Інформатика

Прочитайте!

Мови програмування є засобом для створення програмного забезпечення, що керує обчислювальними системами. Вони дозволяють формулювати алгоритми, обробляти дані, створювати інтерфейси та автоматизувати задачі. Ефективна розробка програм залежить не лише від мови, але й від середовища розробки, яке підтримує програмістів на кожному етапі створення програм.

Класифікація мов програмування

Мови програмування класифікують за такими ознаками:

2.1. За рівнем абстракції

• Мови низького рівня:
  • Включають машинний код і асемблер.
  • Близькі до апаратного забезпечення, забезпечують максимальну швидкість виконання.
  • Приклад: Асемблер.
• Мови високого рівня:
  • Орієнтовані на зручність для програмістів, абстрагують деталі роботи процесора.
  • Приклад: Python, Java, C++.

2.2. За парадигмами програмування

• Процедурні:
  • Побудовані на структурі послідовних команд і підпрограм.
  • Приклад: C.
• Об’єктно-орієнтовані:
  • Використовують поняття об’єктів, класів і методів.
  • Приклад: Java, C#.
• Функціональні:
  • Базуються на математичних функціях, акцентують увагу на обчисленнях.
  • Приклад: Haskell, Lisp.
• Скриптові:
  • Призначені для автоматизації задач, часто використовуються в веб-розробці.
  • Приклад: JavaScript, PHP.

2.3. За способом виконання

• Компіляторні:
  • Код перекладається у виконуваний файл (зазвичай бінарний).
  • Приклад: C++, Rust.
• Інтерпретаторні:
  • Код виконується “на льоту” через інтерпретатор.
  • Приклад: Python, Ruby.
• Гібридні:
  • Поєднують компіляцію та інтерпретацію.
  • Приклад: Java (компілюється у байт-код, який виконується в JVM).

2.4. За галуззю застосування

• Загального призначення:
  • Використовуються для вирішення широкого спектра задач.
  • Приклад: Python, C#.
• Спеціалізовані:
  • Розроблені для конкретних галузей (напр., обчислення, бази даних).
  • Приклад: SQL, MATLAB.

3. Складові мов програмування

1. Синтаксис:
   • Визначає, як мають бути написані команди.
   • Наприклад, у Python блоки коду виділяються відступами.
2. Семантика:
   • Описує, що означають конструкції мови.
3. Типи даних:
   • Дозволяють працювати з числами, текстом, логічними значеннями тощо.
   • Приклади: цілі числа (int), рядки (string), списки (list).
4. Ключові слова:
   • Зарезервовані слова для управління логікою програми (if, while, return).
5. Оператори:
   • Використовуються для обчислень і порівнянь (+, -, ==, &&).
6. Бібліотеки та модулі:
   • Заздалегідь написані функції та класи, що розширюють можливості мови.
7. Інструменти налагодження:
   • Полегшують знаходження помилок у коді (компілятори, дебагери).

4. Особливості середовища розробки

Середовище розробки (IDE, англ. Integrated Development Environment) — це програмний інструмент, що надає програмісту інтерфейс для створення, тестування та налагодження програм.

Основні компоненти середовища розробки:

1. Редактор коду:
   • Інструмент для написання програм з підсвічуванням синтаксису.
   • Приклади: VS Code, Sublime Text.
2. Компілятор/Інтерпретатор:
   • Забезпечує переклад коду у виконуваний формат або його виконання.
3. Налагоджувач:
   • Дозволяє знаходити помилки в коді, зупиняючи виконання на певних етапах.
4. Система контролю версій:
   • Інтеграція з системами, як-от Git, для відстеження змін у коді.
5. Симулятори та емулятори:
   • Для перевірки програм без доступу до реального обладнання.

Особливості вибору середовища розробки:

• Зручність: Інтуїтивний інтерфейс.
• Підтримка мови: Наприклад, PyCharm оптимізований для Python.
• Інтеграція: Можливість працювати з базами даних, веб-серверами тощо.
• Розширюваність: Додаткові модулі та плагіни.

Популярні середовища розробки:

• Для універсального програмування: Visual Studio Code, IntelliJ IDEA.
• Для Python: PyCharm.
• Для веб-розробки: WebStorm.
• Для мобільної розробки: Android Studio, Xcode.

Графічне подання алгоритмів найчастіше реалізується через блок-схеми — візуальне представлення послідовності дій за допомогою стандартних геометричних фігур (блоків), з’єднаних стрілками, що показують порядок виконання; приклади завдань включають побудову блок-схем для знаходження найбільшого числа, обчислення площі фігур, реалізації лінійних (послідовних), розгалужених (з умовами) та циклічних (з повторами) алгоритмів, що наочно демонструють логіку роботи програми чи процесу, як, наприклад, алгоритм “Якщо дощ, взяти парасольку, інакше — нічого”. 

• Овал (Термінатор): Початок/Кінець алгоритму.
• Прямокутник: Операція (присвоєння, обчислення).
• Паралелограм: Введення/Виведення даних.
• Ромб (Діамант): Умова (розгалуження).
• Стрілки: Потік керування. 

Завдання 1. Лінійний алгоритм. Запишіть алгоритм (у виглчді блок-схем) знаходження суми двох чисел.

Завдання 2. Розгалуження. Визначити, чи є число додатним.

Завдання 3. Цикли. Обчислити N! (N-факторіал).

Виконати вправу

Працюємо за ПК!

Традиційно при вивченні нової мови програмування першою програмою є програма-вітання «Hello, World!». Ось з неї і почнемо. Для цього:

• відкрийте IDLE;
• після >>> введіть Hello, World!;
• натисніть клавішу <Enter>;
• після виконання у новому рядку повинен з’явитися напис:

Hello, World!

Завдання 1. Розробіть і виконайте програмний код в інтерактивному режимі, який виводить на екран два речення: У мові Python застосовується байт-код. Python забезпечує високу компактність і наочність програмного коду.

Завдання 2. Розробіть і виконайте програмний код в інтерактивному режимі, який виводить на екран таке повідомлення: “Python підтримує процедурні і об’єктно-орієнтовані методи програмування”.