Программа курса «Программирование на ЭВМ»
1. Организационно-методический раздел
Программа предназначена для подготовки специалистов по всем радиофизическим специальностям, а также бакалавров и магистров радиофизики. Курс «Программирование на ЭВМ «, читаемый во 2 семестре, представляет собой основу для дальнейшего обучения студентов, по всем прикладным и теоретическим разделам радиофизики и информатики. В нем вводятся основные понятия языков программирования, систем программирования, а также приемов и методов программирования. Основой курса являются разделы математики, включая, в частности, математический анализ, аналитическую геометрию, линейную алгебру, дискретную математику.
В результате изучения курса студент приобретает знания о назначении языков программирования, системах программирования, а также приемах и методах программирования при решении конкретных математических и физических задач и проблем, связанных с обработкой различной информации. Для контроля усвоения студентами курса необходимо проведение нескольких (2-3 в семестр) контрольных работ и проведение зачетов по итогам лабораторных занятий.
2. Содержание курса
1.Введение.
Основные понятия и определения: объекты, модели, алгоритмы, программы. История и эволюция ЭВМ. Перспективы развития ЭВМ.
2.Архитектура современных ЭВМ.
Процессор. Оперативная память и ее структура. Внешние устройства. Магистрально модульный принцип организации ЭВМ.
3.Операционные системы (ОС).
Понятие операционной системы. Файлы и их типы. Команды ОС. Сервисные программы ОС — утилиты. Программы-драйверы внешних устройств.
4.Системы разработки и языки программирования.
Иерархия языков программирования. Средства разработки прикладных программ. Редакторы, компиляторы, компоновщики модулей, загрузчики программ. Эволюция и перспективы развития систем программирования и языков.
5.Язык программирования Паскаль.
Метаязык описания (синтаксические диаграммы, формулы Бэкуса-Наура). Словарь языка. Блочная структура программ. Концепция типов данных. Типы данных. Раздел описания данных. Концепция действия. Инструкции языка. Раздел инструкций. Процедуры и функции. Модули. Объекты. Используемая интегрированная среда разработки программ.
6.Язык программирования СИ.
Обзор концептуальных понятий языка Си (ANSI). Словарь языка. Модульная структура программ. Типы данных. Раздел описания данных. Инструкции языка. Модули. Объекты. Используемая интегрированная среда разработки программ.
7.Язык программирования Фортран.
Словарь языка. Модульная структура программы. Бланк записи программы. Типы данных. Раздел описания данных. Инструкции. Оператор-функция. Подпрограммы: SUBROUTINE, FUNCTION. Библиотечные подпрограммы. Используемая интегрированная среда разработки программ.
8.Технологии программирования.
Программирование «сверху вниз», «снизу вверх». Модульное программирование. Структурное программирование. Объектно-ориентированный подхода к разработке программ.
9.Отладка программ.
Верификация, тестирование программ.
10.Пакеты (библиотеки) прикладных программ.
Назначение пакетов прикладных программ. Классификация пакетов по предметным областям. Структура пакетов. Средства разработки пакетов прикладных программ.
11.Лабораторно-практические занятия.
| 1 | Локальная сеть факультета и особенности работы в ней. | 2 |
| 2 | Запуск ПК, начальный диалог. Многооконный интерфейс ОС. | 2 |
| 3 | Управление ОС. | 4 |
| 4 | Каталоги внешних накопителей информации. | 2 |
| 5 | Управление интегрированной системой разработки программ. Создание исходных файлов. | 2 |
| 6 | Компиляция, компоновка и выполнение программ. | 2 |
| 7 | Программирование ввода и вывода различных типов данных. | 4 |
| 8 | Программирование разветвляющихся процессов. | 4 |
| 9 | Программирование циклических процессов. | 6 |
| 10 | Программирование процедур и функций. | 10 |
| 11 | Программирование динамических переменных | 4 |
| 12 | Итерационные и рекурсивные процессы. | 4 |
| 13 | Модульное программирование. Состав стандартных модулей. Построение модулей. | 4 |
| 14 | Работа с файлами. | 4 |
| 15 | Программирование объектов. | 4 |
| Работа с пакетами прикладных программ | 4 | |
| 17 | Выполнение индивидуального задания. | 4 |
В учебном процессе используется, разработанная на кафедре, компьютерная программа проверки знаний по всем разделам курса.
Конкретные задачи для самостоятельной работы.
- Написать программу, которая в числовом массиве сдвигает ненулевые элементы в начало, а нулевые — в конец массива.
- Написать программу удаления повторяющихся элементов непосредственно в упорядоченном массиве.
- Написать программу операций пересечения и симметрической разности множеств.
- Написать программу поиска упорядоченного как по возрастанию, так и по убыванию отрезка максимальной длины в массиве.
- Написать программу слияние данных из двух файлов и выводом результата в третий файл.
- Написать программу, которая из файла читает все записанные в нем числа, подсчитывает их количество, сумму чисел и сумму квадратов чисел.
- Написать программу пузырьковой сортировки. Сравнить с другими алгоритмами сортировки. 8. Написать программы шифрования и дешифрации файла, каким -либо методом. Программа должна требовать ввод ключа в виде числа.
- Целое число называется палиндромом, если его запись одинаково читается слева направо и справа налево, как, например, числа 2222, 6116, 0440. Выяснить, является ли некоторое целое N (N<=9999) палиндромом.
- Дан номер года. Составить программу, печатающую календарь на этот год.
- Даны два массива. Требуется определить, содержат они одинаковые элементы или нет. Заранее не известно, сколько элементов в каждом массиве.
- Дана матрица целых чисел размера n * m. Переставить ее строки и столбцы так, чтобы наибольший элемент оказался в левом верхнем углу.
3. Распределение часов курса по темам и видам работ
| Наименование разделов | Всего, час. Аудит | Аудиторные занятия, час | Самостоятельная работа, час | ||
| лекции | практика | ||||
| 1 | 1-10 | 16 | 16 | 0 | 0 |
| 2 | 11 | 64 | 0 | 64 | 20 |
| Итого: | 80 | 16 | 64 | 20 | |
4. Форма итогового контроля
Зачет — 2 семестр.
5. Учебно-методическое обеспечение курса
5.1 Рекомендуемая литература (основная)
- Йенсен К., Вирт Н. Паскаль. Руководство для пользователя и описание языка. Пер. с англ. — М.: Финансы и статистика, 1982.
- Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Практика программирования. Учеб-ное пособие. — М.: «Нолидж», 1997.
- Березин Б.И., Березина С.Б. Начальный курс С и С++. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.
- Бартеньев О.В. Современный фортран. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997.
- Пильщиков В.Н. Сборник упражнений по языку Паскаль. — М.: Наука, 1989.
- Дагене В.А., Григас Г.К., Аугутис К.Ф. 100 задач по программирова-нию. — М.: Просвещение, 1993.
5.2 Рекомендуемая литература (дополнительная)
- Гусева А.И. Учимся программировать: PASCAL 7.0. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.
- Климова Л.М. PASCAL 7.0. Практическое программирование. Решение типовых задач. — М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2000.
- Скляров В.А. Язык С++ и обьектно ориентированное программирова-ние. — Минск: Высш. Шк., 1997.
- Бартеньев О.В. Фортран для студентов. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1998.
- Бартеньев О.В. Visual Fortran: Новые возможности. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.
- Касьянов В.Н., Сабельфельд В.К. Сборник заданий по практикуму на ЭВМ.- М.: Наука, 1986.
Автор: Мещеряков В.А. — доцент кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета ТГУ.
2000 г.
15 приложений для изучения программирования с нуля
О чем должен знать современный программист? Во-первых, ему нужно изучить основной для работы язык программирования, а во-вторых — постоянно апгрейдить навыки, изучая перспективные технологии и сложные языки.
Начнём с малых 🙂 Зачем детям сидеть за скучными книжками, если можно учиться играючи? Мало того, они смогут программировать свои игры и персонажей. Возможно, именно ваш ребёнок создаст гейм-шедевр.
Learn Java
Android | iOS
Бесплатное приложение для Android и iOS, где вы найдете более 150 уроков в рамках курса обучению Java.
У вас есть возможность учиться всем языкам программирования в удобном приложении и на всех популярных платформах. За $25/мес. вы получите доступ ко всем обучающим курсам Lynda.
Lynda — это одна из самых крупных образовательных платформ от LinkedIn, специализирующаяся на изучении дизайна, языков программирования и улучшении скиллов web-разработки.
В вас живет дух соревнования? Попробуйте это приложение! Здесь вы сможете сражаться и соревноваться с другими участниками в мастерстве программирования. В CodeWars вы найдете все самые популярные языки программирования, поэтому участвовать в челленджах сможет каждый.
Интерактивный учебник программирования, в котором вы найдёте более 35 языков программирования, огромное количество фреймворков.. Здесь есть тест способностей и полноценная система наград.
Рекомендуем скачать это приложение для Android каждому, кто хочет изучить программирование с нуля.
SoloLearn: учимся программировать
Android | iOS
Их слоган: «Свежий контент каждый день» полностью оправдан. В приложении можно ознакомиться с востребованными и популярными языками программирования, алгоритмами, машинным обучением.
Programming Hub. Learn to code
Android | iOS
Еще одно приложение, которое обучит вас программированию. Здесь есть всё: курсы, тестирование, примеры, компилятор. Учитесь и практикуйтесь в одном месте. В приложении есть все популярные языки программирования: Java, C, C++, HTML, JS, Python.
Хотите программировать для iOS? Установите Swift 4: как уже понятно из названия, он учит языку программирования Swift, что используется в macOS, iOS, watchOS и tvOS продукции.
Крутейшее приложение, которое научит вас программировать на языке Swift. Учитесь программированию на практических примерах прямо на iPad.
Приложение, которое в игровой форме позволяет начинающим программистам схлестнуться в состязании и понять, кто же их них лучше кодит.
P. S.: создано для детей, но ограничений по возрасту нет. Главное, чтобы пользователь хотел учиться программированию.
Как вы уже поняли, лучший способ заинтересовать ребенка IT — превращать процесс обучения в игру. Lightbot представляет собой настоящую головоломку с уклоном в программирование.
Цель игры: заставить робота подсветить все плитки на решетке. И это нужно сделать за один подход, иначе всё придётся делать заново. Игра для обучения программированию познакомит с базовыми понятиями. Идеальный выбор для мальчиков и девочек от 6 до 106 лет.
Ресурс, на котором вы найдете тысячи текстов, видео и руководства от настоящих IT-гуру.
Codemurai
Android | iOS
Хотите почувствовать себя настоящим самураем? Приложение Codemurai обучит программированию в основных языках. Кроме этого, вы разберетесь в объектно-ориентированном программировании и узнаете много захватывающих малоизвестных фишек от настоящих гуру своего дела.
Encode: Learn to Code
Android | iOS
Интересна сфера программирования, но не хватает времени для обучения из-за основной работы? Разработчики сделали процесс обучения максимально простым в понимании, не требующим усилий для изучения. С помощью Learn to code вы начнёте кодить на Java, Python, HTML и CSS с нуля.
Научитесь программировать в HTML5 и CSS, не отрываясь от своего телефона. Приложение для Android с чистым интерфейсом подходит даже для тех, у кого нулевой опытом в кодинге.
Эта подборка с полезными материалами для программирования поможет вам стать лучше уже сегодня.
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: свободно |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный Язык PHP был создан для решения конкретной практической задачи в среде интернет (какой именно можно узнать, прочитав первую лекцию курса). Мы тоже постараемся не отвлекаться слишком сильно на… |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный Даются основные навыки, необходимые для создания современных веб-сайтов. В программе рассматриваются основные инструменты для гипертекстовой разметки, языки программирования и дополнительные вопросы,… |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный Учебный план программы профессиональной переподготовки соответствует специальности 230105 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» направления «Информатика и… |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный Программа второго высшего образования для лиц, имеющих гуманитарное образование. |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный |
|
Учебная программа | Уровень: для всех | Доступ: платный Программа второго высшего образования для лиц, имеющих техническое или естественно-научное образование. |
Запись на программы по программированию (С/С++, Python, Разработка проектов в сфере IT)
Уважаемые родители и обучающиеся!
2 сентября 2021 года в 20.30 на mos.ru открывается запись на программы по направлению «Программирование» (С/С++, Python, разработка проектов в сфере IT). Возраст учащихся: 13-17 лет.
Убедительная просьба прийти для оформления договора в течение трех дней после подачи заявления на mоs.ru.
Информация по всем программам отдела технической направленности размещается на сайте www.centrnadonskoy.ru/На mos.ru заявления необходимо подать на педагога Зиневича М.С.
Расписание занятий:
«Прикладное программирование в Python» (код программы на mоs.ru 542063)
— пятница с 16:30 до 18:30
— пятница с 18:30 до 20:30
— суббота с 9:30 до 11:30
-суббота с 11:30 до 13:30
— суббота с 14:00 до 16:00
«Прикладное программирование в С/C++» (код программы на mоs.ru 770503)
— четверг с 16:30 до 18:30
— четверг с 18:30 до 20:30
— понедельник 16:00-18:00
— понедельник 18:00-20:00
Работа учебной группы «Прикладное программирование в С/C++» 2-года обучения в этом году не планируется. Обучающимся, переведенным на 2-ой год обучения по данной программе, рекомендуется записаться на программы «Разработка проектов в сфере IT» и «Прикладное программирование в Python».
«Разработка приложений на Python» (код программы на mоs.ru 1347403)
— суббота с 16:00 до 18:00
Программа предназначена исключительно для тех, кто уже имеет уверенные знания и навыки в области программирования на языке Python.
«Разработка проектов в сфере IT» (код программы на mоs.ru 768094)
— суббота с 18:00 до 20:00
Программа предназначена для тех, кто уже имеет знания и навыки в области программирования на языке C++, Python или Java.
Учащиеся смогут применить свои знания и умения при создании собственного проекта, с которым смогут выступать на различных конкурсных мероприятиях.
Педагог: Муляшов Нил Дмитриевич.
Вы можете обращаться по всем вопросам к Ирине Юрьевне Козловой, телефон +7 (499) 237-71-68, электронная почта [email protected]
Узнаем как ие программы для программистов существуют?
Множество новичков ищут программы для программирования, в которых удобно писать код или компилировать. Универсальных программ для компиляции всех языков программирования не существует, так как на их разработки уходили бы долгие годы непрерывной работы множества людей. Поэтому мы разберем, какие программы нужны программистам, на примере нескольких популярных языков.
Также стоит отметить, что не всегда код нуждается в компиляции. Так, например, если вы веб-программист, то вам редко она пригодится.
Программы для программистов
Если вы хотите стать веб-программистом, то вам совершенно не обязательно скачивать компиляторы. Достаточно иметь лишь некоторые программы из следующего списка.
OpenServer
Отличная программа, которая способна запускать локальный сервер на вашем компьютере. Имеет множество гибких настроек и новейшие версии серверных языков.
Также стоит отметить, что данная программа абсолютно бесплатна и не имеет никакой рекламы. Автор получает деньги только благодаря добровольным пожертвованиям.
Sublime text
Вполне удобный редактор текста и кода, поддерживающий множество языков.
Является условно платным, потому что скачанная программа почти не требует своей покупки.
FileZilla
Если вы хотели бы поставить ваш сайт на хостинг, то вам понадобится FTP-клиент для отправки файлов на сервер.
Программа является полностью бесплатной, а также ей пользуется множество людей.
Примечание
Желательно иметь все браузеры, в которых вы будете тестировать ваш сайт.
Java
Программы для программистов Java тоже существуют, их довольно большое количество, поэтому мы поговорим только о нескольких.
Eclipse
Среда разработки, написанная на Java и выпущенная в 2004 году. Является одной из самых популярных программ для создания модульных кроссплатформенных приложений. Есть русский язык интерфейса. Стоит отметить, что данная среда поддерживает и ряд других языков программирования, таких как C++, Cobol, Fortrun и другие.
NetBeans
Бесплатная, поддерживающая множество языков и имеющая большую аудиторию среда разработки. Поддерживается компанией Oracle. Была выпущена в 1994 году и остается актуальной и по сей день.
JDK (Java Development Kit)
Набор инструментов для разработки на языке java. Является полностью бесплатной программой для программистов, которую распространяет компания Oracle Corporation. В ней вы найдете практически все для того, чтобы успешно программировать на Java и писать большие и полезные программы.
C/С++/С#
Наверное, это одни из самых сложных и прогрессивных языков программирования, на которых написано множество программ, а также операционных систем. Они имеют программы для компиляции.
Visual Studio
Популярная среда разработки, которая поддерживает множество языков программирования. К счастью русскоязычных пользователей, обладает русским интерфейсом. Является платной, однако есть и бесплатная версия, в которой вы найдете все самое необходимое для разработки. Распространяется компанией Microsoft.
MultiLanguage Studio 1.5
Программа, которая разработана русским программистом, будет неплохой альтернативой Visual Sudio. Однако она является не настолько популярной. Также именно данная программа шифрует файл ресурсов алгоритмом RC4, к тому же поддерживает контроль версий переведенных файлов.
Заключение
Программ для программистов, конечно, много, и они различаются между собой по назначению и способу применения. Мы не смогли и вряд ли смогли бы привести все программы в этой статье, но этого и не нужно, потому что таких программ огромное количество. На данный момент почти все программы, описанные в статье, поддерживают популярные языки программирования.
Конечно, мы не смогли подобрать программы для всех языков программирования и даже для некоторых довольно популярных, таких как JavaScript. Однако некоторые из представленных программ все же его поддерживают.
Настоящее программирование для всех I — Хороший Программист
Михаил Бутлицкий
Еще в школе и первых курсах ВУЗа увлекся созданием сайтов на PHP и Perl.
Профессионально начал программировать в 2003 году на Java в компании Luxoft. Параллельно занимался научными расчетами на C++.
C 2007 года занимался управлением проектами и продуктами как в известных интернет-компаниях (Яндекс, Рамблер), так и в амбициозных стартапах вроде Аймобилки. Так я стал понимать программирование со стороны заказчика и человека, который программистами руководит.
Кроме этого, создавал собственные проекты, в роли программиста и стартапера (Азбукер, «Людям.ру», Soholife и другие).
Работаю над проектом «Хороший программист».
Профиль на МоёмКругеВадим Венедиктов
Ещё в школе писал небольшие программы на C и делал сайты.
В 2003-м году начал работать профессионально: писал на C++ генераторы ассемблерных тестов и программы для USB контроллеров.
В 2008-м переключился на веб-разработку и вместе с другом написал на Ruby on Rails удобную площадку для ведения блогов «Симплог». Потом работал в интернет-компаниях (Аймобилко, InSales), фрилансером и соосновал Таксовик.
Попутно научил программировать нескольких своих друзей.
Сейчас pазвиваю «Хорошего программиста». Профессионально программированием занимаюсь примерно 13 лет.
Профиль на МоёмКруге|
CodeLite |
Cвободная, кроссплатформенная среда разработки программного обеспечения для языка С/С++ с открытым исходным кодом |
|
MSR Tools
|
Генератор статистики для кода находящегося в системе контроля версий. Позволяет выполнять расчёт различных метрик (количество строк кода, плотность ошибок и др.) для ограниченных множеств кода
|
| Panda3D | Открытый OpenAL 3D-движок, в котором вся игровая логика программируется на языке Python |
| Geany | Среда разработки программного обеспечения |
| MySQL-Query-Browser | Оболочка для работы с SQL запросами к базе данных MySQL |
| MySQL Administrator | Консоль администрирования пользователей и баз данных сервера MySQL. Утилита предназначена для администрирования сервера, а также может выполнять операции резервного копирования и востановления информации (как над отдельными, так и над всеми базами, причем есть встроеный планировщик заданий). Кроме СУБД MySQL поддерживается Oracle или другие БД |
| Gambas | Gambas — объектно-ориентированный диалект языка, дополненный интегрированной средой разработки и работающий на GNU Linux и других UNIX-подобных операционных системах. Он представляет собой средство, аналогичное Visual Basic в плане разработки программ на Basic. Gambas задумывался как альтернатива для Microsoft Visual Basic разработчиков, решивших перейти на GNU/Linux. |
| Среда визуальной разработки MSEide+MSEgui | MSE — среда визуального программирования с использованием компилятора Free Pascal. Состоит из библиотеки визуальных компонетов MSEgui и редактора форм и исходных текстов MSEide. |
| Компилятор для программирования — FreePascal | FreePascal — бесплатный кросс-платформенный компилятор для языка программирования Паскаль. Free Pascal работает в текстовом режиме, поддерживает длинные имена файлов. Имеется модуль, позволяющий писать программы с использованием стандартных кнопок, меню и т.д. |
| Aqua Data Studio — управление базами данных | Aqua Data Studio — интегрированная среда разработки для разработчиков баз данных |
| NewLISP — интерпретатор языка LISP | NewLISP — это свободный скриптовый язык общего назначения для задач, обычно решающихся с помощью интерпретируемых языков, таких, как программирование для Интернет, системное администрирование, обработка текста, соединение различных программ и модулей в единое приложение и т.д. NewLISP реализует быстрый и компактный интерпретатор языка LISP. |
| Библиотека SQLite | SQLite — это библиотека, поддерживающая большинство спецификаций SQL92 и хранящая данные в единственном файле. Кроме того, библиотека является и маленькой и быстрой (в некоторых случаях быстрее MySQL и PostgreSQL), при этом, не слишком сильно увеличивая объём приложения (считая в размере исполняемого кода и используемой памяти). |
| MySQL |
Кроссплатформенная многопользовательская свободная система управления базами данных (СУБД). |
| Firebird | СУБД (Система Управления Базами Данных), основанная на ядре Borland InterBase. Она представляет собой полнофункциональный SQL-сервер |
| ChainBuilder ESB | Среда разработки, новое комплексное решение на основе Java Business Integration (JBI, JSR 208), предназначенное для использования в среде сервисно-ориентированной архитектуры — СОА (Service Oriented Architecture — SOA). Chain Builder ESB маскирует сложность JBI за пользовательским графическим интерфейсом, предоставляя разработчикам максимальные преимущества для создания компонентов Enterprise Service Bus, совместимых с открытым стандартом, даже если они не являются экспертами в спецификациях. |
| Gobby | Gobby — свободный совместный (коллаборативный) редактор, поддерживающий множество открытых документов для одной сессии и многопользовательский чат. Он может работать в Windows, Mac OSX, Linux. Редактор позволяет нескольким пользователям одновременно редактировать один и тот же документ. С помощью Gobby можно быстро обсудить или вместе отредактировать какой-либо текстовый материал |
| Kexi | Интегрированное приложение для управления данными из KOffice. Может использоваться для проектирования баз данных, обработки данных, выполнения запросов. Kexi может подключаться к различным серверам баз данных, например PostgreSQL и MySQL |
| Sqliteman — графическая оболочка Sqlite | Если вам нужно выполнять SQL выражения, управлять таблицами, просмотрами или триггерами, администрировать пространство БД и статистику индексов — Sqliteman ваш лучший выбор. |
| GNU Smalltalk | Свободная реализация ОO ЯП Smalltalk-80. GNUSmalltalk работает на большинстве версий Unix или Unix подобных систем (GNU / Linux, FreeBSD и т.д. ..). Существует даже версия для коммерческих операционных систем, таких как MS-NT. |
| Язык программирования Haskell | Haskell — функциональный язык программирования. Является одним из самых распространённых нестрогих языков программирования. |
| Asymptote — мощный векторный графический язык | Основан на сценариях, используется для технических рисунков, на основе MetaPost, но с улучшенным C++-образным синтаксисом. Для изображений он предоставляет такой же высокий уровень качества выражений, как LaTeX для научных текстов |
| Среда разработка Java — NetBeans | IDE NetBeans — бесплатная мощная, open source Java IDE (Интегрированная Среда Разработки), которая имеет все, что должен иметь разработчик программного обеспечения для работы в кросc-платформенной среде desktop, web and mobile applications в единой системе. Вы можете написать, скомпилировать, отладить и развернуть Java программы для Solaris, Windows, Linux и Macintosh платформ. |
| Среда разработки ПО — Anjuta | Anjuta — это бесплатная интегрированная среда разработки для языков Си и C++, особенно хорошо подходит для разработки графических программ |
| Среда разработки ПО — Lazarus | Lazarus — бесплатная IDE для компилятора Free Pascal Compiler. Среда разработки Lazarus является бесплатным аналогом Delphi.Содержит набор визуальных компонентов LCL (Lazarus Component Library). В настоящее время практически полностью поддерживает виджеты GTK1 и Win32. В разработке находятся виджеты GTK2, Carbon, Qt, WinCE. |
| Среда разработки ПО — Eclipse + | Eclipse — свободный фреймворк для разработки модульных кросс-платформенных приложений. |
| Среда разработки ПО — Code::Blocks | Свободная кроссплатформенная интегрированная среда разработки. Code::Blocks написана на С++ и использует библиотеку wxWidgets. Имея открытую архитектуру, может масштабироваться за счёт подключаемых модулей. Поддерживает языки программирования С, С++, D (с ограничениями). |
| Среда разработки ПО — KDevelop | KDevelop — свободная среда разработки программного обеспечения для UNIX-подобных операционных систем |
| Mono — Среда разработки .Net под Linux | Mono — проект по созданию полноценного воплощения системы .NET на базе свободного программного обеспечения. |
| Talend Open Studio | Построенная на платформе Eclipse среда для утилит интеграции данных ETL (Extract, Transform, Load) которая позволяет работать с данными в визуальном режиме |
| FreeBASIC | Язык программирования высокого уровня по синтаксису наиболее близкий к QuickBASIC, а также компилятор для него (FreeBASIC Compiler |
| MonoDevelop | Свободная среда разработки, предназначенная для создания приложений C#, Java, Boo, Nemerle, Visual Basic .NET, CIL, C и C++. |
| QDevelop | свободная среда разработки программного обеспечения для Qt. |
| FastFrame | объектно-ориентированная среда разработки приложений. |
| СУБД Drizzle | СПО система управления базами данных (СУБД), которая обладает клиент-серверной архитектурой и использует SQL в качестве языка команд, распространяется под лицензией GNU General Public License |
|
Kylix |
Средство быстрой разработки приложений для платформы Linux на языках Object Pascal и C/C++ |
25 ЛУЧШИХ инструментов для разработки программного обеспечения и программирования в 2022 году
Существует множество инструментов программирования, доступных для процесса разработки программного обеспечения. Выбрать лучшее может быть непросто. Мы рассмотрели лучшие инструменты разработки программного обеспечения в следующих категориях:
Мы рассмотрели лучшие инструменты разработки программного обеспечения в следующих категориях:
Лучшие рекомендуемые инструменты для разработки программного обеспечения (разработчика)
1) RAD Studio
RAD Studio — мощная IDE для создания нативных приложений для Windows, Android, iOS, macOS и Linux.Это позволяет вам создавать красивые пользовательские интерфейсы для настольных компьютеров и мобильных приложений с меньшими усилиями по написанию кода. Пишите один раз, компилируйте везде.
Особенности:
- Единая кодовая база для всех основных платформ
- Подключайтесь к более чем 20 базам данных с помощью высокоскоростного прямого доступа FireDAC
- Обновленные элементы управления пользовательским интерфейсом, WinRT API, функции, связанные с HighDPI, и поддержка Магазина Windows
- Используйте клиентские библиотеки HTTP и REST, доступные на всех платформах, для вызова служб REST или компонентов AWS и Azure
- Мощные корпоративные коннекторы CData для доступа к более чем 70 источникам данных
Подробнее >>
2) Финансовый уровень
FinanceLayer — это API для финансовых новостей в режиме реального времени, который использует полезную нагрузку JSON для получения наиболее динамичных финансовых данных.Вы можете получать новости о финансах и статьи в режиме реального времени на любом веб-сайте или в любом приложении.
Особенности:
- Подключение к более чем 100 финансовым источникам с помощью одной интеграции
- Предоставляет доступ к котировкам акций, финансовым новостям, правительственным экономическим отчетам и т. д., представленным в удобном для анализа формате.
- API поддерживает любой клиентский и любой серверный язык программирования, что делает его доступным для всех.
- Расширенная фильтрация.
- Исторические новости.
- Вы можете искать новости по ключевым словам
Подробнее >>
3) Соавтор
Collaborator — это инструмент для коллегиального просмотра кода и документов для групп разработчиков, которые серьезно относятся к качеству.
- Всесторонние возможности проверки — просмотр исходного кода, диаграмм Microsoft Word, Excel, PowerPoint и Visio, Adobe PDF, изображений и моделей Simulink в одном инструменте.
- Улучшает процесс проверки кода для GitHub, GitLab, BitBucket и Azure DevOps
- Поддерживает 11 инструментов контроля версий, включая Git, SVN, TFS, Perforce, CVS, ClearCase, RTC и другие.
- Подтверждение проверки — обеспечьте подтверждение проверки с помощью электронных подписей и подробных отчетов в соответствии со стандартами аудита и соответствия нормативным требованиям (ISO26262, 21 CFR, часть 11, DO-178C, AS9100, OWASP).
Подробнее >>
4) Студия 3T
Studio 3T для MongoDB помогает быстро создавать запросы, мгновенно генерировать код, импортировать/экспортировать в различные форматы и многое другое.
- Запрашивайте MongoDB быстрее с помощью нашего инструмента Visual Query Builder, IntelliShell или SQL Query.
- Наш инструмент маскирования данных обеспечивает соответствие данных и повышает безопасность за счет мощного запутывания данных на уровне полей.
- Импортируйте в MongoDB файлы JSON, CSV, BSON/mongodump и SQL и получайте предварительный просмотр выходных документов по мере внесения изменений.
- Миграция с MongoDB на SQL (или наоборот) никогда не была проще с нашими инструментами миграции».
Подробнее >>
5) Линкс
Linx — это IDE и сервер с низким кодом. ИТ-специалисты используют Linx для быстрого создания настраиваемых автоматизированных бизнес-процессов, интеграции приложений, предоставления веб-служб и эффективного выполнения высоких рабочих нагрузок.
- Простой в использовании интерфейс перетаскивания
- Более 100 встроенных функций и сервисов для быстрой разработки
- Развертывание одним щелчком мыши на любом локальном или удаленном сервере Linx непосредственно из IDE
- Входные и выходные данные включают практически любые базы данных SQL и NoSQL, многочисленные форматы файлов (текстовые и двоичные) или веб-службы REST и SOAP
- Отладка в реальном времени с пошаговой логикой
- Автоматизировать серверные процессы с помощью таймера, событий каталога или очереди сообщений или предоставлять веб-службы и вызывать API-интерфейсы с помощью HTTP-запросов
Подробнее >>
6) SQL Sentry
SQL Sentry — это мониторинг производительности базы данных для платформы данных с быстрым анализом первопричин и видимостью всей совокупности данных Microsoft.Это помогает вам управлять запланированными событиями и выявляет конкуренцию за ресурсы в календаре в стиле Outlook
Особенности:
- Краткий обзор состояния среды базы данных
- Система проактивного оповещения и реагирования
- Позволяет находить и исправлять важные запросы
- Прогнозирование хранилища на основе предиктивной аналитики
- Помогает выявить сопутствующие проблемы в ОС и виртуальной среде.
Подробнее >>
7) ДбСхема
DbSchema — это визуальный конструктор и менеджер баз данных для любой базы данных SQL, NoSQL или облачной базы данных. Этот инструмент позволяет визуально проектировать и взаимодействовать со схемой базы данных, проектировать схему в команде и развертывать ее в нескольких базах данных, создавать документацию по схемам HTML5, визуально исследовать данные и создавать запросы и многое другое.
Особенности:
- Разработка схемы в группе и развертывание в нескольких базах данных
- Сравните разные версии схемы, создайте сценарии миграции
- Документация HTML5, интерактивные диаграммы, обозреватель реляционных данных и визуальный конструктор запросов
- Синхронизация схемы, генератор случайных данных, загрузчик данных, отчеты базы данных
- Редактор SQL с автодополнением
Подробнее >>
IDE (интегрированная среда разработки)
8) Apache NetBeans
Apache NetBeans — популярная бесплатная среда IDE с открытым исходным кодом.Это один из лучших инструментов разработки приложений, который позволяет разрабатывать настольные, мобильные и веб-приложения.
Особенности:
- Поддержка быстрого и умного редактирования кода
- Простой и эффективный процесс управления проектами
- Быстрая разработка пользовательского интерфейса
- Помогает писать код без ошибок
- Среда IDE NetBeans предлагает превосходную поддержку для разработчиков C/C++ и PHP
- Его можно установить на любую ОС, поддерживающую Java, от Windows до Linux и систем Mac OS X
Ссылка для скачивания: https://netbeans.apache.org/download/index.html
9) Облако AWS9
AWS Cloud9 IDE — это интегрированная онлайн-среда разработки программного обеспечения. Это один из лучших инструментов разработки программного обеспечения, который поддерживает многие языки программирования, такие как C, C++, PHP, Ruby, Perl, Python, JavaScript и Node.js.
Особенности:
- Позволяет клонировать всю среду разработки
- Встроенный терминал для мастера командной строки
- Предложения по завершению кода помогают разработчикам программного обеспечения писать код быстрее и избегать опечаток
- Отладчик помогает разработчикам устанавливать точки останова и проверять переменные любого JS/Node.js-приложение
- Просто перетащите любой файл или терминал, чтобы создать несколько разделенных представлений
- Разработчики могут выбрать обширный набор исполнителей по умолчанию для выполнения приложения, таких как Ruby, Python, PHP/Apache
Ссылка для скачивания: https://aws.amazon.com/cloud9/
10) Зенд Студия
Zend Studio позволяет разработчикам программного обеспечения писать код быстрее и легче отлаживать. Это PHP IDE следующего поколения, предназначенная для создания приложений для повышения производительности разработчиков.Это один из лучших инструментов разработчика, который масштабируется в соответствии с настройками DPI базовой операционной системы.
Особенности:
- Пишите быстрее благодаря повышению производительности при индексации, проверке и поиске PHP-кода
- Предлагает возможности отладки с интеграцией Xdebug, Zend Debugger и Z-Ray
- Обширный плагин, предоставляемый большой экосистемой Eclipse
- Это один из лучших инструментов программирования, который поддерживает инструменты разработки, включая Docker и Git Flow .
- Развертывание приложений PHP на любом сервере для Amazon AWS и Microsoft Azure
Ссылка для скачивания: https://www.zend.com/downloads
11) Атом
Atom — надежный универсальный текстовый редактор. Это полностью бесплатно и с открытым исходным кодом. Этот инструмент разработки программного обеспечения можно настроить так, чтобы он делал что угодно, но без необходимости изменения файла конфигурации.
Особенности:
- Atom работает во многих популярных операционных системах, таких как OS X, Windows или Linux
- Это помогает разработчикам быстрее писать код с помощью интеллектуального и гибкого автозаполнения
- Легко просматривать и открывать весь проект или несколько проектов в одном окне
- Можно разделить интерфейс Atom на несколько панелей для сравнения и редактирования кода в файлах
- Поиск, предварительный просмотр и замена типа текста в файле или во всем проекте
Ссылка для скачивания: https://atom.ио/
12) CodeLobster
Codelobster оптимизирует и упрощает разработку программного обеспечения PHP. процесс. Он поддерживает такие CMS, как WordPress, Drupal, Joomla и Magento.
Особенности:
- PHP, HTML, JavaScript, подсветка кода CSS
- Автозаполнение тегов, атрибуты для текущего тега, закрывающие теги.
- Инспектор упрощает поиск HTML-элементов и их стилей, скрытых глубоко на странице
- Автозаполнение имен и значений свойств стиля
- Позволяет автозаполнение ключевых слов, элементов DOM и их свойств
- Он предлагает расширенное автозаполнение PHP
Подробнее >>
13) Студия CodeCharge
CodeCharge Studio предлагает самый быстрый способ создания приложений.Этот инструмент помогает разрабатывать управляемые данными веб-сайты или корпоративные системы Интернета и интрасети.
Особенности:
- Избегайте дорогостоящих ошибок и опечаток, создавая последовательный, хорошо структурированный код
- Избавьтесь от трудоемких задач программирования и создайте масштабируемые и надежные веб-приложения
- Помогает преобразовать любую базу данных в веб-приложение за очень короткое время
- Анализируйте и изменяйте сгенерированный код, чтобы изучать веб-технологии и браться за проекты программирования в любой среде
Подробнее >>
Лучшие фреймворки для разработки программного обеспечения
14) Бутстрап
Bootstrap — это адаптивная среда для разработки с использованием HTML, CSS и JS.Это один из лучших инструментов программирования, который имеет множество встроенных компонентов, которые вы можете легко перетаскивать для сборки адаптивных веб-страниц.
Особенность:
- Bootstrap позволяет использовать готовые блоки кода
- Обеспечивает согласованность независимо от того, кто работает над проектом
- Предлагается обширный список компонентов
- Базовый стиль для большинства элементов HTML
- Bootstrap можно настроить в соответствии с конкретными потребностями проекта
Ссылка для скачивания: http://getbootstrap.com/docs/4.0/начало работы/скачать/
15) Конструктор HTML5
HTML5 Builder — это программное решение для создания веб-приложений и мобильных приложений. Он может разработать приложение, используя единую кодовую базу HTML5, CSS3, JavaScript и PHP. Это помогает ориентироваться на несколько мобильных операционных систем, устройств и веб-браузеров.
Особенности:
- Это самый быстрый способ разработки кроссплатформенных приложений с гибкими облачными сервисами
- Повышенная скорость разработки с единой визуальной структурой
- Это один из лучших инструментов в программном обеспечении, который объединяет дизайнеров и разработчиков в совместном рабочем процессе
- Создание корпоративных или независимых веб-приложений и мобильных приложений
- Создание браузера и мобильных приложений на основе местоположения с использованием компонентов геолокации в HTML5 Builder
Ссылка для скачивания: https://www.embarcadero.com/products/rad-studio/start-for-free
16) Визуальный онлайн
Visual Studio Online — это набор служб. Это быстро и легко планировать, создавать и поставлять программное обеспечение для различных платформ. Это один из лучших инструментов для разработчиков программного обеспечения, который позволяет организациям создавать идеальную среду разработки.
Особенности:
- Отслеживайте и управляйте всеми идеями с помощью канбан-досок или Scrum-досок с помощью гибких инструментов
- Улучшение качества кода и своевременное устранение проблем
- Создавайте, управляйте, защищайте и делитесь программными компонентами
- Автоматизируйте и упростите развертывание Azure
- Инструменты для ручного, производительного и автоматизированного тестирования
- Он предлагает централизованную систему контроля версий с бесплатными частными репозиториями.
Ссылка для скачивания: https://visualstudio.microsoft.com/downloads/
Облачные инструменты для разработки программного обеспечения
17) Лазурь
Microsoft Azure широко используется разработчиками для создания, развертывания и управления веб-приложениями.
Особенности:
- Поддерживает широкий спектр операционных систем, языков программирования, фреймворков и устройств
- Позволяет быстро и легко создавать приложения
- Легко обнаруживает и устраняет угрозы
- Положитесь на самое надежное облако
- Позволяет активно управлять приложением
- Помогает беспрепятственно доставлять мобильные приложения
Подробнее >>
18) Квати
Kwatee Agile Deployment — это инструмент разработки программного обеспечения.Это один из лучших инструментов для разработчиков программного обеспечения, который автоматизирует приложения или микросервисы для любого количества серверов. Он полностью автоматизирует развертывание текстовых и двоичных файлов с любого количества целевых серверов.
Особенности:
- Позволяет управлять специфичными для среды параметрами конфигурации для вашего приложения
- Позволяет создавать установщики командной строки для развертывания в средах
- Этот инструмент разработки программного обеспечения устраняет необходимость установки и настройки.Это также устраняет многие операционные риски в процессе разработки программного обеспечения .
- Это удобный веб-интерфейс, позволяющий эффективно и безболезненно настраивать развертывание
- Поддерживает широкий спектр операционных систем, включая Linux, Windows, Mac OS X, Solaris и т. д.
Ссылка для скачивания: https://github.com/kwatee/agiledeployment
Наука о данных
19) Студия данных
Dataiku DSS — это программная платформа для совместной работы с данными.Он используется исследователями данных, аналитиками данных и инженерами для изучения, прототипирования, создания и доставки своих продуктов данных.
Особенности:
- Визуальное профилирование данных на каждом этапе анализа
- Подготавливайте, обогащайте, смешивайте и очищайте данные, используя более 80 встроенных функций
- Объединение всего рабочего процесса в единый развертываемый пакет для прогнозирования в реальном времени
- Создавайте и оптимизируйте модели на Python или R и интегрируйте любую внешнюю библиотеку машинного обучения с помощью API кода
Ссылка для скачивания: https://www.dataiku.com/product/get-started/
Контроль источника
20) Гитхаб
GitHub позволяет разработчикам просматривать код, управлять проектами и создавать программное обеспечение. Он предлагает правильный инструмент для различных задач разработки.
Особенности:
- Удобная координация, согласованность и выполнение задач с помощью инструментов управления проектами GitHub
- Простое документирование наряду с качественным кодированием
- Это один из лучших инструментов разработки программного обеспечения, который позволяет хранить весь код в одном месте
- Разработчики могут размещать свою документацию непосредственно из репозиториев
Ссылка для скачивания: https://github.ком/
21) Битбакет
Bitbucket — это инструмент контроля версий. Это облегчает сотрудничество между командой разработчиков программного обеспечения. Он очень хорошо интегрируется с JIRA, известным приложением для управления проектами и задачами.
Особенности:
- Разрешения на доступ к филиалу, чтобы гарантировать, что только нужные люди могут вносить изменения в код
- Это один из лучших примеров программных инструментов, который помогает команде разработчиков сосредоточиться на цели, продукте или процессе, организуя репозитории в проекты
- Может отображать результаты сборки из системы CI
- Интеграция в существующий рабочий процесс для оптимизации процесса разработки программного обеспечения
Ссылка для скачивания: https://bitbucket.орг/
Прототип
22) Топор
Axure позволяет создавать каркасы, прототипы и документацию. Этот инструмент используют бизнес-аналитики, менеджеры по продуктам и ИТ-консультанты по всему миру.
Особенности:
- Axure RP создает прототип в формате HTML и предоставляет ссылку для обмена
- Это одна из лучших программ разработки, которая позволяет нескольким людям одновременно работать над одним и тем же файлом
- Может работать в Microsoft IIS с базой данных MySQL или Microsoft SQL Server
- Помогает создавать и поддерживать библиотеки виджетов
Ссылка для скачивания: https://www.axure.com/
Лучшие инструменты/программы DevOps
23) Рабочие пространства Red Hat CodeReady
Red Hat CodeReady Workspaces автоматизирует приложения или микросервисы для любого количества серверов. Это один из лучших инструментов разработки программного обеспечения, который полностью автоматизирует развертывание текстовых и двоичных файлов с любого количества целевых серверов.
Особенности:
- Позволяет управлять специфичными для среды параметрами конфигурации для вашего приложения
- Позволяет создавать установщики командной строки, которые можно использовать для развертывания в любой среде
- Этот инструмент разработки программного обеспечения устраняет необходимость установки и настройки.
- Устраняет многие операционные риски в процессе разработки программного обеспечения
- Дружественный веб-интерфейс позволяет эффективно и безболезненно настроить развертывание
- Поддерживает широкий спектр операционных систем, включая Linux, Windows, Mac OS X, Solaris и т. д.
Ссылка для скачивания: https://developers.redhat.com/products/codeready-workspaces/overview
Уведомления
24) Отправить Птицу
Sendbird используется в качестве API для обмена сообщениями и чата для мобильных приложений и веб-сайтов.Он предлагает масштабируемость для массовой аудитории. Это также предотвращает спам-флуд в чатах.
Особенности:
- Чтение и отслеживание статуса сообщений, отправленных пользователям
- Интеграция ботов для поддержки клиентов и рекомендаций по продуктам
- Предлагает push-уведомления и обратные вызовы
- Чтение статуса получения и доставки
- Автоматически разделять или объединять чаты по объему аудитории, чтобы предложить продолжение взаимодействия
Ссылка для скачивания: https://sendbird.ком/
УМЛ
25) Архитектор предприятия
Enterprise Architect — это инструмент управления требованиями. Он легко интегрируется с другими инструментами разработки, создавая требования в модели.
Особенности:
- Позволяет создавать надежные и ремонтопригодные системы
- Загружает очень большие модели за секунды
- Эффективное сотрудничество по всему миру
- Обеспечивает полную прослеживаемость
- Улучшение бизнес-результатов
- Эффективное моделирование сложных данных и управление ими
- Поддерживает создание HTML и документов одним щелчком мыши
- Выполнение кода для визуальных диаграмм
Ссылка для скачивания: http://www.www.sparxsystems.com/products/ea/
Лучшие средства разработки программного обеспечения
Часто задаваемые вопросы
❓ Что такое разработка программного обеспечения?
Разработка программного обеспечения — это пошаговый структурированный процесс создания, проектирования, построения, развертывания и обслуживания программного приложения или продукта. В разработке программного обеспечения также участвуют несколько других компонентов, таких как фреймворки, документация, тестирование и исправление ошибок.
💻 Какие инструменты разработки программного обеспечения являются лучшими?
Вот некоторые из лучших инструментов разработки программного обеспечения:
⚡ Что такое инструмент разработки программного обеспечения?
Средство разработки программного обеспечения — это приложение или программа, которые помогают разработчикам создавать, поддерживать, тестировать, создавать, отлаживать, исправлять и поддерживать программное приложение или продукт.Инструменты разработки программного обеспечения также позволяют пользователям оптимизировать и автоматизировать различные задачи разработки программного обеспечения для повышения эффективности и производительности.
✅ Типы инструментов разработки программного обеспечения
Средства разработки программного обеспечения можно разделить на следующие типы:
- IDE (интегрированная среда разработки) — помогает редактировать, отлаживать и запускать исходный код
- Платформы — Предоставляет платформу для разработки программных приложений
- Cloud Tools — предлагает различные услуги по разработке программного обеспечения для быстрого и простого создания программных приложений
- Data Science Tools — предоставляет подробную аналитику для улучшения программного продукта
- Средства управления исходным кодом — обеспечивает простое управление исходным кодом для проектов разработки программного обеспечения
- Инструменты для прототипирования – Позволяет создавать прототипы программного обеспечения
- Инструменты DevOps — помогает управлять и автоматизировать процесс развертывания программного обеспечения
- Инструменты UML — Помощь в документации по программному обеспечению
10 инструментов, которые сделают вас лучшим разработчиком программного обеспечения
«10 инструментов, которые сделают вас лучшим разработчиком программного обеспечения» — это статья Наташи Постоловски, разработчика-самоучки, которая сейчас работает разработчиком программного обеспечения в ThoughtWorks в Австралии.Вы можете подписаться на нее в Твиттере @npostolovski.
Если вы читаете эту статью, значит, она говорит о вас нечто важное: вы заботитесь о своем ремесле и заботитесь о своей карьере. Хотя очевидно, что практика и опыт сделают вас лучшим разработчиком программного обеспечения, здесь я попытаюсь перечислить 10 вещей, которые также могут помочь вам стать лучшим разработчиком программного обеспечения, о чем вы, возможно, никогда не думали. Если я пропустил какие-либо инструменты, которые вы нашли полезными, не забудьте упомянуть их в комментариях.
CodeWars
Небольшие задачи по программированию — отличный способ повысить уровень своих навыков. Подобно игре гамм на фортепиано, жонглированию футбольным мячом или быстрым наброскам в блокноте, задачи по программированию позволяют укрепить и расширить свои основы программирования. Это также отличный способ лучше познакомиться с языками программирования, в использовании которых у вас нет большого опыта. В CodeWars представлены сотни задач по программированию, классифицированных по сложности и на разных языках.Есть много подобных веб-сайтов, таких как Project Euler, HackerRank и т. д. Но мне больше всего нравится в CodeWars возможность увидеть решения с самым высоким рейтингом после того, как вы представили свое собственное. У меня почти всегда есть чему поучиться у этих лучших решений.
Эверноут
Каждый день разработчикам программного обеспечения приходится запоминать огромное количество информации. Новые технологии, сочетания клавиш, требования к программному обеспечению и передовой опыт.В определенный момент многие из нас достигают предела того, что мы можем держать в голове. Бесплатный уровень Evernote предоставляет вам «внешний мозг», место для хранения знаний, статей, информации и сочетаний клавиш или команд, которые вы хотите запомнить. Поскольку он основан на облаке, он всегда рядом, когда вам это нужно. Некоторые хорошие кандидаты для заметок в Evernote включают:
- Команды, которые иногда нужно помнить, но часто забывают
- Лучшие практики для языка, на котором вы программируете
- Диаграммы того, как система или продукт, над которым вы работаете, сочетаются друг с другом
- Фотографии эскизов на доске и ретроспективных заметок
- Статьи, которые вы хотите прочитать позже
- Скринкасты и технические доклады, которые вы хотите посмотреть
- Заметки о вещах, которые вы хотите выучить однажды
Глоток
Sip — невероятно полезная, простая и мощная палитра цветов для фронтенд-разработки.Вы можете «глотнуть» любой цвет на экране, чтобы получить его в различных форматах, включая шестнадцатеричные значения и значения RGB. Также забавно видеть названия цветов после того, как вы их схватили. Мой фаворит на данный момент — «Tickle Me Pink».
Трелло
Trello — это легкий и бесплатный инструмент для управления проектами. Это приложение позволяет создавать столбцы или «плавательные дорожки» и размещать карточки в любой из них. Эти карты могут представлять работу, которую необходимо выполнить, или задачи, которые необходимо выполнить.
Хотя ваша команда может использовать более мощный инструмент управления проектами, такой как Jira, Trello может стать отличным способом управления вашей личной рабочей нагрузкой, отслеживания побочных проектов или управления тем, что вы хотите изучить.Организация работы и обучения поможет вам стать лучшим разработчиком. Вы можете взглянуть на некоторые из этих общедоступных досок Trello для вдохновения.
Атом
Atom — относительно новый редактор кода, созданный GitHub. Это бесплатно, с открытым исходным кодом и выглядит великолепно. Его также очень легко использовать. Хотя вы можете использовать более многофункциональную IDE для разработки на работе, Atom — фантастический инструмент для взлома сценариев или работы над сторонними проектами.Одна вещь, которая помогает Atom выделиться по сравнению с другими редакторами кода, — это режим предварительного просмотра уценки. Вы можете писать заметки в уценке и просматривать встроенный предварительный просмотр; чрезвычайно полезно при работе с файлами Readme и другой документацией.
Юнити
Unity — это бесплатный комплексный игровой движок, который упрощает создание профессиональных многоплатформенных игр, чем когда-либо прежде. Разработчики программного обеспечения обычно помещают разработку игр в корзину «казалось бы здорово, но слишком сложно», но с притоком высококачественных руководств и постоянным улучшением инструментов Unity разработка игр никогда не имела более низкого барьера для входа.Погружаясь в совершенно другой тип программирования, вы получите информацию и идеи, которые сделают вас лучшим программистом во всех отношениях, и вы, вероятно, получите массу удовольствия от этого процесса.
Код Климат
Code Climate — это инструмент для автоматизированного анализа кода, который оценивает ваше приложение по покрытию тестами, сложности, дублированию, безопасности, стилю и другим параметрам. Он поставляется с бесплатной двухнедельной пробной версией. Даже если вы не готовы сделать решительный шаг, чтобы заплатить, Code Climate может дать вам ценную информацию о качестве кода вашего последнего личного проекта или, если ваша команда открыта для идеи, о продукте или услуге, которую вы строим.Как разработчик программного обеспечения, вы, вероятно, чувствуете запахи кода: вещи, которые могли бы быть лучше. Тем не менее, может быть трудно понять, с чего начать, когда вы чувствуете, что в вашем коде много чего не так. Code Climate — это простой инструмент, дающий вам действенную отправную точку, когда вы пытаетесь сделать что-то лучше.
Raspberry Pi и Arduino
Raspberry Pi — одноплатный компьютер размером с кредитную карту. Благодаря небольшому размеру, расширяемости и доступной цене; есть все виды забавных вещей, которые вы можете сделать с ним.Люди превратили Raspberry Pi в крошечные серверы, сенсорные концентраторы, системы безопасности, музыкальные инструменты, контроллеры освещения и многое другое. Это фантастический инструмент для использования программирования для взаимодействия с физическим миром. Arduino похож, но представляет собой микроконтроллер, а не полноценный компьютер. Вам нужно будет использовать комбинацию электрических компонентов и программирования вместе, чтобы заставить его делать интересные вещи.
ИФТТТ
«Если это, то то» — это служба, которая позволяет легко склеивать уведомления, электронные письма и обновления интересными способами.Люди использовали IFTTT, чтобы вызвать фальшивый телефонный звонок после отправки текстового сообщения (чтобы избежать скучного разговора), включить кондиционер, когда температура достигает определенной точки, или получить SMS-уведомление перед началом важной встречи. IFTTT также может интегрироваться с интернетом вещей, такими устройствами, как умные фонари. Например, вы можете запрограммировать свой умный свет на вспышку всякий раз, когда ваша любимая футбольная команда забивает гол. Существуют тысячи возможных рецептов, которые вы можете создать с помощью IFTTT. Получайте удовольствие!
CodePen
CodePen позиционирует себя как игровая площадка для фронтенд-разработчиков.У сайта простая предпосылка: представить ваш код и выходные данные в удобном для совместного использования формате. Сайт полон впечатляющих примеров фронтенд-разработки, от сложных анимаций до 3D-города. Хотя сайт упрощает быстрое создание прототипа кода внешнего интерфейса, он может быть наиболее ценным из-за огромного количества творчества и вдохновения, доступных его участникам, которые переопределяют ваше представление о том, что возможно с сегодняшними технологиями внешнего интерфейса, и вдохновляют вас. попробовать новые вещи.
10 лучших книг по программированию, которые вы должны знать [рейтинг]
Программирование — это искусство создания инновационных решений в виде компьютерных программ для решения задач, которые варьируются в широком спектре областей, от классических математических головоломок и повседневных задач до погоды. предсказание, поиск и понимание новых чудес в космосе.
Хотя программирование и кодирование обычно используются взаимозаменяемо, программирование — это не просто кодирование. Кодирование представляет собой ту часть программирования, которая включает в себя написание компьютерного кода.
Программирование, с другой стороны, представляет собой более широкий процесс, который также включает подход к разработке идей для разработки программы, а также ее тестирование и многое другое. Ознакомьтесь с этим подробным сравнением кодирования и программирования.
Лучшие книги по программированию
Программирование — одна из самых востребованных профессиональных областей в мире.Он предоставляет кандидатам множество возможностей учиться и зарабатывать. Однако это требует непрерывного обучения, а что может быть лучше, чем книги для обучения!
Итак, вот наша подборка из 10 лучших книг по программированию, которые помогут улучшить вашу игру:
1.
Чистый код: руководство по гибкому программированию Автор — Роберт С. Мартин
Последнее издание — первое
Издатель – Prentice Hall
Формат(ы) – Kindle/Paperback
Программирование – это полировка ремесла годами проб и ошибок.Хотел бы я, чтобы был способ избавить себя от всей тяжелой работы, учась на ошибках других программистов? К счастью, она есть, и она известна миру как книга «Чистый код: руководство по Agile Software Craftsmanship» легендарного дядюшки Боба.
Чистый код предлагает бесценную информацию об очистке кода и разработке программного обеспечения. Он содержит подробные пошаговые объяснения по очистке, написанию и рефакторингу кода. В книге по программированию есть множество практических примеров того, как и зачем писать чистый код.
После успешного завершения книги «Чистый код» вы сможете без особых усилий применять методологию Agile, одну из ведущих форм SDLC, в своих проектах по разработке программного обеспечения. Кроме того, вы обнаружите, что стали более решительным и дисциплинированным программистом, чем раньше.
Купить книгу можно здесь.
2.
Введение в алгоритмы Авторы – Томас Х. Кормен, Чарльз Э. Лейзерсон, Рональд Л. Ривест, Клиффорд Стейн
Последнее издание – Третье издание
Издательство – The MIT Press 90 – Твердый переплет/Мягкая обложка
Название книги говорит само за себя.Это то, что следует из названия, то есть «Введение в алгоритмы». Также известная как CLRS, отсылка к фамилии авторов книги, она подробно описывает ряд алгоритмов, разделенных на несколько самостоятельных глав.
Подробно объясняются все алгоритмы, описанные в книге «Введение в алгоритмы». Они представлены с использованием псевдокода, понятного программистам всех уровней квалификации, даже тем, кто относительно плохо знаком с программированием.
Третье издание книги «Введение в алгоритмы» полностью переработано и обновлено.В него добавлены две новые главы:
Кроме того, последнее издание книги «Введение в алгоритмы» также содержит приложение о матрицах и существенное дополнение к главе, посвященное повторению (разделяй и властвуй) и многому другому.
Купить книгу можно здесь.
3.
Структура и интерпретация компьютерных программ (SICP)Авторы – Гарольд Абельсон, Джеральд Джей Сассман, Джули Сассман
Структура и интерпретация компьютерных программ, a.к.а. SICP — одна из лучших книг для изучения основ программирования. SICP используется в качестве базового курса программирования в Массачусетском технологическом институте. Это общая книга по программированию, в которой схема используется для иллюстрации различных концепций программирования.
Хотя SCIP является обязательной книгой для программистов, ее изучение принесет гораздо больше удовольствия после тщательного изучения одного или двух языков программирования. Конечно, книга предлагает прочную основу для программирования, а также посвящена функциональному программированию.
Завершение книги «Структура и интерпретация компьютерных программ» — это тяжелое испытание. Книга содержит множество практических упражнений, которые помогут читателям справиться с ней.
Купить книгу можно здесь.
4.
The Clean Coder: Кодекс поведения для профессиональных программистов Автор – Robert C. Martin
Последнее издание – первое
Издатель – Prentice Hall
Format(s) Составлено опытным инженером-программистом и автором Робертом С.Книга Мартина, также известного как дядя Боб, «Чистый кодер» рассказывает о методах, методах и инструментах настоящего мастерства программирования. В книге рассказывается не только о том, как писать чистый код, но и о том, как сформировать отношение опытного профессионального программиста.
«Чистый кодер» — идеальное чтение для тех, кто хочет изучить аспекты работы профессиональным программистом сложным, но эффективным способом. Он полон практических советов по всему, что связано с программированием, от написания кода и рефакторинга до тестирования.
Clean Coder помог сотням тысяч разработчиков стать более увлеченными и опытными в своем деле. Не купить? Начните читать книгу по программированию сегодня и убедитесь сами, в чем разница.
Купить книгу можно здесь.
5.
Полное руководство: практическое руководство по созданию программного обеспечения Автор – Стив МакКоннелл
Последнее издание – второе
Издатель – Microsoft Press
Формат(ы) – Kindle/Мягкая обложка
Хотите знать, как писать надежный код независимо от архитектуры языка программирования? Тогда подумайте о том, чтобы прочитать Code Complete: A Practice Handbook of Software Construction.Он всесторонне охватывает все аспекты структуры хорошего кода.
Книга Code Complete считается одним из лучших практических руководств по программированию. В книге по программированию нет недостатка в примерах кода, которые подробно иллюстрируют искусство и науку разработки программного обеспечения.
Проверенные приемы и стратегии, описанные в книге, помогают программистам и разработчикам программного обеспечения:
- Извлекать выгоду из совместной разработки
- Разрабатывать программное обеспечение с минимальной сложностью
- Ускорять процесс отладки и выпуски
- Рефакторинг и развитие кода
Независимо от уровня знаний читателей, выбранной среды разработки или размера проекта, книга Code Complete помогает стимулировать ум программиста.
Купить книгу можно здесь.
6.
Шаблоны проектирования: элементы многоразового объектно-ориентированного программного обеспечения Авторы — Эрих Гамма, Ричард Хелм, Ральф Джонсон, Джон Влиссидес, Грэди Буч (предисловие)
Последнее издание — первое
Издательство — Addison-Wesley Профессиональный
Формат(ы) – Твердый переплет/Kindle/Мягкая обложка
Разве вы не знаете, что такое шаблоны проектирования программного обеспечения? «Шаблоны проектирования: элементы многоразового объектно-ориентированного программного обеспечения» — один из авторитетных томов по этой теме.И да, это не легкое чтение.
Если вы плохо разбираетесь в UML, вам может быть трудно усвоить часть информации и примеров, собранных в книге по программированию. Это, однако, не помешает вам оценить красоту повествования в книге Design Patterns, которая проста и информативна.
В книге «Шаблоны проектирования» подробно описаны 23 шаблона проектирования программного обеспечения, которые помогают разработчикам и дизайнерам программного обеспечения создавать более качественное, элегантное и гибкое программное обеспечение.В книге обсуждается множество кратких и простых решений обычных проблем проектирования программного обеспечения.
Несмотря на то, что вы знаете, что такое шаблоны проектирования программного обеспечения, вы должны добавить книгу «Шаблоны проектирования: элементы многоразового объектно-ориентированного программного обеспечения» в свою библиотеку, чтобы еще больше углубить свое понимание темы и получить краткий справочник, когда возникнет необходимость.
Купить книгу можно здесь.
7.
The Pragmatic ProgrammerАвтор – Эндрю Хант, Дэвид Томас Kindle
С момента своего создания в 1999 году его авторами, чтобы помочь своим клиентам разрабатывать лучшее программное обеспечение, книга «Прагматичный программист» стала одной из самых уважаемых книг по программированию.Эта книга предназначена для каждого программиста, стремящегося стать опытным разработчиком программного обеспечения и полноправным программистом.
Сколько бы раз вы ни читали «Прагматичного программиста», при каждом чтении вы узнаете что-то новое. Творческое использование классических и современных анекдотов, увлекательных аналогий и примеров, дающих пищу для размышлений, делает изучение каждого раздела интересным и увлекательным.
The Pragmatic Programmer охватывает не только широкий спектр тем по программированию и разработке программного обеспечения, но и темы, которые не являются нормой для книг по программированию, такие как развитие карьеры и личная ответственность при разработке программного обеспечения.
Купить книгу можно здесь.
8.
Head First Design Patterns: A Brain-Friendly Guide Авторы — Эрик Фриман, Берт Бейтс, Кэти Сьерра, Элизабет Робсон
Последнее издание — первое
Издатель — O’Reilly Media
Формат(ы) – Kindle/Paperback
Серия книг Head First известна своим новаторским способом разбиения сложных тем на более простые и понятные части. Книга Head First Design Patterns: A Brain-Friendly Guide составлена на основе этой проверенной формулы.
В книге Head First Design Patterns есть множество наглядных и стимулирующих мозг примеров, которые сделают обучение одновременно эффективным и увлекательным. В отличие от других книг по программированию с большим количеством текста, эта книга имеет наводящий на размышления и визуально насыщенный формат.
Книга Head First Design Patterns легко объясняет несколько шаблонов проектирования программного обеспечения, используемых опытными разработчиками программного обеспечения и программистами со всего мира для создания элегантного, полнофункционального, гибкого и многократно используемого программного обеспечения.
Купить книгу можно здесь.
9.
Рефакторинг: улучшение дизайна существующего кода Автор – Мартин Фаулер
Последнее издание – второе концепция для понимания основных аспектов написания чистого, надежного кода. Книга Мартина Фаулера «Рефакторинг: улучшение дизайна существующей кодовой книги» охватывает все основные виды рефакторинга, о которых должен знать любой опытный программист.
Изучение лучших подходов к рефакторингу кодовой базы позволяет программисту улучшить обслуживание кода на протяжении всего времени или, по крайней мере, спасти его от гниения. В последнем выпуске рефакторинга представлены примеры кода JS и примеры, демонстрирующие рефакторинг без использования классов.
Что такое рефакторинг? Зачем рефакторить код? Как распознать код, требующий рефакторинга? Все эти и несколько других важных вопросов, связанных с рефакторингом кода, подробно объясняются в книге «Рефакторинг: улучшение дизайна существующей кодовой книги».
Успешно прочитав книгу Фаулера «Рефакторинг», читатель сможет:
- Создавать комплексные тесты для рефакторинга
- Изучать рефакторинг
- Выявлять компромиссы и проблемы при рефакторинге
- Быстро применять рефакторинг к программе для создания программы легче понять и изменить
Купить книгу можно здесь.
10.
Искусство компьютерного программирования, тома 1-4 Автор – Дональд Э.Knuth
Последнее издание – первое
Издатель – Addison-Wesley Professional
Формат(ы) – твердый переплет
В отличие от других статей в списке десяти лучших книг по программированию, «Искусство компьютерного программирования» – это не просто книга; вместо этого это серия из 4 книг, а именно:
- Том 1: Основные алгоритмы
- Том 2: Получисловые алгоритмы
- Том 3: Сортировка и поиск
- Том 4A: Комбинаторные алгоритмы
«Если вы считаете себя превосходным программистом… прочитайте «Искусство компьютерного программирования» [Кнута]… Вы должны отправить мне резюме, если сможете прочитать все».
Дональд Э. Кнут, автор серии «Искусство компьютерного программирования», является лауреатом премии ACM A.M. Премия Тьюринга 1974 года, известная как Нобелевская премия в области вычислительной техники.Предостережение перед тем, как начать читать серию книг по программированию; Тяжелая математика впереди!
Купить книгу можно здесь.
Резюме
На этом мы завершили наш обзор 10 лучших книг по программированию. Хотя книги — один из лучших способов научиться программировать, существуют и другие способы закрепить обучение, такие как онлайн-уроки, семинары, веб-статьи, видеоуроки и многое другое.
Вы должны постоянно повышать свои навыки и быть в поиске новых и лучших способов делать то, что вы уже делаете как программист/разработчик программного обеспечения.Только те, кто постоянно совершенствуется, останутся актуальными в современном мире, где изменения происходят удивительно быстро и их трудно уловить. Всего наилучшего!
Вы готовитесь к собеседованию по программированию? Проверьте эти лучшие вопросы интервью по программированию.
Люди также читают:
Грядущий программный апокалипсис — The Atlantic
Ночью 10 апреля 2014 года было шесть часов, когда у всего населения штата Вашингтон не было службы 911.Люди, которые звали на помощь, получали сигнал «занято». Одна женщина из Сиэтла набирала 911 не менее 37 раз, пока незнакомец пытался проникнуть в ее дом. Когда он, наконец, пробрался в ее гостиную через окно, она взяла кухонный нож. Мужчина сбежал.
Чтобы узнать больше тематических статей, просмотрите наш полный список или скачайте приложение Audm для iPhone.Отключение службы экстренной помощи, на тот момент крупнейшее из когда-либо зарегистрированных, было связано с программным обеспечением, работающим на сервере в Энглвуде, штат Колорадо. Управляемый системным провайдером Intrado, сервер вел текущий счетчик количества звонков, которые он перенаправил диспетчерам службы экстренной помощи по всей стране.Программисты Intrado установили порог, на который может подняться счетчик. Они выбрали число в миллионах.
Незадолго до полуночи 10 апреля счетчик превысил это число, что привело к хаосу. Поскольку счетчик использовался для создания уникального идентификатора для каждого вызова, новые вызовы отклонялись. И поскольку программисты не предвидели проблемы, они не создали сигналы тревоги, чтобы привлечь к ней внимание. Никто не знал, что происходит. Диспетчерские центры в Вашингтоне, Калифорнии, Флориде, Каролине и Миннесоте, обслуживающие 11 миллионов американцев, изо всех сил пытались понять сообщения о том, что звонящие получают сигнал «занято».Лишь до утра до меня дошло, что виновато программное обеспечение Intrado в Энглвуде, и что исправление заключалось в изменении одного номера.
Не так давно экстренные вызовы обрабатывались на месте. Сбои были небольшими, легко диагностировались и устранялись. Распространение мобильных телефонов и обещание новых возможностей — что, если бы вы могли написать 911? или отправлять видео диспетчеру? — побудили к разработке более сложной системы, основанной на Интернете. Впервые могло произойти такое явление, как отключение службы экстренной помощи по всей стране.За столько же лет их уже четыре.
Говорят, что программное обеспечение «пожирает мир». Все больше и больше критически важных систем, которые когда-то управлялись механически или людьми, начинают зависеть от кода. Возможно, это никогда не было так ясно, как летом 2015 года, когда в один прекрасный день United Airlines остановила свой флот из-за проблемы с системой управления вылетами; торги на Нью-Йоркской фондовой бирже были приостановлены после повышения; первая страница веб-сайта The Wall Street Journal рухнула; и система 911 в Сиэтле снова вышла из строя, на этот раз из-за отказа другого маршрутизатора.Одновременный сбой стольких программных систем поначалу попахивал скоординированной кибератакой. Едва ли не более пугающим было осознание в конце дня, что это было просто совпадение.
«Когда у нас были электромеханические системы, мы имели возможность тестировать их всесторонне », — говорит Нэнси Левесон, профессор аэронавтики и астронавтики в Массачусетском технологическом институте, изучающая безопасность программного обеспечения в течение 35 лет. Она стала известна своим отчетом о Therac-25, аппарате лучевой терапии, который убил шесть пациентов из-за ошибки программного обеспечения.«Раньше мы могли продумать все, что он мог сделать, все состояния, в которые он мог попасть». Например, электромеханические блокировки, которые контролировали движение поездов на железнодорожных переездах, имели очень много конфигураций; несколько листов бумаги могли описать всю систему, и вы могли запускать физические поезда для каждой конфигурации, чтобы увидеть, как она будет себя вести. После того, как вы построили и протестировали его, вы точно знали, с чем имеете дело.
Программное обеспечение отличается. Просто отредактировав текст в каком-нибудь файле, тот же кусок кремния может стать автопилотом или системой управления запасами.Эта гибкость — чудо программного обеспечения и его проклятие. Поскольку его можно дешево изменить, программное обеспечение постоянно меняется; а поскольку она не привязана ни к чему физическому — программа, которая в тысячу раз сложнее другой, занимает одно и то же реальное пространство, — она имеет тенденцию к неограниченному росту. «Проблема, — писал Левезон в книге, — заключается в том, что мы пытаемся построить системы, интеллектуально управлять которыми мы не в состоянии».
Программное обеспечение сделало именно то, что было сказано. Причина, по которой он потерпел неудачу, заключается в том, что ему сказали сделать что-то не так.Наша стандартная схема мышления о технических сбоях, отраженная, например, в правилах для медицинских устройств, была разработана вскоре после Второй мировой войны, до появления программного обеспечения, для электромеханических систем. Идея заключалась в том, что вы делаете что-то надежное, делая его детали надежными (скажем, вы строите свой двигатель так, чтобы он выдерживал 40 000 циклов взлета и посадки) и планируя выход из строя этих частей (у вас два двигателя). Но программное обеспечение не ломает . Неисправный порог Intrado не похож на неисправную заклепку, которая приводит к крушению авиалайнера.Программное обеспечение сделало именно то, что ему было сказано. На самом деле он сделал это идеально. Причина, по которой он потерпел неудачу, заключается в том, что ему сказали сделать что-то не так. Программные сбои — это сбои в понимании и воображении. На самом деле у Intrado был резервный маршрутизатор, который, если бы он был переключен автоматически, почти сразу же восстановил бы службу 911. Но, как описано в отчете для FCC, «ситуация возникла в точке логики приложения, которая не была предназначена для выполнения каких-либо автоматических корректирующих действий.”
Это проблема создания чего-то из кода, а не чего-то физического. «Сложность, — как говорит Левесон, — невидима глазу».
Предпринимаемые сейчас попытки изменить то, как мы создаем программное обеспечение, похоже, начинаются с одной и той же предпосылки: о коде слишком сложно думать. Прежде чем пытаться понять сами попытки, стоит понять, почему это может быть: что такого в коде, что делает его таким чуждым разуму и таким непохожим на все, что было до него.
Технологический прогресс менял мировоззрение — можно было смотреть, как мостят дороги; можно было увидеть, как поднимаются горизонты. Сегодня трудно сказать, когда что-то переделывается, потому что очень часто это переделывается по коду. Например, когда вы нажимаете педаль акселератора автомобиля, вы больше ничем не управляете; нет механической связи между педалью и дроссельной заслонкой. Вместо этого вы отдаете команду программному обеспечению, которое решает, сколько воздуха подавать двигателю.Автомобиль — это компьютер, внутри которого вы можете сидеть. Рулевое колесо и педали также могут быть клавишами клавиатуры.
Как и все остальное, автомобиль был компьютеризирован, чтобы включить новые функции. Когда программа отвечает за газ и тормоза, она может замедлить вас, когда вы находитесь слишком близко к другому автомобилю, или точно контролировать впрыск топлива, чтобы помочь вам сэкономить на бензине. Когда он контролирует рулевое управление, он может удерживать вас на полосе движения, когда вы начинаете дрейфовать, или направлять вас на парковочное место. Вы не можете создать эти функции без кода.Если бы вы попытались, автомобиль мог бы весить 40 000 фунтов, неподвижная масса часового механизма.
Программное обеспечение позволило нам создавать самые сложные машины, которые когда-либо существовали. И все же мы этого почти не замечаем, потому что вся эта сложность упакована в крошечные кремниевые чипы в виде миллионов и миллионов строк кода. Но то, что мы не можем видеть сложность, не означает, что она исчезла.
Программист, как писал в 1988 году известный голландский ученый-компьютерщик Эдсгер Дейкстра, «должен уметь мыслить в терминах концептуальных иерархий, которые намного глубже, чем когда-либо приходилось сталкиваться одному разуму.Дийкстра имел в виду это как предупреждение. По мере того, как программисты жадно вкладывали программное обеспечение в критические системы, они все больше и больше становились опорой построенного мира — и Дейкстра подумал, что они, возможно, переоценили себя.
«Инженеры-программисты не понимают проблемы , которую они пытаются решить, и не заботятся об этом».Что делало программирование таким трудным, так это то, что оно требовало, чтобы вы думали, как компьютер. Странность этого была в каком-то смысле более очевидной на заре вычислительной техники, когда код принимал форму буквенных единиц и нулей.Любой, кто заглядывал бы через плечо программиста, когда он корпел над строкой за строкой, например, «100001010011» и «000010011110», мог бы увидеть, насколько программист был отчужден от реальных проблем, которые он пытался решить; было бы невозможно сказать, пытались ли они рассчитать траекторию артиллерийского огня или имитировать игру в крестики-нолики. Введение таких языков программирования, как Fortran и C, которые напоминают английский, и инструментов, известных как «интегрированные среды разработки» или IDE, которые помогают исправлять простые ошибки (например, средство проверки грамматики Microsoft Word, но для кода), затуманило, хотя и мало помогло. на самом деле изменение, это основное отчуждение — тот факт, что программист не работал над проблемой напрямую, а проводил свои дни за написанием инструкций для машины.
«Проблема в том, что инженеры-программисты не понимают проблемы, которую они пытаются решить, и не заботятся об этом, — говорит Левесон, эксперт по безопасности программного обеспечения Массачусетского технологического института. Причина в том, что они слишком заняты тем, чтобы их код работал. «Инженеры-программисты любят предоставлять всевозможные инструменты и прочее для устранения ошибок в коде», — говорит она, имея в виду IDE. «Серьезные проблемы, которые произошли с программным обеспечением, связаны с требованиями, а не с ошибками кодирования». Например, когда вы пишете код, управляющий дроссельной заслонкой автомобиля, важны правила о том, когда, как и до какой степени ее открывать.Но эти системы стали настолько сложными, что вряд ли кто-то может удержать их в голове. «Сейчас в автомобилях 100 миллионов строк кода, — говорит Левесон. «Вы просто не можете предвидеть все эти вещи».
В сентябре 2007 года Джин Букаут ехала по шоссе со своей лучшей подругой на Toyota Camry, когда педаль акселератора, казалось, застряла. Когда она убрала ногу с педали, машина не замедлилась. Она попробовала тормоза, но они, казалось, потеряли свою силу. Когда она свернула к съезду со скоростью 50 миль в час, она нажала на аварийный тормоз.Автомобиль оставил след заноса длиной 150 футов, прежде чем врезаться в насыпь на обочине дороги. Пассажир погиб. Букаут очнулся в больнице через месяц.
Этот инцидент был одним из многих в почти десятилетнем расследовании заявлений о так называемом непреднамеренном ускорении автомобилей Toyota. Toyota обвинила в инцидентах плохо спроектированные напольные коврики, «липкие» педали и ошибку водителя, но посторонние подозревали, что причиной может быть неисправное программное обеспечение. Национальная администрация безопасности дорожного движения наняла экспертов по программному обеспечению из НАСА для тщательной проверки кода Toyota.Спустя почти 10 месяцев команда НАСА не нашла доказательств того, что причиной было программное обеспечение, но заявила, что не может доказать, что это не так.
Именно во время судебного разбирательства по делу об аварии в Bookout кто-то наконец нашел убедительную связь. Майкл Барр, свидетель-эксперт со стороны истца, попросил группу экспертов по программному обеспечению провести 18 месяцев с кодом Toyota, продолжая с того места, на котором НАСА остановилось. Барр описал то, что они нашли, как «спагетти-код» — программистский жаргон для программного обеспечения, которое превратилось в запутанный беспорядок.Код превращается в спагетти, когда он накапливается в течение многих лет, когда функция за функцией нагромождается поверх того, что уже существует, и переплетается с ним; в конечном итоге код становится невозможным для выполнения, не говоря уже о тщательном тестировании на наличие недостатков.
«Если программное обеспечение работает со сбоем и та же самая программа, в которой произошел сбой, должна спасти положение, она не может».Используя ту же модель, что и Camry, попавшая в аварию, команда Барра продемонстрировала, что существует более 10 миллионов способов отказа ключевых задач бортового компьютера, что может привести к непреднамеренному ускорению.* Они показали, что всего лишь одно изменение бита — единица в памяти компьютера становится нулем или наоборот — может привести к тому, что машина выйдет из-под контроля. Кода отказоустойчивости, который разработала Toyota, было недостаточно, чтобы остановить это. «У вас есть программное обеспечение, следящее за программным обеспечением», — заявил Барр. «Если программное обеспечение работает со сбоями, и та же самая программа или то же самое приложение, которое вышло из строя, должно спасти положение, оно не может спасти положение, потому что оно не работает».
Свидетельские показания Барр послужили аргументом в пользу истца, в результате чего Bookout и семья ее подруги получили компенсацию в размере 3 миллионов долларов.Согласно The New York Times , это было первое из многих подобных дел против Toyota, в которых были переданы в суд проблемы с электронной системой управления дроссельной заслонкой, и впервые присяжные признали Toyota ответственной за аварию, связанную с непреднамеренным ускорением. Стороны решили урегулировать дело до присуждения штрафных санкций. Всего Toyota отозвала более 9 миллионов автомобилей и выплатила почти 3 миллиарда долларов в качестве компенсации и штрафов, связанных с непреднамеренным ускорением.
Для программного обеспечения будет больше плохих дней. Важно, чтобы мы научились делать это лучше, потому что, если мы этого не сделаем, и по мере того, как программное обеспечение становится все более сложным и взаимосвязанным — поскольку оно берет на себя управление более важными функциями — эти дни могут стать хуже.
Проблема в том, что программистам трудно успевать за своими собственными творениями. С 1980-х годов методы работы программистов и используемые ими инструменты практически не изменились. Есть небольшой, но растущий хор, который беспокоится о том, что статус-кво неустойчив.«Даже очень хорошие программисты изо всех сил пытаются понять системы, с которыми они работают», — говорит Крис Грейнджер, разработчик программного обеспечения, который руководил Microsoft по Visual Studio, IDE, которая стоит 1199 долларов в год и используется почти треть всех профессиональных программистов. Он сказал мне, что, работая в Microsoft, он организовал сквозное изучение Visual Studio, единственное, которое когда-либо проводилось. Полтора месяца он наблюдал за односторонним зеркалом, как люди писали код.«Как они используют инструменты? Как они думают?» он сказал. «Как они сидят за компом, мышку трогают, мышку не трогают? Все эти вещи, вокруг которых у нас есть догмы, которые мы на самом деле не проверяли эмпирически».
Находка удивила его. «Visual Studio — одна из крупнейших программ в мире, — сказал он. «Это более 55 миллионов строк кода. И одна из вещей, которую я обнаружил в этом исследовании, состоит в том, что более 98 процентов из них совершенно неуместны.Вся эта работа была вложена в эту штуку, но она упускала из виду фундаментальные проблемы, с которыми сталкивались люди. И самое важное, что я извлек из этого, это то, что в основном человека играют в компьютер в своей голове ». Программисты были подобны шахматистам, пытающимся играть с завязанными глазами: так много их умственной энергии тратится только на то, чтобы представить себе, где находятся фигуры, что почти не остается сил, чтобы думать о самой игре.
В течение последних 40 лет мощность компьютеров удваивалась каждые 18 месяцев.Почему программа не изменилась?Джон Резиг замечал то же самое среди своих учеников. Резиг — знаменитый программист JavaScript — программное обеспечение, которое он написал, используется более чем для половины всех веб-сайтов, — и технический руководитель сайта онлайн-обучения Khan Academy. В начале 2012 года у него были проблемы с учебным планом сайта по компьютерным наукам. Почему так сложно было научиться программировать? Основная проблема, казалось, заключалась в том, что код был настолько абстрактным. Написание программного обеспечения не было похоже на создание моста из палочек от эскимо, где можно было увидеть палочки и потрогать клей.Чтобы «сделать» программу, вы набирали слова. Когда вы хотели изменить поведение программы, будь то игра, веб-сайт или симуляция физики, на самом деле вы меняли текст. Таким образом, студенты, которые справились хорошо — фактически единственные, кто вообще выжил, — были теми, кто мог прокручивать этот текст по одной инструкции за раз в своей голове, думая так, как это делал бы компьютер, пытаясь отслеживать все промежуточные вычисления. Резиг, как и Грейнджер, начал задаваться вопросом, должно ли так быть. Мощность компьютеров удваивалась каждые 18 месяцев в течение последних 40 лет.Почему программа не изменилась?
Тот факт, что они оба думали об одной и той же проблеме в одних и тех же терминах, в одно и то же время, не был совпадением. Они оба только что видели один и тот же замечательный доклад, сделанный исследователем по имени Брет Виктор перед группой студентов-программистов в монреальском отеле. Разговор, который стал вирусным, когда он был размещен в Интернете в феврале 2012 года, казалось, содержал два смелых утверждения. Первая заключалась в том, что способ, которым мы делаем программное обеспечение, в корне неисправен.Во-вторых, Виктор знал, как это исправить.
Брет Виктор не любит писать код. «Звучит странно, — говорит он. «Когда я хочу что-то сделать, особенно когда я хочу создать что-то в программном обеспечении, есть этот начальный слой отвращения, через который мне приходится проталкиваться, когда я не манипулирую тем, что хочу сделать, я пишу кучу текста в текстовый редактор».
«Существует довольно сильное убеждение, что так поступать неправильно».
У Виктора внешность Дэвида Фостера Уоллеса, с молниеносным интеллектом, который задерживается под налетом чертовской застенчивости.Ему 40 лет, с проседью и окладистой, небрежной бородкой. Голос у него нежный, почти скорбный, но он хочет поделиться тем, что у него в голове, и, когда он вступает в бой, кажется, что он пропускает слоги, словно опережая собственный вокальный аппарат.
Хотя он руководит лабораторией, изучающей будущее вычислительной техники, он, кажется, меньше интересуется технологиями как таковыми, чем умами людей, которые их используют. Как и у любого хорошего инструментальщика, у него взгляд на мир, в равной степени технический и гуманный.Он с отличием окончил Калифорнийский технологический институт по специальности «Электротехника», а затем, окончив аспирантуру Калифорнийского университета в Беркли, пошел работать в компанию, разрабатывающую музыкальные синтезаторы. Это была проблема, идеально соответствующая его раздвоению личности: он мог тратить столько же времени на размышления о том, как исполнитель создает музыку с помощью клавиатуры — как она становится продолжением их рук, — сколько он мог думать о математике цифровой обработки сигналов. .
К тому времени, когда он выступил с докладом, сделавшим его имя, который Ресиг и Грейнджер видели в начале 2012 года, Виктор наконец усвоил принцип, который, казалось, пронизывал всю его работу. (На самом деле он назвал выступление «Изобретая принцип».) Принцип был таков: «Создатели нуждаются в непосредственной связи с тем, что они создают». Проблема с программированием заключалась в том, что оно нарушало принцип. Вот почему о программных системах было так трудно думать, и они так изобиловали ошибками: программист, глядя на страницу текста, отвлекался от того, что он на самом деле делал.
«Наше нынешнее представление о том, что такое компьютерная программа, — сказал он, — восходит к Фортрану и Алголу конца 50-х годов. Эти языки были созданы для перфокарт». Этот код теперь принимает форму букв на экране на таком языке, как C или Java (производные от Fortran и ALGOL), вместо стопки карточек с дырками в ней, что не делает его менее мертвым, менее косвенным.
Виктора ужасала мысль, что люди пытаются понять рак, глядя в текстовый редактор.Существует аналогия с текстовым редактором. Раньше все, что можно было увидеть в программе для написания документов, это сам текст, и для изменения макета, шрифта или полей нужно было писать специальные «управляющие коды» или команды, которые сообщали компьютеру, что для Например, «эта часть текста должна быть выделена курсивом». Проблема заключалась в том, что вы не могли увидеть действие этих кодов, пока не распечатали документ. Трудно было предсказать, что вы получите. Вы должны были представить, как коды будут интерпретированы компьютером, то есть вы должны были играть в компьютер в своей голове.
Затем появился WYSIWYG (произносится как «wizzywig»). Это расшифровывалось как «Что видишь, то и получаешь». Когда вы выделяли отрывок курсивом, буквы наклонялись прямо на экране. Если вы хотите изменить поле, вы можете перетащить линейку вверху экрана — и увидите эффект этого изменения. Таким образом, документ стал казаться чем-то реальным, чем-то, во что можно было тыкать и тыкать. Просто взглянув, вы могли сказать, сделали ли вы что-то не так. Управление сложной системой — макетом документа и механизмом форматирования — стало доступным для всех, кто мог щелкнуть по странице.
Виктор хотел сказать, что само программирование должно быть таким. Его ужасала мысль о том, что люди выполняют важную работу, например, разрабатывают адаптивные системы круиз-контроля или пытаются понять рак, глядя в текстовый редактор. И задача программистов заключалась в том, чтобы когда-нибудь им не пришлось этого делать.
Было достаточно прецедентов, чтобы предположить, что это не была сумасшедшая идея. Photoshop, например, дает мощные алгоритмы обработки изображений в руки людей, которые могут даже не знать, что такое алгоритм.Это сложная часть программного обеспечения, но сложная, как сложный синтезатор, с ручками, кнопками и ползунками, на которых пользователь учится играть как на инструменте. Squarespace, компания, которая, пожалуй, наиболее известна своей агрессивной рекламой в подкастах, создает инструмент, который позволяет пользователям создавать веб-сайты, указывая и щелкая мышью, вместо того, чтобы писать код в HTML и CSS. Он достаточно мощный, чтобы выполнять работу, которую когда-то сделал бы профессиональный веб-дизайнер.
Но это всего лишь несколько примеров.Подавляющая реальность заключалась в том, что когда кто-то хотел сделать что-то интересное с компьютером, ему приходилось писать код. Виктор, который в некотором роде идеалист, увидел в этом не столько возможность, сколько моральный недостаток программистов в целом. Его речь была призывом к оружию.
В основе этого была серия демонстраций, которые пытались показать, насколько примитивными были доступные инструменты для решения различных задач — проектирование схем, компьютерная анимация, алгоритмы отладки — и как они могли бы выглядеть лучше.Его демо были виртуозны. Тот, который захватил всеобщее воображение, по иронии судьбы оказался самым тривиальным на первый взгляд. Он показывал разделенный экран с игрой, которая выглядела как Mario с одной стороны и управляющим кодом с другой. Когда Виктор изменил код, вещи в игровом мире изменились: он уменьшил одно число, силу гравитации, и персонаж Марио поплыл; он увеличил другую, скорость игрока, и Марио помчался по экрану.
Предположим, вы хотите создать уровень, на котором Марио, прыгая и отскакивая от черепахи, просто попадет в небольшой проход.Разработчики игр привыкли решать задачи такого рода в два этапа: во-первых, вы смотрели на свой код — код, управляющий тем, как высоко прыгал Марио, как быстро он бегал, насколько упругой была спина черепахи, — и вносили в него некоторые изменения в своем коде. текстовый редактор, используя свое воображение, чтобы предсказать, какой эффект они произведут. Затем вы переиграли игру, чтобы увидеть, что на самом деле произошло.
Теневые Марио перемещаются по левой половине экрана, а мышь перетаскивает ползунки по правой половине. CUSEC / VimeoВиктор хотел чего-то более непосредственного.«Если у вас есть процесс во времени, — сказал он, имея в виду путь Марио по уровню, — и вы хотите немедленно увидеть изменения, вам нужно сопоставить время с пространством». Он нажал кнопку, которая показывала не только то, где Марио находится сейчас, но и то, где он будет находиться в любой момент в будущем: кривая тени Марио, уходящая вдаль. Более того, этот спроецированный путь был реактивным: когда Виктор изменил параметры игры, которые теперь контролировались быстрым перетаскиванием мыши, форма пути изменилась.Это было похоже на взгляд бога на игру. Вся проблема сводилась к игре с различными параметрами, как если бы вы регулировали уровни на стереоприемнике, пока вы не заставили Марио вдеть нить в иголку. С правильным интерфейсом вы как будто вообще не работали с кодом; вы напрямую манипулировали поведением игры.
Когда зрители впервые увидели это в действии, они буквально ахнули. Они знали, что смотрят не на детскую игру, а на будущее своей индустрии. Большинство программ связаны с поведением, которое сложным образом разворачивается с течением времени, и Виктор показал, что если у вас достаточно воображения, вы можете разработать способы увидеть это поведение и изменить его, как будто играя с ним в ваших руках. Один программист, увидевший выступление, позже написал: «Внезапно все мои инструменты почувствовали себя устаревшими».
Когда Джон Резиг увидел доклад «Изобретение на принципах», он отказался от своих планов относительно учебного плана Академии Хана по программированию. Он хотел, чтобы упражнения по программированию на сайте работали так же, как демоверсии Виктора.Слева у вас будет код, а справа — работающая программа: картинка, игра или симуляция. Если бы вы изменили код, это мгновенно изменило бы изображение. «В среде, которая действительно отзывчива, — писал Резиг о подходе, — вы можете полностью изменить модель того, как учащийся учится… [Они] теперь могут сразу увидеть результат и интуитивно понять, как по своей сути работают базовые системы, никогда не следуя за ними». явное объяснение». Академия Хана стала, пожалуй, крупнейшим классом компьютерного программирования в мире, в среднем миллион студентов ежемесячно активно используют программу.
Крис Грейнджер, работавший в Microsoft над Visual Studio, тоже был вдохновлен. В январе 2012 года, в течение нескольких дней после просмотра видео выступления Виктора, он построил прототип новой среды программирования. Его ключевая возможность заключалась в том, что он давал вам мгновенную обратную связь о поведении вашей программы. Вы бы видели, что делает ваша система, рядом с кодом, который ею управлял. Это было все равно, что снять повязку с глаз. Грейнджер назвала проект «Световой стол».
В апреле 2012 года он искал финансирование для Light Table на Kickstarter.В кругах программистов это было сенсацией. За месяц проект собрал более 200 000 долларов. Идеи распространились. Идея живости , возможности мгновенно видеть данные, проходящие через вашу программу, нашла свое отражение во флагманских инструментах программирования, предлагаемых Google и Apple. Язык по умолчанию для создания новых приложений для iPhone и Mac под названием Swift был разработан Apple с нуля для поддержки среды под названием Playgrounds, которая была непосредственно вдохновлена Light Table.
Но видя, какой эффект произвела его речь, Брет Виктор был разочарован.«Многие из этих вещей казались неправильным толкованием того, что я говорил», — сказал он позже. Он понял, что что-то не так, когда люди начали приглашать его на конференции, чтобы поговорить об инструментах программирования. «Все думали, что меня интересуют среды программирования, — сказал он. На самом деле его интересовало то, как люди видят и понимают системы — как он выразился, «визуальное представление динамического поведения». Хотя код все чаще становился предпочтительным инструментом для , создающим динамическое поведение , он оставался одним из худших инструментов для его понимания.Смысл «Изобретения на принципах» состоял в том, чтобы показать, что вы можете смягчить эту проблему, установив непосредственную связь между поведением системы и ее кодом.
«Я не уверен, что программирование вообще должно существовать».В паре более поздних лекций «Хватит рисовать дохлую рыбу» и «Рисовать динамические визуализации» Виктор пошел еще дальше. Он продемонстрировал две созданные им программы — первую для аниматоров, вторую для ученых, пытающихся визуализировать свои данные, — каждая из которых использовала процесс, который раньше включал в себя написание большого количества пользовательского кода, и сводил его к игре с интерфейсом WYSIWYG.Виктор предположил, что один и тот же трюк можно использовать почти для каждой проблемы, в которой сегодня пишется код. «Я не уверен, что программирование вообще должно существовать», — сказал он мне. «Или, по крайней мере, разработчики программного обеспечения». По его мнению, надлежащая роль разработчика программного обеспечения заключалась в создании инструментов, которые устраняли необходимость в разработчиках программного обеспечения. Только тогда люди с самыми неотложными вычислительными проблемами смогут решить эти проблемы напрямую, без промежуточной мешанины кода.
Конечно, для этого нужно привлечь к работе самих программистов.В недавнем эссе Виктор призвал профессиональных разработчиков программного обеспечения перестать вкладывать свой талант в инструменты для создания приложений, таких как Snapchat и Uber. «Неудобства повседневной жизни не являются серьезными проблемами», — написал он. Вместо этого они должны сосредоточиться на ученых и инженерах — как он сказал мне, «этих людях, которые делают работу, которая действительно важна и имеет решающее значение, и используют очень, очень плохие инструменты». Увлекательная работа такого рода, в частности класс инструментов для «проектирования на основе моделей», уже велась, писал он, и велась в течение многих лет, но большинство программистов ничего о ней не знали.
«Если вы действительно внимательно посмотрите на все промышленные товары, которые у вас есть, которые вы используете, которые используют компании, единственный непромышленный материал, который у вас есть внутри, — это код». Эрик Бантени — основатель французской компании Esterel Technologies (ныне принадлежащей ANSYS), которая производит инструменты для создания критически важного для безопасности программного обеспечения. Как и Виктор, Бантени не считает, что инженеры должны разрабатывать большие системы, вводя миллионы строк кода в IDE. «Никто не стал бы строить машину вручную, — говорит он.«Код по-прежнему во многих местах является рукоделием. Когда вы создаете вручную 10 000 строк кода, это нормально. Но у вас есть системы с 30 миллионами строк кода, как у Airbus, или со 100 миллионами строк кода, как у вашей Tesla или дорогих автомобилей — это становится очень, очень сложным».
Компания Бантени является одним из пионеров промышленного использования проектирования на основе моделей, при котором вы больше не пишете код напрямую. Вместо этого вы создаете своего рода блок-схему, описывающую правила, которым должна следовать ваша программа («модель»), и компьютер генерирует для вас код на основе этих правил.Например, если вы делаете систему управления лифтом, одно из правил может заключаться в том, что когда дверь открыта и кто-то нажимает кнопку вестибюля, вы должны закрыть дверь и начать движение автомобиля. В инструменте проектирования на основе моделей вы бы представили это правило с помощью небольшой диаграммы, как если бы рисовали логику на доске, состоящей из прямоугольников, представляющих различные состояния, такие как «дверь открыта», «движется» и «дверь открыта». закрыто» — и линии, которые определяют, как вы можете перейти из одного состояния в другое. Диаграммы делают правила системы очевидными: просто взглянув, вы можете увидеть, что единственный способ заставить лифт двигаться — это закрыть дверь, или что единственный способ открыть дверь — это остановиться.
«Люди умеют программировать. Проблема в том, что кодировать».Это не совсем фотошоп. Прелесть Photoshop, конечно, в том, что изображение, которым вы манипулируете на экране , является конечным продуктом. Напротив, в модельно-ориентированном дизайне изображение на экране больше похоже на чертеж. Тем не менее, создание программного обеспечения таким образом качественно отличается от традиционного программирования. В традиционном программировании ваша задача — взять сложные правила и преобразовать их в код; большая часть вашей энергии тратится на перевод, а не на размышления о самих правилах.В модельно-ориентированном подходе все, что у вас есть, — это правила. Так вот о чем вы тратите свое время на размышления. Это способ меньше сосредотачиваться на машине и больше на проблеме, которую вы пытаетесь решить.
«Обычно основная проблема с программным кодированием — а я сам кодер, — говорит Бантени, — заключается не в навыках программистов. Народ кодить умеет. Проблема что кодировать. Поскольку большинство требований написаны на естественном языке, двусмысленны, а требования никогда не бывают предельно точными, они часто по-разному понимаются парнем, который должен программировать.
С этой точки зрения программное обеспечение становится неуправляемым, потому что средства описания того, что программное обеспечение должно делать — разговоры, прозаические описания, рисунки на листе бумаги — слишком отличаются от средств, описывающих то, что программное обеспечение делает , а именно: сам код. Слишком многое теряется при переходе от одного к другому. Идея проектирования на основе моделей состоит в том, чтобы сократить разрыв. Одна и та же модель используется как разработчиками систем для выражения того, что они хотят, так и компьютером для автоматического создания кода.
Конечно, чтобы этот подход был успешным, большая часть работы должна быть выполнена задолго до начала проекта. Кто-то сначала должен создать инструмент для разработки моделей, которые естественны для людей — которые ощущаются так же, как заметки и рисунки, которые они сделали бы сами, — и в то же время достаточно однозначны для понимания компьютером. Они должны сделать программу, которая превращает эти модели в реальный код. И, наконец, они должны доказать, что сгенерированный код всегда будет делать то, что должен.«К счастью, мы извлекли выгоду из 20-летней первоначальной фоновой работы», — говорит Бантени.
Esterel Technologies, которая была приобретена ANSYS в 2012 году, выросла из исследований, начатых в 1980-х годах французской ядерной и аэрокосмической промышленностью, которые беспокоились, что по мере того, как код, критически важный для безопасности, становится все сложнее и сложнее, его становится все труднее и труднее поддерживать. без ошибок. «Я начал в 1988 году, — говорит Эммануэль Ледино, руководитель отдела научных исследований Dassault Aviation, французского производителя истребителей и бизнес-джетов.«В то время я работал над военными системами авионики. И люди, отвечающие за интеграцию систем и их отладку, заметили, что количество ошибок увеличивается». В 80-х годах количество бортовых компьютеров в самолетах резко возросло. Вместо одного бортового компьютера теперь были десятки, каждый из которых отвечал за узкоспециализированные задачи, связанные с управлением, навигацией и связью. Координация этих систем для управления самолетом по мере поступления данных от датчиков и ввода пилотами команд требовала симфонии идеально рассчитанных по времени реакций.«Обработка этих сотен и даже тысяч возможных событий в правильном порядке и в нужное время, — говорит Лединот, — была диагностирована как основная причина распространения ошибок».
Лединот решил, что писать такой запутанный код вручную уже невозможно. Было слишком сложно понять, что он делает, и почти невозможно проверить, правильно ли он работает. Он пошел искать что-то новое. «Вы должны понимать, что менять инструменты в таком процессе очень дорого», — сказал он в своем выступлении.«Вы не примете такое решение, если не будете стоять спиной к стене».
Большинству программистов нравится код . По крайней мере, они это понимают.Он начал сотрудничать с Джерардом Берри, ученым-компьютерщиком из INRIA, французского вычислительно-исследовательского центра, над инструментом под названием Esterel — портмоне от французского «реального времени». Идея Эстереля заключалась в том, что, хотя традиционные языки программирования могут быть хороши для описания простых процедур, которые происходят в заранее определенном порядке (например, рецепт), если вы попытаетесь использовать их в системах, где множество событий может произойти почти в любое время, почти в любой момент. порядок — как в кабине самолета — неизбежно попадешь в беспорядок.А бардак в управляющем ПО был опасен. В статье Берри дошел до того, что предсказал, что «техники низкоуровневого программирования не останутся приемлемыми для больших программ, критически важных с точки зрения безопасности, поскольку они делают понимание и анализ поведения практически невозможными».
Esterel был разработан, чтобы компьютер справился с этой сложностью за вас. Это было обещанием основанного на модели подхода: вместо того, чтобы писать обычный программный код, вы создавали модель поведения системы — в данном случае модель фокусировалась на том, как следует обрабатывать отдельные события, как расставлять приоритеты событий, какие события зависели на каких других и так далее.Модель становится подробным чертежом, который компьютер будет использовать для фактического программирования.
Лединот и Берри почти 10 лет работали над тем, чтобы довести Эстерель до такой степени, чтобы его можно было использовать в производстве. «Это было в 2002 году, когда у нас была первая рабочая среда моделирования программного обеспечения с автоматической генерацией кода, — сказал мне Лединот, — и первый встроенный модуль в Rafale, боевой самолет». Сегодня семейство продуктов ANSYS SCADE (для «среды разработки критически важных приложений») используется для генерации кода компаниями аэрокосмической и оборонной промышленности, атомных электростанций, транспортных систем, тяжелой промышленности и медицинских устройств.«Моя первоначальная мечта заключалась в том, чтобы сгенерированный SCADE код был в каждом самолете в мире, — говорит Бантени, основатель Esterel Technologies, — и мы не очень далеки от этой цели». Почти весь критичный для безопасности код Airbus A380, включая систему управления полетными поверхностями самолета, был сгенерирован с помощью продуктов ANSYS SCADE.
Частично привлекательность для клиентов, особенно в авиации, заключается в том, что, хотя и можно создать высоконадежное программное обеспечение вручную, это может быть геркулесовым усилием.Рави Шиваппа, вице-президент по групповой разработке программного обеспечения в Meggitt PLC, клиенте ANSYS, который создает компоненты для самолетов, такие как пневматические пожарные извещатели для двигателей, объясняет, что традиционные проекты начинаются с обширного документа с требованиями на английском языке, в котором указывается все, что должно делать программное обеспечение. (Требование может быть примерно таким: «Когда давление в этой секции поднимется выше порогового значения, откройте предохранительный клапан, если не включен переключатель ручного управления».) Проблема с описанием требований таким образом заключается в том, что при реализации их в коде, вы должны кропотливо проверять, удовлетворяет ли каждый из них.А когда заказчик меняет требования, код тоже нужно менять и всесторонне тестировать, чтобы убедиться, что в процессе больше ничего не сломалось.
Стоимость усугубляется строгими нормативными стандартами. FAA фанатично относится к безопасности программного обеспечения. Агентство требует, чтобы каждое требование к критически важному с точки зрения безопасности программному обеспечению можно было проследить до строк кода, которые его реализуют, и наоборот. Таким образом, каждый раз, когда строка кода изменяется, она должна быть возвращена к соответствующему требованию в проектном документе, и вы должны быть в состоянии продемонстрировать, что код действительно удовлетворяет этому требованию.Идея состоит в том, что если что-то пойдет не так, вы сможете понять, почему; эта практика вносит порядок и подотчетность в большие кодовые базы. Но, по словам Шиваппы, «это очень трудоемкий процесс». По его оценкам, до того, как они использовали проектирование на основе моделей, в двухлетнем проекте на написание кода уходило всего два-три месяца, а остальное уходило на работу с документацией.
Мы уже знаем, как сделать сложное программное обеспечение надежным, но во многих случаях мы предпочитаем этого не делать.Как объясняет Бантени, прелесть того, что компьютер превращает ваши требования в код, а не человек, заключается в том, что вы можете быть уверены — фактически вы можете математически доказать, — что сгенерированный код действительно удовлетворяет этим требованиям.Большая часть преимуществ подхода, основанного на моделях, заключается в возможности добавлять требования на лету, при этом обеспечивая выполнение существующих; при каждом изменении компьютер может убедиться, что ваша программа все еще работает. Вы можете свободно настраивать свой план, не опасаясь внесения новых ошибок. Ваш код, на языке FAA, «правилен по построению».
Тем не менее, большая часть программного обеспечения, даже в одержимом безопасностью мире авиации, создается старомодным способом: инженеры пишут свои требования в прозе, а программисты кодируют их на языке программирования, таком как C.Как пояснил Брет Виктор в своем эссе, проектирование на основе моделей относительно необычно. «Многие в FAA думают, что генерация кода — это волшебство, и поэтому требуют более пристального внимания», — сказал мне Шиваппа.
Большинство программистов думают так же. Им нравится код . По крайней мере, они это понимают. Инструменты, которые пишут ваш код для вас и проверяют его правильность, используя математику «машин с конечным числом состояний» и «рекуррентных систем», кажутся эзотерическими и сложными в использовании, если не слишком хорошими, чтобы быть правдой.
Это пример, который разыгрывался раньше. Всякий раз, когда программирование делало шаг в сторону от написания буквенных единиц и нулей, самые громкие возражения исходили от программистов. Маргарет Гамильтон, знаменитый инженер-программист миссий «Аполлон» — фактически автор фразы «программная инженерия» — рассказала мне, что во время своего первого года работы в лаборатории Дрейпера в Массачусетском технологическом институте в 1964 году она помнит встречу, на которой одна фракция сражалась между собой. другой — о переходе от «какого-то очень низкого машинного языка», максимально приближенного к единицам и нулям, к «языку ассемблера».«Люди на самом низком уровне боролись за его сохранение. И аргументы были такие похожие: «Откуда мы знаем, что язык ассемблера сделает это правильно?»
«Ребята с одной стороны, их лица покраснели, и они начали кричать», — сказала она. Она сказала, что была «поражена тем, насколько эмоциональными они стали».
Вы можете провести любое тестирование, которое захотите, и никогда не найдете все ошибки.Эммануэль Лединот из Dassault Aviation отметил, что, когда язык ассемблера был постепенно заменен на языки программирования, которые все еще популярны сегодня, такие как C, на этот раз именно программисты на ассемблере отнеслись к этому скептически.Неудивительно, сказал он, что «люди не так легко переходят к разработке программного обеспечения на основе моделей: они воспринимают это как еще одну возможность потерять контроль, даже больше, чем они уже имеют».
Предубеждение против проектирования на основе моделей, иногда называемого проектированием на основе моделей или MDE, на самом деле настолько укоренилось, что, согласно недавней статье, «некоторые даже утверждают, что существует более острая необходимость исследовать восприятие людьми MDE, чем исследовать новые технологии MDE».
Звучит почти как шутка, но для сторонников модельного подхода это важный момент: мы уже знаем, как сделать сложное программное обеспечение надежным, но во многих случаях мы предпочитаем этого не делать.Почему?
В 2011 году Крис Ньюкомб проработал в Amazon почти семь лет и дослужился до главного инженера. Он работал над некоторыми из наиболее важных систем компании, включая каталог розничной продукции и инфраструктуру, которая управляла каждым устройством Kindle в мире. Он был лидером высоко ценимой команды Amazon Web Services, которая обслуживает облачные серверы для некоторых из крупнейших веб-ресурсов, таких как Netflix, Pinterest и Reddit. До Amazon он помогал создавать костяк Steam, крупнейшего в мире сервиса онлайн-игр.Он один из тех инженеров, чья работа спокойно поддерживает работу интернета. Продукты, над которыми он работал, считались огромным успехом. Но все, о чем он мог думать, это то, что глубоко в конструкциях этих систем скрываются катастрофы, ожидающие своего часа.
«Человеческая интуиция плохо оценивает истинную вероятность якобы «чрезвычайно редких» комбинаций событий в системах, работающих в масштабе миллионов запросов в секунду», — написал он в статье. «Эта человеческая склонность к ошибкам означает, что некоторые из наиболее незаметных и опасных ошибок оказываются ошибками в дизайне; код точно реализует задуманный дизайн, но дизайн не может правильно обрабатывать конкретный «редкий» сценарий.
Ньюкомб был убежден, что алгоритмы, лежащие в основе действительно важных систем — например, систем, хранящих значительную часть данных сети, — должны быть не просто хорошими, но и совершенными. Единственная незаметная ошибка может иметь катастрофические последствия. Но он знал, как трудно найти ошибки, особенно по мере усложнения алгоритма. Вы можете провести все необходимые тесты, но никогда не найдете их всех.
«Немногие программисты пишут даже грубый набросок того, что будет делать их программа, прежде чем они начнут кодировать.Вот почему он был так заинтригован, когда в приложении к статье, которую он читал, он наткнулся на странную смесь математики и кода — или что-то похожее на код — описывающий алгоритм в чем-то под названием «TLA+». ” Удивительно было то, что это описание считалось математически точным: алгоритм, написанный на TLA+, в принципе мог быть доказано правильным. На практике это позволяло создать реалистичную модель вашей проблемы и протестировать ее не просто тщательно, а всесторонне .Это было именно то, что он искал: язык для написания совершенных алгоритмов.
TLA+, что означает «темпоральная логика действий», по духу похож на модельно-ориентированное проектирование: это язык для записи требований — TLA+ называет их «спецификациями» — компьютерных программ. Затем эти спецификации могут быть полностью проверены компьютером. То есть, прежде чем писать какой-либо код, вы пишете краткий план логики вашей программы вместе с ограничениями, которым она должна удовлетворять (скажем, если вы программируете банкомат, ограничение может заключаться в том, что вы никогда не сможете снять те же деньги). дважды с вашего расчетного счета).Затем TLA+ тщательно проверяет, действительно ли ваша логика удовлетворяет этим ограничениям. Если нет, он покажет вам, как именно они могут быть нарушены.
Язык был изобретен Лесли Лэмпорт, ученым-компьютерщиком, лауреатом премии Тьюринга. С большой седой бородой, неряшливыми седыми волосами и добрыми глазами за большими очками Лэмпорт выглядит так, будто он один из самых дружелюбных профессоров американского Хогвартса. Сейчас он работает в Microsoft Research и известен как один из пионеров теории «распределенных систем», которая описывает любую компьютерную систему, состоящую из нескольких частей, взаимодействующих друг с другом.Работа Лэмпорта заложила основу для многих систем, обеспечивающих работу современной сети.
По мнению Лэмпорта, основная причина, по которой современное программное обеспечение так полно ошибок, заключается в том, что программисты сразу же начинают писать код. «Архитекторы рисуют подробные планы до того, как будет уложен кирпич или забит гвоздь», — написал он в статье. «Но немногие программисты пишут даже грубый набросок того, что будет делать их программа, прежде чем они начнут писать код». Программистов привлекают мельчайшие детали кодирования, потому что код — это то, что заставляет программы работать; тратить время на что-либо еще может показаться отвлечением.И есть терпеливая радость, медитативное удовлетворение, которое можно получить от разгадывания микромеханики кода. Но код, утверждает Лэмпорт, никогда не предназначался для размышлений. «Это действительно ограничивает вашу способность мыслить, когда вы думаете с точки зрения языка программирования», — говорит он. Код заставляет вас скучать по лесу за деревьями: он привлекает ваше внимание к работе отдельных частей, а не к более широкой картине того, как ваша программа сочетается друг с другом или что она должна делать, и действительно ли она делает то, что вы думаете.Вот почему Лэмпорт создал TLA+. Как и в случае проектирования на основе моделей, TLA+ обращает ваше внимание на высокоуровневую структуру системы, ее основную логику, а не на код, который ее реализует.
Ньюкомб и его коллеги из Amazon продолжали использовать TLA+ для поиска малозаметных критических ошибок в основных системах, включая ошибки в основных алгоритмах S3, который считается, пожалуй, самым надежным механизмом хранения в мире. Сейчас он широко используется в компании. В крошечном мире людей, которые когда-либо использовали TLA+, их успех не был чем-то необычным.Стажер в Microsoft использовал TLA+ для обнаружения ошибки, которая могла привести к сбою всех Xbox в мире после четырех часов использования. Инженеры Европейского космического агентства использовали его, чтобы переписать, используя в 10 раз меньше кода, операционную систему зонда, который впервые мягко приземлился на комету. Intel регулярно использует его для проверки своих чипов.
Но TLA+ занимает лишь маленький, дальний угол основного потока, если вообще можно сказать, что он занимает там какое-то место. Даже такому опытному инженеру, как Ньюкомб, этот язык поначалу показался странным и эзотерическим — зоопарком символов.Для Лэмпорта это провал образования. Хотя программирование зародилось в математике, с тех пор оно в значительной степени отделилось от нее. Большинство программистов не очень хорошо владеют математикой — в основном логикой и теорией множеств, — которые необходимы для работы с TLA+. «Очень немногие программисты, в том числе очень немногие преподаватели программирования, понимают самые основные концепции и то, как они применяются на практике. И они, кажется, думают, что все, что им нужно, — это код», — говорит Лэмпорт. «Идея о том, что есть некий более высокий уровень, чем код, в котором нужно уметь точно мыслить, и что математика на самом деле позволяет вам думать именно об этом, просто совершенно чужда.Потому что они никогда этому не учились».
«Надеюсь, людям не разрешат писать программы, если они не понимают этих простых вещей».Лэмпорт рассматривает эту неспособность математически мыслить о том, что они делают, как проблему современной разработки программного обеспечения: проблемы. «В 15 веке, — сказал он, — люди строили соборы, не зная математических вычислений, а в наши дни, я думаю, вы вряд ли позволите кому-либо строить собор, не зная математических вычислений.И я надеюсь, что по прошествии достаточно длительного периода времени людям не разрешат писать программы, если они не понимают этих простых вещей».
Ньюкомб не уверен, что виноват программист. «Я слышал от Лесли, что он считает, что программисты боятся математики. Я обнаружил, что программисты не знают — или не верят, — что математика может помочь им справиться со сложностью. Сложность — самая большая проблема для программистов». По его словам, реальная проблема заставить людей использовать TLA+ заключается в том, чтобы убедить их, что это не будет пустой тратой их времени.Программисты, как вид, безжалостно прагматичны. Такие инструменты, как TLA+, пахнут башней из слоновой кости. Когда программисты сталкиваются с «формальными методами» (названными так потому, что они включают в себя математические, «формально» точные описания программ), их глубоко укоренившийся инстинкт отшатывается.
Большинство программистов, изучавших информатику в колледже, ненадолго столкнулись с формальными методами. Обычно они демонстрируются на чем-то тривиальном, например, на программе, которая считает с нуля; задача студента состоит в том, чтобы математически доказать, что программа действительно считает с нуля.
«Мне нужно было изменить представление людей о том, что такое формальные методы, — сказал мне Ньюкомб. Даже сам Лэмпорт, похоже, не полностью понял этот момент: у формальных методов была проблема с имиджем. И способ исправить это заключался не в том, чтобы умолять программистов измениться, а в том, чтобы изменить себя. Ньюкомб понял, что для того, чтобы такие инструменты, как TLA+, стали массовым программированием, нужно начать говорить на их языке.
Во-первых, он сказал, что, когда он знакомил коллег из Amazon с TLA+, он избегал рассказывать им, что это значит, потому что боялся, что название покажется излишне неприступным: «Временная логика действий» имеет именно такой вид. хайфалутина, который хорошо работает в академических кругах, но отталкивает большинство практикующих программистов.Он также старался не использовать термины «формальный», «проверка» или «доказательство», которые напоминали программистам об утомительных занятиях в классе. Вместо этого он представил TLA+ как новый вид «псевдокода», ступеньку к реальному коду, позволяющую тщательно тестировать алгоритмы и заставляющую задуматься на самых ранних этапах процесса проектирования. «Инженеры думают об отладке, а не о «проверке», — написал он, поэтому свое внутреннее выступление на эту тему с коллегами-инженерами Amazon он назвал «Отладка проектов».«Вместо того чтобы оплакивать тот факт, что программисты видят мир в коде, Ньюкомб принял это. Он знал, что иначе потеряет их. «Мне часто говорили: «Теперь я понял», — говорит Ньюкомб.
Этот код создал совершенно новый уровень сложности. И это сделало возможным новый вид провала.С тех пор он ушел из Amazon в Oracle, где смог убедить своих новых коллег попробовать TLA+. Для него использование этих инструментов теперь является делом ответственности. «Нам нужно стать лучше в этом», — сказал он.
«Я самоучка, программирую с девяти лет, так что инстинктивно захотелось начать программировать. Это был мой единственный — это был мой способ мышления: вы что-то набросаете, что-то попробуете, вы органично разовьете это». По его мнению, это то, чем сегодня занимаются многие программисты. «Они гуглят, смотрят на Stack Overflow» (популярный веб-сайт, на котором программисты отвечают друг другу на технические вопросы) «и получают фрагменты кода для решения своей тактической задачи в этой маленькой функции, склеивают их вместе и повторяют.
«И это совершенно нормально, пока вы не столкнетесь с настоящей проблемой».
Летом 2015 года пара американских исследователей безопасности, Чарли Миллер и Крис Валасек, убежденные, что производители автомобилей недостаточно серьезно относятся к недостаткам программного обеспечения, продемонстрировали, что хакеры могут дистанционно управлять Jeep Cherokee 2014 года выпуска. Они воспользовались тем, что автомобильная развлекательная система с сотовой связью (чтобы, например, можно было заводить машину с помощью iPhone) была подключена к более центральным системам, таким как та, что управляет стеклоочистителями. рулевое управление, ускорение и тормоза (чтобы, например, вы могли видеть направляющие на экране заднего вида, которые реагируют на поворот руля).В качестве доказательства своей атаки, которую они разрабатывали по ночам и выходным, они взломали машину Миллера, когда журналист ехал на ней по шоссе, и заставили ее выйти из строя; журналист, который знал, что произойдет, запаниковал, когда они заглушили двигатели, заставив его медленно ползти по участку дороги без обочины, на которую можно было бы сбежать.
Хотя на самом деле они его не создали, они показали, что можно написать умную часть программного обеспечения, «автомобильного червя», который будет использовать бортовой компьютер взломанного Jeep Cherokee для сканирования и взлома других; если бы они захотели, они могли бы иметь одновременный доступ к общенациональному парку уязвимых автомобилей и внедорожников.(Пострадало как минимум пять моделей Fiat Chrysler, включая Jeep Cherokee.) В один прекрасный день они могли бы сказать им всем, чтобы они, скажем, внезапно повернули влево или заглушили двигатели на высокой скорости.
«Нам нужно иначе думать о программном обеспечении, — сказал мне Валасек. Автомобильные компании уже давно собирают свой конечный продукт из деталей, произведенных сотнями различных поставщиков. Но там, где когда-то эти части были чисто механическими, теперь они чаще всего состоят из миллионов строк кода. И хотя часть этого кода — для адаптивного круиз-контроля, автоматического торможения и помощи при движении по полосе — действительно сделала автомобили более безопасными («Функции безопасности моего джипа уже спасали меня бесчисленное количество раз», — говорит Миллер), он также создал уровень безопасности. сложности, которая является совершенно новой.И это сделало возможным новый вид провала.
В мире беспилотных автомобилей программное обеспечение не может быть второстепенным.«В автомобилях много жуков, — сказал в своем выступлении французский исследователь Esterel Жерар Берри. «Это не похоже на авионику — в авионике к этому относятся очень серьезно. И признано, что программное обеспечение отличается от механики». Автомобильная промышленность, возможно, относится к числу тех, кто еще не осознал, что на самом деле занимается программным бизнесом.
«В автомобильной промышленности нет регулятора безопасности программного обеспечения, который знал бы, что он делает», — говорит Майкл Барр, эксперт по программному обеспечению, давший показания по делу Toyota.NHTSA, по его словам, «имеет лишь ограниченный опыт в области программного обеспечения. Они пришли к этому из механической истории». Те же нормативные требования, которые сделали модельно-ориентированное проектирование и генерацию кода привлекательными для авиационной промышленности, медленнее распространялись на автомобилестроение. Эммануэль Лединот из Dassault Aviation предполагает, что разница может иметь и экономические причины. Автопроизводители просто не могут себе позволить увеличить цену компонента даже на несколько центов, поскольку она умножается во столько-то миллионов раз; Поэтому компьютеры, встроенные в автомобили, должны быть уменьшены до минимума, оставляя мало места для запуска кода, который не был настроен вручную, чтобы быть как можно более компактным.«Я думаю, что внедрение разработки программного обеспечения на основе моделей в последнее десятилетие было для них слишком дорогостоящим».
Можно подозревать, что стимулы меняются. «Я думаю, что автономный автомобиль может подтолкнуть их, — сказал мне Лединот, — ISO 26262 и автономный автомобиль могут постепенно подтолкнуть их к принятию такого подхода к критически важным деталям». (ISO 26262 — это стандарт безопасности для автомобилей, опубликованный в 2011 году.) Барр сказал почти то же самое: в мире беспилотных автомобилей программное обеспечение не может быть второстепенным. Его нельзя построить так же, как сегодняшние системы бронирования авиабилетов, системы 911 или системы торговли акциями.Кодекс будет управлять сотнями миллионов жизней в пути, и он должен работать. Это непростая задача.
«Вычисления в принципе невидимы», — сказал Джерард Берри в своем выступлении. «Когда ваши шины спущены, вы посмотрите на свои шины, они спущены. Когда ваше программное обеспечение сломано, вы смотрите на свое программное обеспечение и ничего не видите».
«Значит, это большая проблема».
* В этой статье изначально говорилось, что у Toyota Camry есть 10 миллионов способов вызвать непреднамеренное ускорение.Мы сожалеем об ошибке.
9 лучших языков программирования для изучения в 2021 году
2. Swift
Если вас интересуют продукты Apple и разработка мобильных приложений, Swift — это хорошее место для начала. Swift, впервые анонсированный Apple в 2014 году, — это относительно новый язык программирования, используемый для разработки приложений для iOS и macOS.
Swift был оптимизирован для повышения производительности и создан с нуля, чтобы соответствовать реалиям современной разработки iOS.iOS не только работает на каждом iPhone и iPad, но и является основой для других операционных систем, таких как watchOS (для Apple Watch) и tvOS (для Apple TV). Кроме того, Apple никуда не денется как лидер технологической отрасли, а приложения для iOS продолжают оставаться самыми прибыльными на рынке мобильных приложений.
3. Scala
Если вы знакомы с Java — самостоятельным классическим языком программирования — стоит познакомиться с его современным родственником Scala. Scala сочетает в себе лучшие черты Java (такие как объектно-ориентированная структура и молниеносная среда выполнения JVM) с современным подходом.
Являясь функциональным языком программирования, Scala позволяет инженерам повышать качество своего кода, чтобы он напоминал чистую математику. Scala допускает параллельное программирование, позволяя выполнять сложные процедуры параллельно. Кроме того, это строго типизированный язык. Инженеры могут создавать и настраивать свои собственные типы данных, что позволяет им быть спокойными, зная, что целые ряды ошибок невозможны во время выполнения.
4. Go
Go — один из основных языков, предпочитаемых Google.Будучи языком низкого уровня, Go идеально подходит для инженеров, которые хотят заняться системным программированием. Он включает в себя большую часть той же функциональности C и C++, но без сложного синтаксиса и сложной кривой обучения. Это идеальный язык для создания веб-серверов, конвейеров данных и даже пакетов машинного обучения.
Будучи компилируемым языком, Go работает «близко к металлу», что обеспечивает молниеносную скорость выполнения. Это язык с открытым исходным кодом, и амбициозные разработчики могут видеть, как их личный вклад принимается и нравится программистам во всем мире.
5. Python
Python, пожалуй, самый удобный язык программирования из всех в этом списке. Часто говорят, что синтаксис Python понятен, интуитивно понятен и почти похож на английский, что, как и Java, делает его популярным выбором для начинающих.
Также как и Java, Python имеет множество приложений, которые делают его универсальным и мощным вариантом при выборе лучшего языка программирования для вашего случая использования. Например, если вы интересуетесь серверной веб-разработкой, то фреймворк Django с открытым исходным кодом, написанный на Python, популярен, прост в освоении и многофункционален.Django использовался при разработке некоторых популярных сайтов, таких как Mozilla, Instagram и Spotify.
Python также имеет такие пакеты, как NumPy и SciPy, которые обычно используются в областях научных вычислений, математики и инженерии. Другие библиотеки Python, такие как TensorFlow, PyTorch, scikit-learn и OpenCV, используются для создания программ в области науки о данных, машинного обучения, обработки изображений и компьютерного зрения. Научные и информационные приложения Python делают его отличным выбором для склонных к учебе.
6. Elm
Один из самых молодых языков в нашем списке, который начинался как дипломная работа студента Гарварда, а теперь стал предметом страсти фронтенд-разработчиков по всему миру.
Elm компилируется в JavaScript, что делает его идеальным для создания быстродействующих пользовательских интерфейсов без ошибок во время выполнения. Elm — это функциональный язык программирования, позволяющий разработчикам создавать клиентские интерфейсы без декларативных атрибутов HTML и CSS.
Более того, веб-архитектура Elm послужила интеллектуальным источником вдохновения для Redux, библиотеки управления состоянием, преподаваемой здесь, в Fullstack.
7. Ruby
Ruby — это еще один язык сценариев, который обычно используется для веб-разработки. В частности, он используется в качестве основы для популярной среды веб-приложений Ruby on Rails.
Новички часто тяготеют к Ruby, потому что он имеет репутацию одного из самых дружелюбных и полезных пользовательских сообществ. В сообществе Ruby даже есть неофициальная поговорка: «Мац — это хорошо, и поэтому мы тоже хороши», призывающая участников подражать главному изобретателю Ruby Юкихиро Мацумото в своем добром и внимательном поведении.
В дополнение к активному сообществу и простому синтаксису Ruby также является хорошим языком для изучения благодаря его связям с крупными технологическими компаниями. Twitter, Airbnb, Bloomberg, Shopify и множество других стартапов в какой-то момент создали свои веб-сайты с использованием Ruby on Rails.
8. C#
Как и C++, C# (произносится как C Sharp) — это объектно-ориентированный язык общего назначения, построенный на основе C. Первоначально он был разработан Microsoft как часть своей платформы .NET Framework для создания приложений Windows.
C# использует синтаксис, аналогичный другим языкам, производным от C, таким как C++, поэтому его легко подобрать, если вы переходите с другого языка семейства C. C# — это не только инструмент для разработки приложений Microsoft, но и язык, который мобильные разработчики используют для создания кроссплатформенных приложений на платформе Xamarin.
Кроме того, всем, кто интересуется разработкой для виртуальной реальности, следует изучить C#. C# рекомендуется для создания 3D- и 2D-видеоигр с использованием популярного игрового движка Unity, на котором создается треть лучших игр на рынке.
9. Rust
Rust немного выскочка среди других языков в этом списке, но это не значит, что его не стоит изучать. Опрос разработчиков Stack Overflow за 2020 год показал, что Rust пятый год подряд является самым любимым языком программирования среди разработчиков, при этом 86,1% разработчиков Rust заявили, что хотят продолжать работать с ним.
Разработанный корпорацией Mozilla, Rust, как и C и C++, предназначен в первую очередь для низкоуровневого системного программирования.Однако Rust добавляет к этому миксу акцент на скорости и безопасности. Rust делает упор на написание «безопасного кода», предотвращая доступ программ к частям памяти, которые они не должны делать, что может привести к неожиданному поведению и сбоям системы.
Преимущества Rust означают, что другие крупные технологические компании, такие как Dropbox и Coursera, уже начинают использовать его внутри компании. Хотя освоить его может быть немного сложнее, чем другие языки для начинающих, навыки программирования на Rust, скорее всего, окупятся с лихвой, поскольку популярность этого языка в ближайшем будущем будет только расти.
Время кода
Принимая решение о том, какой язык программирования изучать, важно не увязнуть в кричащих тенденциях и конкурсах популярности. Лучшие языки программирования для изучения в 2021 году, вероятно, те же самые, которые лучше всего изучать в 2017 и 2018 годах, и это останется верным в течение следующих нескольких лет.
Хотя область компьютерного программирования быстро меняется, языки, которые мы обсуждали выше, сохраняют свою жизнеспособность.Изучив один или несколько из этих языков, вы окажетесь в отличном положении не только в этом году, но и в последующие годы.
Когда вы начинаете свой путь в программировании, только вы можете ответить на вопрос, какой язык программирования лучше всего изучать. Сделайте свой выбор на основе ваших интересов и типа разработки программного обеспечения, которым вы хотите заняться. Вот краткий обзор различных возможностей, которые мы обсудили:
- Front-end веб-разработка: JavaScript
- Back-end веб-разработка: JavaScript, Java, Python, PHP, Ruby
- Mobile разработка: Swift, Java, C#
- Разработка игр: C++, C#
- Настольные приложения: Java, C++, Python
- Системное программирование: C, Rust
10 самых популярных языков программирования для изучения в 2022 году
Нет никаких сомнений в том, что сейчас программирование — это горячая карьера.Бюро статистики труда США прогнозирует 21-процентный рост числа рабочих мест по программированию с 2018 по 2028 год, что более чем в четыре раза превышает средний показатель для всех профессий. Более того, средняя годовая заработная плата программиста составляет около 106 000 долларов, что почти в три раза превышает среднюю заработную плату всех американских рабочих.
Однако не все задания по программированию одинаковы. Различные роли, компании и типы программного обеспечения требуют знания и понимания разных языков программирования, и часто полезно знать несколько языков.Попытка проникнуть в область программирования может оказаться пугающим опытом, особенно для профессионалов, не имеющих опыта программирования.
Загрузите наше бесплатное руководство по компьютерным наукам
Независимо от того, имеете ли вы техническое или нетехническое образование, вот что вам нужно знать.
СКАЧАТЬ
Программа магистра наук в области компьютерных наук Align в Северо-восточном университете специально разработана для студентов, которые хотят перейти к компьютерным наукам из другой области обучения.
«Наша цель состоит в том, чтобы перевезти студентов с самым разным образованием и сделать так, чтобы они стали инженерами-программистами, — говорит Ян Гортон, доктор философии и директор программ компьютерных наук для выпускников Северо-восточного университета в Сиэтле. «Мы сосредоточены на математике, программировании и различных компьютерных науках и инженерных концепциях».
Если вы новичок в программировании или хотите освежить свои навыки, полезно знать, какие языки пользуются большим спросом. Вот 10 самых популярных языков программирования 2020 года на основе количества объявлений о вакансиях, перечисленных на сайте поиска работы. Действительно, средней годовой зарплаты для этих вакансий, а также таких факторов, как простота использования и потенциал роста.
10 самых популярных языков программирования
1. Питон
Количество рабочих мест : 19 000
Средняя годовая заработная плата : 120 000 долларов США
Преимущества: Python широко известен как язык программирования, который легко освоить благодаря простому синтаксису, большой библиотеке стандартов и наборов инструментов, а также интеграции с другими популярными языками программирования, такими как C и C++. Фактически, это первый язык, который студенты изучают в рамках программы Align, говорит Гортон.«Вы можете быстро охватить множество концепций компьютерных наук, и их относительно легко развивать». Это популярный язык программирования, особенно среди стартапов, поэтому навыки Python пользуются большим спросом.
Недостатки: Python не подходит для разработки мобильных приложений.
Обычное использование: Python используется в самых разных приложениях, включая искусственный интеллект, финансовые услуги и науку о данных. Сайты социальных сетей, такие как Instagram и Pinterest, также построены на Python.
2. JavaScript
Количество рабочих мест : 24 000
Среднегодовая заработная плата : 118 000 долларов США
Преимущества: JavaScript — самый популярный язык программирования для создания интерактивных веб-сайтов; «Практически все используют его», — говорит Гортон. В сочетании с Node.js программисты могут использовать JavaScript для создания веб-контента на сервере перед отправкой страницы в браузер, который можно использовать для создания игр и коммуникационных приложений, которые запускаются непосредственно в браузере.Большое разнообразие надстроек также расширяет функциональные возможности JavaScript.
Недостатки: Интернет-браузеры могут отключать выполнение кода JavaScript, поскольку JavaScript используется для кодирования всплывающих окон с рекламой, которые в некоторых случаях могут содержать вредоносный контент.
Обычное использование: JavaScript широко используется при разработке веб-сайтов и мобильных приложений. Node.js позволяет разрабатывать браузерные приложения, которые не требуют от пользователей загрузки приложения.
3. Ява
Количество рабочих мест : 29 000
Среднегодовая заработная плата : 104 000 долл. США
Преимущества: Java — это язык программирования, наиболее часто используемый для разработки клиент-серверных приложений, которые используются крупными предприятиями по всему миру. Java разработан как слабо связанный язык программирования, а это означает, что приложение, написанное на Java, может работать на любой платформе, поддерживающей Java.В результате Java описывается как язык программирования «напиши один раз, работай где угодно».
Недостатки: Java не идеален для приложений, работающих в облаке, в отличие от сервера (что характерно для бизнес-приложений). Кроме того, компания-разработчик программного обеспечения Oracle, владеющая Java, взимает лицензионный сбор за использование Java Development Kit.
Обычное использование: Наряду с бизнес-приложениями Java широко используется в мобильной операционной системе Android.
4. С#
Количество рабочих мест : 18 000
Среднегодовая заработная плата : 97 000 долл. США
Преимущества: Microsoft разработала C# как более быстрый и безопасный вариант C. Он полностью интегрирован с программной средой Microsoft .NET, которая поддерживает разработку приложений для Windows, подключаемых модулей браузера и мобильных устройств. C# предлагает общие кодовые базы, большую библиотеку кода и различные типы данных.
Недостатки: C# может иметь крутую кривую обучения, особенно для устранения ошибок. Он менее гибкий, чем такие языки, как C++.
Обычное использование: C# — основной язык для разработки приложений Microsoft и Windows. Его также можно использовать для мобильных устройств и игровых консолей, используя расширение .NET Framework под названием Mono.
5. С
Количество рабочих мест : 8 000
Среднегодовая заработная плата : 97 000 долл. США
Преимущества: Наряду с Python и Java язык C формирует «хорошую основу» для обучения программированию, говорит Гортон.Будучи одним из первых когда-либо разработанных языков программирования, C послужил основой для написания более современных языков, таких как Python, Ruby и PHP. Это также простой язык для отладки, тестирования и обслуживания.
Недостатки: Поскольку это более старый язык программирования, C не подходит для более современных вариантов использования, таких как веб-сайты или мобильные приложения. C также имеет сложный синтаксис по сравнению с более современными языками.
Обычное использование: Поскольку он может работать на любом типе устройств, C часто используется для программирования оборудования, такого как встроенные устройства в автомобилях и медицинские устройства, используемые в здравоохранении.
6. С++
Количество рабочих мест : 9000
Среднегодовая заработная плата : 97 000 долл. США
Преимущества: C++ — это расширение C, которое хорошо подходит для программирования систем, выполняющих приложения, а не самих приложений. C++ также хорошо подходит для мультиплатформенных систем. Со временем программисты написали большой набор библиотек и компиляторов для C++. По словам Гортона, умение эффективно использовать эти утилиты так же важно для понимания языка программирования, как и для написания кода.
Недостатки: Как и C, C++ имеет сложный синтаксис и множество функций, которые могут усложнить его для начинающих программистов. C++ также не поддерживает проверку во время выполнения, которая представляет собой метод обнаружения ошибок или дефектов во время работы программного обеспечения.
Обычное использование: C++ имеет множество применений и является языком всего, от компьютерных игр до математических симуляций.
7. Перейти
Количество рабочих мест : 1700
Среднегодовая заработная плата : 93 000 долл. США
Преимущества: Go, также называемый Golang, был разработан Google как эффективный, удобочитаемый и безопасный язык для программирования на системном уровне.Он хорошо работает для распределенных систем, в которых системы расположены в разных сетях и должны взаимодействовать, отправляя сообщения друг другу. Хотя это относительно новый язык, Go имеет большую библиотеку стандартов и обширную документацию.
Недостатки: Go не получил широкого распространения за пределами Кремниевой долины. Go не включает библиотеку для графических пользовательских интерфейсов, которые являются наиболее распространенными способами взаимодействия конечных пользователей с любым устройством с экраном.
Обычное использование: Go в основном используется для приложений, которым необходимо обрабатывать большие объемы данных.Помимо Google, компании, использующие Go для определенных приложений, включают Netflix, Twitch и Uber.
8. Р
Количество рабочих мест : 1 500
Среднегодовая заработная плата : 93 000 долл. США
Преимущества: R активно используется в приложениях статистической аналитики и машинного обучения. Язык расширяемый и работает во многих операционных системах. Многие крупные компании внедрили R для анализа своих массивных наборов данных, поэтому программисты, знающие R, пользуются большим спросом.
Недостатки: R не имеет строгих правил программирования, присущих более старым и более устоявшимся языкам.
Обычное использование: R в основном используется в статистических программных продуктах.
9. Стриж
Количество рабочих мест : 1 800
Среднегодовая заработная плата : 93 000 долларов США
Преимущества: Swift — это язык Apple для разработки приложений для компьютеров Mac и мобильных устройств Apple, включая iPhone, iPad и Apple Watch.Как и многие современные языки программирования, Swift имеет легко читаемый синтаксис, быстро выполняет код и может использоваться как для клиентской, так и для серверной разработки.
Недостатки: Swift можно использовать только в более новых версиях iOS 7, и он не будет работать со старыми приложениями. Поскольку это более новый язык программирования, код иногда может быть нестабильным, и программистам доступно меньше сторонних ресурсов.
Обычное использование: Swift используется для приложений iOS и macOS.
10. PHP
Количество рабочих мест : 7000
Среднегодовая заработная плата : 81 000 долларов США
Преимущества: PHP широко используется для веб-разработки на стороне сервера, когда веб-сайт часто запрашивает информацию с сервера. Как более старый язык, PHP выигрывает от большой экосистемы пользователей, которые создали фреймворки, библиотеки и инструменты автоматизации, чтобы упростить использование языка программирования.Код PHP также легко отлаживать.
Недостатки: По мере роста популярности Python и JavaScript популярность PHP падала. PHP также известен своими уязвимостями безопасности. По данным Indeed, большинство PHP-программистов берут на себя краткосрочные должности, которые длятся менее одного года.
Обычное использование: PHP — это код, запускающий контент-ориентированные веб-сайты, такие как Facebook, WordPress и Wikipedia.
7 Другие языки программирования для рассмотрения
Следующие языки программирования не так популярны, как 10 перечисленных выше, но их также стоит рассмотреть, если вы хотите расширить свои возможности программирования.
- Dart оптимально подходит для программирования приложений, которые должны работать на нескольких платформах, таких как Windows и iOS.
- Kotlin используется для разработки приложений для ОС Android.
- MATLAB — это собственный язык, разработанный MathWorks и используемый для научных исследований и численных вычислений.
- Perl зародился для программирования текста, что делает его простым в изучении и популярным для разработки доказательств концепции.
- Ruby теряет популярность по сравнению с другими языками, но среда Ruby on Rails оказала влияние на другие, более поздние среды разработки веб-приложений для Python, PHP и JavaScript.
- Rust делает упор на высокую производительность и безопасность и полезен для приложений, в которых одновременно выполняется множество операций.
- Scala , названный в честь масштабируемого языка , совместим с Java и полезен для облачных приложений.
Какой язык программирования следует изучать?
Некоторые программисты могут построить карьеру, будучи экспертом в одном языке, но многие программисты часто изучают новые языки, говорит Гортон. Он добавляет, что профессиональные программисты нередко свободно владеют тремя или четырьмя разными языками.
Тип программного обеспечения, которое вы хотите разработать, является одним из соображений выбора языков программирования для изучения. Хотя конкретных правил относительно того, какой язык используется для написания программного обеспечения, не существует, некоторые тенденции дают некоторые рекомендации:
- Веб-стартапы с большей вероятностью будут программировать на Python и JavaScript.
- Крупные компании, как правило, разрабатывают свои внутренние программные приложения с использованием C# или Java, а веб-приложения — с использованием PHP.
- Программы для анализа данных обычно используют языки программирования R и MATLAB.
- Встраиваемые устройства, например, в автомобильной промышленности и здравоохранении, работают под управлением программного обеспечения, написанного на C, C++ или Rust.
- Приложения, работающие в облаке, все чаще пишутся на Go или Scala.
- Мобильные приложения все чаще пишутся на Swift или Kotlin.
Если вы хотите начать карьеру в программировании, программа Master of Science Align в области компьютерных наук в Северо-Восточном университете может помочь вам развить опыт и бегло работать с популярными языками программирования, которые соответствуют вашим навыкам и интересам.
Программная инженерия и программирование — в чем разница?
Один из вечных вопросов от новых или младших ресурсов, которые присоединяются к параду рабочих мест в ИТ-индустрии, заключается в следующем: «Есть ли реальная разница, если она вообще есть; быть инженером-программистом или программистом».Ну, большинство из них не хотят этого знать, или, если быть точным, они не хотят этого иметь.
Разработка программного обеспечения против программирования, правда немного отличается. Я не собираюсь жаловаться на вашу позицию. Организации также являются одной из причин. При определении обозначений варианты не отражены должным образом в должностной инструкции. Позвольте мне рассказать о том, чем вещи отличаются с моей точки зрения.
Разработка программного обеспечения и программирование, в чем разница? Хотя они кажутся похожими, в них есть определенные различия, которые необходимо понимать.
Программирование — это написание кода, а инженерия — это построение целостной системы.
Все еще сбивает с толку? Да, я принимаю твою часть. Я расскажу вам об этом. Для лучшего понимания продолжайте читать. Программирование считается «малой частью» разработки программного обеспечения. Что включает, но не ограничивается следующими техническими и программными навыками.
- Понимание требований
- Решение продукта
- Разработка программного обеспечения
- Планирование дорожной карты
- Организация кода
- Знания об инфраструктуре
- Программное обеспечение для тестирования
- Сотрудничество с другими инженерами-программистами
Разница между программированием и программной инженерией
Должности инженера-программиста и программиста не взаимозаменяемы.Хотя многие утверждают, что оба имеют одинаковую работу по кодированию, декодированию и проектированию. Описание работы отличается друг от друга. И это окажет огромное влияние на их повседневную работу, которая повлияет на их роли и обязанности в организациях.
Описание работы: Инженер-программист и программист Инженер-программист и программист
помогают в создании нового программного обеспечения. В их обязанности входит разработка новой части программного обеспечения, которая может быть новой видеоигрой, компьютерной программой или телефонным приложением и т. д.Однако инженер-программист может иногда программировать код. Но программист пишет только код, который позволяет программе работать должным образом.
Инженеры-программисты
Их также называют разработчиками программного обеспечения. Они участвуют в творческой дизайнерской работе, которая необходима для разработки новых систем или любых приложений. Они решают, какие требования бизнеса или клиента, и разрабатывают / создают программное обеспечение в соответствии с их ожиданиями.
В дальнейшем инженер-программист решит, какое программное приложение ему следует разработать и как оно должно выглядеть.
Некоторых инженеров-программистов также называют системными инженерами-программистами, которые разрабатывают операционные системы для управления функциями компьютера, игровых консолей, смартфонов и других устройств.
Программисты
Программисты разработают базовый дизайн программного обеспечения и воплотят его в жизнь, написав код. Это кодирование заставит приложения, операционную систему или любую часть работы работать по желанию.
Программист должен знать различные языки веб-разработки, такие как Rails, PHP, Go, C++, Java, Python, Lua и другие.Программист в основном будет специализироваться на одном типе программирования до недавнего прошлого.
Но новый термин «Full-Stack Developer» немного изменил отраслевые ожидания, поэтому любой программист должен знать как минимум 5 навыков программирования для работы над любой разработкой кода.
Теперь самое интересное сравнение. Говоря о своей зарплате, и программист, и инженер-программист получают хорошую зарплату. Но программистам платят больше, чем программисту. Согласно У.По данным Бюро статистики труда на май 2018 года, программисты зарабатывают в среднем 84 280 долларов в год, тогда как инженеры-программисты зарабатывают в среднем 110 000 долларов.
Вам слово
Помимо знания основных различий между программной инженерией и компьютерным программированием, обе должности являются лучшим выбором для персонала, который стремится стать профессионалом с огромными карьерными возможностями.
