Как ты думаешь для чего нужны системы программирования
Содержание урока
§40. Системное программное обеспечение
§41. Системы программирования
Зачем нужны системы программирования?
§41. Системы программирования
Зачем нужны системы программирования?
Процессор, выполняющий всю обработку данных, понимает только машинные команды (числовые коды). Чаще всего их записывают в шестнадцатеричном коде, например, так:
В82301052500
Чтобы понять, что делает этот код, нужно взять таблицу команд процессора и посмотреть, что означает каждая пара шестнадцатеричных цифр (байт).
Программы для первых компьютеров составляли именно в машинных кодах. Программирование было доступно только специалистам, отладка программы занимала очень много времени.
Человек плохо воспринимает коды, поэтому в дальнейшем для каждой машинной команды придумали символические обозначения. Например, приведённая выше программа — это две машинные команды для процессоров фирмы Intel, их можно записать так:
MOV AX,0123h
ADD AX,25h
Здесь АХ — это имя регистра (ячейки памяти) процессора, команда MOV записывает в регистр новое значение, а команда ADD добавляет число к содержимому ячейки. Буква «h» после числа означает, что оно записано в шестнадцатеричной системе счисления.
Вспомним, что процессор может выполнить только программу, написанную в машинных кодах. Поэтому возникает задача: перевести программу с такого языка в машинные коды. Для этого используют программы-ассебмлеры (англ, assembler — рабочий — сборщик), а сам язык называется языком ассемблера. Этот язык машинно-ориентированный, потому что он определяется набором команд конкретного процессора (ориентирован на машину).
Очевидно, что программировать на языке ассемблера тоже не очень удобно — нужно хорошо знать команды процессора, организацию памяти и т. п. Кроме того, каждый процессор имеет свою систему команд и свой язык ассемблера. Это значит, что программы на языке ассемблера непереносимы — программа, написанная для одного процессора, не будет работать на другом.
Людям хочется (в идеале) разговаривать с компьютером на естественном языке, не думая о том, какой процессор в нём установлен. К сожалению, пока это невозможно. Сейчас для программирования чаще всего используют компромиссный вариант — языки программирования высокого уровня, или алгоритмические языки. Это формальные языки, созданные специально для разработки программ. Команды строятся из слов естественного (чаще всего, английского) языка, каждая команда воспринимается однозначно в соответствии с установленными правилами.
Для перевода программы, написанной на языке высокого уровня, в машинные коды, применяют специальные программы — трансляторы (англ, translator — переводчик). Кроме трансляторов в системы программирования входят и другие программы, о которых будет рассказано далее.
Системы программирования — это программные средства для создания и отладки новых программ.
Следующая страница 
Языки программирования
Cкачать материалы урока
Зачем учиться программировать
Советы от преподавателя курса Фоксфорда: почему программирование — это новая азбука, с чего начать обучение и как в этом помогут видеоигры
Чем полезно программирование
Я всем советую научиться программировать, потому что это удобно. Представьте, что вам нужно сгенерировать письма из таблицы, в которой 800 человек. При этом к каждому имени и отчеству надо подставить слово «уважаемая» или «уважаемый», но пол адресата не указан. Для этого гораздо быстрее написать небольшой алгоритм, чем искать имена вручную. В результате у вас останется примерно пять имён, которые машина не распознает.
Не так давно мне понадобилось собрать информацию обо всех вузах страны. На сайте Министерства образования их не оказалось. Списки вузов России на edu.ru представлены на страницах регионов, а не на общей. Я написал короткую программу, которая заходит на страницу, скачивает данные, а затем преобразовывает их в нужный формат. В итоге я получил готовый список за считаные минуты.
Профессиональные кодеры будут востребованы, но при этом специалисты других профессий тоже будут программировать. Это можно сравнить с вождением автомобиля: многие получают права и садятся за руль, но не каждый становится шофёром.
Как я начал программировать
В 1985 году из журнала «Наука и жизнь» я узнал о программируемых микрокалькуляторах. Они представляли собой довольно примитивные устройства — запоминали 98 шагов алгоритма, а программы для них писали на бумаге и публиковали в журналах. Можно было запрограммировать, например, посадку на Луну. Причём результаты вычислений — координаты корабля — отображались в виде цифр, а ты сам воображал, насколько это далеко от поверхности.
Я уговорил родителей, и мне подарили микрокалькулятор «Электроника БЗ-34». Так в 12 лет я стал писать программы не только в тетради. В то время начали появляться кружки, и по выходным мы со сверстниками работали на настоящих ЭВМ.
В выпускном классе я стал одним из победителей Всесоюзной олимпиады по программированию. С дипломом победителя я без экзаменов поступил на Факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ. С тех пор я всем школьникам советую обязательно участвовать в олимпиадах.
Поработать программистом мне довелось уже на втором курсе. Одноклассник из полиграфического института рассказал, что нужно написать библиотеки для обработки графических файлов формата PCX. Документация на него была, поэтому работа оказалась несложной, и я сильно удивился, когда мне дали зарплату. До этого я даже не думал, что за программирование можно брать деньги. Казалось, это сродни искусству, а заниматься программированием — наслаждение. Но если тебе ещё и платят, то это работа мечты.
Каким будет интернет в мире кодеров
К 2020 году дефицит программистов во всём мире составит 1 млн человек. Никакие вузы, школы и курсы не способны покрыть этот недостаток.
По мнению экспертов, программирование сегодня становится новой азбукой. Когда большинство людей будут уметь кодить, произойдёт такой же прорыв, какой случился после распространения чтения и письма.
В мире будущего необязательно быть профессиональным кодером — достаточно понимать принципы работы компьютера и уметь составить алгоритм.
В дополнение к привычным сайтам будут появляться API (Application Programming Interface) — текстовые данные в формате, понятном для машин. Интерфейс API уже сейчас предоставляет компьютерам информацию от источника данных через интернет. Например, прогноз погоды или курс валют для мобильного приложения.
Ассистенты «Алиса» и «Сири» отправляют запросы к тем немногим базам данных, на которые их запрограммировали производители. Голосовые помощники в основном берут информацию из Википедии. Со временем каждый пользователь сможет сам создать небольшой код, чтобы «подписать» своего ассистента на тематические API.
На западе голосовой ассистент уже предлагает пользователю просмотр фильма в ближайшем кинотеатре. При этом он рассчитывает время на дорогу и подбирает вариант в любимом жанре на основе истории просмотров в iTunes.
Когда живой человек ищет информацию в интернете, владельцы сайтов показывают ему рекламу и таким образом зарабатывают деньги. Если запросы будет выполнять машина, компаниям-агрегаторам будет невыгодно предоставлять контент бесплатно по API. Так что готовой универсальной бизнес-модели для интернета будущего пока нет.
Как научиться программировать
С чего начать
В любом деле главное — мотивация. Чтобы почувствовать вкус программирования и с первых шагов получить результат, важно взяться за интересную и в меру трудную задачу.
Если вы считаете программирование слишком сложным, и даже если у вас нет айпада, обязательно примите участие в конкурсе Фоксфорда для начинающих кодеров. Задания построены на первых уроках курса в среде Swift Playgrounds. Я перевёл их на русский и адаптировал под формат сайта, чтобы задания мог выполнять любой школьник.
Курс на языке Swift — это эпловский курс на айпадах, где персонажи ходят по лабиринту, собирают камни и включают переключатели. Вначале ученики следуют правилам игры, но вскоре узнают, что могут сами управлять объектами. В результате за 12 занятий школьник создаёт собственную головоломку и пишет программу, которая её решает.
Некоторые участники застревают на десятом задании и даже пишут, что его невозможно решить. Для тех, кто привык действовать по шаблону, она оказывается сложной, поскольку нужно проявить гибкость. В условии не сказано, как именно следует двигаться персонажу. Многие школьники рассуждают стереотипно и попадаются в логическую ловушку.
Как заниматься
Если вы хотите развиваться в этом направлении, будут полезны все формы обучения: и курсы, и книги, и практика. При этом для обмена опытом особенно эффективно работать в группе. Для взрослых слушателей моего онлайн-курса я создал телеграм-канал. Учащиеся сами отвечают на вопросы друг друга, обмениваются тестовыми заданиями потенциальных работодателей. Заниматься в группе веселее, чем одному: здесь энергетика и поддержка, благодаря которым слушатели вовлекаются в процесс.
Школьники, которые раньше не занимались программированием, могут пройти мой базовый курс на языке Swift. Хорошие программисты получаются из тех ребят, которые долго играли в видеоигры. Достаточно один раз испытать «чувство бога», спроектировать собственную вселенную, чтобы перестать играть и начать создавать свои приложения. Неважно, игра это или что-то другое — вы будете устанавливать правила для других.
Тем, кто хочет всерьёз изучать программирование, я советую прочесть классический труд Дональда Кнута «Искусство программирования». Когда вы усвоите базовые понятия и получите первый опыт создания кода, переходите к реальной практике.
Сколько времени это займёт
В произведениях Кира Булычёва дети занимаются серьёзными научными исследованиями наряду со взрослыми. Главная героиня и её товарищи проводят смелые эксперименты в биологическом кружке и публикуют статьи в серьёзных журналах. Я думаю, мы действительно к этому идём, и программирование — одна из первых областей, где школьники выступают наравне со взрослыми.
Я согласен с теорией «10 000 часов»: если вы на протяжении трёх лет будете заниматься любимым делом, то достигнете профессионального мастерства. Дело в том, что подростки не всегда готовы быстро определиться. До программирования я перепробовал много разных занятий: учился в музыкальной школе, играл в шахматы, посещал секции плавания, дзюдо, ходил на лыжах. Молодым людям интересно многое, они должны попробовать всё — это совершенно нормально.
Программисты тринадцати лет — явление уникальное, а вот старшие школьники делают коммерчески успешные проекты. Например, выпускник Филипп Захарченко три раза подряд получал стипендию для участия в международной конференции «Эпла» для разработчиков.
Как стать профессиональным кодером
Поскольку самое полезное обучение — это практика, зарегистрируйтесь на крупнейшем сервисе фриланса upwork.com. Подпишитесь на интересующую вас тему, например, AR (augmented reality). Выполняйте проекты по следующему алгоритму:
1. Прочитайте, чего хочет заказчик
2. Отметьте, что из этого вам по силам
3. Решите задачу так хорошо и быстро, как сможете
4. Если заказчик никого не нанял и не снял задачу, отправьте ему видео своего продукта и напишите, что вы создавали подобный проект
Первое время вы будете постоянно отставать. Возможно, сделаете десять приложений без толку, но рано или поздно вам предложат работу.
На upwork.com вы будете решать не отвлечённые, придуманные профессорами задачи, а создавать реальные вещи, которые нужны настоящим заказчикам. В числе моих первых проектов были ресторан в Бразилии, бюро путешествий в Италии и AR-анимация в Китае. При этом от вас потребуется самодисциплина и способность работать в реальных дедлайнах.
Хотите получать новые статьи во «ВКонтакте»? Подпишитесь на рассылку полезных статей
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter
Зачем учиться программировать непрограммистам
Зачем изучать программирование, если вы не будущий разработчик? Рассказываем, почему сегодня это нужно практически всем.
Вступление о том, что IT прямо сейчас развивается с огромной скоростью, банально: это известно всем, даже первокласснику со смартфоном в руке. Сегодня мир пришел к тому, что в информационной сфере занято множество людей, тем или иным образом соприкасающихся с программированием. Не обязательно с самим кодом, но с результатами его работы — каждый день.
CEO компании Apple
Если бы я был французским 10-летним школьником, я думаю, важней для меня было изучение программирования, чем английского языка.
И мы с ним согласны. Программирование постепенно становится базовым навыком в современном мире, и дальше объясним, в чем его польза.
Программирование — фундаментальный навык
Известный автор-фантаст ХХ века Артур Кларк сказал, что «любая достаточно развитая технология неотличима от магии». Программирование действительно можно сравнить с волшебством, но только пока не научишься творить его сам.
Если говорить серьезно, то программирование — фундаментальный навык по той простой причине, что оно заставляет мыслить абстрактно. В его основе лежат принципы анализа и синтеза, или композиции и декомпозиции — это одно и то же по своей сути. В английском языке существует понятие “computational thinking”, которое можно определить как совокупность умений мыслить абстрактно, критически и разделять задачу на небольшие части. Именно этому может научить программирование, по мнению экспертов.
Но не только теория помогает в жизни и работе. Писать код для развития логического мышления — это здорово, но на этом польза не заканчивается.
Кто должен заняться программированием
Рассмотрим несколько сфер, помимо разработки, где применяют технические инструменты на базовом уровне. От конкретных задач зависит, какое направление программирования вам выбрать.
Контент-менеджер и бильд-редактор
Задачи контент-менеджера находятся на стыке гуманитарных и технических знаний. Он может не только наполнять сайт контентом и верстать статьи в редакторах, но и создавать тексты — зависит от требований конкретного работодателя. При этом ему нужно обладать развитым чувством вкуса и пониманием интерфейсов, чтобы правильно управлять визуальным контентом.
В любом случае знания языка разметки HTML для контент-менеджера обязательны. Некоторые начинающие изучать HTML и CSS в итоге идут дальше и становятся полноценными frontend-разработчиками.
SEO-специалист
Поисковая оптимизация — это точка экстремума, место встречи веб-разработчиков и SEO-специалистов. Ошибки первых могут сильно мешать работе вторых, поэтому нормальное взаимодействие между этими отделами на понятном друг другу языке очень важно, если проект хочет появляться в поиске «Яндекса» и Google.
Понимание устройства сайта изнутри необходимо в работе по оптимизации. Здесь важны знания HTML и CSS, препроцессоров, а также востребованных на сегодняшний день фреймворков. В общем, обязанности и задачи SEO-специалиста тесно связаны с программированием, хотя он и не пишет код.
Менеджер проектов
Это сверхлюди, которым не понаслышке известно, что такое разбивать задачу на мелкие части. Их специализация может быть очень разной, а круг обязанностей — кардинально меняться от проекта к проекту.
Менеджеры часто работают с базами данных и аналитикой — для этого и нужно знание SQL-запросов. Кроме того, сложные функции в Excel можно заменить макросами. Иными словами, некоторые знания базового программирования упрощают и ускоряют работу менеджеров.
Интернет-маркетолог
Если программирование и маркетинг кажутся вам вещами несовместными, вы удивитесь. Здесь тоже всем заправляет аналитика, а для решения ее задач в последнее время активно применяется язык программирования Python. Специально для этих целей созданы библиотеки NumPy, Matplotlib, Pandas, Jupyter и другие.
Если вам нужно обработать большой объем данных, к примеру, миллион строк в Excel, то последний может не справиться и зависнуть. Python же это выполняет отлично, а значит, выручает маркетологов. Кроме того, с помощью библиотек для визуализации можно создавать диаграммы и графики, рисовать карты.
Как учиться программировать неразработчику
Начните с азов: типы данных, функции, основы алгоритмов. Ищите подходящую литературу, но не тяжелые монографии Кнута по информатике. Эти труды оставьте тем, кто планирует погрузиться с головой в разработку: в них много теории, написанной суровым языком профессионала.
В интернете можно найти массу учебных пособий «для чайников», где информация изложена очень подробно и доступным языком. Ищите книги конкретно под ваши задачи. Например, для изучения SQL — «Семь баз данных за семь недель».
Хорошим стартом и дополнительной мотивацией к овладению новыми навыками станет прохождение онлайн-курсов. Например, «Аналитик данных на Python» для тех, кто желает прокачать себя как маркетолога. Новичкам рекомендуем взглянуть на курс «Профессия frontend-разработчик», где вы освоите базовые навыки HTML и CSS, полезные в работе маркетологов, менеджеров и других специалистов.
Заключение
Мысль о том, что программирование — вторая грамотность, озвучил еще в 1981 году на конференции ЮНЕСКО академик А.П. Ершов. В 2018 году мы видим, что эта идея воплощается в жизнь, хотя в докладе Ершова содержался несколько иной смысл — соответственно этапу развития компьютеров того времени.
Споры о том, нужно ли изучать программирование всем, в интернете по-прежнему не утихают. Можно найти массу аргументов за и против. Но если вы планируете попасть в сферу digital или уже работаете в ней, то владение базовыми навыками совершенно точно повысит вашу ценность как специалиста на рынке.
Автор в сфере IT, digital, экономики и финансов. Ведет некоммерческий проект для начинающих писателей «ЛитЦех».
Как программирование помогает в повседневной жизни
Какова польза от программирования вне профессиональной деятельности? Как оно помогает в быту? Отвечают опытные разработчики.
Николай Добровольский, вице-президент Parallels:
У системных администраторов есть золотое правило: если ты что-то сделал более двух раз, это стоит автоматизировать. Я стараюсь любые мелкие задачи автоматизировать с помощью подручных средств. Linux, скрипты на Visual Basic или формулы в Excel. Например, вместо того, чтобы заполнять в Excel десятки ячеек, мне проще один раз сделать «хитрые» формулы или скрипты. Много раз убеждался, что однажды «заморочившись», в итоге ты экономишь массу времени.
Сергей Стрелков, руководитель направления собственных разработок КРОК:
Думаю, что любые навыки так или иначе пригождаются в повседневной жизни. Так, бодибилдер, например, может в одиночку вытолкнуть заглохшую машину, а программист облегчить себе службу на военной кафедре, как это было в моем случае. Нашим военным было гораздо интереснее использовать меня для создания эмулятора Эль-76 для «Эльбруса» вместо того, чтобы заставлять маршировать вместе со всеми.
Знание программирования также здорово помогает мне общаться с техподдержкой и операторами всевозможных ИТ-систем. Кроме того, могу сказать, что разработка ПО стала для меня не просто работой, но и увлекательным хобби. По сей день меня увлекает спортивное программирование. Не исключено, что это стало одной из важных причин, почему КРОК провел уже три открытых чемпионата по программированию.
Евгений Потапов, генеральный директор ITSumma:
Наш технический директор когда-то разработал приложение для заказа обедов на всю компанию. У службы доставки был сайт, но большой заказ в одном аккаунте мог вызвать путаницу (непонятно, кто именно из сотрудников что заказал и другие побочные эффекты). Приложение собирает заказы отдельных сотрудников в общий заказ на нашем сервере и генерирует итоговый заказ для службы доставки. При этом данные по персональным заказам сотрудников остаются у нас «на руках».
Так программирование в повседневной жизни помогло нам накормить сотрудников и сократить время на оформление заказов корпоративных обедов.
Ильи Отькало, директор онлайн-сервиса по конструированию туров Tourex.me:
Когда-то я был программистом, потом стал руководить программистами, дослужился до директора по внедрению крупнейшего франчайзи фирмы 1С. Но навыков не потерял по сей день: писать код могу.
Владение программированием — это не только умение писать код, но и фундаментальная способность мыслить последовательно и логично. В повседневной жизни это — порядок в делах, последовательность в действиях, умение ставить реалистичные планы.
Сергей Бронников, opensource community manager в компании Virtuozzo:
Если взглянуть на программирование с прикладной точки зрения, то обнаруживается масса задач, которые можно решить обладая знанием языков программирования: от написания макросов в таблицах Excel для учёта персональных финансов до скриптов, которые автоматизируют рутинные действия в командной строке (у каждого линуксоида в домашней директории не один десяток таких скриптов). Достоинство таких маленьких программ в том, что потратив десять минут на написание, вы экономите несколько часов в будущем. Но у них есть и минус — чаще всего такие программы решают только вашу специфическую задачу и вы останетесь единственным пользователем такой программы.
У меня чаще всего появляются задачи с обработкой текста и я использую для этих целей awk и sed, изредка вспоминая про Perl. Иногда возникают специфические задачи, как например посчитать время проезда между станциями метро и расстояние по улицам между этими же станциями, или как-то потребовалось написать статический генератор для страницы со списком текстовых игр.
А как программирование помогает вам?
Какова польза от программирования вне профессиональной деятельности? Как оно помогает в быту? Отвечают опытные разработчики.
Николай Добровольский, вице-президент Parallels:
У системных администраторов есть золотое правило: если ты что-то сделал более двух раз, это стоит автоматизировать. Я стараюсь любые мелкие задачи автоматизировать с помощью подручных средств. Linux, скрипты на Visual Basic или формулы в Excel. Например, вместо того, чтобы заполнять в Excel десятки ячеек, мне проще один раз сделать «хитрые» формулы или скрипты. Много раз убеждался, что однажды «заморочившись», в итоге ты экономишь массу времени.
Сергей Стрелков, руководитель направления собственных разработок КРОК:
Думаю, что любые навыки так или иначе пригождаются в повседневной жизни. Так, бодибилдер, например, может в одиночку вытолкнуть заглохшую машину, а программист облегчить себе службу на военной кафедре, как это было в моем случае. Нашим военным было гораздо интереснее использовать меня для создания эмулятора Эль-76 для «Эльбруса» вместо того, чтобы заставлять маршировать вместе со всеми.
Знание программирования также здорово помогает мне общаться с техподдержкой и операторами всевозможных ИТ-систем. Кроме того, могу сказать, что разработка ПО стала для меня не просто работой, но и увлекательным хобби. По сей день меня увлекает спортивное программирование. Не исключено, что это стало одной из важных причин, почему КРОК провел уже три открытых чемпионата по программированию.
Евгений Потапов, генеральный директор ITSumma:
Наш технический директор когда-то разработал приложение для заказа обедов на всю компанию. У службы доставки был сайт, но большой заказ в одном аккаунте мог вызвать путаницу (непонятно, кто именно из сотрудников что заказал и другие побочные эффекты). Приложение собирает заказы отдельных сотрудников в общий заказ на нашем сервере и генерирует итоговый заказ для службы доставки. При этом данные по персональным заказам сотрудников остаются у нас «на руках».
Так программирование в повседневной жизни помогло нам накормить сотрудников и сократить время на оформление заказов корпоративных обедов.
Ильи Отькало, директор онлайн-сервиса по конструированию туров Tourex.me:
Когда-то я был программистом, потом стал руководить программистами, дослужился до директора по внедрению крупнейшего франчайзи фирмы 1С. Но навыков не потерял по сей день: писать код могу.
Владение программированием — это не только умение писать код, но и фундаментальная способность мыслить последовательно и логично. В повседневной жизни это — порядок в делах, последовательность в действиях, умение ставить реалистичные планы.
Сергей Бронников, opensource community manager в компании Virtuozzo:
Если взглянуть на программирование с прикладной точки зрения, то обнаруживается масса задач, которые можно решить обладая знанием языков программирования: от написания макросов в таблицах Excel для учёта персональных финансов до скриптов, которые автоматизируют рутинные действия в командной строке (у каждого линуксоида в домашней директории не один десяток таких скриптов). Достоинство таких маленьких программ в том, что потратив десять минут на написание, вы экономите несколько часов в будущем. Но у них есть и минус — чаще всего такие программы решают только вашу специфическую задачу и вы останетесь единственным пользователем такой программы.
У меня чаще всего появляются задачи с обработкой текста и я использую для этих целей awk и sed, изредка вспоминая про Perl. Иногда возникают специфические задачи, как например посчитать время проезда между станциями метро и расстояние по улицам между этими же станциями, или как-то потребовалось написать статический генератор для страницы со списком текстовых игр.