных французским правительством, в которых логарифмические таблицы создавались целыми комнатами рабочих, выполняющих простые операции сложения и вычитания под наблюдением математиков, разбивших процесс на простые этапы, Бэббидж представил себе работу, выполняемую быстрым, надежная машина.
Он убедил собственное правительство профинансировать его «Разностную машину», как он ее называл. Но после десяти лет и примерно 17 000 фунтов стерлингов из государственных денег машина Бэббиджа, предназначенная для табулирования логарифмов и тригонометрических функций, осталась построенной лишь наполовину. Поэтому он сделал то, что сделал бы любой хороший провидец: он отказался от планов в пользу чего-то более амбициозного.
Путин обнажает недостатки самодержавия перед всем миром
Аналитическая машина, которая, как и разностная машина, существовала в основном на бумаге при жизни Бэббиджа, задумывалась как универсальное вычислительное устройство. Пользователь вводил в машину перфокарты, которые обрабатывались вращающимися барабанами. Машина выводила на принтер, плоттер или звонилку. (Бэббидж был вдохновлен жаккардовым ткацким станком, в котором перфокарты использовались для «программирования» определенных переплетений, таких как парча или дамаск.)
Конструкция Analytical Engine не похожа на дизайн современного MacBook, но у него есть вся базовая архитектура. Он различал память программ и память данных. У него был отдельный блок ввода/вывода. Он принимал условные выражения «если/то».
Конечно, средний ноутбук в миллионы раз мощнее. По словам Джона Грэма-Камминга, британского программиста и писателя, стремящегося построить реальную аналитическую машину, машина будет иметь 675 байт памяти и тактовую частоту 7 Гц. Грэм-Камминг рассказал Би-би-си, что если машина Бэббиджа будет завершена, она будет «размером с небольшой паровоз».
Аналитическая машина была страстью Бэббиджа на всю жизнь; он возился с конструкциями до конца своей жизни, в 1871 году. Но понадобился молодой математик с богатой семейной историей, чтобы понять весь потенциал машины Бэббиджа.
Лорд Байрон никогда не знал Ады. Он бросил ее и ее мать, Аннабеллу Милбэнк, когда его дочери было всего несколько месяцев, и умер, когда ей было восемь. Аннабелла, намереваясь обнаружить следы изменчивой личности Байрона в его потомстве, с юных лет подвергла Аду интенсивному обучению естественным наукам и математике.
Ада проявила замечательные способности к математике, и к семнадцати годам ее познакомили с Чарльзом Бэббиджем, который назвал ее «Чародейкой чисел».
Ада, которая в 1838 году стала графиней Лавлейс, переписывалась с Бэббиджем о его разностных и аналитических машинах, а в 1842 и 1843 годах она переводила эссе об аналитической машине итальянского государственного деятеля и математика Луиджи Менабреа.
Создавайте истории, которые
будут вдохновлять и воодушевлять каждый день.
Примечания Лавлейс к эссе Менабреи, которые пытаются объяснить, что такое аналитическая машина и почему она важна, длиннее самого эссе. Примечание G очень подробно описывает, как можно использовать перфокарты, чтобы заставить машину Бэббиджа вычислить последовательность чисел Бернулли. Историки науки считают Note G самой первой компьютерной программой, что делает Лавлейс первым программистом.
Но не менее важным было признание Лавлейс того, чем на самом деле была аналитическая машина: не просто счетами в стиле стимпанк, а устройством, которое может обрабатывать данные любого типа и, возможно, даже разум. Она написала:
Помогите фонду Monitor за 11 долларов в месяц
Уже подписчик? Войти
Наблюдение за журналистикой меняет жизнь, потому что мы открываем ту слишком маленькую коробку, в которой, по мнению большинства людей, они живут. Мы верим, что новости могут и должны расширять чувство идентичности и расширять возможности за пределы узких общепринятых ожиданий.
Наша работа невозможна без вашей поддержки.
Источник: kompyuter-gid.ru