Как выучить программирование с нуля

Виды языков программирования

низкоуровневые высокоуровневые Википедии

• Аспе́ктно-ориенти́рованное программи́рование (АОП) — парадигма программирования, основанная на идее разделения функциональности для улучшения разбиения программы на модули.
• Структу́рное программи́рование — методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Предложена в 70-х годах XX века Э. Дейкстрой, разработана и дополнена Н. Виртом.
• Процедурное программирование — программирование на императивном языке, при котором последовательно выполняемые операторы можно собрать в подпрограммы, то есть более крупные целостные единицы кода, с помощью механизмов самого языка.
• Логи́ческое программи́рование — парадигма программирования, основанная на автоматическом доказательстве теорем, а также раздел дискретной математики, изучающий принципы логического вывода информации на основе заданных фактов и правил вывода. Логическое программирование основано на теории и аппарате математической логики с использованием математических принципов резолюций.
• Объе́ктно-ориенти́рованное программи́рование (ООП) — парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов. В случае языков с прототипированием вместо классов используются объекты-прототипы.
• Функциона́льное программи́рование — раздел дискретной математики и парадигма программирования, в которой процесс вычисления трактуется как вычисление значений функций в математическом понимании последних (в отличие от функций как подпрограмм в процедурном программировании).
• Мультипарадигма́льный язы́к программи́рования — как правило, язык программирования, который был разработан специально как инструмент мультипарадигмального программирования, то есть изобразительные возможности которого изначально предполагалось унаследовать от нескольких, чаще всего неродственных языков.
• Эзотерический язык программирования — язык программирования, разработанный для исследования границ возможностей разработки языков программирования, для доказательства потенциально возможной реализации некой идеи (так называемое «доказательство концепции», англ. proof of concept), в качестве произведения программного искусства, или в качестве шутки (компьютерного юмора).

Побочные эффекты программирования

Писать код очень интересно, но это требует немало времени, усидчивости и внимательности. Так, например, написав какой-то код, вы можете быть уверены в его правильности, но компьютер говорит об обратном, и вы начинаете исправлять ошибки до тех пор, пока это не удовлетворит именно компьютер. Стоит отметить, что процесс обучения программированию имеет положительные побочные эффекты, среди которых:

1. Компьютер в отличие от человека воспринимает все буквально. Поэтому если вам удастся справиться с машиной, то управление людьми станет для вас чем-то очень простым и доступным.
2. Начиная работать с компьютером, вы уже по-новому смотрите на обработку той или иной информации. Если вы смогли получить опыт в области автоматизации, для вас не составит никакого труда узнать, как получить ту или иную информацию с последующей обработкой.
3. Профессиональную коммуникацию также можно отнести к положительным побочкам, так как вы сможете поддерживать разговор с программистами, черпая от них новую информацию. Кроме того, мир IT невероятно интересен и полезен для понимания.
4. К незначительному минусу можно отнести ответственность, которая ложится на вас, когда вы начинаете писать программу. Пусть даже вы пишете ее под себя, но вы все равно ее где-то попробуете и проверите. Бывают ситуации, когда программист не учел всех моментов, и программа дает сбой, в связи с чем незначительные ошибки могут привести к большим неудобствам. Именно поэтому вы должны понимать, что несете ответственность за программу, которую сами же и написали.

Языки программирования и их история

Так какой же язык понятен компьютеру, в каком виде следует вносить информацию в его память, чтобы он потом делал то, что мы хотим. Компьютер – это электронное вычислительное устройство. Вычислительное! Он работает с числами, складывает, вычитает, сравнивает. Больше ни с чем. Но как же? Ведь мы привыкли обрабатывать на компьютере не только числовую информацию, также текстовую и графическую. Поэтому нам кажется, что компьютер работает не только с числами. Фокус заключается в том, что любую информацию, в том числе текстовую и графическую можно закодировать числами. Все действия компьютер выполняет над числами. И только когда мы обращаемся к данным, эти числа определенным образом декодируются.

Первые программы для ЭВМ программисты писали именно числами. Это сложно для человека. Представьте, что все, что вы хотите сказать, нужно сказать, оперируя исключительно числами. Дело усложнялось еще тем, что компьютеры как вычислительные машины проще создавать таким образом, чтобы они считали в двоичной системе счисления. Записи программ получались слишком длинными. Для их сокращения пользовались восьмеричной и шестнадцатеричной системами счисления. Для записи программы с помощью чисел использовались машинные языки программирования.

Программировать работу компьютера в машинных кодах трудно, так как думать числами неестественно для человека. Мы привыкли думать словами. А что если сопоставить часто используемым группам чисел слова, а затем написать программу перевода слов в числа, понятные компьютеру. В таком случае программист сможет описать алгоритм словами, затем передать его специальной программе-переводчику — транслятору, который преобразует словесный алгоритм в машинный код, понятный компьютеру. И человеку хорошо и компьютеру понятно. От человека требовалось только создать этот самый транслятор. Первыми языками программирования, где использовались слова, были ассемблеры.

Чуть позже программисты стали замечать, что почти все программирование сводится к вводу и выводу данных, выбору той или иной ветки выполнения программы и повторению одних и тех же действий определенное количество раз. Кроме того, некоторые части программы много раз используются в ней в разных местах. Так пришли к выводу о том, что программа должна представлять собой структуру из обособленных частей. Стало развиваться структурное программирование.

Мысль не стояла на месте. Начали появляться объектно-ориентированные, логические, функциональные и другие способы программирования. Так в объектно-ориентированном программировании основной идеей стала аналогия с реальным миром, где есть объекты, имеющие свойства, умеющие что-то делать сами и подвергающиеся изменениям извне. Решение поставленной задачи при этом происходит путем взаимодействия описанных объектов.

Среды и компиляторы для программирования на C

Если вы пользуетесь одним из дистрибутивов GNU/Linux, вам подойдет любой текстовый редактор с подсветкой синтаксиса, также понадобятся GCC и терминал.

Существуют редакторы для программистов, включающие различные дополнения, в том числе терминал, просмотр каталогов и др. Например, Geany или Atom.

C – компилируемый язык программирования. В GNU/Linux для получения исполняемых файлов используется GCC – набор компиляторов, включающий в том числе компилятор для C. Чтобы из исходного файла (обычно таким файлам дают расширение *.с) получить исполняемый, надо выполнить в терминале команду примерно следующего вида:

gcc -o hello hello.c

, где gcc — команда, запускающая программу, выполняющую компиляцию и иные действия; -o – ключ, сообщающий, что мы вручную указываем имя исполняемого файла; hello – имя получаемого исполняемого файла; hello.c – имя файла с исходным кодом. Имя исполняемого файла можно не указывать:

gcc hello.c

В этом случае исполняемый файл будет иметь имя по умолчанию a.out.

Для Windows существует свой набор компиляторов – MinGW. Его можно использовать самостоятельно, однако он входит в состав простой среды разработки Dev-C++, которая может оказаться хорошим выбором для обучения программированию на языках C и С++.

При сохранении выбирайте тип файла «C source files (*.c)». Компиляция и запуск программы выполняется при нажатии клавиши F9. После исполнения программа сразу закрывается и результат невозможно увидеть. Чтобы этого не происходило, прописывают две дополнительные строки: #include <conio.h> и getch(). (Возможно это не актуально для более новой версии Dev-C++.)

«Hello World» в GNU/Linux:

#include <stdio.h>
 
int main () {
    printf ("Hello World\n");
}

«Hello World» в Windows:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
 
int main () {
    printf ("Hello World\n");
 
    getch();
}

С другой стороны, существует большое количество кроссплатформенных сред разработки. Например, Eclipse + модуль CDT, KDevelop, CLion.

«Hello World» на C

На примере простейшей программы сразу отметим некоторые особенности языка программирования C.

В языке C роль основной ветки программы берет на себя функция main(). Она является точкой входа в программу. Эта функция всегда должна присутствовать в законченной программе на языке C, и исполнение программы начинается именно с нее. Однако объявленные внутри нее переменные не являются глобальными, их область видимости простирается только на main(). Тем не менее в языке программирования C почти весь программный код заключается в функции, и функция main() является главной и обязательной.

По умолчанию функция main() возвращает тип данных int, поэтому можно не указывать тип возвращаемых данных. Однако компилятор в этом случае выносит предупреждение.

Функция printf() предназначена для вывода данных. Ее назначение аналогично функции print() в Python. Однако функция printf() после вывода не выполняет переход на новую строку. Поэтому для перехода используется специальный символ, который обозначается комбинацией \n.

Выражения на языке C разделяются точкой с запятой.

В языке C функции ввода-вывода не являются частью языка. Например, в Python нам не надо импортировать никакой модуль, чтобы пользоваться функциями print() и input(). В C мы не можем просто вызвать функцию printf(), т. к. в самом C ее просто нет. Эту функцию, а также ряд других, можно подключить с помощью заголовочного файла stdio.h. Именно для этого в начале программы прописана строка . Include с английского переводится как «включить», а stdio есть сокращение от «стандартный ввод-вывод (input-output)».

В заголовочных файлах (они оканчиваются на *.h) обычно содержаться объявления тех или иных функций. Объявление — это просто описание функции: какие параметры она принимает и что возвращает. Сам код функции (определение) находится не в заголовочном файле, а в библиотеках (других файлах), которые могут быть уже скомпилированы и расположены в системных каталогах. Перед компиляцией программы запускается препроцессор языка C. Помимо прочего он включает в начало файла программы содержимое указанных в ней заголовочных файлов.

Закомментируйте1 первую строчку кода программы HelloWorld. Попробуйте скомпилировать программу. Удалось ли получить исполняемый файл? Какое предупреждение выдал компилятор?

1 // — однострочный комментарий на языке C; /* … */ — многострочный комментарий на языке C.

FOSS News №45 – дайджест новостей и других материалов о свободном и открытом ПО за 30 ноября — 6 декабря 2020 года

Всем привет!
Продолжаем дайджесты новостей и других материалов о свободном и открытом ПО и немного о железе. Всё самое главное про пингвинов и не только, в России и мире. Инициатива по поддержке чипа Apple M1 в Linux; Google открыл Atheris, инструментарий для fuzzing-тестирования кода на языке Python; инициатива GNOME Circle для разработчиков программ на базе платформы GNOME; Мигель де Икаса: от Midnight Commander до Mono в .NET 5; «Как мы начали социальный Open Source проект Brain-Up по созданию платформы развития слухового восприятия»; FreeBSD – обзор, мнение, пригодность для десктопа; Кибер-понедельник, ссылки до 65% на все тренинги и сертификации Linux Foundation и многое другое.

Шаг седьмой. Будьте в курсе

Когда вы достаточно изучите материал по выбранному направлению и уже будете иметь определенный опыт, вам необходимо постоянно следить за тенденциями развития рынка программного обеспечения.

Здесь речь идет вот о чем:

изучайте самые популярные направления разработок;
обращайте внимание на те направления, которые уже устаревают;
будьте в курсе последних новостей о разработках.

Все это нужно для того, чтобы вы могли вовремя перестроиться.

Допустим, вы решили заниматься определенным видом программирования, изучили технологию и готовы идти на работу, чтобы подать резюме.

Ваши данные рассматривают, но говорят, что компании нужен специалист иного профиля.

Вот чтобы таких ситуаций у вас было как можно меньше, вы всегда должны знать, какие области разработок сейчас пользуются наибольшей популярностью.

Важно! Изучайте как общемировые тенденции, так и ситуацию в своем городе, где вы собираетесь работать. Если хотите быть фрилансером, изучайте заказы на различных биржах и на форумах.. Все это позволит вам развиваться и работать в правильном направлении, не упуская драгоценное время

Все это позволит вам развиваться и работать в правильном направлении, не упуская драгоценное время.

Это очень важно в наше время, так как тенденции программирования меняются не то, что за несколько месяцев, за несколько дней!

Если вы изучали те или иные методы написания программ два или три года назад, сейчас все это уже точно неактуально.

C++

Введение в программирование (C++)

Объём: 12 уроков.Площадка: Stepik.Организатор: Академия Яндекса, Высшая школа экономики (НИУ ВШЭ).Язык: русский.

Базовый курс, который познакомит с основами C++ и поможет прибрести опыт, необходимый для более углублённого изучения программирования. Процесс обучения построен на выполнении множества небольших практических задач, охватывающих все основные конструкции языка.

Introduction to C++

Объём: 4 недели, 3–5 часов в неделю.Площадка: edX.Организатор: Microsoft.Язык: английский.

Краткий вводный курс в C++ от экспертов Microsoft. На занятиях студенты освоят синтаксис и базовые принципы этого языка программирования, научатся создавать функции и подготовятся к изучению более сложных аспектов C++.

Основы C++

Объём: 12 лекций (13 часов видео).Площадка: «Смотри и учись».Организатор: «Смотри и учись».Язык: русский.

Рассчитанный на новичков онлайн‑курс, который посвящён основам языка C++. Охватывает базовые элементы и азы объектно‑ориентированного программирования с примерами и заданиями. Заключительная часть отводится практическому применению полученных навыков.

Программирование на языке C++

Объём: 41 урок (10 часов видео).Площадка: Stepik.Организатор: Computer Science Center (CS центр).Язык: русский.

Подробный базовый курс по C++, в котором особое внимание уделено основным принципам работы программ и процессу компиляции. Синтаксические конструкции рассматриваются лишь на первой лекции, поэтому слушатели должны быть знакомы с понятиями «переменная», «функция», «цикл»

Углублённое программирование на C/C++

Объём: 12 уроков (16 часов видео).Площадка: Stepik.Организатор: Mail.ru Group.Язык: русский.

Ориентированный на начинающих разработчиков онлайн‑курс, который предполагает знание основ C++. Материалы помогут приобрести навыки создания программ средней сложности и типовых шаблонов объектно‑ориентированного программирования. Также рассматриваются ключевые аспекты работы с памятью, асинхронные вычисления и диалекты.

C++ Programming — Advanced Features

Объём: 5 модулей, 2–3 часа.Площадка: Alison.Организатор: Microsoft.Язык: английский.

Более сложный онлайн‑курс, в котором студенты научатся создавать быстрые программы, используя продвинутые возможности C++. Всего за несколько часов лекторы объяснят ключевые расширенные функции этого языка, которые будут закреплены практическими занятиями.

Личностные качества для самообучения

Программировать можно научиться самому. Для самообучения потребуются следующие личностные качества:

1. Оптимизм и жизнелюбие. Данные качества подпитывают открытость и восприимчивость человека, помогают добиваться своего, закрепляют готовность действовать. В процессе самообучения и работы будут возникать препятствия, вопросы и проблемы. Пессимиста это оттолкнет и заставит отступить от идеи освоения программирования. Оптимист будет вдохновляться результатами других и видеть в препятствиях лишь ступеньки на пути к овладению навыком.
2. Гибкость мышления. Для создания игры, приложения или сайта недостаточно выучить языки программирования. Нужно уметь их применять. Для решения многих задач потребуются креативность и стрессоустойчивость. Придется переключаться с одного занятия на другое, что потребует быстрой адаптации. Часто вы будете вынуждены исправлять ошибки в коде. Лучше воспринимать это как шанс на улучшение навыка, а не как катастрофу.
3. Смелость. В процессе изучения программирования с нуля вы постоянно будете сталкиваться с чем-то неизвестным. Если постоянно бояться и отступать после первой неудачи, освоить новый навык не удастся.
4. Честность. Потребуется быть откровенным, чтобы признавать, что вы чего-то не знаете или не умеете. Честный человек всегда правильно анализирует свои возможности и реже попадает в неудобные ситуации. Ученик, который искренне верит в то, что уже достиг верха мастерства, в действительности останавливается на одном уровне.
5. Самодисциплина. Вам придется регулярно усваивать новую информацию, слушать, читать, анализировать код, выполнять задания и т. д. При слишком редких занятиях вам не удастся изучить программирование дома, поскольку вы будете забывать уже пройденное. Частые уроки приведут либо к выгоранию, либо к перенапряжению.

Зачем нужно программирование

Часто людям приходится делать что-то, а потом повторять те же действия сразу или позже. Когда человек первый раз сталкивается с задачей, то обдумывает последовательность действий для ее решения. Другими словами, человек разрабатывает алгоритм решения задачи. Придумав удачный алгоритм, человек его запоминает, и последующее выполнение похожих задач происходит уже на автомате, не думая. Когда мы действуем согласно какой-либо инструкции, не обдумывая ее смысл, то являемся просто исполнителями.

Компьютер может быть лучшим исполнителем, чем человек, хотя бы за счет высокой скорости выполнения действий. У компьютера тоже есть память. И в нее можно записать последовательность действий, то есть алгоритм, для решения той или иной задачи. Машина будет следовать заложенным в ней инструкциям раз за разом и быстро выполнять их.

Однако запрограммировать компьютер, то есть записать в него алгоритм, вложить программу действий, все равно надо. И сделать это может только человек. Человек разрабатывает последовательность действий для решения задачи и сохраняет их в памяти машины. Сам по себе компьютер ничего не понимает, он просто железо, исполняющее лишь то, что было записано в его память.

Разработка алгоритмов для решения сложных задач — трудоемкий и творческий процесс, который зачастую требует знаний из разных областей (например, математики, программирования и предметной области, для которой создается программа). Однако часто выгоды, получаемые при выполнении алгоритма с помощью компьютера, перекрывают затраты на его разработку.

Алгоритмы

После того, как было принято решение о возможности программной реализации поставленной задачи, необходимо построить алгоритм её решения. То есть максимально подробно описать последовательность шагов по решению задачи с учетом всех возможных ветвлений, циклов и ошибок. На самом деле, строить алгоритм можно и для простейших повседневных операций. Так, к примеру, можно описать алгоритм заваривания чая:

1. Открыть чайник.
2. Если в чайнике нет воды — набрать воду из под крана.
3. Поставить чайник на газовую плиту.
4. Открыть газ.
5. Зажечь огонь.
6. Дождаться, пока закипит вода в чайнике.
7. Насыпать в чашку заварку.
8. Залить заварку горячей водой.

Этот алгоритм не универсален, однако для человека, который засыпает заварку в кружку и имеет дома газовую, а не электрическую плиту, он действителен.

Существует несколько способов описания алгоритма:

• граф — схемы;
• словесный;
• псевдокод;
• программный код.

Небольшое сравнение с jq

Тренажёры для простого программирования

Яндекс.Практикум. Это наш род­ной тре­на­жёр, где тебя поша­го­во про­во­дят от пер­вой строч­ки до неболь­шо­го рабо­та­ю­ще­го про­дук­та, с пояс­не­ни­я­ми и интер­ак­ти­вом. Есть тре­на­жё­ры для веб-программирования, бэкен­да, а так­же ана­ли­ти­ки и тести­ро­ва­ния. Всё на рус­ском. Бес­плат­ной вер­сии хва­тит, что­бы понять — нра­вит­ся вам это направ­ле­ние или нет.

Совет про­фес­си­о­на­ла: если не зна­е­те, какую про­фес­сию в про­грам­ми­ро­ва­нии выбрать, попро­буй­те бес­плат­ные вер­сии всех тре­на­жё­ров, и вы сра­зу пой­мё­те, к чему лежит душа. Вме­сто того что­бы читать ста­тьи с опи­са­ни­я­ми про­фес­сий, про­сто попро­буй­те сами, и всё ста­нет ясно.

Code Academy (на самом деле CodeCademy, но что?). Похо­же на Прак­ти­кум, толь­ко на англий­ском. Из осо­бен­но­стей — поме­сяч­ная опла­та за доступ к мате­ри­а­лам курсов.

Codepen. Это не совсем тре­на­жёр, а, ско­рее, онлайн-редактор кода, где сра­зу мож­но уви­деть резуль­тат. Если вы чита­е­те это с ком­пью­те­ра, посмот­ри­те на HTML-код двух дви­жу­щих­ся тре­уголь­ни­ков, на кото­рые мож­но залип­нуть надол­го. Бес­плат­но, есть необя­за­тель­ная под­пис­ка, но нет зада­ний и про­вер­ки кода на ошибки.

Определение языка программирования

Язы́к программи́рованияформальная знаковая системалексических, синтаксических и семантическихвнешний виддействияВикипедии

• Формальный язык — это множество конечных слов (строк, цепочек) над конечным алфавитом.
• Знаковая система — это система однообразно интерпретируемых и трактуемых сообщений/сигналов, которыми можно обмениваться в процессе общения. Иногда знаковые системы помогают структурировать процесс общения с целью придания ему некой адекватности в плане реакций его участников на те или иные «знаки». В качестве примера знаковой системы обычно приводят язык (как в письменной форме так и, в случае естественных языков, в форме речи).
• Компью́терная програ́мма — последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины.
• Ле́ксика — совокупность слов того или иного языка, части языка или слов, которые знает тот или иной человек или группа людей.
• Синтаксис — сторона языка программирования, которая описывает структуру программ как наборов символов (обычно говорят — безотносительно к содержанию). Синтаксису языка противопоставляется его семантика. Синтаксис языка описывает «чистый» язык, в то же время семантика приписывает значения (действия) различным синтаксическим конструкциям.
• Сема́нтика в программировании — дисциплина, изучающая формализации значений конструкций языков программирования посредством построения их формальных математических моделей. В качестве инструментов построения таких моделей могут использоваться различные средства, например, математическая логика, λ-исчисление, теория множеств, теория категорий, теория моделей, универсальная алгебра. Формализация семантики языка программирования может использоваться как для описания языка, определения свойств языка, так и для целей формальной верификации программ на этом языке программирования.
• Язы́к — знаковая система, соотносящая понятийное содержание и типовое звучание (написание).

Язык программирования