Programování

Programování je v informatice proces od návrhu řešení problému pomocí výpočetní techniky ke spustitelnému počítačovému programu. Zahrnuje činnosti jako je analýza problému, jeho pochopení, nalezení algoritmu a zápis zdrojového kódu v cílovém programovacím jazyce (kódování, anglicky coding).^[1][2] Účelem programování je nalezení takové sekvence příkazů (resp. strojových instrukcí), které může počítač provést, a zadaný úkol tak automatizovaně vyřešit. Proces psaní zdrojových kódů často vyžaduje odborné znalosti v mnoha různých oborech, například návrhu aplikací a jejich rozhraní, logiky a algoritmizace.

Související činností je i testování a ladění počítačového programu (software), včetně jeho následné údržby. Celkově se vše označuje jako proces vývoje softwaru a využívá se při něm softwarové inženýrství.

První známý kalkulátor se znaky programování byl mechanismus z Antikythéry ze starověkého Řecka, který pomocí diferenciálního soukolí zaznamenával pohyby Měsíce a Slunce a s jeho pomocí bylo možné předpovědět zatmění těchto těles a data Olympiád.^[3]

V roce 1206 Al-Džazárí postavil a ve své knize Kniha znalostí důmyslných mechanických zařízení popsal programovatelný automat, bubeníka, který natočením vaček měnil rytmy a vzory bubnování.^[4]

V roce 1801 řídil Joseph Marie Jacquard svůj tkalcovský stav pomocí sady děrných štítků, které představovaly tkaný vzor. Jacquardův tkalcovský stav tak mohl produkovat s různými sadami děrných štítků naprosto odlišné vzory.^[5][6]

Okolo roku 1830 použil děrné štítky také Charles Babbage pro svůj analytický stroj.^[7]

První známou programátorkou byla Ada Lovelace (1815—1852), dcera básníka lorda Byrona. Zabývala se programováním analytického stroje (anglicky Analytical Engine), který navrhl Charles Babbage.

Jako programovací paradigma se označuje základní přístup k tvorbě programu. Zahrnuje programovou strukturu, způsob formulace problémů a metodologii jejich řešení, metodiku zpracování apod.

• Imperativní programování (též procedurální programování) – klasický způsob programování.
• Deklarativní programování – opak imperativního: V programu se definuje, co se má udělat, ne jak se to má udělat.
  • Funkcionální programování – podmnožina deklarativního programování využívající λ-kalkul.
• Objektově orientované programování (zkratka OOP) – programování řízené událostmi, „pracují data“.
• Aspektově orientované programování – rozšíření myšlenky OOP o zapouzdřování průřezových koncernů za pomocí aspektů.
• Generické programování – maximální oddělování algoritmů od datových typů.
• Logické programování – směs imperativního a deklarativního paradigmatu; při jeho použití jsou počítači předložena fakta a pravidla, pomocí kterých se rozhoduje při řešení úloh.

Existují v podstatě dva způsoby vývoje software.

Kaskádový (též vodopádový) způsob je jeden z prvních způsobů vývoje softwaru a probíhá prakticky ve sledu: Návrh (analýza) → programování → nasazení u zákazníka (údržba).

Jednotlivé fáze se neprolínají, ale jedna navazuje na druhou. Tato vlastnost je i hlavní nevýhodou této metody – u velkých a časově náročných projektů může být čas potřebný pro provedení příslušné etapy tak dlouhý, že podmínky, do kterých je výsledný software nasazen, si žádají zcela jiné požadavky, než byly identifikovány na začátku projektu.

Dnešní moderní programování vychází z principu, že při psaní mohou vzniknout chyby (a vznikají), a dále z toho, že některé myšlenky je vhodné si ověřit v praxi, než se zahrnou do projektu. Proto se využívá postup: návrh (analýza) → programováni → testování.

Etapy známé z vodopádového modelu platí i zde, ale aplikují se na mnohem menší části projektu (např. dílčí funkcionalitu, jednotlivé moduly). Nově identifikovaný požadavek je ihned analyzován, implementován a podroben revizi (testování). Z pohledu celého projektu se jeví, že příslušné fáze probíhají současně. Např. programátor si chce ověřit funkčnost návrhu, a proto vytvoří tzv. „minimální implementaci“ dané části (programování předbíhá návrhu). Nebo se při testování zjistí, že datová prostupnost aplikace je nižší než požadovaná, a proto se daná část přeprogramuje. V ideálním případě se testování účastní i zákazník, který zhotovení programu zadal. Z tohoto principu pak vycházejí a dále ho rozšiřují další metody programování: aspektové, agilní a extrémní.

Pod pojmem programovací jazyk rozumíme prostředek pro zápis algoritmů, jež mohou být provedeny na počítači. Je komunikačním nástrojem mezi programátorem, který v programovacím jazyce formuluje postup řešení daného problému, a počítačem, který program interpretuje technickými prostředky.

Programovací nástroje jsou programy, které programátorům usnadňují vývoj programů. Nejčastějšími nástroji jsou překladače, vývojová prostředí. Další jsou nástroje pro řešení speciálních úkolů (např. automatické generování kódu): bison, flex, yacc.

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Computer programming na anglické Wikipedii.

• Vacek Václav: Učebnice programování PIC, BEN - technická literatura, 2002
• Vacek Václav: Učebnice programování ATMEL s jádrem 8051 BEN - technická literatura, 2002 ISBN 80-7300-043-1
• Bumba Jiří: Programování mikroprocesorů – učebnice; Computer Press,a.s. Brno, 2011. ISBN 978-80-251-2838-1

• Ladění (programování)
• Profilování

• Obrázky, zvuky či videa k tématu programování na Wikimedia Commons