Комп'ютерне програмування

Програмування — процес проєктування, написання, тестування, зневадження і підтримки комп'ютерних програм. Програмування поєднує в собі елементи інженерії (існує навіть відповідна спеціальна галузь інженерії — програмна інженерія, англ. software engineering), фундаментальних наук (перш за все комп'ютерних наук і математики) і мистецтва.

У вужчому значенні програмування розглядається як кодування — реалізація у вигляді програми одного чи кількох взаємопов'язаних алгоритмів (у сучасних умовах це здійснюється з застосуванням мов програмування). У ширшому розумінні процес програмування охоплює і створення, тобто розроблення, алгоритмів, і аналіз потреб майбутніх користувачів програмного забезпечення. Результатом програмування зазвичай є програма або програмний продукт.

Технологія програмування постійно розвивається, що призводить до появи нових мов програмування, інструментів розроблення і сфер застосування. Також підвищується потужність готових компонентів, доступних для використання програмістами. Тому важливою ознакою програмування є регулярне опанування нових технологій.

У широкому значенні програмування означає також створення програми дій або алгоритмів та навчання людей або пристроїв діяти за алгоритмами.

Історія

Докладніше: Історія мов програмування

Сучасне програмування

Критерії якості

Яким би не був підхід до створення програмного забезпечення, кінцева програма має задовольняти деяким вимогам. Найчастіше зустрічаються:

• Ефективність/Продуктивність: кількість ресурсів системи, що споживає програма (час процесора, розмір пам'яті, зовнішня пам'ять, ширина каналу мережі, і навіть взаємодії з користувачем). Чим менше ресурсів споживається, тим краще;
• Надійність: ймовірність того, що результат роботи програми правильний. Це залежить від коректності алгоритмів та правильності кодування;
• Стійкість: як програма розв'язує проблеми в нестандартних ситуаціях, як-от неправильні дані, недоступність необхідних ресурсів, таких як пам'ять чи локальна мережа, та неправильні дії користувача;
• Зручність: ергономічність програми. Легкість, з якою особа може використовувати програму для своїх цілей;
• Платформонезалежність: діапазон апаратного забезпечення та операційних систем на яких можна компілювати чи інтерпретувати код програми, виконуючи її. Це залежить від відмінностей в програмних ресурсах наданих різними платформами, включаючи ресурси, наявність компіляторів та бібліотек для мови програмування;
• Масштабованість: Простота подальшого супроводження програми, тобто внесення в неї додаткових вдосконалень, що збільшують функціональність чи виправляють помилки. Цей критерій не стосується користувача безпосередньо, але впливає на час, протягом якого програма буде використовуватись.
• Естетичність: Вигляд програми на екрані з погляду підбору кольорів, форм, розмірів графічних елементів і контролів, гармонійності їх взаємного розташування, якість малюнків, вибір шрифтів тексту, а також доречність звукових сигналів і мелодій, рухів вібродвигуна.
• Етичність: Ступінь спрямованості на задоволення справжніх потреб людей, реалізацію кращих і законних бажань користувачів і розробників.

Рівні програмування

Успішне програмування передбачає виконання необхідних дій на таких рівнях^[]:

• Економічний (бізнес-логіка): Формування вимог до програмного продукту з урахуванням привабливості для користувачів, прибутковості для розробника і наявних можливостей розробника. Побудова загального уявлення про функціональність, спрямованість і призначення програмного продукту;
• Структурний (архітектура): Створення переліку і взаємозв'язків потрібних модулів, графічних і звукових елементів, алгоритмів, баз даних, файлів, вибір мови програмування. Результатом цього кроку є повне, детальне й однозначне уявлення про функціонування майбутнього програмного продукту, включно з усіма графічними елементами, подіями і їх обробниками, станами й режимами роботи програми, сценаріями використання ("use cases") і протоколами обміну, а також послідовність дій програміста, яка призводить до реалізації задуманого продукту;
• Детальний/Фізичний (кодування): Реалізація окремих функцій з використанням конструкцій, операторів і бібліотек мови програмування, формування образів екранів в графічних дизайнерах, друкування тексту програми на клавіатурі.

Для кожного програмного проєкту наведену послідовність дій можна виконувати декілька разів, що призводить до «ітеративного покращення» програмного продукту.

Суперкомпіляція

Сюди перенаправляється запит «Суперкомпіляція». На цю тему потрібна окрема стаття.

Суперкомпіляція — метод аналізу й перетворення програм на основі наступних дій:

• Робиться спроба «виконати» програму не для конкретних вхідних даних, а «символічно» у «загальному» вигляді, тобто для довільних вхідних даних. Для цього будується «дерево процесів».
• Якщо початкова програма містить цикли та/або рекурсію, то дерево процесів є нескінченним. У цьому випадку робиться спроба згорнути нескінченне дерево у скінченний «граф конфігурацій». Для цього конфігурації порівнюються між собою.
• Побудований скінченний граф конфігурацій перетворюється в «залишкову» програму.

Спеціалізація програм. Нехай ${\displaystyle \Pi }$ — програма, ${\displaystyle C}$ — обмеження на умови експлуатації ${\displaystyle \Pi }$. Тоді на вхід спеціалізатора подається ${\displaystyle (\Pi ,C)}$, а задача спеціалізатора — породити залишкову програму ${\displaystyle \Pi ',}$ яка повинна задовільняти наступним умовам

• ${\displaystyle \Pi '\sim \Pi }$ за умов ${\displaystyle C}$;
• ${\displaystyle \Pi '}$ отримується з ${\displaystyle \Pi }$ шляхом вилучення непотрібних фрагментів в результаті накладання умов ${\displaystyle C}$.

Мова програмування

Див. також: Мови програмування

Це система позначень яку використовує програміст для опису програми.

Теорія програмування

Пов'язана з вивченням програмування в загальному контексті інформатики як наукової дисципліни.

Див. також

• Нейролінгвістичне програмування
• Мова програмування
• Логіка в інформатиці
• Композиційне програмування
• Мова моделювання
• Людино-машинна взаємодія
• Інтерфейс користувача

Спортивне (олімпіадне) програмування

• Google Code Jam
• TopCoder
• Facebook Hacker Cup
• Міжнародна олімпіада з інформатики

Примітки

1. Graham, Paul. Knuth: Computer Programming as an Art. Процитовано 11 травня 2017.
2. Анд. В. Климов, С.А.Романенко - Суперкомпиляция: основные принципы и базовые понятия.
3. И. Г. Ключников - Суперкомпиляция функций высших порядков.

Посилання

• Програмування українською
• Форум з програмування

Література

• Зубенко В. В. Програмування: навчальний посібник (гриф МОН України) / В. В. Зубенко, Л. Л. Омельчук. — К. : ВПЦ «Київський університет», 2011. — 623 c.
• Логічне і функціональне програмування: навч. посіб. / В. М. Заяць, М. М. Заяць ; Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Львів ; Кам'янець-Подільський: Гордукова І. Є., 2016. — 398 с. : рис.
• Нікітченко М. С. Теоретичні основи програмування: навчальний посібник / М.С Нікітченко — Ніжин: Видавництво НДУ імені Миколи Гоголя, 2010. — 121 с.
• Основи програмування: навч. посіб. / Л. І. Козак, І. В. Костюк, С. Л. Стасевич. — Львів: Новий Світ — 2000, 2019. — 326 с.
• Програмування веб-застосувань (фронт-енд та бек-енд): навч. посіб. / Р. А. Мельник ; Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Львів: Вид-во Львів. політехніки, 2018. — 247 с. : рис., табл.