Программа (информатика)¶

Программа — в информатике последовательность инструкций (команд), задающая алгоритм решения задачи и предназначенная для выполнения вычислительной машиной. Программы записываются на языках программирования и хранятся в памяти компьютера в виде исполняемого кода или интерпретируемого скрипта. Понятие «программа» также употребляется в более широком смысле — как план мероприятий, расписание или сценарий какого-либо события.

¶История

Идея программного управления вычислительной машиной была заложена в работах Ады Лавлейс, которая в 1843 году опубликовала описание алгоритма для аналитической машины Чарльза Бэббиджа — считается первым опубликованным компьютерным алгоритмом. Термин «программирование» в современном смысле закрепился в 1940-х годах, когда для машин ENIAC и EDVAC стали составлять наборы команд для решения конкретных задач.

В 1945 году Джон фон Нейман опубликовал описание архитектуры ЭВМ с хранимой программой, где программа и данные хранятся в одной памяти — эта модель (архитектура фон Неймана) стала основой большинства современных компьютеров. В СССР одним из первых программистов считается Матвей Гуревич, а в 1948 году под руководством Сергея Лебедева была создана первая советская ЭВМ «Малая электронная счётная машина» (МЭСМ), для которой писались программы на машинном коде.

¶Виды программ

Программы классифицируются по назначению и способу исполнения:

• Системные — операционные системы, драйверы, утилиты, обеспечивающие работу компьютера и управление оборудованием.
• Прикладные — программы для решения пользовательских задач: текстовые редакторы, браузеры, игры, базы данных.
• Встроенные (embedded) — программы, управляющие отдельными устройствами: микроконтроллерами, бытовой техникой, автомобилями.
• Исполняемые файлы — скомпилированные программы, готовые к запуску (в Windows — файлы с расширением .exe, в Linux — ELF-бинарники).
• Скрипты — интерпретируемые программы, выполняемые построчно (Python, Bash, JavaScript).
• Библиотеки — наборы готовых функций, подключаемых к другим программам.

¶Языки программирования

Программы пишутся на языках программирования — формальных системах команд, понятных человеку и транслируемых в машинный код. Основные группы:

¶Жизненный цикл программы

Разработка программного обеспечения включает этапы:

1. Постановка задачи — определение требований к программе.
2. Проектирование — выбор алгоритмов, архитектуры, языка.
3. Кодирование — написание исходного кода.
4. Тестирование — поиск ошибок (багов) и их исправление.
5. Развёртывание — установка у пользователей.
6. Сопровождение — обновления, исправление новых ошибок.

Для управления исходным кодом используются системы контроля версий — Git, Subversion. Компиляция (трансляция) переводит исходный текст в исполняемый код, интерпретация выполняет команды построчно без предварительной трансляции.

¶Программы в России

В России разработкой программного обеспечения занимаются компании «Яндекс», «1С», «Касперский», «Авито» и другие. Государственная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» (2017–2030) направлена на развитие отечественного ПО и импортозамещение в сфере информационных технологий. В образовании действует федеральный проект «Информатика и цифровые технологии», включающий обучение школьников программированию с начальной школы.

¶Интересные факты

• Самая первая компьютерная ошибка (bug) — мотылёк, застрявший в реле компьютера Mark II в 1947 году, откуда появился термин «отладка» (debugging).
• Программа Microsoft Windows состоит из сотен миллионов строк кода, а ядро Linux — примерно из 30 миллионов строк.
• В 2021 году инженеры NASA использовали программу, написанную на языке COBOL в 1960-х, для управления космическими аппаратами — многие системы до сих пор работают на устаревших языках.

¶Источники

• Кнут Д. «Искусство программирования»
• Таненбаум Э. «Современные операционные системы»
• Райт Г., Дейт К. «Базы данных. Проектирование и реализация»
• Федеральный закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» (№149-ФЗ)