מונחי תכנות בהסבר פשוט
הגדרות קצרות ומדויקות למילים שפוגשים כשמתחילים לתכנת. לכל מונח יש עמוד משלו עם דוגמה שאפשר להריץ בדפדפן, הטעויות הנפוצות סביבו וקישורים למונחים הקשורים אליו.
איך קוד רץ
מה קורה בין הקוד שאתם מקלידים לבין התוכנית שרצה: קומפיילרים, interpreters, סביבות ריצה ומערכת ההפעלה.
קוד מקורקוד מקור (source code) הוא הטקסט הקריא של תוכנית, שמתכנת כותב בשפה כמו Python, Java או C ושומר בקבצי טקסט פשוטים, וקומפיילר או מפרש הופכים אותו להוראות שמחשב יכול להריץ.קומפיילרקומפיילר (compiler, מהדר) הוא תוכנית שמתרגמת קוד מקור שנכתב בשפת תכנות לקוד מכונה, או לצורה נמוכה אחרת כמו bytecode, לפני שהתוכנית רצה. התוכנית המתורגמת יכולה לרוץ אחר כך בלי קוד המקור המקורי.InterpreterInterpreter (מפרש) הוא תוכנית שמריצה קוד מקור ישירות ומבצעת את ההוראות שלו תוך כדי, במקום לתרגם קודם את כל התוכנית לקובץ נפרד של קוד מכונה. המימושים הסטנדרטיים של Python ו-Ruby הם interpreters.סביבת ריצהסביבת ריצה (runtime environment) היא התוכנה שתוכנית צריכה סביבה בזמן שהיא רצה: המנוע שמריץ את הקוד שלה, הספריות הסטנדרטיות שהיא קוראת להן, והשירותים שמנהלים זיכרון, שגיאות וגישה למערכת ההפעלה. ה-JVM, Node.js ו-CPython הן דוגמאות.מערכת הפעלהמערכת הפעלה (operating system, OS) היא התוכנה שמנהלת את החומרה של מחשב ומריצה את כל שאר התוכניות: היא מחלקת ביניהן את המעבד, הזיכרון והאחסון ונותנת להן קבצים, רשת, קלט ופלט. Windows, macOS, Linux, Android ו-iOS הן מערכות הפעלה.
אבני הבניין
החלקים שמהם בנויה כל תוכנית: ערכים, משתנים, מערכים ולולאות.
משתנהבתכנות, משתנה הוא מקום בזיכרון עם שם, ששומר ערך שהתוכנית יכולה לקרוא ולשנות בזמן שהיא רצה. השם, למשל score או user_name, מאפשר לקוד להתייחס לערך בלי לדעת איפה הוא שמור.בוליאניבתכנות, בוליאני (boolean) הוא טיפוס נתונים עם שני ערכים בדיוק, אמת ושקר (true ו-false). תוכניות מקבלות ערכים בוליאניים מהשוואות כמו age >= 18, ומשתמשות בהם כדי להחליט איזה קוד ירוץ, בפקודות if ובתנאים של לולאות.מערךמערך (array) הוא מבנה נתונים ששומר אוסף של ערכים מאותו טיפוס בבלוק רציף אחד של זיכרון. מגיעים לכל ערך, שנקרא איבר, לפי מספר המיקום שלו, שנקרא אינדקס, וברוב השפות הוא מתחיל ב-0.איטרציהבתכנות, איטרציה (iteration) היא חזרה על אוסף של הוראות, בדרך כלל בעזרת לולאה, עד שתנאי מתקיים או עד שכל הפריטים באוסף עובדו. כל מעבר בודד על ההוראות החוזרות נקרא גם הוא איטרציה.
שגיאות ודיבאגינג
שלושת סוגי השגיאות, איך תוכניות מטפלות בהן, והקריסה שמתכנתי C פוגשים ראשונה.
שגיאת תחבירשגיאת תחביר (syntax error) היא טעות במבנה של הקוד, למשל נקודתיים, סוגריים או מירכאות חסרים, שמפרה את כללי הדקדוק של שפת התכנות. הקומפיילר או המפרש דוחים את התוכנית לפני שחלק כלשהו ממנה רץ.שגיאת זמן ריצהשגיאת זמן ריצה (runtime error) היא שגיאה שקורית בזמן שהתוכנית רצה, כשאי אפשר לבצע פעולה עם הערכים שיש לה, למשל חלוקה באפס או קריאה מעבר לסוף של רשימה. התוכנית נעצרת בשורה הזו, אלא אם השגיאה מטופלת.שגיאה לוגיתשגיאה לוגית (logic error) היא טעות בהיגיון של תוכנית, שגורמת לה להפיק תוצאה שגויה בלי לקרוס ובלי להציג שום הודעת שגיאה. הקוד תקין וכל שורה רצה, אבל הוא לא עושה את מה שהמתכנת התכוון שיעשה.טיפול בחריגותטיפול בחריגות (exception handling) הוא דרך של תוכנית להגיב לשגיאות שקורות בזמן שהיא רצה. קוד שעלול להיכשל נכנס לבלוק מוגן, כמו try, וכשנזרקת שגיאה, השליטה קופצת למטפל, כמו except או catch, במקום שהתוכנית תקרוס.Segmentation FaultSegmentation fault, או בקיצור segfault, היא קריסה שקורית כשתוכנית מנסה לקרוא או לכתוב זיכרון שאסור לה לגשת אליו, למשל כתובת 0 דרך מצביע null. מערכת ההפעלה עוצרת את התוכנית עם האות SIGSEGV.
נתונים ואחסון
איך מחשבים שומרים נתונים ובודקים שהם הגיעו בשלמותם: ביטים, בייטים, checksums ומסדי נתונים.
ביטביט (bit, קיצור של binary digit, ספרה בינארית) הוא יחידת המידע הקטנה ביותר במחשוב, והוא מחזיק אחד משני ערכים, 0 או 1. מחשבים שומרים ומעבדים את כל המידע, ממספרים וטקסט ועד תמונות ותוכניות, כרצפים של ביטים.בייטבייט (byte) הוא יחידת מידע דיגיטלי שמורכבת מ-8 ביטים, שיחד יכולים לייצג 256 ערכים שונים, מ-0 עד 255. ברוב המחשבים זו יחידת הזיכרון הקטנה ביותר שיש לה כתובת משלה, וגודל קבצים נספר בבייטים.ChecksumChecksum (סכום ביקורת) הוא ערך קצר שמחושב מתוך בלוק של נתונים, כמו קובץ או מנת רשת, ונשמר או נשלח יחד איתו. חישוב מחדש שלו בהמשך והשוואה בין שני הערכים מראים אם הנתונים השתנו בגלל השחתה או שגיאה בהעברה.מסד נתוניםמסד נתונים (database) הוא אוסף מאורגן של נתונים שנשמר במחשב, כך שתוכניות יכולות למצוא, להוסיף, לשנות ולמחוק אותם במהירות ובבטחה. מנהלת אותו תוכנה שנקראת מערכת לניהול מסדי נתונים (DBMS), כמו PostgreSQL, MySQL, SQLite או MongoDB.
תכנות מונחה עצמים
הרעיונות שמאחורי מחלקות ואובייקטים: הסתרת נתונים, ממשק משותף והסתרת פרטים.
כימוסבתכנות מונחה עצמים, כימוס (encapsulation) הוא החזקת הנתונים של אובייקט והמתודות שעובדות עליהם יחד ביחידה אחת, בדרך כלל מחלקה, והסתרת הפרטים הפנימיים כך שקוד אחר יוכל להשתמש באובייקט רק דרך המתודות הציבוריות שלו.פולימורפיזםבתכנות, פולימורפיזם (polymorphism, רב צורתיות) הוא היכולת של קטע קוד אחד, כמו קריאה לפונקציה או שם של מתודה, לעבוד עם ערכים מטיפוסים שונים, כשכל טיפוס מספק את ההתנהגות שלו. קריאה ל-shape.area() מריצה חישוב שונה לעיגול ולריבוע.אבסטרקציהבתכנות, אבסטרקציה (abstraction, הפשטה) היא הסתרת הפרטים של האופן שבו משהו עובד מאחורי ממשק פשוט יותר, כך שאפשר להשתמש בו כשיודעים רק מה הוא עושה. קריאה ל-sorted(names) ממיינת רשימה בלי שתצטרכו לכתוב, או אפילו לראות, את אלגוריתם המיון.
שאלות נפוצות
אילו מונחי תכנות כדאי למתחילים ללמוד קודם?
התחילו מאבני הבניין שמשתמשים בהן בכל תוכנית: משתנה, בוליאני, מערך ואיטרציה. אחר כך למדו את שלושת סוגי השגיאות (שגיאת תחביר, שגיאת זמן ריצה ושגיאה לוגית), כי תפגשו את שלושתם כבר בשבוע הראשון.
צריך להכיר את המונחים האלה לפני שמתחילים לתכנת?
לא. רוב האנשים לומדים אותם תוך כדי כתיבת תוכניות קטנות, ומחפשים מילה כשהיא צצה. מונח נקלט מהר יותר אחרי שכבר ראיתם את השגיאה או הפלט שהוא מתאר.
האם מונחי התכנות זהים בכל השפות?
הרעיונות כן. השמות והפרטים משתנים: ב-Python המערך נקרא
list וכותבים True, ב-JavaScript כותבים true, וב-Java חייבים להצהיר על הטיפוס של משתנה. כל עמוד כאן מציין איפה השפות שונות זו מזו.איפה אפשר לתרגל את המושגים האלה?
בכל עמוד מונח יש דוגמאות שאפשר להריץ ולערוך בדפדפן. לתרגול מסודר, קורס Python החינמי של Coddy עובר על משתנים, לולאות, שגיאות ומחלקות, תרגיל קטן אחד בכל פעם.