1. Основы программирования

Программа — это детальное и законченное описание алгоритма средствами языка программирования. Исполнителем программы является компьютер. Для выполнения компьютером программа должна быть представлена в машинном коде — последовательностью чисел, понимаемых процессором. Написать программу в машинных кодах вручную достаточно сложно. Поэтому сегодня практически все программы создаются с помощью языков программирования, которые по своим синтаксису и семантике приближены к естественному человеческому языку. Это снижает трудоемкость программирования. Однако, текст программы, записанный с помощью языка программирования, должен быть преобразован в машинный код. Эта операция выполняется автоматически с помощью специальной служебной программы, называемой транслятором.

Трансляторы делятся на два типа: интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретáтор переводит в машинный код и выполняет по очереди каждый оператор (команду) или группу операторов программы. Если команда повторяется, то интерпретатор рассматривает ее как встреченную впервые.

Синтаксические ошибки обнаруживаются только когда интерпретатор приступает к выполнению команды (строки) содержащей ошибку, что может быть удобно начинающим. Достоинство интерпретаторов — их компактность, возможность остановить в любой момент выполнение программы, выполнить различные преобразования данных и продолжить работу программы. Программа на интерпретируемом языке может быть зачастую запущена на разных типах машин и операционных систем без дополнительных усилий. Однако интерпретируемые программы выполняются заметно медленнее, чем компилируемые, кроме того, они не могут выполняться без дополнительной программы-интерпретатора, занимающей часть дефицитной оперативной памяти.

Примерами служебных программ — интерпретаторов являются GW Basic, Лого, школьный алгоритмический язык, многие языки программирования баз данных.

Компиля́тор — транслятор, который осуществляет перевод всей исходной программы в эквивалентную ей результирующую программу на языке машинных команд или на языке ассемблера. В процессе выполнения полученной программы транслятор не требуется. Поэтому достоинство компиляторов — быстродействие и автономность получаемых программ.

Как правило, скомпилированные программы выполняются быстрее и не требуют для выполнения дополнительных программ, так как уже переведены на машинный язык. Вместе с тем при каждом изменении текста программы требуется ее перекомпиляция, что создает трудности при разработке. Кроме того, скомпилированная программа может выполняться только на том же типе компьютеров и, как правило, под той же операционной системой, на которую был рассчитан компилятор. Чтобы создать исполняемый файл для машины другого типа, требуется новая компиляция.

1. Средства создания программ

Интегрированная среда разработки программного обеспечения - система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения.

Обычно среда разработки включает в себя:

1. текстовый редактор — для набора исходного текста программы;

2. компилятор и/или интерпретатор — для перевода текста программы в машинный код;

3. редактор связей — для сборки нескольких откомпилированных модулей в одну программу;

4. библиотеки функций — для подключения стандартных функций к программе;

5. отладчик - является модулем среды разработки или отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе. Позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать точки или условия останова и т.д.

Иногда интегрированная среда разработки также содержит систему управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также включают браузер классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов — для использования при объектно-ориентированной разработке ПО.

Отла́дка — этап разработки компьютерной программы, на котором обнаруживают, локализуют и устраняют ошибки. Есть различные подходы и средства отладки; в качестве основного средства используются отладчики, которые включают в себя пользовательский интерфейс для пошагового выполнения программы: оператор за оператором, функция за функцией, с остановками на некоторых строках исходного кода или при достижении определённого условия.

Они также дают возможность отображения значений переменных. Отслеживать правильный ход программы можно расставлением в критических её частях отладочных операторов вывода «внутренней» информации о программе. Вывод отладочных сведений в файл называется журналированием.

По способу разработки программ можно выделить два подхода:

1. процедурное программирование — это программирование, при котором выполнение команд программы определяется их последовательностью, командами перехода, цикла или обращениями к процедурам;

2. объектно-ориентированное программирование – программирование, при котором формируются программные объекты, имеющие набор свойств, обладающие набором методов и способные реагировать на события, возникающие как во внешней среде, так и в самом объекте (нажатие мыши, срабатывание таймера, превышение числовой границы и т.д.). Таким образом, выполнение той или иной части программы зависит от событий в программной системе.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) не исключает, а охватывает технологию процедурного программирования.