Pojęcia programistyczne wyjaśnione
Krótkie i dokładne definicje słów, które spotykasz, kiedy zaczynasz programować. Każde pojęcie ma własną stronę z przykładem, który uruchomisz w przeglądarce, z typowymi błędami i z linkami do pojęć powiązanych.
Jak działa uruchamianie kodu
Co się dzieje między kodem, który piszesz, a działającym programem: kompilatory, interpretery, środowiska uruchomieniowe i system operacyjny.
Kod źródłowyKod źródłowy to czytelny dla człowieka tekst programu, napisany przez programistę w języku takim jak Python, Java czy C i zapisany w zwykłych plikach tekstowych, który kompilator lub interpreter zamienia na instrukcje, jakie komputer może wykonać.KompilatorKompilator to program, który tłumaczy kod źródłowy napisany w języku programowania na kod maszynowy albo na inną postać niższego poziomu, taką jak kod bajtowy, zanim program zostanie uruchomiony. Przetłumaczony program może potem działać bez oryginalnego kodu źródłowego.InterpreterInterpreter to program, który wykonuje kod źródłowy bezpośrednio, realizując jego instrukcje na bieżąco, zamiast najpierw tłumaczyć cały program na osobny plik z kodem maszynowym. Standardowe implementacje Pythona i Ruby to interpretery.Środowisko uruchomienioweŚrodowisko uruchomieniowe (runtime) to oprogramowanie, którego program potrzebuje wokół siebie w trakcie działania: silnik wykonujący jego kod, biblioteki standardowe, które wywołuje, i usługi zarządzające pamięcią, błędami i dostępem do systemu operacyjnego. Przykładami są JVM, Node.js i CPython.System operacyjnySystem operacyjny (OS) to oprogramowanie, które zarządza sprzętem komputera i uruchamia wszystkie inne programy, dzieląc między nie procesor, pamięć i miejsce na dysku oraz dając im pliki, sieć, wejście i wyjście. Windows, macOS, Linux, Android i iOS to systemy operacyjne.
Podstawowe elementy
Elementy, z których składa się każdy program: wartości, zmienne, tablice i pętle.
ZmiennaW programowaniu zmienna to nazwane miejsce w pamięci, które przechowuje wartość, jaką twój program może odczytywać i zmieniać w trakcie działania. Nazwa, taka jak score czy user_name, pozwala kodowi odwoływać się do wartości bez wiedzy, gdzie jest przechowywana.BooleanW programowaniu boolean to typ danych, który ma dokładnie dwie wartości: prawdę (true) i fałsz (false). Programy dostają wartości logiczne z porównań takich jak age >= 18 i używają ich do decydowania, który kod się wykona, w instrukcjach if i warunkach pętli.TablicaTablica to struktura danych, która przechowuje zbiór wartości tego samego typu w jednym ciągłym bloku pamięci. Do każdej wartości, czyli elementu, dostajesz się przez jej numer pozycji, czyli indeks, który w większości języków zaczyna się od 0.IteracjaW programowaniu iteracja to powtarzanie zestawu instrukcji, zwykle za pomocą pętli, aż zostanie spełniony warunek albo przetworzony każdy element kolekcji. Każde pojedyncze przejście przez powtarzane instrukcje też nazywa się iteracją.
Błędy i debugowanie
Trzy rodzaje błędów, sposoby ich obsługi w programach i awaria, którą programiści C poznają jako pierwszą.
Błąd składniowySyntax error, czyli błąd składniowy, to pomyłka w strukturze kodu, na przykład brakujący dwukropek, nawias lub cudzysłów, która łamie reguły gramatyczne języka programowania. Kompilator lub interpreter odrzuca program, zanim wykona się którakolwiek jego część.Runtime errorRuntime error (błąd wykonania) to błąd, który pojawia się w trakcie działania programu, gdy operacji nie da się wykonać na wartościach, które akurat ma, na przykład przy dzieleniu przez zero albo odczycie spoza końca listy. Program zatrzymuje się w tej linii, chyba że błąd zostanie obsłużony.Błąd logicznyBłąd logiczny to pomyłka w rozumowaniu programu, przez którą daje on zły wynik, choć się nie wysypuje i nie pokazuje żadnego komunikatu o błędzie. Kod jest poprawny i każda linia się wykonuje, ale program nie robi tego, co zamierzał programista.Obsługa wyjątkówObsługa wyjątków to sposób, w jaki program reaguje na błędy pojawiające się w trakcie działania. Kod, który może zawieść, trafia do chronionego bloku, takiego jak try, a gdy zostanie zgłoszony błąd, sterowanie przeskakuje do procedury obsługi, takiej jak except albo catch, zamiast przerwać program.Segmentation faultSegmentation fault (segfault, po polsku naruszenie ochrony pamięci) to awaria, która następuje, gdy program próbuje odczytać lub zapisać pamięć, do której nie ma dostępu, na przykład adres 0 przez wskaźnik null. System operacyjny zatrzymuje program sygnałem SIGSEGV.
Dane i ich przechowywanie
Jak komputery przechowują dane i sprawdzają, czy dotarły nienaruszone: bity, bajty, sumy kontrolne i bazy danych.
BitBit, skrót od binary digit (cyfra dwójkowa), to najmniejsza jednostka danych w informatyce i przyjmuje jedną z dwóch wartości: 0 albo 1. Komputery przechowują i przetwarzają wszystkie informacje, od liczb i tekstu po obrazy i programy, jako ciągi bitów.BajtBajt to jednostka danych cyfrowych złożona z 8 bitów, które razem mogą przedstawić 256 różnych wartości, od 0 do 255. W większości komputerów jest to najmniejsza jednostka pamięci z własnym adresem, a rozmiary plików liczy się w bajtach.Suma kontrolnaSuma kontrolna (checksum) to krótka wartość obliczana z bloku danych, na przykład pliku albo pakietu sieciowego, i zapisywana lub wysyłana razem z nim. Ponowne obliczenie jej później i porównanie obu wartości pokazuje, czy dane zmieniły się przez uszkodzenie albo błąd transmisji.Baza danychBaza danych to uporządkowany zbiór danych przechowywany w komputerze tak, żeby programy mogły szybko i bezpiecznie je wyszukiwać, dodawać, zmieniać i usuwać. Zarządza nią oprogramowanie nazywane systemem zarządzania bazą danych (DBMS), takie jak PostgreSQL, MySQL, SQLite albo MongoDB.
Programowanie obiektowe
Idee stojące za klasami i obiektami: ukrywanie danych, wspólny interfejs i ukrywanie szczegółów.
EnkapsulacjaW programowaniu obiektowym enkapsulacja (hermetyzacja) to trzymanie danych obiektu i metod, które na nich działają, razem w jednej jednostce, zwykle klasie, oraz ukrywanie szczegółów wewnętrznych, tak aby inny kod mógł korzystać z obiektu tylko przez jego publiczne metody.PolimorfizmW programowaniu polimorfizm to zdolność jednego fragmentu kodu, takiego jak wywołanie funkcji albo nazwa metody, do pracy z wartościami różnych typów, z których każdy dostarcza własne zachowanie. Wywołanie shape.area() wykonuje inne obliczenie dla koła, a inne dla kwadratu.AbstrakcjaW programowaniu abstrakcja polega na ukryciu szczegółów działania czegoś za prostszym interfejsem, dzięki czemu możesz z tego korzystać, wiedząc tylko, co to robi. Wywołanie sorted(names) sortuje listę bez pisania, a nawet oglądania, algorytmu sortowania.
Najczęściej zadawane pytania
Jakie pojęcia programistyczne warto poznać na początku?
Czy muszę znać te pojęcia, zanim zacznę programować?
Nie. Większość ludzi uczy się ich, pisząc małe programy i sprawdzając słowo, gdy się pojawi. Pojęcie zapada w pamięć szybciej, kiedy widzisz błąd albo wynik, który opisuje.
Czy pojęcia programistyczne są takie same w każdym języku?
Idee tak. Nazwy i szczegóły się zmieniają: Python nazywa swoją tablicę
list i pisze True, JavaScript pisze true, a Java wymaga zadeklarowania typu zmiennej. Każda strona tutaj opisuje, czym różnią się języki.Gdzie mogę przećwiczyć te pojęcia?
Każda strona pojęcia ma przykłady, które możesz edytować i uruchamiać w przeglądarce. Jeśli chcesz ćwiczyć w uporządkowany sposób, darmowy kurs Python w Coddy prowadzi przez zmienne, pętle, błędy i klasy, jedno małe ćwiczenie po drugim.