Історія мов програмування бере початок у XIX ст. і бурхливо розвивається з появою ЕОМ. Нині існує близько 8500 мов програмування.

Програма та мова програмування

Ви вже знайомі з поданням алгоритму розв’язування задачі у вигляді програмного коду. Пригадаємо деякі основні означення.

Програма — це алгоритм, записаний мовою програмування та призначений для розв’язування певного завдання на комп’ютері. Команди в програмі (програмному коді) подаються мовою програмування.

Мова програмування — це штучна мова, що являє собою систему позначень і правил для запису алгоритмів у формі, придатній для їх виконання комп’ютером.

Будь-яка мова програмування має такі основні складові:

Алфавіт мови	Синтаксис мови	Семантика мови
Набір символів, із яких утворюються команди та інші мовні конструкції	Правила побудови команд мови програмування	Правила виконання комп'ютером команд, записаних мовою програмування

Класифікація мов програмування

Всі мови можна класифікувати за різними критеріями (рис. 24.1).

Розглянемо зазначені критерії класифікування мов детальніше.

За рівнем абстракції

Мови програмування низького рівня (наприклад, мова асемблера) базуються на машинних командах процесора. їх використовують для розробки швидкодійних програм.

Мови програмування високого рівня оперують сутностями, зро-зумілішими людині, — об’єктами, функціями тощо (див. таблицю).

Програми, що розроблені мовами високого рівня, можна запускати на будь-яких комп’ютерах, для яких існують транслятори цих мов.

За галуззю застосування

Універсальні мови використовуються для розв’язування різних завдань, спеціалізовані мови — для розв’язування завдань певного виду.

До універсальних мов належать мови Python, C/C++, Java та ін. (рис. 24.2), до спеціалізованих — призначені для вебпрограмуван-ня мови Perl, VBScript, javascript та ін. (рис. 24.3).

Езотеричні мови, з одного боку, здебільшого не призначені для практичного застосування, з іншого — є непоганим тренуванням для досвідчених програмістів і створюються здебільшого для розваги.

За парадигмами програмування

Парадигма програмування — це система ідей і понять, які визначають стиль написання програм, а також як програміст уявляє роботу програми. Існує низка парадигм; більшість мов (зокрема й Python) підтримують декілька з них. Ви використовували елементи чотирьох: структурної, процедурної, об’єктно-орієнтованої, подійно-орієнтованої.

За структурної парадигми програма розглядається як послідовність дій. Базовими поняттями структурного програмування є: оператор (команда) та базові алгоритмічні структури.

За процедурної парадигми програма складається з окремих блоків команд — процедур або функцій. Це дозволяє використовувати певний фрагмент коду, записавши його один раз і надавши йому назву.

За об’єктно-орієнтованої парадигми програма розглядається як сукупність об’єктів, що взаємодіють між собою. Об’єкт має набір властивостей, здатний виконувати певний набір дій над даними. Якщо він може реагувати на події, які з ним відбуваються, і надсилати повідомлення іншим об’єктам, то це ознака подійно-орієнтованої парадигми.

Доктор фізико-математичних наук Катерина Ющенко (рис. 24.4) стояла біля витоків української школи програмування. Вона авторка однієї з перших у світі мов програмування високого рівня, в якій застосовуються операції над адресами об’єктів у пам’яті комп’ютера. Ця мова використовувалась на комп’ютерах «Київ», «Дніпро», М20, БЕСМ, «Урал».

Інтерпретація та компіляція програм

Для перекладання програм із мов програмування високого рівня на машинну мову застосовують спеціальні програми — транслятори. Вони поділяються на дві категорії: інтерпретатори і компілятори.

Інтерпретатор перетворює невеликий фрагмент програми на машинний код, який одразу виконується процесором. Далі інтерпретатор опрацьовує наступний фрагмент програмного коду. Машинний код для повторного виконання не зберігається (рис. 24.5).

Компілятор перетворює відразу всю програму на машинні коди і вміщує їх у пам’ять комп’ютера, не виконуючи (рис. 24.6). Скомпільовану програму вже можна зберегти для подальшого використання.

Збережений результат компіляції називається виконуваним файлом (наприклад, із розширенням *.ехе в ОС Windows).

Система програмування PyCharm

Система програмування PyCharm — це комплекс програмних засобів, до якого входять: текстовий редактор для введення й редагування програми, транслятор і налагоджувач та інші компоненти.

PyCharm надає користувачам інтегроване середовище розробки (ІСР; англ. ЮЕ — Integrated Development Environment) із такими функціями, як підсвічування синтаксису та помилок, навігація серед проектів і в коді програми, відображення файлової структури проекту, швидкий перехід між файлами, класами, методами тощо.

Програму PyCharm можна завантажити з офіційного сайту

https://www.jetbrains.com/

. Після інсталювання програми на комп’ютер у меню Програми з’являється рядок JetBrains PyCharm Community Edition 2019.1 x64, а на робочому столі — ярлик програми (рис. 24.7).

Створення проекту в PyCharm

Ознайомлення із середовищем програмування PyCharm розпочнемо зі створення проекту. Для цього запустимо PyCharm.

Якщо відкритих проектів немає, то з’явиться вікно привітання (рис. 24.8), в якому пропонуються варіанти входу до ІСР. Нас цікавлять два з них: Create New Project (Створити новий проект), Open (Відкрити проект).

Що таке проект? Програма, яка розробляється в PyCharm, складається з файлів, кожний із яких має певне призначення.

Отже, проект — це набір файлів, які створені користувачем або автоматично, необхідних для роботи розроблюваної в ІСР програми.

Виберемо варіант Create New Project і в діалоговому вікні, що відкрилося, введемо назву проекту (рис. 24.9). Буде створено папку проекту, а в ній — папки і файли, необхідні для подальшої його розробки. Після цього відкриється головне вікно середовища розробки.

Інтерфейс середовища розробки PyCharm

Розглянемо елементи головного вікна PyCharm (рис. 24.10).

1 — панель Project (Проект), яка відображає файли проекту;

2 — Left gutter (Ліва смужка) — вертикальна смуга зліва від редактора, що відображає номери рядків коду і точки зупинки;

3 — вікно текстового редактора, в якому пишеться код і яке містить вкладки для зручної навігації між відкритими файлами;

4 — панель Structure (Структура), яка містить список змінних і функцій, створених у програмному коді;

5 — вкладки панелей інструментів і кнопка для перемикання між панелями. Якщо навести вказівник на цю кнопку, з’явиться список доступних у цей момент панелей;

6 — Navigation Ваг (Панель навігації), яка містить кнопки для запуску на виконання і завершення програми;

7 — Right gutter (Права смужка) — вертикальна смуга праворуч від редактора, що показує результати перевірки програмного коду;

8 — панель виведення для перегляду та введення повідомлень під час виконання програми;

9 — Status Ваг (Рядок стану), він відображає деякі параметри ІСР.

Деякі панелі можна приховати, натиснувши кнопку

в їхніх

заголовках. А щоб показати приховану панель, слід вибрати її назву в меню

Створення програми

Коли проект створено, можна приступати до розробки програмного коду. Варто скористатися одним із таких способів:

• створити новий файл із розширенням .ру Для цього потрібно вибрати команду

і в переліку

об’єктів New — Python file.

Потім у вікні New Python file (Новий файл Python) увести назву файлу і натиснути кнопку ОК;

• додати раніше створений файл із кодом Для цього слід перетягнути потрібний файл до вікна текстового редактора, натиснути F5 і в діалоговому вікні вибрати папку проекту для копіювання файлу.

Отже, створимо новий файл і надамо йому ім’я sum.py. У вікні текстового редактора введемо код (рис. 24.11). Під час введення коду звернемо увагу на особливості середовища програмування та ознайомимося з ними.

Щоб запустити програму, в меню Run слід вибрати пункт Run сназва програми> або скористатися сполученням клавіш Shift+F10.

Результати роботи програми виводяться на панелі виведення.

Якщо потрібно зберегти всі зміни в проекті, необхідно вибрати команду File —¹► Save All, а якщо треба зберегти файл в іншій папці — вибрати команду File —¹► Save As.

Автозаповнення коду

Ви, мабуть, помітили, що під час введеня ключових слів розкривається список властивостей і методів, у назвах яких є набрані літери. ІСР пропонує вибрати зі списку назву властивості або методу.

Система «інтелектуального введення» аналізує, що саме ви зараз робите, і вже на основі цього пропонує певні конструкції (рис. 24.12).

PyCharm виявляє потенційні помилки й проблеми і пропонує швидкі виправлення (quick-fixes) для них. Коли ІСР знаходить невикористаний

код, нескінченний цикл тощо, з’являється «лампочка»

Потім треба

клацнути її або натиснути Alt + Enter, щоб застосувати виправлення.

Отже, навіть перше знайомство з PyCharm дозволяє дійти висновку, що ІСР робить розробку програмного коду більш продуктивною завдяки функціям автодоповнення й аналізу коду. Миттєве підсвічування помилок і швидкі виправлення допомагають ефективно редагувати код.

Питання для самоперевірки

1. Пригадайте й опишіть базові алгоритмічні структури, на яких ґрунтується парадигма структурного програмування.

2. Які парадигми програмування підтримує мова Python?

3. Знайдіть в інтернеті інформацію на тему: «Рейтинг мов програмування». Обговоріть у групах, які мови є най популярнішими в сучасному професійному програмуванні.

4. Назвіть основні складові головного вікна середовища програмування PyCharm.

5. Як створити та виконати проект у середовищі PyCharm?

6. Як переглянути список змінних, створених у програмному коді?

Вправа 24

Створити в середовищі програмування PyCharm програму для розв’язування задачі.

Задача. Пиріжок у їдальні коштує а грн і b коп. Визначте, скільки гривень і копійок потрібно заплатити за п пиріжків.

1) Завантажте середовище PyCharm. Створіть проект у папці Vprava.

2) Створіть у проекті Vprava файл типу Python file із назвою Вправа 24.

3) Програма отримує на вхід три цілі невід’ємні числа а, Ь, п. Потрібно вивести два числа (вартість у гривнях і копійках). У вікні текстового редактора введіть текст програми (рис. 24.13).

4) Запустіть програму на виконання. Для цього виберіть команду Run —¹• Run..., а потім — файл Вправа 24. На панелі виведення введіть дані для обчислень (рис. 24.14).

5) Відкрийте вкладку Structure (Структура) і перегляньте список змінних, що створені в програмі.

6) Вставте в операторах введення декілька зайвих пропусків між дужкою та ключовим словом. Дослідіть, як ІСР допомагає зробити код зрозумілішим. Зробіть висновки. Збережіть файл.

Комп’ютерне тестування

Виконайте тестове завдання 24 із автоматичною

перевіркою результату.

 

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Бондаренко (2021)