Первый язык программирования для изучения – Какой язык программирования должен быть первым при изучении в школе? / Habr

Содержание

Преимущества C++ как первого языка для обучения программированию / Habr

Всем доброго времени суток!

Это статья о том, почему же все-таки стоит выбрать C++ в качестве первого языка программирования для обучения студентов, и немного о проблемах преподавания в ВУЗах. Часть суждения, касающегося процесса обучения, основывается на личном опыте преподавания (три года, во время учёбы в аспирантуре), а также на общении с преподавателями и студентами.
Рассматриваются преимущества языка программирования C++ именно для обучения и с точки зрения лучшего понимания основных концепций. Остальные кандидаты на роль первого языка (Pascal/Python/C#/Java) не рассматриваются, дабы не разжигать холивар. Еще раз отмечу: не для промышленной разработки и не с точки зрения такого субъективного критерия, как удобство.
Написано под впечатлением откровенно рекламного поста «Delphi XE5 как основа для обучения программированию» (на момент написания, доступна только версия «от гугла»).

0 Введение

Для начала, хотелось бы отметить, что для студентов не профильных специальностей вопрос выбора первого языка программирования не рассматривается. Основы алгоритмизации (если они необходимы) можно осваивать хоть на Python, хоть на C++ (Java, C#, Pascal и т.д.). В данном случае, чем проще язык, тем он лучше: у людей необходимо сформировать хоть какую-то культуру алгоритмического мышления и понимания базовых конструкций. Студентам некоторых специальностей (юридические, экономические, гуманитарные), изучение ЯП совсем не требуется.
Несмотря на всю очевидность написанного выше, многим студентам-экономистам первого курса преподают программирование на Pascal на практических занятиях по информатике. Студентам, которые ещё толком не умеют работать с MS Word. Польза от таких занятий весьма и весьма сомнительна. Точно так же, студентов-математиков могут пару лет учить программировать на C++/C#/Java… но зачем? Гораздо полезнее для последующего применения своих знаний изучить программы вроде Mathcad, Simulink, Surfer и т.д.
Учитывая вышеизложенное, рассмотрим процесс выбора первого языка исключительно для студентов профильных специальностей (например, «Программная инженерия») и смешанных специальностей с уклоном в сторону IT (например, «Прикладная математика и информатика»). Во-первых, учебный план таких специальностей предполагает достаточное количество лекций и практик (т.к. рассматривается первый язык, учитывается только первый курс): для двух связанных дисциплин (информатика и программирование) около 230 часов, в зависимости от специальности. Во-вторых, наличие заинтересованности и определённого склада ума у студентов. Такие студенты чаще всего уже пробовали программировать, а возможно даже и написали сайт/игрушку. Две эти причины, в совокупности, дают неплохую базу для начала обучения и понижают порог вхождения для обучения языку. К тому же, выпускникам рассматриваемых специальностей предстоит в дальнейшем работать в индустрии разработки ПО. Следовательно, выбор первого языка для них особо важен.
1 Почему же C++?

На первом курсе закладывается базис для дальнейшего обучения и формируется подход студента к дальнейшему получению знаний. Язык программирования играет здесь не последнюю роль.
Для того чтобы выбрать C++ в качестве первого языка программирования существует четыре причины:
  1. Компилируемый язык со статической типизацией.
  2. Сочетание высокоуровневых и низкоуровневых средств.
  3. Реализация ООП.
  4. STL.

Рассмотрим данные причины более подробно.

Компилятор. Тут C++ предстаёт во всей красе. Множество компиляторов, консольные команды, этапы сборки программы… Да, первую программу нужно написать в простом текстовом редакторе без подсветки синтаксиса и автокомплита, найти чем и как её можно запустить. Такой подход формирует у человека некоторое понимание того, как всё устроено:

  • Код программы – это просто текст, который сам по себе не заработает.
  • Компилятор – это отдельная программа, которой надо указать, что и как сделать с исходным кодом, чтобы он превратился в исполняемый файл. Текстовый редактор – это тоже отдельная программа, предназначенная для написания исходного кода.
  • Существуют опции сборки, и существует не один компилятор.
  • Исходный код, написанный программистом, может быть предварительно обработан и изменён (например, препроцессором).

Будущий специалист осознает, что код сам по себе не запускается (в дальнейшем он быть может и заинтересуется, как работает, например, интерпретатор Python или JIT-компиляция). Человек будет задавать себе вопросы: «А почему?», «А в чём отличие?», «Как?». Не будет иллюзий по поводу того, что всё работает по нажатию двух волшебных кнопок или в интерактивной командной строке. Студент будет знать, что процесс сборки программы можно настроить и что исходный код может быть обработан сторонними программами. В будущем, при использовании IDE, человек будет понимать, что это всего лишь удобный комплекс программ, выполняющий большую часть рутинных операций и в случае недостаточной гибкости от неё можно отказаться или расширить.

Статическая типизация. На примере языка со статической типизацией проще понять, что такое тип данных, зачем он нужен и от чего зависит. Видно, что собой представляет объявление, определение и инициализация. Использование языка C++ даёт это явно увидеть, что способствует дальнейшему пониманию того, как работают эти механизмы в других языках. Помимо этого можно на реальных примерах понять, чем беззнаковые целые отличаются от целых со знаком, чем отличаются числа двойной и одинарной точности, чем отличается символ от строки и т.д.

Высокоуровневые и низкоуровневые средства.

Использование таких средств, как указатели и динамическое выделение памяти, позволяет понять (или в дальнейшем способствует пониманию), что такое стэк, куча, стэк вызовов, раскрутка стэка и т.д. Помимо этого, на практике закрепляется понимание концепции адресов и адресной арифметики. На примерах демонстрируется, что память надо выделять, освобождать, потому что она не бесконечная, что существуют утечки памяти. В будущем, при изучении языков с GC проще будет понять, что же это такое.
Отдельно стоит отметить простой механизм передачи значений по ссылке, значению, указателю и перенос объекта. Что такое изменяемые и не изменяемые параметры. В дальнейшем данные концепции могут быть использованы и при изучении других языков. Студент будет понимать, например, что объект в языке N передаётся по ссылке, и если его значение изменить в функции-члене, то оно изменится везде.

Реализация ООП.

Это относительно чистая реализация ООП без всякого синтаксического сахара (относительно некоторых других языков). Чётко разграниченные уровни доступа к членам класса, возможность множественного наследования и динамический полиморфизм дают возможность быстро усвоить основные концепции ООП (абстракция, наследование, инкапсуляция и полиморфизм). Указатели и динамическое выделение памяти позволяют наглядно понять такие важные механизмы, как upcasting и downcasting. В дальнейшем, основываясь на этих знаниях, легко можно понять весь синтаксический сахар в других языках. Необходимость контроля ресурсов (в том числе и «правило трёх» или уже «правило пяти», с учётом C++11), захват их в конструкторе и освобождение в деструкторе также способствуют более глубокому пониманию ООП.
Стоит отметить такой важный момент, как не принудительное ООП. То есть данный подход к программированию применяется тогда, когда это удобно, и его можно смешивать, например, с функциональным программированием. Это способствует формированию понимания того, что средства реализации выбираются исходя из задачи.

STL. Сама по себе концепция шаблонов C++, генерации кода и применения широкого спектра алгоритмов к различным контейнерам положительно влияет на процесс обучения. Здесь все на поверхности и понятно, почему можно создать вектор целых чисел и вектор пользовательских объектов на основе одного класса-контейнера. Почему можно применить некоторую операцию к последовательности объектов или как отсортировать объекты, для которых не предусмотрена встроенная операция сравнения. Можно понять, как осуществляется доступ к элементам, и узнать о категориях итераторов. Помимо этого закрепляется понимание обобщённого программирования.

2 Немного о проблемах обучения

Процесс обучения, пожалуй, одна из наиболее существенных преград, для того, чтобы реализовать все то, о чём написано в предыдущем пункте. Вероятно, этот вопрос не касается топовых IT-вузов, но если взять рядовые образовательные учреждения, то ощущается дефицит квалифицированных кадров и слабая мотивация студентов. Для большей части практических дисциплин редко привлекаются специалисты, занимающиеся непосредственно разработкой ПО. Например, человек, который не применял STL в реальных проектах, вряд ли сможет объяснить, как это делать, и главное зачем. Так же, как и преподаватель, искренне считающий, что программирование на Delphi с формочками уже есть самое настоящее ООП, учитывая, что весь код (без намёка на собственные классы, абстракцию и инкапсуляцию) пишется в обработчике нажатия на кнопку с очень понятным именем «Button1», не способствует процессу обучения. Проблемы есть и со стороны студентов, которые толком не поняли, куда и зачем они поступили. Многие студенты, не имеют мотивации к дальнейшему обучению и пониманию, а также и к самообразованию. Не смотря на то, что такие студенты и преподаватели прекрасно дополняют друг друга, в конце обучения не получится специалист, претендующий на junior-вакансию.
3 Заключение

В настоящий момент в мире разработки программного обеспечения сложилась ситуация, что в цене знание определённых технологий и опыт их применения, а не понимание. Современному обществу необходимо много программистов, которые могут выполнять строго определённые функции. Отчасти этому способствуют и развивающиеся технологии разработки. Возможно, что большая часть разработчиков, умеющих просто пользоваться определённым набором инструментов, никогда не столкнётся с «законом дырявых абстракций». Однако людям, претендующим на должности ведущих разработчиков, занимающихся оптимизацией и вопросами архитектуры, необходимо более глубокое понимание того, как всё устроено. Одним из факторов, приводящих к такому пониманию, может отказаться и верный выбор первого языка программирования. На основании этого, язык C++, являющийся статически типизированным, компилируемым, поддерживающий низкоуровневую работу с памятью и не перегруженную синтаксическим сахаром реализацию ООП, можно рекомендовать в качестве первого языка программирования.

Учебный язык программирования — Википедия

Уче́бный язы́к программи́рования — язык программирования, предназначенный для обучения. В качестве таковых разрабатывались такие языки как BASIC[1] и Паскаль[2]. Из разработанного для обучения языка ABC вырос Python[3]. Популярным языком, разработанным специально для образования является LOGO[4]. Специально для российских школ разработана языковая среда КуМир

[5]. Набирает популярность созданный в Массачусетском технологическом институте язык визуального программирования Scratch и тому подобные среды программирования[6].

Требования к учебному языку программирования[править | править код]

Учебный язык должен обеспечивать простоту, ясность и удобочитаемость конструкций. Излишняя гибкость, «вседозволенность» синтаксиса может затруднить понимание программ. Не слишком хорошо подходят для обучения языки, поощряющие к использованию различных «программистских трюков»[7]. С этим связаны преимущества использования в образовательном процессе языков семейства Pascal перед Си-подобными языками[8][9].

При выборе языка программирования не играют роль такие факторы, как его новизна, эффективность реализации (в виде компилятора или интерпретатора). Фактор распространённости имеет как психологическое значение (влияя на мотивацию учащихся), так и практическое (востребованность получаемых знаний без необходимости переучивания)

[10].

Учебный язык программирования должен обеспечивать плавный переход от псевдокода к собственно программированию. Полезным в обучении может быть возможность использования национальной лексики для ключевых слов и идентификаторов[8].

Альтернативой относительно трудоёмким для изучения комплексным языкам программирования общего назначения могут составить простые миниязыки, в которых, для наглядности, имеется графический исполнитель, вроде черепашки в Лого — первом и одном из самых известных таких языков[11].

BASIC, англ. Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code — стал в начале 60-х первым, получившем распространение языком программирования для обучения начинающих. Однако он получил резкую критику за несоответствие принципам структурного программирования и лёгкость создания спагетти-кода. Известно высказывание Эдсгера Дейкстры: «Студентов, ранее изучавших Бейсик, практически невозможно обучить хорошему программированию. Как потенциальные программисты они подверглись необратимой умственной деградации». Под влиянием этой критики создатели Бейсика Джон Кемени и Томас Курц в 1975 году расширили язык структурными средствами и отказались от практики использования GOTO. В 1980-х годах они создали обновлённый вариант языка, названный True BASIC[12]. Современные распространённые диалекты Бейсика (QBasic, Visual Basic) отличаются от этого варианта и имеют microsoftовское происхождение, однако и они имеют мало общего с прародителем, являясь вполне современными структурными языками программирования[13]. Специально для целей обучения созданы следующие диалекты Бейсика.

В школьное образование также внедряется «Visual Basic для Linux» Gambas[18]. Доступна бесплатная образовательная экспресс-версия Visual Basic .NET[19].

Языки декларативного программирования[править | править код]

Язык Logo, появившийся на свет между Бейсиком и Паскалем, стал первым языком программирования, изначально предназначенным для обучения детей. Этот язык можно рассматривать как диалект Лиспа — языка, с которого началось функциональное программирование[20]. Хотя этот язык более известен своей черепашьей графикой и рассматривается как первый из графических исполнителей, но такие черты Лиспа, как управление последовательностью действий через рекурсию и списки в качестве основной структуры данных, также остаются свойствами этого (мультипарадигмального по своей сути) языка.

Хотя Пролог — язык, с которого началось логическое программирование, — редко рассматривают как язык начального обучения, он легко осваивается теми, кто только начинает изучать программирование. Этому способствует его ориентированность на человеческое мышление, простой, единообразный синтаксис и отсутствие таких конструкций, как ветвления или циклы[21]. Простота изучения была одной из целей дизайна языка, хотя этот язык остаётся недопонятым. Одна из причин малой распространённости Пролога в начальном обучении — отсутствие в нём удобных средств работы с интерактивной графикой, которая не слишком гладко вписывается в чистое декларативное программирование[22].

Современный «академический» диалект Лиспа — язык Scheme — был изначально ориентирован на образование[23]. Он используется в таком знаменитом курсе компьютерного программирования, как «Структура и интерпретация компьютерных программ». Публикация этой книги не только сделала Scheme популярным языком в университетской среде, но и изменила сам подход к изучению программированию[24]. Этот язык используется также в целом ряде учебников, таких как «How to Design Programs (англ.)русск.»[25], «Programming Languages: Application and Interpretation (англ.)русск.»[26], «Essentials of Programming Languages (англ.)русск.»[27] и др. Обучению программированию с нуля, с использованием Scheme, посвящена и книга Даниэля Фридмана (англ.)русск. «The Little Schemer»[28], впервые изданная под названием «The Little Lisper» в 1974 году и ставшая началом своего рода трилогии. Первая книга, посвящённая языку Racket (прямому потомку Scheme), «Realm of Racket»[29], также представляет собой учебник для детей (впрочем, эта книга одновременно является переработанным вариантом учебника «Land of Lisp»[30], основанного на Common Lisp).

Серьёзным конкурентом различным вариантам Лиспа в университетских курсах функционального программирования стал язык Haskell. Авторы этого языка предназначили его в равной мере для обучения, научных исследоваий и практических приложений[31]. Его отличает то, что он представляет собой чисто функциональный язык программирования, реализующий типизированное лямбда-исчисление, его синтаксис приближён к традиционной математической нотации[32][33].

В 1991 году профессор Лувенского католического университета в Бельгии Герт Смолка начал разработку мультипарадигмального языка Oz. Язык позволяет писать программы в стиле любой из основных распространённых парадигм программирования: как декларативных, таких как логическое и функциональное программирование, так и императивных. Этот язык используется как основа для обучающего курса «Concepts, Techniques, and Models of Computer Programming (англ.)русск.»[34].

Разработанный в качестве развития линии Algol-60 Никлаусом Виртом язык программирования Паскаль автор с самого начала использовал для вводного курса программирования для студентов[2]. Этот язык быстро начал набирать популярность в таком качестве.

Turbo Pascal, Delphi и Free Pascal широко использовались и продолжают использоваться для обучения студентов и школьников. Зародившийся в 2002 году на физфаке МГУ международный научно-образовательный проект «Информатика-21»[35] поставил своей целью внедрение в российское образование системы программирования BlackBox Component Builder[36], реализации Компонентного Паскаля, диалекта Oberon-2 — объектно-ориентированного языка паскаль-семейства, разработанного Виртом. Как и другие языки Никлауса Вирта, он отличается (в том числе от Объектного Паскаля в стиле Borland) минимализмом.

Языки, разработанные для российской школы[править | править код]

Для преподавания элементов программирования в рамках курсов информатики было разработан ряд учебных языков программирования с русскими ключевыми словами[37]. В группе академика А. П. Ершова был выработан подход с изучением двух языков программирования — более простого, предназначенного в основном для управления графическим исполнителем, и более продвинутого универсального. В качестве такой пары были разработаны языки Робик и РАПИРА[13]. Основными российскими образовательными языками являются:

Для начального обучения программированию могут также использоваться простые языки управления графическими исполнителями, такими как Кукарача в системе Роботландия или Кенгурёнок Ру[13].

  1. Андрей Колесов. Basic — этапы большого пути Архивная копия от 5 марта 2010 на Wayback Machine (авторский вариант статьи). Опубликована с незначительной литературной правкой в журнале «Наука и жизнь», 2000, № 10. С. 18—20.
  2. 1 2 Wirth N. Recollections about the development of Pascal (HOPL II), 3.3
  3. Bill Venners. The Making of Python. A Conversation with Guido van Rossum. Part I. 2003, January 13.
  4. ↑ Язык Лого на сайте «История компьютера»
  5. ↑ Система программирования КуМир → Учебники
  6. Александр Казанцев.  Школа. Исполнители и алгоритмы // Linux Format. — январь 2010 г.. — № 126-127 (1).
  7. ↑ Psychology, 1990, 1. Introduction, p. 176.
  8. 1 2 Кобилов С. С.  Образовательная информатика: подход к обучению, выбор учебных языков и создание программных систем. — Самаркандский государственный университет. Архивировано 26 марта 2014 года.
  9. Столяров А. В.  Эссе «Язык Си и начальное обучение программированию»
  10. Лобачёв А. А., Куликова О. В. Выбор языка для обучения программированию, ИТО-2008.
  11. ↑ Mini-languages: a way to learn programming principles (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 16 апреля 2012. Архивировано 26 марта 2014 года.
  12. ↑ Дейкстра Эдсгер на сайте «История компьютера»
  13. 1 2 3 Леонов А. Г., Первин Ю. А.  Роль и место темы «Элементы программирования» в общем школьном информатическом образовании // Компьютерные инструменты в образовании. Информатизация образования. — СПб.: ЦПО, 1999. — № 5. — С. 14-23. Архивировано 9 февраля 2019 года.
  14. Джеймс М. Рено.  Хотите научиться программировать? = So You Want To Learn to Programm? / Пер. с англ. С. Ирюпина, В. Чёрного. — М.: Альт Линукс, 2011. — 320 с. — ISBN 978-5-905167-06-5.
  15. ↑ В нём, к примеру, отсутствуют процедуры и функции. Другой, подобный современный диалект — Basic4GL (англ.)русск.
  16. David Brin.  Why Johnny can’t code // Salon Magazine. — 2006. — № от 14 сентября.
  17. ↑ Small Basic для начинающих
  18. Самарина А. Е. Использование свободного программного обеспечения в образовании Архивная копия от 26 марта 2014 на Wayback Machine (Смоленский государственный университет)
  19. ↑ Visual Basic Express Edition
  20. ↑ Сеймур Пейперт (неопр.). История компьютера. Дата обращения 25 марта 2014.
  21. Шрайнер П. А.  Лекция 1: Введение в язык логического программирования Пролог // Основы программирования на языке Пролог. — ИНТУИТ. — ISBN 978-5-9556-0034-5.
  22. ↑ Psychology, 1990, 3. The Misconception Problem: Prolog, pp. 186-190.
  23. Gerald Jay Sussman and Guy Lewis Steele, Jr. Scheme: An Interpreter for Extended Lambda Calculus. — MIT AI Lab. AI Lab Memo AIM-349. December 1975. [1] from Lambda Papers (англ.)русск.
  24. Matthias Felleisen, Robert Bruce Findler, Matthew Flatt, Shriram Krishnamurthi.  The Structure and Interpretation of the Computer Science Curriculum // Journal of Functional Programming. — 2004. — Vol. 14. — P. 365. — DOI:10.1017/S0956796804005076.
  25. Matthias Felleisen, Robert Bruce Findler, Matthew Flatt, Shriram Krishnamurthi.  How to Design Programs. — MIT Press, 2001. — 723 p. — ISBN 9780262062183.
  26. Shriram Krishnamurthi.  Programming Languages: Application and Interpretation.
  27. Daniel P. Friedman, Mitchell Wand.  Essentials of Programming Languages. 3rd edition. — MIT Press, 2008. — 432 p. — ISBN 9780262062794.
  28. Daniel P. Friedman, Matthias Felleisen.  The Little Schemer. — MIT Press, 1996. — ISBN 978-0-262-56099-3.
  29. Matthias Felleisen, David Van Horn, Conrad Barski et al.  Realm of Racket: Learn to Program, One Game at a Time!. — No Starch Press, 2013. — ISBN 978-1-59327-491-7. Архивная копия от 7 октября 2018 на Wayback Machine
  30. Conrad Barski.  Land of Lisp: Learn to Program in Lisp, One Game at a Time!. — No Starch Press, October 2010. — 504 p. — ISBN 978-1-59327-281-4.
  31. Jones, Simon Peyton.  Preface (неопр.). The Haskell 98 report. Haskell 98 working group (2002). Дата обращения 4 апреля 2009.
  32. Philip Wadler.  Why calculating is better than scheming // ACM SIGPLAN Notices. — 1987. — P. 83—94.
  33. Richard Bird.  Introduction to Functional Programming using Haskell. 2nd edition. — Prentice Hall, 1998. — P. 66.
  34. Peter Van Roy, Seif Haridi.  Concepts, Techniques, and Models of Computer Programming. — MIT Press, March 2004. — ISBN 0-262-22069-5.
  35. ↑ Международный научно-образовательный проект Информатика-21
  36. Ткачёв Ф. В.  Обучение программированию: российская перспектива // Modular Programming Languages. Lecture Notes in Computer Science 2789. — Springer-Verlag, 2003. — С. 69-77.
  37. Городняя Л. В.  Школьная информатика // Марчук А. Г.  Андрей Петрович Ершов — учёный и человек. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. — 503 с. — (Наука Сибири в лицах). — ISBN 978-5-7692-0819-5.
  38. Варсанофьев Д. В., Кушниренко А. Г., Лебедев Г. В.  E-практикум — программное обеспечение школьного курса информатики и вычислительной техники // Микропроцессорные средства и системы. — 1985. — № 3. — С. 27—32.

Какой язык программирования учить первым

b_5cc2f564ccb80.jpg

Новички часто задают вопрос “Какой язык программирования учить первым”. Но на него нет прямого ответа. В статье я расскажу, как ответить себе на этот вопрос и почему нужно быть осторожным при выборе языка программирования.

Заблуждения

Вы можете получить один из двух распространенных ответов. Кто-то скажет: «Учи язык “X”! Он лучший и за ним будущее». Что скорее всего будет неправдой. Или же вам скажут: «Не важно, что учить. Выбирай любой и учи его». Оба варианта вводят в заблуждение.

Вот представьте, вы покупаете машину. Пришли в автосалон и спрашиваете менеджера: «Какую машину мне взять?», а в ответ он говорит: «Разве это имеет значение? Просто выберите любую!». Допустим, вы прислушались к этому совету. А что дальше? Вы разочарованы, это совсем не то, что хотелось бы.

То же самое может произойти и с языком программирования. Вы потратите время, энергию, деньги на изучение то, что в конечном счете будет не интересно. Поэтому только вы сами можете ответить на вопрос, какой язык учить.

Какие области программирования вас интересуют?

Начните с этого вопроса. Узнайте, какие вообще есть. Я вам помогу.

Вот список популярных в 2019 году:

  1. Frontend Web Development
  2. Backend Web Development
  3. Mobile Development
  4. Game Development
  5. Data Science
  6. Cyber Security

Вы выбрали одну или две области, что с этим делать? Определите, достаточно ли у вас знаний, возможностей и энтузиазма, чтобы в этом развиваться. Ведь одного интереса будет недостаточно.

Куда двигаться дальше?

Вы поняли, что вам интересно больше всего, трезво оценили свои возможности, теперь переходим к следующему шагу. В каждой области разработки есть наиболее популярные языки и инструменты.

Составьте список и выбирайте из него. Логично, что начинать нужно с простого. Не забывайте, у каждого языка программирования есть свои плюсы и минусы и вы обязательно с ними столкнетесь.

Дальше будет немного сложнее.Для начала спросите себя, вы собираетесь использовать этот язык для работы или это хобби? Проанализируйте вакансии, что сейчас пользуется наибольшей популярностью? Мониторьте профессиональные сообщества, «LinkedIn», общайтесь с опытными программистами.

Потом ищите как можно больше доступных ресурсов для самостоятельного обучения. У языка “А” плохая документация и мало учебников, а вот у языка “B” не только хорошая документация, но и бесплатные онлайн-курсы. Означает ли это, что язык “B” лучше, чем язык “A”? Нет! Но для новичка язык “B” более предпочтителен. Это научит думать, как программист.

Кажется сложным? Процесс выбора первого языка программирования может занять от одного дня до месяца. Но это сэкономит гораздо больше времени и окупится в будущем.

Перевод How to Answer — “What Programming Language Should I Learn First?”

Первый язык программирования высокого уровня — Планкалкюль / Habr

Планкалкюль (Plankalkül) — первый в мире язык программирования высокого уровня, разработанный немецким инженером Конрадом Цузе между
1942 и 1946 годами для его компьютера «Z4» (компьютер на снимке ниже, фото взято из «Википедии»).
Шла Вторая Мировая Война, Цузе работал в отрыве от учёных других стран, совершенно самостоятельно. За это время он создал не только язык программирования,
но и написал на нём 49 страниц программ для оценки шахматных позиций. Полностью его работа была опубликована много позже, в 1972.

Рискну рассказать об этом языке программирования, в качестве археологического изыскания. Тем более, что на русском языке об этом языке сказано очень мало.

Только в 1957 году (работы были начаты в 1954) появился Фортран — язык, который большинство считает первым языком высокого уровня.

«Z4» был электро-механическим, поэтому компилятора или интерпретатора Планкалкюля не существовало, но в 2000 году в Свободном
универсистете Берлина (Freie Universität Berlin) был создан интерпретатор его
диалекта (запускается в виде Ява-аплета в браузере).

Диалект, который реализуется, назван Plankalkül-2000 и отличается от оригинала различными упрощениями.
Например, упрощена форма записи, Цузе использовал двухмерную запись —
первой строкой записывалось само выражение, а ниже некоторые его аргументы (тип переменной, индексы и так далее). Кроме того, были упрощены и значки самих операций,
приведены к более привычному нам с вами виду.

Язык довольно богатый, на мой взгляд, для сороковых годов-то: есть условные конструкции, два вида циклов (аналог while и for), есть массивы и кортежи,
можно описывать и вызывать подпрограммы (но рекурсии нет).

Все переменные делятся на четыре вида.

  • «Variablen» (Входные переменные) — это входные переменные подпрограмм, доступны только для чтения начинаются с буквы «V» и номера.
  • «Zwischenwert» (Значения промежуточные), доступны для чтения и записи, предназначены для хранения промежуточных вычисляемых значения, начинаются с «Z» и номера.
  • «Resultatwerte» (Результат) — в этих переменных возвращается результат вычисления, начинаются с «R» и номера.
  • «Indizes» (Индексы) — переменные цикла (аналога for), начинаются с «i», дальше может быть номер, номер необходим для организации вложенных циклов.

Доступны три типа переменных. Несмотря на то, что «Z4» умел оперировать числами с плавающей точкой, интерпретатор этого не умеет.
  • Для целого неотрицательного указывается размерность в битах. Есть две формы записи «0» — один бит, «n.0» — «n» бит, например, 8.0 — один байт (8 бит).
  • Кортеж указывается в скобках, например (3.0, 4.0) — это две переменные в три и четыре бита, кортеж должен иметь более одного элемента.
  • Массив записывается через точку, к примеру: 4.5.0 — массив из четырёх элементов по пять бит в каждом, 32.(0, 8.0, 16.0) — 32 кортежа, в каждом из которых три переменных: один бит, восемь и
    шестнадцать.

Планкалкюль явно можно сильно упростить по синтаксису, но современный диалект почти в точности копирует ту запись, которую использовал Цузе, я полагаю, что такой синтаксис родился из-за
необходимости «отлаживать» программу на бумаге. Впрочем, язык настролько прост, что я его выучил целиком минут за 15 и даже написал на нём парочку программ в нескольких вариантах.

Одна из них вычисляет указанное (по порядку) число Фибоначчи:

P0 FactEvgenyStepanischev (V0[:4.0]) => (R0[:10.0])
(0, 1) => (Z0[:10.0], Z1[:10.0])

W1 (V0[:4.0]) [
    i > 0 -> (Z0[:10.0] + Z1[:10.0], Z1[:10.0] - Z0[:10.0]) => (Z1[:10.0], Z0[:10.0])
]

Z1[:10.0] => R0[:10.0]

END

Запускать следует так: открываете страницу с интерпретатором, копируете в окно мою программу, нажимаете «Compile», открывается отдельное
окно с Ява-аплетом (требует, чтобы на компьютере была установлена Ява), в открывшемся окне мышкой побитно набираете начальное значение V0 (нажимать надо на зелёные кружки́),
потом в окне браузера нажимаете «Run», в красной строчке (R0) увидите получившееся значение.Запущенная программа на Планкалкюле
Подпрограммы в языке начинаются с символа «P» и уникального номера, дальше идёт имя, по которому её можно будет вызвать, у меня подпрограмма называется «FactEvgenyStepanischev», заканчивается
подпрограмма ключевым словом «END» (в оригинальном Планкалкюле его не было).

У подпрограммы описываются принимаемые и возвращаемые значения, у меня используется одна переменная на вход, размерностью 4 бита и одна на выход, размерность в 10. Первой строкой
присваиваются значения «ноль» и «один» промежуточным переменным Z0 и Z1. Тип переменных приходится указывать при каждом их использовании, преобразовать переменную в другой
тип нельзя.

Ниже идёт цикл «for» (W1), поскольку номер переменной цикла я не указал (указывается в первых квадратных скобках, которые тут опущены), используется переменная цикла «i», без номера.
В круглых скобках указывается количество повторений, а в последующих квадратных — тело цикла. Подробности можно
найти в описании.

Операция «стрелка» („->“) — условная конструкция, часть справа будет выполнена, если выражение слева истинно. В диалекте работают только самые простые выражения, например
цикл туда подставить можно, но кнопка «Run» в аплете у меня не появилась, поэтому я ограничился присваиванием внутри цикла.

Я тут использовал комплексное присваивание, которое хорошо знакомо тем, кто использует Перл, Пайтон или ПХП, но работает оно иначе — присваивания выполняются
последовательно, слева направо, поэтому я не могу ограничиться «(Z0[:10.0] + Z1[:10.0], Z1[:10.0]) => (Z1[:10.0], Z0[:10.0])», результат будет не тот, который ожидается.

В конце я присваиваю промежуточное значение результирующему значению подпрограммы.

Кроме этого в языке почти ничего и нет. Обращение к элементам массива, вызов функции и цикл «while» описывать отдельно смысла не имеет, они выглядят достаточно естественно в рамках этого синтаксиса.
Все операции, поддерживаемые языком (их немного — логические операции, битовые операции и четыре арифметические действия) выглядят привычно.

Go как первый язык программирования для школьников / Habr

Перевод рассказа об опыте обучения программированию группы школьников, с использованием языка Go. Оригинальный текст в почтовой рассылке тут

(ориг. фото)

Привет Гоферы,

я хотел бы описать мой опыт применения Go в качестве первого языка программирования для группы юных программистов. Я знаю, что на эту тему уже были посты (тут и тут), но они в основном касались обучения студентов, или, как минимум, взрослых. Также есть презентация на GopherCon от Одри Лим про её первый опыт программирования и Go.

Также недавно Мартин Купманс спрашивал советы на данную тему для своего сына.
И это первый подобный пост, который я нашел, связанный напрямую с обучением детей.

Моя ситуация была похожа на ситуацию Мартина. У меня была группа из двенадцати 11-летних школьников. В течении всего 7-недельного курса, примерно 12-13 часов, я смог их обучить Go в достаточной мере, чтобы они могли написать генератор фракталов Мандельброта. Но, что гораздо более важно, они понимали и разбирались в коде.

Что я понял из этого опыта, так это то, что Go не только хороший язык для обучения, но и что он великолепен для полных новичков в программировании, в том числе детей. Я попытаюсь обрисовать те аспекты Go, которые действительно важны, когда вы имеете дело с юными программистами, и как я пришёл к этим выводам.

Первый аспект, который помогал это синтаксис, читающийся слева направо. Если вам одиннадцать, то это схватывается интуитивно, потому что Go-код читается естественно, как текст. Это становится очень явным, когда вы спрашиваете детей, что они думают про ту или иную строку кода.

Второе, в Go мало ключевых слов. Если вы ребенок, то это становится важным, потому что создает ощущение, что учить не так уж и много. Изначально это позволяет детям трансформировать проблему обучения программированию в «Что эти слова означают и как их использовать?». После этого, проблема выглядит решаемой.

Третье, go fmt оказался незаменимым помощником сразу по многим пунктам. Это сильный прирост уверенности для детей, когда они знают, что они могут просто писать код и не волноваться про правильное форматирование, зная, что редактор, с помощью go fmt, подравняет код за них. Через некоторое время они привыкают к Go стилю и просто начинают сами писать также естественным образом.

Go fmt, по своей природе, приводит любой код к одинаковому стилю, и это имело интересный побочный эффект. Когда (но не если) дети спонтанно начинали помогать друг другу, и сравнивали программу, которая работает, с программой, которая не работает, они не смотрели на форматирование, а фокусировались на логике. Они фактически сравнивали последовательности шагов в каждой программе, чтобы найти отличия и исправить проблему. Go fmt уменьшает умственные усилия, необходимые для этого — без него, этот процесс занимал бы больше времени, так как отнимал бы больше умственных усилий, потраченных на продирание сквозь различия в форматировании. Так что go fmt оказался фактическим помощником в обучении и понимании. Он уменьшал для детей барьеры для понимания кода. Мой вывод из всего этого в том, что 11-летние нуждаются в go fmt по тем же причинам, по которым в нём нуждаемся и мы.

Четвертое, это go tool и рабочее пространство. Go tool сильно упрощает процесс для юных программистов. Как только они узнают, что всё, что им необходимо, это запустить «go run», они больше никогда не спрашивают, как запустить другую программу. Я им показал это буквально 2 или 3 раза. Я просто не могу представить подобное с помощью Makefile-ов или параметров командной строки. Это так просто, что дети просто это схватили моментально.

Рабочее пространство также помогало. Просто узнав, что им достаточно положить код в $GOPATH/src, чтобы всё работало, очень помогало, так как принуждало всех это делать. Детям не пришлось сталкиваться с ситуацией, что их программа не запускается, потому что она (или зависимости) находится в неправильном месте.

Когда я начал этот проект, я считал, что у детей будут хорошие шансы быстро освоить Go. Но всё же было несколько тем, которые по моему мнению могли бы быть проблематичными для объяснения.

Интересный случай тут представляют собой типы данных. Я думал, что для детей это будет по-настоящему сложный концепт для понимания, потому что он достаточно сильно абстрагирован. Именно по этой причине наиболее часто для обучения программированию используются «безтиповые» языки программирования. Но всё было с точностью до наоборот. Дети просто ухватили это на раз. Им достаточно было раз или два совершить ошибку с присвоением строки числовой переменной, чтобы понять, что компилятор им этого не даст сделать. Статическая проверка типов компилятора тут реально помогала, потому что она останавливала детей и говорила — тут есть проблема.

Но, конечно, типы ещё и действительно помогали. Дети должны были обосновывать, какой тип они выбирают, когда они объявляли переменную первый раз. Они разговаривали о том, для чего они хотят ту или иную переменную и затем выбирали нужный тип. Почти незаметно для них, это расширило их логические мыслительные способности.

Вместо IDE, я использовал редактор Atom и командную строку, чтобы учить детей. Я опасался, что отсутствие UI и кнопки «Старт» может быть проблемой для детей. Но они доказали мне обратное. Имея редактор с подсветкой синтаксиса, с интеграцией с go fmt, и зная, как собирать/запускать их программы, это не было проблемой вообще. Использование командной строки также не стало проблемой. Также, им не нужен был дебаггер. Когда их программы делали что-то неправильно, они просто возвращались в редактор, меняли код, пересобирали и пробовали ещё раз. Цикл исправить/собрать/запустить в Go настолько быстр, что им просто не нужен был дебаггер. Использование дебаггера каждый раз сильно бы их тормозило. Хотя, это может быть, отчасти, связано с маленьким размером проектов, которые они писали.

Фигурные скобочки для маркировки блоков тоже не были для детей проблемой. Дети банально про это никогда и не спрашивали. Возможно, это отчасти потому что go fmt всегда поправлял выравнивание скобочек. А возможно, потому что они никогда не программировали раньше, поэтому и не имели предвзятых убеждений по поводу наличия или отсутствия фигурных скобок. На данный момент я сам не до конца понял, что здесь первопричина для детей. Когда они забывали поставить скобочку, очень быстро они запоминали ошибку компилятора, которая об этом сообщала, и искали, где они пропустили скобку.

Какие выводы я могу из этого сделать? Не думаю, что команда авторов Go когда либо позиционировала язык, как хороший язык для обучения с нуля, но, по счастливой случайности, мы, похоже, имеем и хороший системный язык, и хороший язык для обучения программированию. Редкий подвиг, безусловно. Единственное, чем я могу это объяснить, это сам процесс дизайна языка. Выбрасывая больше, чем оставляя, и держа в главном приоритете простоту и ортогональность — как языка, так и тулинга — это оплатилось сполна, причем такой стороной, которую изначально мы даже не представляли.

Как говорили Расс Кокс и Эндрю Герранд на конференции GopherCon в этом году, мы, как сообщество, не должны терять из виду эти изначальные принципы Go, по мере развития языка. Если мы будем забывать о них, мы рискуем испортить жизнь как будущим программистам, так и себе.

И напоследок, если кто-то ещё пробовал Go, как первый язык программирования, особенно для детей, я буду очень рад услышать ваш опыт.

У меня также есть планы обучать большую группу и в течении большего периода, начиная с этого сентября.

С уважением,
Оуен.

как стартовать и куда двигаться? / Habr

Бывает, что человек, совсем не связанный с IT, проникается интригующей красотой этой сферы и ставит себе задачу постепенно освоить программирование с нуля. И тут он зачастую просто теряется, не понимая, с чего начать, и нуждаясь в хорошем фундаменте и системном подходе.

Я, будучи недавно в такой же ситуации, гуглила, искала мануалов на Хабре (кое-что нашла: Десять советов начинающим программистам, Начинающему программисту про стартапы и не только…), но в итоге всё же была вынуждена обратиться за советом к одному хорошему человеку, который составил для меня вот такой план. С разрешения этого человека размещаю данный план на Хабре – вдруг он пригодится и кому-то ещё. (Тем более, что перечисленные книги относятся к «золотому фонду» литературы в данной сфере и проверены временем.)

UPD: Новичкам советую обратить внимание на комментарии — там активно и аргументированно корректируется этот план.

Этап I. Основы

Нортон «Программно-аппаратная организация IBM PC»
Эта книга, несмотря на свою давность, относятся к тем, что пока отнюдь не устарели. Как новичок подтверждаю – повествование вполне понятно и для почти полного чайника в IT.

Гук «Аппаратные средства IBM PC»
А эту книгу стоит прочитать «поверх» – она расскажет о том, как дела в данной сфере обстоят сейчас.

Этап II. Hardware

Шаг 1

Морс, Алберт «Архитектура микропроцессора 80286»
Почему тут берётся за основу именно микропроцессор 80286 – станет понятно по изучении трудов первого этапа.

Шаг 2

Гук «Аппаратные интерфейсы ПК»

Гук «Интерфейсы устройств хранения»

Этап III. Операционные системы

Шаг 1

Таненбаум «Архитектура компьютера»

Шаг 2

Колисниченко, Аллен «Linux: полное руководство»
От общей теории переходим к изучению конкретной операционной системы – на примере Linux.

Немет, Снайдер, Хейн «Руководство администратора Linux»

Этап IV. Собственно программирование

Шаг 1

Керниган, Ричи «Язык программирования С»
Почему первым для освоения выбран именно язык Си? Как мне рассказали знающие товарищи, он поможет достичь правильного «программистского мышления», чего было бы сложно достичь, начиная изучение, скажем, с Паскаля. Кроме того, язык Си по-прежнему используется в наши дни и подходит как для прикладного, так и для системного программирования.

Шаг 2

Кнут «Искусство программирования»:
Том 1. Основные алгоритмы
Том 2. Получисленные алгоритмы
Том 3. Сортировка и поиск

Бентли «Жемчужины программирования»

Зачем осваивать эти труды? Как уже отмечали на Хабре – «наверное, нигде больше, чем в айти, не изобретается такое огромное количество велосипедов». Данные книги помогут этого избежать – и попутно будут прививать умение писать не просто код, а хороший код.

Ну а для затравки можно прочесть небольшой цикл лекций «Культура программирования» (автор – А. Бабий). Он помогает начинающим программистам понять, что их деятельность не будет проходить в вакууме, а неизбежно включит взаимодействие с другими программистами, с заказчиками и пользователями (а также включит необходимость копаться потом в своих собственных или в чужих программах).

Закономерный вопрос новичка: сколько времени займёт изучение всего этого? По прогнозам моего советчика, у человека, который может тратить на изучение программирования только вечера и выходные, на прочтение и осмысление литературы первых трёх этапов уйдёт полгода-год. На четвёртый этап тоже даётся год – чтение должно сопровождаться практикой по самостоятельному составлению программ. Как получится на самом деле – время покажет.

Буду крайне благодарна за ваши советы и уточнения.

Как я сам научился программировать за 8 недель / Habr

Для многих, кто никогда не программировал, обучение программированию кажется невероятно сложной задачей. Как бы то ни было, спасибо тому огромному количеству ресурсов, которые недавно стали доступны в Интернет и являются бесплатными — самообучение программированию никогда еще не было таким простым.

Я начал изучать программирование в начале этого года, и могу сказать по своему опыту, что изучение достаточного количества материала, чтобы создать свой собственный прототип не такая уж и сложная задача, как вам кажется. В самом деле, если вы хотите иметь рабочий прототип в течение двух месяцев, не прибегая к использованию отгулов, это абсолютно выполнимая задача.

Ниже я описал простой путь от ничего не зная о разработке программного обеспечения до обладания рабочим прототипом за восемь недель, который примерно повторяет шаги, которые я выполнил.

Получение начального понимания языка программирования Python и общих методов программирования (2 выходных дня):

  • Learn Python the Hard Way. Несмотря на название, это довольно простой способ, он делает изучение основных понятий очень легким, и большинство уроков займет менее 10 минут. Тем не менее, я обнаружил, что данный способ не работает для некоторых, более сложных тем, так что я рекомендую остановиться после урока 42 и двигаться дальше.
  • Google’s python class. Читайте заметки и / или смотрите видео и делайте все упражнения, пока вы не будете выполнять их правильно — не подсматривая в ответы. Борясь с упражнениями, которые я постоянно делал неправильно было очень полезным для меня в качестве полученного опыта, и я узнал бы гораздо меньше, если бы я просто посмотрел на ответы и пытался убедить себя, что я понял упражнение.

Эти два ресурса немного взаимозаменяемы. Я рекомендую делать первые несколько уроков из обоих чтобы увидеть, какой вам больше нравится. После того как вы закончили один из них, просмотрите в другом те понятия, которые усвоились не в полной мере, это хороший способ получить дополнительную теорию и практику.

Получение начального понимания веб-фреймворка Django (1 выходной):

  • Пройдите Django учебник.
  • Удалите весь код, который вы создали в процессе выполнения шагов из учебника.
  • Пройдите учебник еще раз, заново.

В первый раз я прошел учебник от начала до конца просто следуя инструкциям, шаг за шагом, без полного понимания, что каждый шаг делает, так как все было в новинку.

Во второй раз я не был так сосредоточен на новизне концепции и смог сосредоточиться на понимании того как все части взаимосвязаны.

Получение более глубокого понимания Python / общих концепций программирования (4-8 выходных дня):

Опять же, я хотел бы рекомендовал попробовать каждый из них и посмотреть, какой вам понравится больше. Я делаю оба, но это, наверное, перебор.

Практика построения простых веб-приложений (2 выходных дня):

  • Выполняйте упражнения из Django в примерах. Эти упражнения не так строго ведут ученика, как учебник Django, но они предлагают хороший способ, чтобы начать разрабатывать свои собственные простые веб-приложения.
Создайте свой прототип (2 выходных дня):

Вот и все. 8 недель (или меньше) и вы ушли от ничего не зная о разработке программного обеспечения до рабочего прототипа. Не так уж и сложно, так ведь?

Следующие шаги:

Само собой разумеется, что существует огромная разница между относительно беглым объемом знаний, необходимого для создания простого прототипа (в разрезе данного поста) и объемом знаний и опыта, необходимые, для того чтобы стать действительно квалифицированным инженером-программистом.

P.S. Ниже приведены несколько другие потенциально полезные ресурсы — пожалуйста, оставьте ссылки в комментариях, если у вас есть предложения по другим ресурсам, которые обучают программированию:

Оригинал: How I Taught Myself to Code in 8 Weeks

Author: admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *