У этого термина существуют и другие значения см Программирование значения Имеется викиучебник по теме Программирование П

Имеется викиучебник по теме «Программирование»

Программи́рование — процесс создания и модификации компьютерных программ.

Данные и инструкции когда-то ^[] хранились на внешних перфокартах, сортировались и упорядочивались в программные колоды.

По выражению одного из основателей языков программирования (Никлауса Вирта) «Программы = алгоритмы + структуры данных».

Программирование основывается на использовании языков программирования и средств программирования. В основном языки программирования основаны на текстовом представлении программ, но иногда программировать можно, используя, например, (визуальное программирование) или "zero-code" программирование.

История

Коммутационная панель суммирующей машины

(205 год) до н. э. (150 год до н. э.) — антикитерский механизм из Древней Греции был калькулятором, использовавшим шестерни различных размеров и конфигурации, обусловливающих его работу, по отслеживанию метонова цикла, до сих пор использующегося в лунно-солнечных календарях.

(1206 год) — (Аль-Джазари) построил программируемый (автомат)-гуманоид. Одна система, задействованная в этих устройствах, использовала зажимы и (кулачки), помещённые в деревянный ящик в определённых местах, которые последовательно задействовали (рычаги), которые, в свою очередь, управляли перкуссионными инструментами^[].

1804 год — (Жозеф Мари Жаккар) построил (жаккардовый ткацкий станок), который произвёл революцию в ткацкой промышленности, предоставив возможность программировать узоры на тканях при помощи перфокарт. Его иногда считают первым программируемым устройством^[].

1843 год — (Чарлз Бэббидж) разработал проект (но не смог его реализовать, в том числе благодаря близорукости английского правительства) «» — основанного на механических узлах и с приводом в виде парового двигателя первого программируемого вычислительного устройства^[].

Графиня Ада Августа Лавлейс, дочь английского поэта (Джорджа Байрона), написала первую в истории человечества программу для Аналитической машины. Эта программа решала (уравнение Бернулли), выражающее закон сохранения энергии движущейся жидкости. В своей первой и единственной научной работе Ада Лавлейс рассмотрела большое число вопросов. Ряд высказанных ею общих положений (принцип экономии рабочих (ячеек памяти), связь рекуррентных формул с циклическими процессами вычислений) сохранили своё принципиальное значение и для современного программирования^[].

В материалах (Бэббиджа) и комментариях Лавлейс, намечены такие понятия как — подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 1950-х годах^[]. Однако ни одна из программ, написанных Адой Лавлейс, никогда так и не была запущена^[].

Первым широко известным и успешным языком программирования высокого уровня был Фортран, разработанный с 1954 по 1957 год, командой исследователей IBM во главе с (Джоном Бакусом). Успех Фортрана привёл к образованию комитета учёных по разработке «» компьютерного языка. Отдельно Джон Маккарти из Массачусетского технологического института разработал язык программирования Лисп (основанный на (лямбда-исчислении)), первый язык, возникший в академических кругах и получивший успех. С успехом этих начальных усилий языки программирования стали активной темой исследований в 1960-х и далее.

Первые книги по программированию в СССР

Первой советской открытой книгой по программированию, электронным вычислительным машинам и их различным применениям была выпущенная в начале 1956 года монография (Анатолия Ивановича Китова) «». Заключительная треть этой книги посвящена «Неарифметическому использованию ЭВМ» — применению компьютеров для управления производственными процессами, решению задач экономики, искусственного интеллекта, машинного перевода и т. д. Книга переведена на несколько иностранных языков и опубликована в США, Китае, Польше, Чехословакии и других странах. Об этой книге Президент Академии наук СССР (Г. И. Марчук) писал «Вышедшая в 1956 году книга А. И. Китова „Электронные цифровые машины“ фактически сделала переворот в сознании многих исследователей». Выдающийся учёный современности (В. М. Глушков) отмечал: «А. И. Китов — признанный пионер кибернетики, заложивший основы отечественной школы программирования и применения ЭВМ для решения военных и народнохозяйственных задач. Я сам, как и десятки тысяч других специалистов, получил свои начальные компьютерные знания из его книги „Электронные цифровые машины“ — первой отечественной книги по ЭВМ и программированию». Профессор Мичиганского университета Джон Карр (John Carr, USA) в своей монографии «» (1958, США) писал о том, что, проанализировав по рассматриваемой тематике порядка 150 выпущенных в мире на тот момент времени книг, пришел к выводу, что вопросы как ручного, так и автоматического программирования лучше всего освещены в книге Анатолия Китова.

Через шесть месяцев в том же 1956 году вышла в свет под редакцией А. И. Китова книга (А. И. Китова, и ) «» (для электронных вычислительных машин). Эта почти трёхсотстраничная книга стала второй в СССР общедоступной компьютерной монографией. В заключении этой книги продекларировано: «Широкое применение этих машин (ЭВМ) поднимет на новый небывало высокий уровень все виды производства в нашей стране, позволит резко повысить материальное благосостояние нашего народа и значительно укрепить обороноспособность нашей Родины». Данные две книги, покрыли громадный дефицит литературы по ЭВМ и программированию, существовавший в то время в Советском Союзе.

Вышедшая в свет в 1959 году книга «» (Китова А. И. и Криницкого Н. А.) была первым в СССР официальным учебником по ЭВМ и программированию, официально допущенным (Министерством образования СССР) для обучения в ВУЗах и университетах. Об этой книге Президент Академии наук СССР Г. И. Марчук писал: «В 1959 году появился другой фундаментальный труд А. И. Китова, написанный вместе с Н. А. Криницким — „Электронные цифровые машины и программирование“. Это была фактически энциклопедия науки об ЭВМ. Многие поколения студентов в университетах и вузах страны с помощью этой замечательной книги получили фундаментальное образование и стали первоклассными учёными во многих областях знаний. Книги А. И. Китова, написанные в начале эры ЭВМ в нашей стране, не должны быть забыты». Эта книга была издана в Румынии, Венгрии, Германской демократической республике и ряде других стран. Второе стереотипное издание книги «Электронные цифровые машины и программирование» появилось в 1961 году. Общий тираж иностранных и двух советских изданий составил свыше 130 000 экземпляров. Об этом учебнике-энциклопедии в своих воспоминаниях ветеран кафедры вычислительной техники (МЭИ) (первая кафедра ЭВМ в стране), д. т. н., профессор А. К. Поляков написал так: «По-моему мнению, учебник А. И. Китова и Н. А. Криницкого „Электронные цифровые машины и программирование“ (1959) в то время был лучшим в мире».

Языки программирования

Большая часть работы программистов связана с написанием исходных текстов (иногда язык программирования может быть и не текстовым, а (графическим)), тестированием и отладкой программ на одном из языков программирования. Исходные тексты и исполняемые файлы программ являются объектами авторского права и являются интеллектуальной собственностью их авторов и правообладателей^[].

Различные языки программирования поддерживают различные (стили программирования) (парадигмы программирования). Выбор нужного языка программирования для некоторых частей алгоритма позволяет сократить время написания программы и решить задачу описания алгоритма наиболее эффективно. Разные языки требуют от программиста различного уровня внимания к деталям при реализации алгоритма, результатом чего часто бывает компромисс между простотой и производительностью (или между «временем программиста» и «временем пользователя»).

Единственный язык, напрямую выполняемый ЭВМ — это машинный язык (также называемый машинным кодом и языком машинных команд). Изначально все программы писались в машинном коде, но сейчас этого практически уже не делается. Вместо этого программисты пишут исходный код на том или ином языке программирования, затем, используя компилятор, транслируют его в один или несколько этапов в машинный код, готовый к исполнению на целевом процессоре, или в промежуточное представление, которое может быть исполнено специальным интерпретатором — виртуальной машиной. Но это справедливо только для языков высокого уровня. Если требуется полный низкоуровневый контроль над системой на уровне машинных команд и отдельных ячеек памяти, программы пишут на языке ассемблера, мнемонические инструкции которого преобразуются один к одному в соответствующие инструкции машинного языка целевого процессора ЭВМ (по этой причине трансляторы с языков ассемблера получаются алгоритмически простейшими трансляторами).

В некоторых языках вместо машинного кода генерируется интерпретируемый двоичный код «виртуальной машины», также называемый байт-кодом (byte-code). Такой подход применяется в Forth, некоторых реализациях Lisp, Java, (Perl), Python, языках для .NET Framework.

Скриншот фрагмента кода на языке Java в текстовом редакторе (**vim**), демонстрирующий подсветку синтаксиса, поддержку юникода, (**фолдинг**)

Инструменты

Текстовый редактор среды программирования может иметь специфичную функциональность, такую, как индексация имён, отображение документации (например (Doxygen)), (подсветка синтаксиса), средства (визуального создания) пользовательского интерфейса. С помощью текстового редактора программист производит набор и редактирование текста создаваемой программы, который называют исходным кодом. Язык программирования определяет синтаксис и изначальную семантику исходного кода.

В процессе программирования в настоящее время широко используются интегрированные среды разработки, в состав которых обычно входят:

редактор для ввода и редактирования текста программ;
транслятор для преобразования текста программы в машинное представление;
отладчик для отладки (поиска и устранения ошибок);
(компоновщик) для сборки программы из нескольких модулей;
другие служебные модули и инструменты.

Примечания

Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы. — М.: Мир, 1985;
Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. Новая версия для Оберона + CD. М.: ДМК Пресс, 2010. , 0-13-022005-9
Антонов Е. «Древнегреческий компьютер» оказался древнее, чем считалось (рус.) // (Наука и жизнь). — 2014. — 11 декабря (№ 12).
The History of the Antikythera Mechanism (англ.). — Сайт, посвящённый Антикитерскому механизму. Дата обращения: 4 марта 2018. 5 июля 2012 года.
Ancient Greek Computer’s Inner Workings Deciphered от 29 июня 2011 на Wayback Machine. National Geographic News. November 29, 2006.
Freeth, Tony; Jones, Alexander; Steele, John M.; Bitsakis, Yanis. Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism (англ.) // Nature : journal. — 2008. — 31 July (vol. 454, no. 7204). — P. 614—617. — doi:10.1038/nature07130. — PMID 18668103. 17 октября 2010 года.
А.И. Китов. Электронные цифровые машины. — Москва, 1956.
Основные публикации Китова А.И. (неопр.) Дата обращения: 4 марта 2018. 25 августа 2019 года.
Архангельский А.Я. Программирование на C++Builder 6. — Москва: БИНОМ, 2003. — 1152 с. — .
Макки Алекс. Введение .Net 4.0 и Visual Studio 2010 для профессионалов. — Москва: ООО "И.Д. Вильямс", 2010. — 416 с. — . — .

Литература

Дейкстра Э. Дисциплина программирования = A discipline of programming. — 1-е изд. — М.: Мир, 1978. — 275 с.
Роберт У. Себеста. Основные концепции языков программирования / Пер. с англ. — 5-е изд. — М.: , 2001. — 672 с. — (рус.) (англ.).
Дональд Кнут. (Искусство программирования). В четырёх томах / Пер. с англ. — М.: , 2001 − 2013.

Ссылки

Программирование в каталоге ссылок Curlie (dmoz)

[Вирт-1] Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы. — М.: Мир, 1985;

[2] Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. Новая версия для Оберона + CD. М.: ДМК Пресс, 2010. , 0-13-022005-9

[3] Антонов Е. «Древнегреческий компьютер» оказался древнее, чем считалось (рус.) // (Наука и жизнь). — 2014. — 11 декабря (№ 12).

[4] The History of the Antikythera Mechanism (англ.). — Сайт, посвящённый Антикитерскому механизму. Дата обращения: 4 марта 2018. 5 июля 2012 года.

[5] Ancient Greek Computer’s Inner Workings Deciphered от 29 июня 2011 на Wayback Machine. National Geographic News. November 29, 2006.

[6] Freeth, Tony; Jones, Alexander; Steele, John M.; Bitsakis, Yanis. Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism (англ.) // Nature : journal. — 2008. — 31 July (vol. 454, no. 7204). — P. 614—617. — doi:10.1038/nature07130. — PMID 18668103. 17 октября 2010 года.

[7] А.И. Китов. Электронные цифровые машины. — Москва, 1956.

[8] Основные публикации Китова А.И. (неопр.) Дата обращения: 4 марта 2018. 25 августа 2019 года.

[9] Архангельский А.Я. Программирование на C++Builder 6. — Москва: БИНОМ, 2003. — 1152 с. — .

[:0-10] Макки Алекс. Введение .Net 4.0 и Visual Studio 2010 для профессионалов. — Москва: ООО "И.Д. Вильямс", 2010. — 416 с. — . — .