Что такое программирование?

Что такое программирование?

Программирование – вполне естественное и интуитивное понятие. Программа представляет собой ряд предложений, написанных на особом языке. С программами мы встречаемся постоянно, и технофобы ежедневно имеют с ними дело. Кулинарные рецепты, схемы проездов, футбольные матчи и многое другое – все это программы. Типичная «программа» для водителя может выглядеть так:

Начать движение по Главной улице в восточном направлении. Двигаться по Главной улице до церкви на правой стороне. Если движение перекрыто из-за ремонта, повернуть направо на 15-ю улицу, затем повернуть налево на Сосновую улицу, затем повернуть направо на 16-ю улицу. В противном случае продолжить движение до 16-й улицы и повернуть направо. Продолжать движение по 16-й улице, затем повернуть налево на Дорогу к цели. Проехать по Дороге к цели 5 км, нужный дом будет по правой стороне. Адрес: Дорога к цели, дом 743.

Каждый, кто понимает человеческий язык, способен понять и выполнить эти указания. Правда, они лаконичны, но любая инструкция понятна, по крайней мере тем, кто умеет читать.

Но компьютер не понимает обычную речь, а только машинный язык. Чтобы заставить компьютер что-то сделать, надо написать ему инструкцию на его языке. Он состоит только из битов и байтов и специфичен для каждой машинной архитектуры. Чтобы написать программу на машинном языке, например, для процессора Intel, нежно знать числовое значение, соответствующее каждой его команде, особенности ее выполнения и немыслимое количество прочих деталей, относящихся к программированию низкого уровня. Такое программирование – долгий, трудоемкий и не интуитивный процесс.

Преодолеть сложности написания программ на машинном языке позволяет транслятор. Одним из видов трансляторов в машинном языке является ассемблер – программа, которая транслирует текст на языке ассемблера в код, понятный машине. Язык ассемблера не так загадочен, как машинный язык, поскольку различные команды и переменные в нем записываться при помощи имен, а не чисел. Однако и этот язык не очень понятен. Названия команд понятны только посвященным, а язык остаётся специфичен для данной архитектуры. Это означает, что также как и машинный язык для процессоров Intel отличается от машинного языка для процессора AMD, так и язык ассемблера для Intel отличается для AMD. Любая программа, написанная на ассемблере для одной архитектуры, не будет работать на процессорах другой архитектуры. Кроме того, чтобы писать эффективные программы на ассемблере нужно знать многие подробности архитектуры процессора.

Эта проблема становиться менее существенна, если применяется другой вид транслятора, называемый компилятором. Компилятор  преобразует язык высокого уровня в машинный язык. Язык высокого уровня гораздо проще ассемблера и могут преобразовываться в языки машинного уровня любой архитектуры. Это означает что программу можно написать всего один раз и компилятор преобразует ее в машинный код любой архитектуры. Примеры языков высокого уровня – С, С++, FORTRAN. Написанная на языке высокого уровня программа читается гораздо легче и более похожа на естественный язык, чем ассемблер или машинный код, но тем не менее должна придерживаться очень жёстких, правил написания команд, иначе компилятор не сможет их понять.