Как изучать языки программирования самостоятельно
С чего самостоятельно начать обучение программированию: этапы освоения профессии и советы новичкам
История о том, как стать программистом с нуля
Здравствуйте, уважаемые читатели!
Решили сменить сферу деятельности, и выбор пал на программирование? Прекрасно! В этой области много востребованных, прибыльных, творческих и вдохновляющих профессий.
Но прежде чем начать обучение, подумайте и ответьте на пару вопросов: нравится ли вам программирование, готовы ли вы ежедневно посвящать этому делу время, искренне ли интересуетесь информационными технологиями, нужно ли вам вообще программирование? Если ответ на все вопросы “да”, прошу читать дальше. В противном случае, построить карьеру в IT-сфере будет весьма трудно.
Читайте статью, если хотите узнать с чего начать обучение программированию с нуля, как освоить IT-сферу самостоятельно и с помощью онлайн-курсов, кто такой программист, что надо знать, чтобы им стать.
Кто такой программист
Программист – это человек, который разрабатывает программы и алгоритмы для решения определенных задач. В своей работе он использует математическое моделирование, на основе которого пишет код. Продуктами работы программистов могут быть компьютерные игры и операционные системы, сайты и приложения.
Стать программистом может любой человек, независимо от пола и возраста. Но он должен искренне интересоваться компьютерами и веб-технологиями, ведь они непрерывно развиваются и меняются, поэтому специалисту надо мониторить изменения и постоянно обновлять знания.
Программисты обладают такими качествами, как:
Также у большинства есть высшее, чаще всего техническое, образование. Если же это гений-самоучка, то ему не помешает наработать стаж, чтобы получить должность в известной компании.
Что нужно знать и уметь
Работу программиста не назовешь простой и понятной. Для освоения этой профессии понадобится немаленький багаж знаний и умений. Сотрудник должен иметь способности к многозадачности, уметь находить контакт с коллегами, знать иностранный язык и язык программирования.
В остальном же краткий перечень требований выглядит следующим образом:
И это лишь часть того, что должен уметь делать программист.
Как стать программистом с нуля
Прежде всего надо изучать теорию алгоритмов и структур данных. Они не зависят от конкретного языка, наоборот, языки программирования устроены в соответствии с алгоритмами и структурами.
Язык – это просто инструмент для решения бизнес-задач. Поэтому новичку надо определиться с тем, как решать задачу, разбить это решение на этапы, оптимизировать процесс, чтобы не тратить время и ресурсы впустую.
После освоения алгоритмов и структур данных нужно выбрать направление программирования. Лишь потом можно приступить к изучению веб-технологий и инструментов. Это серверные языки и языки разметки, стили CSS и JavaScript, веб-фреймворки, подходящие к выбранному языку программирования.
И напоследок научиться работать с базой данных.
Подбор направления
Перед изучением языка надо определиться с направлением. У программирования широкий спектр возможностей и вариантов работы. Можно создавать сайты и мобильные приложения, игры, социальные сети, интернет-магазины, разрабатывать операционные системы и программное обеспечение.
По основной классификации программистов делят на прикладных, системных и веб-разработчиков.
Прикладные создают программы и приложения, которые решают конкретную задачу. Примерами прикладных программ могут быть онлайн-переводчики, аудио- и видеоплееры, игры, редакторы‚ мессенджеры и т. п.
Системные занимаются разработкой операционных систем и драйверов, а также условий и инструментов для их слаженной работы. Благодаря программистам сервис может работать как единый механизм. Специалисты предотвращают или устраняют перебои и ошибки в работе целого ряда программ на предприятии.
Веб-программист работает над созданием веб-сервисов и пишет для них программную составляющую. Соцсети, интернет-магазины, информационные сайты, форумы и прочее – все это труды специалистов по работе в сети.
Выбрать направление деятельности можно среди доступных профессий:
И это только часть должностей, которые может занимать программист.
Для каждой работы нужен свой инструмент, который может не подходить для создания чего-то другого. Поэтому направление – решающий фактор при выборе языка программирования для изучения.
Выбор языка программирования
Когда начинающий специалист встает перед выбором языка, ему надо учитывать количество имеющихся на рынке труда вакансий и выбранное направление.
Можно найти предложения о работе, в которых сразу написано, с каким языком надо будет работать, например, PHP-программист или программист Python.
Если же отталкиваться от направления, то надо знать, что веб-разработчик пользуется C++, Python, Java. Системный программист – Assembler, C, C++, Python. Администратор базы данных – SQL.
Ниже приведены самые распространенные и популярные представители языков программирования:
Чтобы изучить язык, сначала надо разобраться с его синтаксисом, т. е. ключевыми словами, операторами, правилами написания кода. А дальше можно перейти к более сложным конструкциям.
Если к этому времени специалист еще не приступал к изучению фреймворков, структур и баз данных, то сейчас эти знания просто необходимы. Не надо бросаться на все сразу, лучше выбрать что-то из основного: Git, SQL, HTML, CSS, XML, JSP, Maven, Spring, ORM, REST, MySQL, PostgreSQL.
Самообразование
Книги хороши тем, что их можно читать и учиться бесплатно, и тем, что они быстро погружают в тему. Рекомендую следующие пособия:
Можно использовать бесплатные обучающие платформы, сайты и приложения, форумы, где делятся своим опытом профессиональные программисты. А можно положиться только на самостоятельное обучение, но такой путь сложен для новичка. Лучше совмещать его с другими методами, например, с онлайн-курсами.
Онлайн-курсы
Новичку предлагаются курсы от онлайн-платформ GeekBrains, Нетологии, Skillbox, Coursera, beONmax. Постигать азы сферы информационных технологий можно в своем темпе и в домашних условиях. Так цена будет ниже, чем обучение в вузе.
Обучение предполагает как теоретическую, так и практическую часть. Нередко выпускники курсов имеют портфолио, диплом или сертификат, подтверждающий их навыки и знания.
Предлагаю ознакомиться со следующими обучающими программами:
Составление резюме и портфолио
Можно начать работать на бирже, чтобы было что написать про свой опыт в резюме и добавить работы в портфолио. Для первого реального опыта подойдут и небольшие проекты. Главное – начать.
Лучше выбирать иностранные биржи, особенно если есть знания английского языка. Там и заказов больше, и доход выше. Подойдут, например, Upwork и YouTeam. Если говорить о русскоязычных биржах, то популярны Kwork, FL.ru и Freelance.ru.
Заполнить портфолио могут помочь и собственные проекты, если есть идеи, возможность и желание.
А дальше можно уже перейти на специализированные сайты с вакансиями только для программистов, например, We Work Remotely и Хабр Карьера. А можно поискать работу на таких ресурсах, как hh.ru или SuperJob.ru.
У специалиста должно быть резюме, когда он откликается на вакансию. В нем надо указать правдивые факты о проектах, в которых он участвовал, и свои достижения на этой работе. Не помешает рассказать и о собственных проектах, если они есть. Это показывает профессиональный уровень и любовь к IT-сфере.
Надо указать свои знания и навыки, но не на несколько страниц, а коротко, четко и лаконично. Нужно писать саму суть, без воды.
В портфолио лучше указывать несколько самых лучших проектов, которыми специалист если не гордится, то хотя бы доволен ими.
Советы новичкам
Создайте план обучения, разбив его на этапы, рядом с которым пропишите, что именно надо выучить и с помощью каких средств. Переход от одного этапа к другому должен быть по мере увеличения сложности.
Не растягивайте обучение на полдесятка лет. Информационные технологии имеют способность быстро развиваться. И пока вы тщательно изучаете какой-то инструмент программирования, он уже может быть заменен на что-то более современное.
При обучении используйте все материалы, сервисы и знания других людей, которые будут доступны. Не пренебрегайте ничем.
При возможности общайтесь с практикующим программистом, у которого есть опыт работы. Если он согласится курировать над новичком, направлять его, указывать на ошибки и давать задания для развития – это будет отличным дополнением ко всему обучению. Особенно если начинающий специалист обучается самостоятельно.
Узнайте больше об архитектуре компьютера.
Учите английский. Большинство обучающих программ представлены на этом языке. Есть и русскоязычные, но их значительно меньше. Без иностранного языка сложно что-то найти в англоязычном интернете. А уже непосредственно при работе программисты сталкиваются с английским во время чтения и написания кодов.
Заключение
Подведем итоги. Чтобы начать обучение программированию, надо следовать поэтапно. Сделайте следующее:
И в качестве общих советов:
Как изучать языки программирования
Я ни в коей мере не утверждаю, что указанный мной способ лучший из возможных. Более того, я вовсе не уверен в том, что он вообще правильный. Возможно, если бы моим первым языком был не Си, а какой-либо из функциональных языков или ассемблеров, моё мнение было бы иным, и жизнь моя сложилось бы совсем иначе. Так что весь нижеизложенный материал воспринимайте со здоровым скептицизмом.
Немного личных воспоминаний
С детства я мечтал о карьере биолога, но в тринадцать лет, впервые ознакомившись с компьютером в школе, задумал стать крутым хакером. Когда у меня в пятнадцать лет появился регулярный доступ к компьютеру, первой мыслью было изучение программирования. Мой выбор пал на C++, была куплена книга из серии «Для чайников», но всё было ужасно скучным, непонятным и неинтересным. Уже тогда я понимал, что с C++ что-то не так. И сам ход изложения материала в книге начинался с краткого экскурса в функции, после чего сразу переходили к классам, причём всё объяснялось не на живых примерах, а на уровне глобальных абстракций. Авторы с увлечением рассказывали о прекрасном мире ООП, в котором нам посчастливится жить, про машины с разными функциями или животных с разным поведением. В общем, в то время изучение C++ и сама концепция ООП были заброшены.
Спустя несколько лет, во время учёбы в университете, я увидел в киоске маленькую книгу «Язык программирования Си», Брайана Кернигана и Денниса Ритчи. Купив её, я сразу же приступил к чтению. И о чудо! Всё было ясно, легко и ужасно интересно. Язык C очень маленький, простой и элегантный (я всё ещё так считаю), а сама книга была написана нормальным человеческим языком, не лишённым однако строгости. Я перечитывал её много раз, выполнял упражнения, и, таким образом, вскоре освоил этот язык и стандартную библиотеку функций.
Но на чистом Си много не напишешь, а мне хотелось писать серьёзные программы с красивой графикой. Программировал я в Slackware Linux, ибо в Windows как в среде программирования полностью разочаровался. В те времена я вообще много экспериментировал с разными системами, включая QNX и NetBSD. Но в свободных Unix системах выбор вменяемых графических библиотек был невелик: GTK+ и Qt. Причём вторая была написана на C++, с которым я не желал связываться, а в первой не было ясно вообще, как работать. И, если мне не изменила память, их редакторы интерфейсов генерировали огромный код, который ещё нужно было вставлять в свою программу, а не ресурсные файлы, что казалось мне совершенно ужасным.
Так бы я и не начал карьеру, если бы случайно не познакомился с Mac OS X, которую недавно портировали на Intel процессоры. Попросив у знакомого диск с Mac OS X 10.5 Leopard, я установил её на свой HackBook и первый раз ощутил себя на Земле Обетованной.
Помня о своём неудачном первом разе, я ещё долгое время скептически относился к объектно-ориентированному программированию. В начале даже планировал писать программы на чистом Си, используя библиотеку Carbon. И, как выяснилось – зря. Objective-C я изучил по официальному руководству компании NeXT – Object-oriented programming and the Objective-C language. В те времена изучающих новый язык ещё не считали поголовно идиотами или школьниками, поэтому книга написана нормальным языком, а авторы предполагают знание Си и общее представление о программировании. Оказалось, что ООП – это легко, интересно и очень удобно, а объекты – вовсе не абстрактные сущности, а всего лишь структуры, объединённые с функциями. На мой взгляд, именно так и нужно рассказывать основы объектно-ориентированного программирования.
В Xcode и основам Mac OS X я разобрался по замечательным урокам Алексея Борескова. После чего сразу же нырнул в Mac Developer Library, взялся за изучение официальных руководств по Cocoa и прочим библиотекам, параллельно начав писать программы.
Моим первым серьёзным проектом было портирование уроков по OpenGL с Windows на Mac OS X, которое растянулось на целый год. Лишь закончив его, я почувствовал себя достаточно уверенно, чтобы устроиться на регулярную оплачиваемую работу.
Изучая Objective-C, нельзя не услышать о Smalltalk, ибо на него очень часто ссылаются в материалах по Objective-C, видимо, извиняясь за непривычный синтаксис. Но Smalltalk был похож на Неуловимого Джо – все о нём слышали, но мало кто его видел или использовал. В конце концов и мне стало интересно, откуда есть пошла русская земля.
Узнав, что компания Cincom – лидер в сфере решений на Smalltalk – в рекламных целях предоставляет свои инструменты для некоммерческого использования, я сразу же заказал их. Менее чем несколько недель в мою дверь постучал курьер и вручил мне фирменную коробку с несколькими CD дисками и официальным руководством. Всё было совершенно бесплатно, даже за доставку не пришлось платить. На одном из дисков обнаружился VisualWorks – одна из самых мощных и быстрых коммерческих сред по разработке на Smalltalk в мире.
После я узнал про Squeak – свободную реализацию Smalltalk, основанную на оригинальной версии Smalltalk-80, – и познакомился со многими её разработчиками. Для обучения и исследований он подходит намного больше, чем прочие версии. Кстати, сообщество программистов на Smalltalk очень дружное.
Почти все серьёзные проекты являются кроссплатформенными, и их ядра написаны на C++, ибо Objective-C очень мало распространён за пределами Apple экосистемы. Главным образом из-за отсутствия удобных средств разработки. (Будем надеяться, что благодаря LLVM ситуация вскоре улучшится.) Так что мне пришлось изучить C++, несмотря на явную нелюбовь к нему. К счастью, к этому времени я уже научился отделять зёрна от плевел.
Впрочем, хакером я так и не стал.
Порядок изучения языков
C – первый язык
Это маленький (всего 32 ключевых слова в C89, 37 слов в C99 и 44 слова в C11) императивный язык, и его первичное изучение не займёт у вас много времени. В то же время C – очень мощный промышленный язык. Главным образом используется в системном программировании, написании аппаратно независимых компонент операционных систем, компиляторов и трансляторов языков, библиотек, программировании микроконтроллеров. По версии TIOBE Programming Community Index Си всё ещё лидирует по использованию, изредка вежливо уступая первенство Java.
Objective-C – второй язык
Он представляет собой очень тонкий слой поверх чистого Си. Все знания, полученные при изучении Си понадобятся вам в Objective-C. Причём объектно-ориентированная парадигма концептуально и синтаксически отделена от процедурной: в нём вы никогда не спутаете вызов функции и посылку сообщения. Основное его применение – создание пользовательских программ на устройствах компании Apple.
Smalltalk – третий язык
После Objective-C он покажется вам очень знакомым. И не зря, ведь именно его синтаксис и объектная модель были положены в основу Objective-C. Интересен прежде всего чистой реализацией объектно-ориентированной парадигмы. Все конструкции языка, включая условия, циклы, управляющие структуры и операторы, реализованы через механизм сообщений и вынесены в стандартную библиотеку классов. Несмотря на малое распространение он используется в крупных сложных проектах, где важна масштабируемость, гибкость и возможность изменений во время работы. Например, в финансовой сфере (Kapital – система оценки и управления рисками в JPMorgan), управлении производством (CIM в Texas Instruments), логистике (IRIS-2 в Orient Overseas Container Lines), страховании (Desjardins General Insurance Group) и прочих.
После изучения указанных языков, все прочие можно учить в любом порядке, в зависимости от ваших личных предпочтений. Ниже я приведу список наиболее важных и интересных языков.
Очень избыточный (число ключевых слов превалило за 100), запутанный и сложный в изучении язык, со множеством исключений и массовыми нарушениями ОО парадигмы. Но если вы хотите работать в индустрии, знать его нужно, так как альтернативы ему не предвидится. На C++ написана большая часть научных и инженерных программ, игр, фото- видео- аудиоредакторов и много чего ещё. После того, как Objective-C и Smalltalk сформировали у вас правильное представление об ООП и программировании, C++ уже не сможет повредить ваш разум. Но всё равно будьте очень осторожны. Вообще, слово «знать» в применении к C++ имеет несколько иное значение, ибо знать его в том же смысле, в каком можно знать, например, Objective-C или Java мало реально. Хорошая новость: в большинстве случаев для успешной работы вам нужно освоить лишь небольшое подмножество языка. Великолепным примером грамотного использования C++ является I/O Kit – интерфейс программирования драйверов в Mac OS X.
Assembler
Ассемблеров существует очень много, намного больше, чем различных архитектур процессоров, так как они представляет собой всего лишь мнемонические коды машинных команд и различаются в разных операционных системах и их версиях. В настоящее время на них не пишут большие программы (исключая, разве что Demo сцену). Однако они широко используются при написании компьютерных вирусов и антивирусов, аппаратно зависимых компонент операционных систем, программировании микроконтроллеров, в реверсивной инженерии и отладке программ.
JavaScript
Пожалуй, главный язык программирования Всемирной Паутины. Основное его применение – создание динамических web страниц на клиентской стороне. Каждый браузер снабжён интерпретатором и средствами для анализа и разработки на нём. Если вы хотите заниматься web программированием, JavaScript – ваш выбор. В нём реализованы по меньшей мере три парадигмы: процедурная, функциональная и объектно-ориентированная, причём последняя основана на прототипах. На первый взгляд JavaScript кажется очень лёгким, ибо позволяет писать в C-подобной манере, но в реальности он сложный. Большинство JavaScript разработчиков программируют не с использованием языка и даже не на языке, а на одной из библиотек.
Язык Ada
По крайней мере его стоит выучить, чтобы шокировать знакомых священников громким заявлением. Шучу. Благодаря правильному дизайну, многочисленным встроенным механизмам и проверкам Ada является одним из самых безопасных языков программирования. Вряд ли вы будете регулярно использовать его (если, конечно, вам не повезло работать в Министерстве Обороны США, авиационной или космической сфере), но ознакомиться с ним крайне полезно. После его изучения вы узнаете, каким должен был быть C++.
Scheme
Функциональный язык, разработанный в Массачусетском Технологическом Институте специально для обучения студентов программированию. Один из диалектов знаменитого Lisp. Интересен своей элегантностью и минимализмом. В промышленности не замечен, главным образом используется (и весьма успешно) в образовательных учреждениях. Своё знакомство с миром функционального программирования лучше начать именно с него.
Знание разных языков позволит вам выбирать нужный язык под конкретную задачу, а не наоборот.
Особое мнение
Многие авторы советуют первыми изучать скриптовые языки высокого уровня, такие, как Shell, Perl, JavaScript или Scheme. Но лично я рекомендую первым языком учить именно Си. Скриптовые языки с автоматическим управлением памятью, скрывающие всю сложную работу с указателями глубоко в недрах программы, действительно легче в освоении, но все их преимущества можно в полной мере понять и оценить лишь после изучения языка уровнем ниже.
Когда вы научились считать каждый байт, привыкли проверять границы массивов, освоили ручное управление памятью и разобрались с указателями и адресной арифметикой, переход на любой скриптовый язык покажется вам лёгкой прогулкой. Обратное же, как правило, не верно. Если вы привыкли, что ваш интерпретатор всё делает за вас, освоиться в C или C++ будет намного сложнее, особенно, в процессе смены специализации. Ещё вы будете знать, что происходит под капотом вашей программы, и сможете примерно представлять в уме, как могли бы выглядеть на Си выражения используемого языка.
По схожей причине ряд учёных предлагает изучать физику не с классической, а с упрощённой версии квантовой механики. Чтобы у студентов сразу формировалось правильное представление о мире.
Более того, поскольку практически все интерпретаторы и компиляторы языков высокого уровня, а также их модули расширений (во всяком случае самые важные их компоненты) написаны на C, его знание будет вам очень полезным, если вы захотите внести в них изменения или исправления.
Также не нужно выбирать первым объектно-ориентированный язык. Не бегите впереди паровоза. Дело в том, что временные затраты на проектирование и реализацию классов весьма существенны. И в маленьких учебных программах польза от них не очевидна. ООП является логическим расширением процедурного программирования, и изучать его лучше именно в таком ключе. После того, как вы написали несколько сложных программ на процедурном языке, естественным путём пришли к объектным моделям, вам сразу будут ясны все преимущества языков, реализующих объектно-ориентированную парадигму. И ещё, на первом языке обычно изучают основы программирования и алгоритмы, а применение объектной парадигмы, требующей немалого объёма «лишней» работы, будет отвлекать ваше внимание.
Хороший пример объектной модели, реализованной на языке C – библиотека CoreFoundation в Mac OS X.
Как учить язык?
Изучение языка программирования очень похоже на изучение обычного человеческого языка общения. Чтобы выучить новый язык вам понадобятся:
Во-первых, хороший учебник. Не «Для чайников» и не «За 21 день». Лучше, если это будет учебник именно по языку, а не руководство по созданию и выкладыванию игры в App Store (в котором процессу выкладывания посвящено больше времени, чем самому программированию). Во-вторых, стандарт языка ANSI/ISO и справочник по стандартной библиотеке. И, в-третьих, учебные и реальные примеры, которые можно найти в Сети.
Читайте учебники, выполняйте упражнения, изучайте чужие и пишите свои учебные примеры. Экспериментируйте с языком, например, попробуйте реализовать на нём несвойственные ему парадигмы. Полезное упражнение не только поможет вам лучше прочувствовать язык, его достоинства и недостатки, но и приведёт вас к правильной мысли – не существует универсальных языков. Бывают языки хорошо или плохо спроектированные.
Лучшее упражнение – это написание небольших программ, реализующих различные структуры данных и алгоритмы – деревья, списки, таблицы, графы, поиск и сортировку из книги «Алгоритмы. Построение и анализ», Томас Кормен, Чарльз Лейзерсон, Рональд Ривест, Клиффорд Штайн (Introduction to Algorithms by Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest and Clifford Stein). Несложные функции стандартной библиотеки или утилиты командной строки. Не нужно пытаться сразу писать большие и сложные программы, всё равно вы ещё плохо знаете язык.
Ещё один хороший способ лучше разобраться в языке – портировать на него учебные примеры или реальную программу с другого языка. По сравнению с разработкой программы с нуля, при портировании у вас уже есть образец перед глазами, и вы сможете всецело сфокусироваться на языке, а не на архитектуре и проектировании. В отличие от многих моих коллег лично я не считаю портирование скучным занятием.
У многих на фоне первых успехов возникает желание сразу начать писать большие серьёзные программы. Я крайне не рекомендую вам следовать их примеру. Взявшись за сложный проект, вы через месяц обнаружите, что ваш первый код был ужасен и приметесь его переписывать, вполне возможно, вам потребуется ещё несколько итераций. В результате вы потратите время и силы на то, что нужно отрабатывать на учебных или небольших программах. Так что не торопитесь – к счастью, примерно за год изучения и упражнений легко можно выйти на приемлемый уровень коммерческой разработки.
Даже если вы опытный программист, лучше вначале разберитесь в языке – как известно, программисты на Fortran (в основном касается ранних версий) могут на любом языке писать как на Fortran. Дело в том, что язык программирования не ограничивается синтаксисом и семантикой, кроме них он включает в себя набор шаблонов, приёмов, идиом и парадигм характерных именно для него. За неделю разобраться в них не представляется возможным.
Подпишитесь на каналы и новостные группы, списки рассылки, посвящённые вашему языку. Ценным источником информации и ответов на многие вопросы являются профильные сообщества в stackexchange.com и аналогичных ресурсах.
В последнее время получил широкое распространение иная стратегия – нацеленная на немедленный результат. Появилось множество книг и курсов, обещающих сделать из человека без малейшего представления о программировании высококлассного специалиста менее чем за месяц. Немало людей посещают подобные курсы (за приличные деньги), учатся писать screensaver, радостно публикуют его в Сети и получает на выходе красивый сертификат с которым бегут устраиваться в фирмы. Подобный подход опасен тем, что создаёт иллюзию знания: человек наспех выучивает одну технологию (как правило не самую лучшую) и считает её единственно возможной.