№ 1. Языки программирования

1. Организационные и формальные вопросы.
2. Пользователь всегда прав!
3. Что такое язык программирования?
4. Краткая история развития языков программирования: машинные коды, ассемблер, языки высокого уровня.
5. Способы трансляции: компиляция и интерпретация.
6. Виртуальные машины.
7. Парадигмы программирования: императивная, функциональная, логическая.
8. Обзор языков программирования.
9. Язык Python, история.

Transcript

1. ОСНОВЫ ПРОГРАММНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ Лекция № 1 8 февраля 2021
2. НЕФОРМАЛЬНАЯ ЧАСТЬ • Я – Владимир Парфиненко . • Бакалавр физики (АФТИ ФФ), 
 магистр математики (кафедра программирования ММФ) . • Профессиональный системный программист (Huawei) . • Контакт: vladimir.par fi nenko@gmail.com
3. ФОРМАЛЬНАЯ ЧАСТЬ О формате и оценках
4. КОРОТКО О ГЛАВНОМ • Первый семестр: алгоритмы, структуры данных, практики программирования . • Базовый язык программирования — Python.
5. КОРОТКО О ГЛАВНОМ • Второй семестр: низкоуровневое программирование, язык C и снова алгоритмы, структуры данных … • Базовый язык программирования — C.
6. УСЛОВИЯ РАБОТЫ • Лекции: алгоритмы, структуры данных, практики программирования . • Семинары: применение теоретических знаний на практике . • Самостоятельная работа: неотъемлемая часть практики . • Материалы на сайте opk.afti.ru: база задач и слайды лекций.
7. СЕМИНАРЫ «Понедельники » 16:20 – 19:4 0 «Среды » 16:20 – 19:4 0 «Субботы » 14:30 – 17:5 0 Тут были списки групп, которые уже устарели.
8. ФОРМА ОЦЕНКИ • Работа в семестре: оценивается семинаристами, 
 как-то коррелирует с баллами на opk.afti.ru . • Проект: оценивается по множеству критериев на зачете . • Теория: два вопроса по теории на зачете . • Бонус теория: теоретические задачки на лекциях.
9. СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ Крайне быстрое установление контекста 
 для последующей работы
10. КРАТКО О ПРОГРАММИРОВАНИИ • Есть тупой кусок кремния (1), годный к повторяющимся, рутинным операциям . • Есть пользователь (2) . • Программист (3) отбирает у пользователя (2) рутину, объясняя куску кремния (1), как ее выполнять . • В основе труда программиста (3) лежит модель системы . • Хорошая программа = хорошая модель.
11. ЧТО ЕСЛИ... • Программист отобрал у пользователя не ту рутину.. . • Программист плохо объяснил задачу тупому куску кремния.. . • Программист понял пользователя неправильно.. . • Модель у программиста в голове не соответствует действительности … • Программист решил, что он умный и сам правильно знает, как пользователю жить … • Пользователю никто не объяснил, как пользоваться программой…
12. …ТО Пользователь всегда прав! P. S. Пользователь есть всегда и у любой программы!
13. ИСТОРИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ Первые компьютеры (ENIAC, ...)
14. МАШИННЫЕ КОДЫ 0 и 1 хороши для кремния, но не для программистов
15. ПЕРВЫЙ ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ Язык низкого уровня — язык Ассемблера .TITLE HELLO WORLD .MCALL .TTYOUT,.EXIT HELLO:: MOV #MSG,R1 ;STARTING ADDRESS OF STRING 1$: MOVB (R1)+,R0 ;FETCH NEXT CHARACTER BEQ DONE ;IF ZERO, EXIT LOOP .TTYOUT ;OTHERWISE PRINT IT BR 1$ ;REPEAT LOOP DONE: .EXIT MSG: .ASCIZ /Hello, world!/ .END HELLO
16. БАЗОВАЯ ИДЕЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ Компьютер 011001 
 110101 Машинные коды Компьютер Транслятор 011001 
 110101 Использование ЯП program coo l begi n ..... . end
17. СПОСОБЫ ИСПОЛНЕНИЯ Программа (исходный код) 
 Исполняемый код 
 Программа (исходный код) 
 Компиляция Интерпретатор Пользователь Интерпретация Компилятор
18. ВИРТУАЛЬНЫЕ МАШИНЫ Программа (исходный код) 
 Промежуточный (байт-) код 
 Компилятор Компиляция Пользователь Виртуальная 
 машина Интерпретация, 
 иногда компиляция
19. КОМПИЛИРУЕМЫЕ ИЛИ ИНТЕРПРЕТИРУЕМЫЕ
20. ПАРАДИГМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Императивная. Программа – это и есть алгоритм. В каждый момент есть глобальное состояние (содержимое памяти), явно доступное для изменения. Языки: Pascal, C, … • Функциональная. Программа – это функция. Нет явного состояния. Языки: LISP, Haskell, Microsoft Excel (!). • Логическая. Программа – это набор предикатов и правил вывода. Языки: Prolog, SQL.
21. ИМПЕРАТИВНЫЙ C int fact(int n) { int result = 1; for (int i = 2; i <= n; i++) { result *= i; } return result; }
22. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ EXCEL
23. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ HASKELL fact 1 = 1 fact n = n * fact (n - 1)
24. ЛОГИЧЕСКИЙ PROLOG fact(1, 1):-!. fact(N, A):- M = N - 1, fact(M, B), A = B * N.
25. ЯЗЫКИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ FORTRAN (1950-е гг. ) LISP (1950-е гг. ) Basic (1964 г. ) Pascal (1970 г. ) C (1972 г. ) C++ (1983 г. ) Delphi/Object Pascal (1986 г. ) Perl (1987 г. ) Python (1991 г. ) Java (1995 г. ) JavaScript (1995 г. ) PHP (1995 г. ) C# (2001 г. ) Visual Basic .NET (2001 г. ) Go (2009 г. ) Swift (2014 г. ) … #2 3 #35 #1 8 #21 9 # 1 # 4 #1 7 #1 9 # 3 # 2 # 7 # 8 # 5 # 6 #1 3 #1 5 …
26. ЯЗЫК PYTHON • 1991 г., Гвидо ван Россум . • Упор на читаемость и простоту кода.
27. ИСТОРИЯ PYTHON • Конец 1980-х — начало разработки расширяемого скриптового языка программирования . • 1991 — анонс в группе новостей . • 2000 — Python 2.0 (более менее современный вид) . • 2008 — Python 3.0 (текущая ветка развития) . • Апрель 2020 — окончание поддержки Python 2.0.
28. HELLO.C #include <stdio.h> int main(void) { printf("Hello world!\n"); return 0; }
29. HELLO.PY print("Hello world!")
30. ТЕНДЕНЦИИ • Языки программирования становятся все мощнее за счет усложнения абстракций (ср. кирпич vs. разборный дом) . • Тупые куски кремния не становятся умнее, но усложняются, поэтому «объяснять» им все сложнее . • Трансляторы становятся все сложнее . • Ожидания пользователей растут.
31. WTF?! • Программист просто обязан постоянно учиться — новые технологии появляются ежедневно . • Есть базовые вещи (алгоритмы, структуры данных, …) . • Ими-то мы и займемся!
32. КОНЕЦ ПЕРВОЙ ЛЕКЦИИ