Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Знания, которые не устаревают | Жизнь программиста

Зарегистрируйтесь для доступа к 15+ бесплатным курсам по программированию с тренажером

Видео может быть заблокировано из-за расширений браузера. В статье вы найдете решение этой проблемы.

Мир вокруг нас непрерывно меняется, и точно так же каждый день меняются технологии, причем иногда настолько сильно, что освоенное сегодня через год уже может быть не нужно. Но если посмотреть глубже, то можно увидеть, что базовые, фундаментальные знания, которые используются в большинстве современных технологий, появились очень давно и практически не изменились. В этом уроке мы поговорим о том, какие области фундаментальных знаний нужно прокачивать, чтобы стать хорошим программистом, а в конце перечислим и некоторые инструменты, знание которых необходимо каждому профессиональному разработчику.

Устаревание технологий

Важно помнить, что фундамент не устаревает, а остальное быстро добирается в процессе. Любой новый фреймворк, подход в разработке, какая-либо новая методология или язык программирования учатся достаточно быстро, если вы в принципе владеете базой. Но кроме каких-то точных наук, кроме того, чтобы заниматься непосредственно программированием, нужно поработать над своим мозгом. И этот процесс включает в себя несколько направлений.

Логическое мышление

Первое — это логическое мышление, мыслительный процесс, при котором человек использует логические понятия и конструкции. Этому процессу свойственна доказательность, рассудительность, и его целью является получение обоснованного вывода из имеющихся предпосылок. Логическое мышление является крайне важным для любого программиста, и существует множество способов его прокачивать.

Математика

Первый способ развития логического мышления — это математика. Просто изучение математики в любом её представлении, в любом направлении отлично развивает способность правильно мыслить. Те, кто раньше начинают заниматься математикой, имеют преимущество перед остальными. Можно изучать её и спустя 20 лет после окончания института, пусть это действительно может быть сложнее, потому что становится трудно найти время усвоить тот объём знаний, который даётся в учебном заведении. Но в целом это возможно, и на базовом уровне все необходимые разделы математики, полезные для развития мозга, доступны для изучения в виде бесплатных курсов на огромном количестве ресурсов, в том числе на русском языке. Можно легко найти информацию, что непосредственно стоит учить, какие книги читать — и это нужно делать, независимо от изучения программирования.

Логические задачи

Второй способ развития логического мышления — это решение логических задач. Есть отличный сайт с огромным количеством задач разного уровня: www.braingames.ru. На нём сидит много людей, есть рейтинги, и это — отличный способ поломать мозг. При этом, нужно понимать, что есть люди, которые очень круты в решении логических задачах, но при этом у них не очень получается быть программистами, поэтому развитие должно быть многостороннее.

Алгоритмы

Третий способ — это изучение алгоритмов. Речь именно о тех алгоритмах, которые рекомендуется изучать при обучении программированию или чтобы войти в эту профессию. Они бывают разные, некоторые очень сложные, и бывает так, что без очень сильной математики не разобраться, но в целом на базовом уровне в различных направлениях алгоритмы достаточно простые. Знание и понимание принципов работы алгоритмов действительно очень сильно помогает. В рекомендуемых книгах Хекслета есть отличная книга по алгоритмам

Абстрактное мышление

Следующий важный аспект базовых знаний — это абстрактное мышление, мыслительный процесс, при котором человек умеет абстрагировать ситуацию от незначительных деталей и взглянуть на неё в целом. Абстрактное мышление включает в себя три формы: понятие, суждение, умозаключение.

Абстрактное мышление обладает следующими признаками:

• способность понять окружающий мир без воздействия на органы чувств

  Просто опираясь на предыдущие знания, можно получать новую информацию и делать выводы о каких-то новых процессах, которые не видны и не осязаемы. Именно так решаются задачи по математике, физике, химии в школе и институте.

• обобщение для выявления закономерностей

  Обобщение, фактически являющееся сутью программирования, когда мы говорим про создание каких-то больших программных комплексов — это возможность абстрагироваться, создавать максимально изолированные системы и строить правильные интерфейсы между их частями для обеспечения взаимодействия между ними. Существует понятие «барьеры абстракции» — когда слой за слоем строятся уровни абстракции, и на каждом более высоком уровне не видно деталей нижнего уровня — это важнейший принцип, который позволяет удерживать в голове систему и работать с ней. Человек может удерживать в голове 7 плюс-минус 2 вещи, поэтому оперирование большим количеством понятий одновременно — это взрыв мозга.

Абстрактное мышление развивается примерно так же, как и логическое, и часто они взаимосвязаны, но есть и небольшие отличия.

Точные науки

Точные науки — это не только математика, но и физика, химия и даже некоторые разделы биологии.

Логические и интеллектуальные игры

Сюда входит тот же самый braingames, при этом для развития абстрактного мышления очень здорово подходит и игра в шахматы, шашки или даже в преферанс.

Программирование 🙂

Ну и само программирование способствует развитию абстрактного мышления. Однако нужно не забывать про другие способы и использовать их в комплексе.

Качаем знания

Теперь разберёмся в том, какими знаниями нужно обладать разработчику. Сейчас будет много новых концепций — совсем не обязательно знать их заранее, до начала карьеры. То, что здесь будет описано — это тот фундамент, который либо приобретается в университете, если с ним повезло и уже учась там, человек понимал, что будет программистом и пытался по максимуму выхватывать эти знания. Во всех остальных случаях нужно добирать в процессе в той или иной мере. Знать всё идеально невозможно, но чем больше направлений из перечисленных ниже будет освоено — тем более профессиональным разработчиком можно стать и тем более сложные задачи решать.

Фундамент: математическая подготовка

Теория множеств

Особенно важная дисциплина в работе с базами данных. SQL построен на реляционной алгебре, и в базах активно используются понятия теории множеств. Таблицы, выборки — всё это берёт начало в теории множеств.

Логика

Логика — это то, с чем сталкивается каждый программист каждый день в своей работе. Логика является важнейшей основой программирования — свой путь в профессии нужно начинать с её изучения.

Дискретная математика

Дискретная математика включает в себя достаточно много разделов: начиная от графов и заканчивая автоматами. Большинство разделов дискретной математики так или иначе воплощено в информатике.

Лямбда-исчисление

И последнее — это лямбда-исчисление, которое отлично помогает в развитии абстрактного мышления. Представьте себе систему, в которой числа и операции над ними (арифметика) это функции. Благодаря лямбда-исчислению такую систему можно создать и она будет вести себя абсолютно так, как ведут себя обычные числа.

Кроме того, с понятием лямбда-функций вы столкнетесь практически во всех языках.

Фундамент: информатика

Ближайшая к компьютерам область знаний — это информатика. И нас интересуют следующие ниже разделы информатики.

Системы счисления

Самое базовое понятие — системы счисления — это системы записи чисел с помощью определенного набора цифр. Почему они так важны? В основе программ и компьютеров лежит двоичная система счисления, но в повседневной жизни мы используем десятеричную систему счисления. Обязательно нужно знать и понимать, как устроены системы счисления и уметь переводить числа из одной системы счисления в другую.

Структуры данных

Структуры данных в информатике — это способ представления информации, с помощью которого её отдельно взятые элементы образуют нечто единое. В языках программирования реализовано несколько распространенных структур данных, таких как массивы, числа, строки, файлы. Но и кроме них существует множество абстрактных структур данных, которые могут создаваться самими разработчиками с использованием средств языка.

Алгоритмы

Наряду с системами счисления и структурами данных алгоритмы — основа основ информатики. Для того, чтобы быть экспертом в алгоритмах, нужно не только вдоль и поперёк изучить сами алгоритмы, но и очень хорошо знать математику — а на это уйдёт приличное количество времени. Хорошая новость — для начала этого и не требуется. Главное — понимать базовые алгоритмы на базовых структурах данных и вообще просто иметь понятие о том, что они из себя представляют и как работают. Какие-то конкретные алгоритмы приходят уже в процессе работы или обучения. Не бывает такого, что программист заранее знает все возможные алгоритмы и может запросто выдать нужный алгоритм, подходящий для конкретной ситуации.

Фундамент: парадигмы

Теперь поговорим о языках программирования и о том, какие подходы к программированию в них реализованы. Такие подходы называются парадигмами программирования. Парадигма программирования влияет на всё, что происходит в вашем коде: то, как строится программа, на каких принципах она работает. Изучение парадигм помогает стать намного более сильным разработчиком, чем изучение конкретных особенностей конкретного языка или просто переход из одного языка в другой язык той же парадигмы.

Существует множество различных парадигм, но на самом верхнем уровне — 3 базовых: императивная, функциональная, логическая.

Императивное программирование

Императивное программирование описывает, как решить задачу и представить результат, используя инструкции (команды). Большинство мейнстримовых языков являются императивными языками программирования: это Java, это C#, это все скриптовые языки, Ruby, PHP, Python и многие другие.

Функциональное (декларативное) программирование

Есть очень мощная парадигма, которая является противоположностью императивного программирования — это функциональное (или декларативное) программирование. Эта парадигма описывает, что представляет собой задача и ожидаемый результат её решения. В неё входят такие языки как Clojure, Erlang, Haskell, Scala и многие другие.

Логическое программирование

Язык логического программирования, с которым многие сталкивались в институте, называется Prolog — тоже очень хороший пример того, как можно по-другому смотреть на вещи.

Фундамент: железо

Архитектура компьютера

Если говорить про железо, то здесь важно понимание архитектуры компьютера, хотя, опять же, всё очень сильно зависит от области разработки. Большинству прикладных программистов, которые работают в веб-сфере, разработке десктопных, мобильных приложений нужен просто общий обзор, понимание того, что такое регистры, как работает процесс взаимодействия с оперативной памятью. Всё перечисленное можно почерпнуть из одной-единственной книги, которая называется «Код: тайный язык информатики» Чарльза Петцольда. Эта книга рекомендуется к прочтению — она читается как захватывающий роман, и действительно даст хорошее понимание того, как устроен компьютер и даже как работает Assembler.

Фундамент: софт

Перейдем уже непосредственно к тому, как устроен современный софт. Вот что вам нужно знать.

Операционные системы

Нужно очень хорошо понимать принципы работы операционных систем и какую роль они выполняют, поскольку при работе с любым языком программирования всё взаимодействие всегда происходит в рамках одной или нескольких операционных систем. У многих программистов, особенно после университета, складывается такое ощущение и мнение, что знание операционных систем важно только для системных программистов, которые пишут софт, связанный прямо с операционной системой и работающий в рамках неё. Это не так. Огромное количество вопросов, которые задают новички, чаще всего связаны с частными случаями каких-то базовых вещей, находящихся внутри операционной системы. Изучение и понимание какой-нибудь одной базовой вещи может занять всего лишь день, но в дальнейшем способно дать огромную фору перед другими, поскольку позволит понимать целый пласт проблем, с которыми в конечном итоге сталкивается разработчик. Такие проблемы каждый раз могут немного отличаться друг от друга, но быть основаны на одной и той же особенности операционной системы. Те, кто не усвоил эту особенность, не видят связи и обречены постоянно тратить время на поиск решения. Поэтому знание операционных систем — важное условие профессионализма разработчика. Существует множество книг, посвященных операционным системам, которые дают понимание их базовых принципов, не копая глубоко.

Сети и протоколы

В век интернета в своей работе разработчик часто сталкивается с сетями и различными протоколами. Нужно иметь представление об основных протоколах, зачем они нужны, и как работают.

Базы данных

Нельзя забывать и про базы данных, поскольку работать придётся с огромными объемами информации, которые организуются, хранятся и которыми оперируют именно базы данных.

Компиляторы и интерпретаторы

Помимо понимания отличия компиляторов от интерпретаторов, здесь необходимо знать, как исполняется код, как можно взаимодействовать с ним, как идёт отработка ошибок. Плюс сюда входят еще такие вещи как потоки и многое-многое другое.

Разное

Есть еще множество разных инструментов и навыков, на которые нужно обратить внимание. Вот лишь самые распространенные.

Владение командной строкой

Важно владеть командной строкой и работать с ней быстро и эффективно, знать как и какие команды в ней можно вызывать.

Системы контроля версий

Любой современный разработчик должен знать, что такое системы контроля версий и как управлять кодом — от этого никуда не деться. Стандартом считается Git, и без этого инструмента, в принципе, нельзя вести разработку.

Автоматизированное тестирование

Кроме этого, важным понятием является автоматизированное тестирование, и на определенном уровне разработки, с определенного уровня проектов без тестирования обходиться вообще нельзя. Автоматизированное тестирование — очень простая техника, которая изучается за короткое время и после этого используется всю оставшуюся жизнь.

Управление конфигурацией

Существует несколько систем управления конфигурацией, таких как Ansible. Они используются для автоматизации настройки и развертывания программного обеспечения и позволяют сэкономить кучу времени для более насущных задач.

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.

Основы информатики: типы языков кодирования

Откройте для себя лучший язык программирования для различных приложений. Выберите правильные языки программирования, чтобы начать свою карьеру программиста.

к

Мэг Уайттон

Стрелка вправо

Писатель

Меган Уайттон имеет более чем десятилетний опыт работы преподавателем искусств. Она работала в области веб-маркетинга и связей с общественностью в крупных художественных организациях и создавала веб-контент для таких областей, как высшее образование, здравоохранение и искусство. Мег заработал…

Чек

Отредактировано

Тейлор Гадсден

Стрелка вправо

Редактор и писатель

Тейлор Гадсден работала редактором в BestColleges, уделяя особое внимание ресурсам по планированию степени, колледжа и карьеры для будущих студентов. Она имеет степень бакалавра журналистики Университета Джорджии.

Тейлор — бывший редактор Red Ventures…

Чек

Рассмотрено

Монали Мирель Чуатико

Стрелка вправо

Рецензент

Монали Чуатико — инженер данных в Mission Lane и руководитель отдела анализа данных в некоммерческой организации COOP Careers. Там Монали помогает выпускникам и молодым специалистам преодолеть неполную занятость, обучая их инструментам анализа данных и консультируя их по …

Обновлено 22 апреля 2022 г.

Узнайте больше о нашем процессе редактирования

8 минут чтения

Поделиться этой статьей

Программисты регулярно используют сотни языков программирования для самых разных приложений. Веб-разработчики и разработчики программного обеспечения используют популярные языки программирования, такие как JavaScript, C# и Python, в качестве полнофункциональных инструментов разработки. Кроме того, такие области, как электроника, маркетинг в социальных сетях, автомобилестроение и здравоохранение, также полагаются на компьютерный код.

В программах по информатике особое внимание уделяется сильным навыкам программирования. Большинство программистов сосредотачиваются на различных языках и специализируются на использовании кода для определенного типа проектов, таких как игры, облачные платформы или электронная коммерция. В следующем руководстве рассматриваются ваши варианты.

BestColleges.com — это сайт, поддерживаемый рекламой. Рекомендуемые или доверенные партнерские программы, а также все результаты поиска, поиска или подбора школ предназначены для школ, которые выплачивают нам компенсацию. Эта компенсация не влияет на рейтинги наших школ, справочники ресурсов или другую независимую от редакции информацию, опубликованную на этом сайте.

Готов начать свое путешествие?

Что такое языки кодирования?

Языки кодирования позволяют компьютерам понимать созданные человеком инструкции для различных команд и вычислений. Написание кода позволяет людям переводить информацию на язык, который могут обрабатывать компьютерные машины. Языки программирования необходимы для создания веб-сайтов, разработки мобильных приложений и запуска служб облачных вычислений.

Сегодня существуют сотни языков программирования. Программисты склонны отдавать предпочтение определенным языкам за их адаптивность и простоту использования для определенного типа проектов. Например, JavaScript предпочитают новички и широко используют для веб-разработки, в то время как C# популярен среди программистов игр, а Python идеально подходит для искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения.

Для чего используются языки кодирования?

Компьютерный код — это универсальный язык, используемый для соединения компьютеров и облачных систем. Кодирование необходимо для того, чтобы компьютеры общались в своих собственных сетях и работали в крупнейшей из всех общих сетей — Интернете.

Компьютер должен выполнить несколько шагов, чтобы понять и выполнить команду из кода. Инструмент компилятора компьютера преобразует код, написанный программистом, в двоичный код, затем инструмент компоновщика прикрепляет его к остальной части последовательности кодирования. Наконец, компьютер может открыть и запустить файл для выполнения команды.

Некоторые языки-единомышленники могут работать вместе. Например, некоторые низкоуровневые и высокоуровневые языки взаимодействуют соответственно. На этапе компиляции перевода кода некоторые элементы одного типа кода могут сливаться с другим, что в некоторых случаях делает их читаемыми для компьютера.

Какие существуют типы языков программирования?

Языки программирования служат различным конкретным целям и соответственно классифицируются. Языки могут использоваться для определенной части процесса перевода, такой как машинный, ассемблерный и высокоуровневый. Все языки программирования попадают в одну из двух широких категорий: высокоуровневые и низкоуровневые.

Языки кодирования высокого уровня

Языки программирования высокого уровня наиболее далеки от реального кода, который переводит команды в компьютерную систему. Примеры включают C++, Java и Python.

Низкоуровневые языки кодирования

Низкоуровневые языки кодирования содержат основные инструкции, которые должен понимать компьютер. Он практически не абстрагируется от основного процесса кодирования. Примерами являются ассемблер и машинный код.

Парадигмы языка кодирования

Языки кодирования также включают множество стилей. Распространенными стилями являются императивный, функциональный, логический и объектно-ориентированный языки. Программисты могут выбирать из этих парадигм языка кодирования, чтобы наилучшим образом удовлетворить свои потребности в конкретном проекте. Каждый включает в себя свои преимущества и ограничения. Ниже приведены примеры каждой парадигмы.

• Императивное или процедурное: Cobol, Fortran, C
• Функциональность: Haskell, Scala, Clojure
• Логический: Пролог, SQL
• Объектно-ориентированный: Java, C++, Python

Информатика не для вас? Проверьте эти связанные карьеры.

Как выбрать язык кодирования?

Программистам следует подумать, что изначально привлекло их к программированию и какой тип проектов кодирования они предпочитают. Учащиеся, увлекающиеся интерфейсным программированием, как правило, изучают ориентированный на пользователя код, такой как JavaScript, в то время как те, кто больше заинтересован в программировании серверной части, могут сначала изучить Python или Ruby.

Группировка языков программирования по месту их использования в стеке — это всего лишь один из методов организации. Профессионалы также могут выбрать язык на основе его происхождения от других устаревших языков. JavaScript, Ruby и Python широко популярны среди новичков, поскольку они просты в освоении и обеспечивают прочную основу для программирования с возможностью расширения.

Языки программирования интерфейсной веб-разработки

Интерфейсная разработка — это «клиентская сторона» веб-разработки, отвечающая за интерактивные части веб-сайта. Все, с чем сталкивается пользователь, продиктовано интерфейсными языками, такими как HTML, CSS и JavaScript.

Front-end разработчики сосредотачиваются на оптимизации производительности и времени отклика. Все аспекты пользовательского контента, включая его дизайн, структуру и поведение, отражают интерфейсные разработчики.

HTML

Название HTML объясняет его основную функцию: язык гипертекстовой разметки. HTML сочетает в себе гипертекст (связь между веб-страницами) и язык разметки (текстовая структура веб-страниц). Код HTML использует язык разметки для разработки внешнего интерфейса.

УСБ

Каскадные таблицы стилей, или CSS, упрощают процесс оптимизации и представления нескольких веб-страниц. Программисты могут использовать CSS для одновременного оформления серии страниц, независимо от соответствующего HTML-кода страницы.

JavaScript

JavaScript считается, пожалуй, наиболее адаптируемым интерфейсным языком программирования, который особенно популярен среди сайтов, требующих повышенного взаимодействия с пользователем. Программисты предпочитают JavaScript для различных приложений, включая сайты с функциями поиска, игры и веб-программное обеспечение.

Языки кодирования серверной части веб-разработки

Для того, чтобы сайт или приложение функционировали, разработка внешнего и внутреннего интерфейса должна осуществляться в тандеме. Пользователи никогда не соприкасаются с внутренними операциями; однако такие языки, как Java, Python и Ruby, имеют решающее значение для обеспечения бесперебойной работы всех функций и действий.

Back-end разработчики могут писать код, используемый для таких задач, как создание сценариев интерфейсов прикладного программирования (API), создание библиотек и объединение элементов сайта без соединительного интерфейса.

Ява

Java является одним из наиболее широко доступных и популярных языков программирования для серверной части. Java можно использовать с различными платформами и компонентами функций, которые легко доступны для всех программистов. Java совместим с интерфейсными языками, такими как CSS, JavaScript и HTML.

Питон

Python позволяет программистам быстро кодировать серверные приложения и оптимизировать их эффективность. Python популярен своей простотой, доступностью и склонностью к естественному языку. Программисты могут выбрать этот язык из-за его совместимости с инфраструктурой Django.

Рубин

Ruby и совместимый с ним фреймворк Rails по-прежнему популярны среди программистов, разрабатывающих платформы для электронной коммерции, социальных сетей и фондового маркетинга. Ruby on Rails — это адаптируемый и универсальный язык программирования, который предпочитают новички как особенно простой в освоении. Ruby также совместим с другими языками, такими как C или Java.

Часто задаваемые вопросы о типах языков кодирования

Сегодня существуют сотни языков программирования. Хотя названия парадигм кодирования иногда различаются, большинство экспертов сходятся во мнении о четырех основных типах кода: императивном, функциональном, логическом и объектно-ориентированном. Альтернативные имена и другие основные типы могут включать процедурное, скриптовое и базовое программирование. В рамках этих классификаций программисты обычно используют внешние и внутренние языки, такие как JavaScript, Python, C и Ruby.

Да, но не всегда. Некоторые коды требуют математики, а именно алгебры, для разработки алгоритмов, необходимых для правильной работы. Однако многие коды включают встроенную функцию, которая автоматически записывает и запускает алгоритм или уравнение. Кодировщикам может потребоваться больше или меньше математики в зависимости от типа проектов, которые они предпочитают. Например, программистам игр и графики могут потребоваться более продвинутые навыки в линейной алгебре, чем в других приложениях. Хотя понимание алгебры и алгоритмов полезно начинающим программистам, учиться программировать не обязательно.

Feature Image: evrim ertik / E+ / Getty Images

BestColleges.com — это сайт, поддерживаемый рекламой. Рекомендуемые или доверенные партнерские программы, а также все результаты поиска, поиска или подбора школ предназначены для школ, которые выплачивают нам компенсацию. Эта компенсация не влияет на рейтинги наших школ, справочники ресурсов или другую независимую от редакции информацию, опубликованную на этом сайте.

Сравните варианты школ

Просмотрите школы, наиболее соответствующие вашим интересам, и сравните их по плате за обучение, программам, уровню зачисления и другим факторам, важным для поиска вашего колледжа.

«ВИДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

В течение некоторого времени я был обеспокоен тем, что дискуссии о
«Вычисления в
Школа»
список рассылки, а также в прессе, в блогах, на радио и телевидении
передачи о том, чему следует учить в школах, основаны на
представление о вычислениях слишком узкое, даже если все разные
регулярно высказанные мнения объединяются!

Эта веб-страница предлагает список важных типов программирования, которые следует
преподавали в школах, но не давали конкретных рекомендаций относительно того, какие
обучаться в каком возрасте кому, или кем, или почему. Это модифицированная версия
список задач по программированию на веб-странице «Thinkyprogramming and other»
виды», который включает в себя растущую коллекцию примеров, особенно «думающих»
примеры, доступные здесь:

http://www.cs.bham.ac.uk/research/projects/poplog/examples/

Задачи программирования

Можно различать разные виды задач программирования, например:
какие разные языки программирования и инструменты могут быть подходящими, и
для которых требуются разные образы мышления, каждый из которых может служить
образовательные и практические потребности, хотя категории
в какой-то степени перекрываются.

Ниже приведен предварительный список таких типов программирования для
учащиеся. Различные типы могут подходить учащимся (и учителям) с
разные интересы и темпераменты. Здесь нет предложения
что одни лучше или хуже других. Все они имеют потенциал
использования, и все могут играть определенную роль в образовании, хотя и не все
быть одинаково полезным для всех учащихся. Например, некоторые типы могут быть
слишком интеллектуально сложно для меньшинства учащихся, чей уровень
обучаются медленнее или находят математическое мышление очень
трудный. Некоторые типы могут быть слишком интеллектуально сложными даже для
большинство учащихся. Но это не причина не предлагать
их небольшому подмножеству студентов, которые могли бы получить большую пользу.

Типы задач по программированию

Некоторые из этих категорий пересекаются: задача может относиться к двум или более
категории. Например. «художественное» программирование может быть, а может и не быть «мыслительным».
программирование, или «гаджетное» программирование. Список не полный и
время от времени будет продлеваться.

• Числовое программирование:

• Ухабистое программирование:

• Программирование гаджетов

• Художественное программирование

• Программирование презентаций

• Lifey Программирование

• Моделирование Программирование

• Исследовательское программирование

• Утилита (или «Appy») Программирование:

• Игровое программирование:

• Teachy (учебник) Программирование:

• Thinky Программирование:

• Числовое программирование:
  
  Самый старый тип компьютерной программы — сложение, умножение,
  усреднение и выполнение статистических операций над одним или несколькими
  числа, или выполнение матричных и векторных операций, или решение уравнений
  операции, а также рисование графиков числовых функций.
• Ухабистое программирование:
  
  В эту категорию попадают многие задания, предназначенные для самых маленьких учащихся.
  Они связаны с контролем движений и изменением
  внешний вид реальных или смоделированных мобильных устройств, таких как LOGO
  физическая или графическая черепаха или интерактивная видеоигра
  программы, включающие удары, стрельбу, поедание, избегание и т. д., часто
  с сопровождающими их свистами, хлопками, ударами и прочими развлекательными
  шумы. Задачи и среды программирования, поддерживающие их
  может варьироваться от очень элементарного до профессионального.
  

  Фраза «неровная программа» слишком специфична для этого общего
  категории, так как я не хочу подразумевать, что все экземпляры включают
  объекты, движущиеся вокруг и соприкасающиеся с другими объектами.
  Альтернативами могут быть «веселая программа», «веселая программа», «развлекательная программа».
  программа». Предложения приветствуются.

• Программирование гаджетов
  
  Это задачи программирования, связанные с управлением устройствами
  вне компьютера (например, Arduino). Некоторые гаджеты просто реагируют
  для вывода с компьютера, например. гаджет, который мигает огнями или
  шумит под управлением компьютера. Другие посылают сигналы
  к компьютеру от датчиков в гаджете или кнопок, или ручек, или
  рычаги на гаджете, которыми пользователь может манипулировать. Некоторые гаджеты могут быть
  используется для управления другими машинами, т.е. цифровой термостат, который
  управляет нагревателем и управляется компьютером.

  Веб-сайт, иллюстрирующий эту категорию:
  http://www.netmf.com/gadgeteer/

• Художественное программирование
  
  Напр. для создания стихов, рассказов,
  картинки, музыка, танцующие роботы и
  другие произведения искусства?

  Есть несколько видов программ, предназначенных для создания чего-то смешного,
  например каламбуры, аббревиатуры, лимерики и т. д. Они могут быть помещены в отдельный
  категории или рассматривается как подкатегория «художественных» программ.

  Художественные программы могут пересекаться с некоторыми типами программ Thinky, см. ниже.
  в зависимости от того, какая часть дизайна или создания выполняется
  программу, а не пользователя программы (как при создании
  презентация PowerPoint). Ричард Докинз и другие показали, как
  эволюционные вычисления, управляемые пользовательскими предпочтениями, могут создать
  интересные «художественные» результаты, например. картинки или музыка.

• Программы для презентаций
  
  Существует множество инструментов, позволяющих дизайнеру или автору создавать
  что-то, что нужно подарить другим: плакат, музыкальное представление,
  презентация, документ для чтения, реклама и т. д.

  Некоторые из них просто принимают очень четкие инструкции и подчиняются им.
  инструкции, например средство форматирования текста WYSIWYG, где пользователь
  постоянно собирая текст, указывая интервалы, отступы, шрифт
  стиль и размер, где должны быть разрывы строк, а также фактическое
  содержание.
  Другие позволяют пользователю указать на языке «разметки», что ему нужно.
  сделать на каком-то уровне абстракции, оставив это на усмотрение программы
  чтобы решить, как этого добиться, например. куда разрывать строки
  производить текст, выровненный по левому и правому краю, или какие числа присваивать
  пронумерованные абзацы или рисунки. Простые примеры включают html, nroff,
  и другие, которые широко использовались в прошлые десятилетия, в то время как более сложные
  примеры, некоторые из которых могут быть расширены с помощью сложных определяемых пользователем
  макросы, включая Troff, LaTeX, PHP, JavaScript и другие используемые системы
  в веб-дизайне.

  Некоторые инструменты презентации внутренне очень сложны, но дают
  пользователю только очень поверхностные способы композиции, слишком поверхностные для
  целью обучения программированию или вычислительному мышлению, в то время как
  другие могут представлять задачи программирования с высоким интеллектом.
  трудность.

• Lifey Программирование
  
  Это программы, написанные с использованием двумерных шаблонов в двумерной сетке, которые
  при запуске генерировать новые шаблоны.
  Самый известный пример такого рода
  вещью является ‘Игра Жизни’ Конвея. есть отличный
  обзор, а также превосходный интерактивный Java-апплет здесь
  http://www.bitstorm.org/gameoflife/
  
  Другой (запустить апплет с помощью кнопки вверху слева с надписью
  «Наслаждайтесь жизнью») это:
  http://www.ibiblio.org/lifepatterns
  предоставляет несколько дополнительных ссылок.
  
  См. также:
  Некоторые заметки о программе «Программирование жизни».
  язык’
• Моделирование Программирование
  
  Это попытки смоделировать структуру или поведение некоторых
  ранее существовавшая система — т.е. Солнечная система, поиск пищи муравьями,
  рой насекомых, вода выливается из кувшина, рушатся замки из песка,
  «волны давления» трафика на автомагистрали, транспортный поток в оживленном городе,
  финансовые операции и многое другое. Некоторые из заданий для
  учащиеся могут быть довольно элементарными, особенно если они основаны на
  хорошо продуманные библиотеки. Другие могут облагать налогом даже продвинутых исследователей,
  например моделирование погодных условий.
  
  Большая часть современной науки в различных дисциплинах интенсивно использует
  программ моделирования, поэтому научиться строить различные типы
  программы моделирования могут быть полезны для многих профессий в науке,
  инжиниринг и управление.

  Некоторые программы моделирования связаны с «мыслящими» системами.
  описано ниже. Некоторые из них являются частью программы гаджетов: например. программа, которая
  управляет внешней машиной или устройством и выбирает стратегии управления
  частично на основе моделирования поведения устройства прогнозировать
  последствия альтернативных стратегий в изменяющихся обстоятельствах.

• Исследовательское программирование
  
  Это понятие ортогонально другим типам программирования: любой из
  они могут включать исследовательское программирование, но не обязательно — если они используются
  запрограммировать решение хорошо изученной проблемы.

  Программирование исследовательское когда программы не написаны с
  некоторая четко определенная начальная спецификация того, что требуется, в отличие от
  какие программы подлежат оценке. Вместо этого исследовательское программирование
  используется как способ проверки идей, чтобы посмотреть, что получится.

  В более глубоком
  версии, это может быть способом получить представление о классе
  структуры или процессы, например, изучение способов, которыми многоугольники
  может варьироваться в зависимости от различных видов ограничений или способов, которыми алгебраическая
  выражения относятся к формам графиков или исследуют
  доля алгебраических структур определенного типа, которые также имеют некоторые
  конкретное свойство.

  Часто это хороший способ изучить класс математических
  структуры или класс алгоритмов и множество возможных способов
  разработки или расширения какого-либо инструмента. Например, если вы
  написать программу, которая генерирует линии на 2D-дисплее и включает в себя
  различные числа, соответствующие длинам, углам, количеству раз
  что-то сделано, вы можете поэкспериментировать со способами изменения
  цифры, чтобы понять набор возможностей.

  Чтобы исследовать идеи о числах, вы можете попробовать представить, что
  компьютер может манипулировать списками символов, например. [a a a], но имеет
  нет арифметических возможностей, а затем попробуйте запрограммировать его на
  понимать числа и арифметические действия. Это может помочь
  учащиеся приобретут новое глубокое понимание природы
  числа. Смотрите также
  http://www.cs.bham.ac.uk/research/projects/poplog/teach/teachnums

  Чтобы исследовать идеи о вероятностях, вы можете использовать
  компьютер для систематического создания коллекции случаев (например,
  наборы чисел можно получить, бросив три кубика), а затем работать
  вероятности различных комбинаций (например, комбинаций
  три числа, которые в сумме дают пять), увидев, какие пропорции
  все множество возможных комбинаций включает в себя комбинации в сумме
  пять.

  В этом случае компьютер может генерировать наборы, считать их
  элементов и найти отношения. Он также может отображать графики,
  например, как вероятность получения броска в сумме равна N
  зависит от количества брошенных костей.

  Кто-то, играя с такими программами, может заметить то, чего не было
  запланировали, а затем измените программу, чтобы изучить эту новую функцию. Как
  со многими игрушками и многими видами математических или научных
  исследования, то, что вы испытываете во время «игры» или «исследования», может
  предлагать новые вопросы, новые вещи, которые можно попробовать, новые гипотезы для проверки,
  новые объяснения ранее обнаруженных закономерностей или опровержения
  догадок (например, приведя неожиданный контрпример).
  
  Примером исследования случайных блужданий является
  здесь.

  Пример исследовательского программирования, связанный с парадоксом Рассела и
  парадокс парикмахера, который бреет всех и только тех, кто бреет
  не брейтесь здесь.

  К сожалению, образовательные практики, которые проводят учащихся через
  набор поставленных задач может не научить навыкам глубокого исследования
  требуется для открытия новых, интересных, задач.

• Утилита (или «Приложение» или «Appy») Программирование:
  
  В настоящее время на создание служебных программ уходит много человеческих усилий.
  Это могут быть простые, но часто используемые приложения, например. программа
  настроить будильник на срабатывание через определенное время или очень сложный
  утилиты, написанные для решения конкретной проблемы, например. ищет
  способ декодирования конкретного закодированного сообщения. Широкое использование
  программируемые смартфоны, поддерживаемые механизмами создания новых
  «приложения», доступные многим пользователям (возможно, за плату), способствовали
  многие учителя и учащиеся сосредоточили свое внимание на «прикладном» программировании. Этот
  категория перекрывается с большинством других в той мере, в какой полезности
  может служить любой из перечисленных здесь целей, включая обучение
  программирование.

  В более широком масштабе служебное программирование или прикладное программирование.
  выходит далеко за рамки того, что может быть размещено в первичном и вторичном
  обучение, включая разработку и внедрение компиляторов,
  интерпретаторы, драйверы устройств, операционные системы (и их многочисленные
  компоненты), сетевые системы, системы безопасности, финансовые
  услуги, удаленные серверы многих видов и широкий спектр систем
  для управления машинами, включая химические заводы, авиалайнеры,
  системы распределения электроэнергии и многое другое. В некоторых случаях это может быть
  возможность для учителей разрабатывать проекты вокруг «игрушечных» версий
  такие системы.

• Игровое программирование:
  
  Это программы, которые либо играют с пользователем в игру (например, в шахматы,
  Го-Моку, Ним) или поддерживать игру, в которую играют два или более игроков.
  (например, управление игрой в шахматы или монополией) или предоставлять пользователям
  какое-то задание по решению головоломок или проверка какого-либо навыка, например.
  Пасьянс или тетрис. Эта категория может пересекаться с другими,
  особенно «думающее» программирование, где компьютеру приходится конкурировать
  с пользователем, строя планы, выбирая ходы, решая задачи.
• Teachy (учебник) Программирование:
  
  Это программы, которые учат пользователя чему-то, что может быть
  фактический, напр. о географическом регионе или периоде истории,
  или какую-либо отрасль химии или биологии, или которые развивают практическое
  или интеллектуальные навыки, такие как набор текста, правописание, арифметические действия,
  заниматься логикой, говорить грамматически, понимать геометрию и т. д.
  Это также может пересекаться с другими категориями, особенно игровыми.
  программирование (поскольку многие игры образовательные) и «думающие»
  программирование с 9 лет0164 интеллектуальная обучающая программа не просто идет
  через список задач, представленных учащемуся, но может также потребоваться
  отвечать на вопросы учащегося или выбирать или конструировать
  задачи, предназначенные для соответствия достижениям и недоразумениям
  обнаруживаются у учащегося. Например, шахматная программа, которая
  автоматически регулирует свой уровень игры, чтобы бросить вызов
  соперника и обучать оппонента (чего не может сделать ни одна текущая программа,
  насколько я знаю) была бы думающая программа!
• Thinky Программирование:
  
  Цель программы Thinkky обычно не в том, чтобы создать работающую
  система, поведение которой полезно или интересно, или помогает
  программист понимает какую-то науку или математику, но
  научить учащихся способам заставить машины выполнять некоторые из
  вещи, которые делают люди и другие животные, когда они воспринимают вещи, учатся
  вещи, решать проблемы, достигать целей, строить и выполнять планы, решать
  головоломки, общаться предложениями, сочинять стихи или музыку или заниматься
  в соревновательных играх, где победа не зависит от того,
  быстрым или физически квалифицированным, но требует использования интеллектуальных
  силы.

  Суть в том, что многое из того, что делают эти программы, например, мышление
  у человека невидима, хотя результаты внутреннего
  обработка может быть сделана частично видимой путем тестирования программ. За
  Например, программа, изучившая новый язык, может
  отвечать на вопросы, заданные на этом языке. Программа, которая научилась
  понимать схемы, уметь составлять описания
  диаграммы или может быть в состоянии создать диаграмму, соответствующую описанию,
  например, «Квадрат, содержащий круг над треугольником и часть
  горизонтальная линия, торчащая слева от квадрата».

  Часто очень трудно разработать «мыслительную» программу для выполнения
  задача без предварительного выполнения большого количества исследовательского программирования, чтобы найти
  какие существуют дизайнерские возможности и каковы их последствия
  находятся. Вот почему большинство языков ИИ предлагают поддержку оптимизации.
  исследование человека с помощью программирования, а не упор на поддержку
  оптимизация некоторого конечного продукта для выпуска на рынок (который
  иногда быть написаны на языке, отличном от того, который используется для
  разведка и разработка).

  Например, использование обработки списка в качестве общего режима
  представление структурированной информации вместо разработки
  набор классов и методов, часто может способствовать очень быстрому
  и гибкое исследование класса алгоритмов с сильными
  поддержка интерактивной модификации кода и структур во время выполнения
  при изучении домена. Использование проверки типов во время выполнения вместо
  проверка типов во время компиляции иногда может ускорить исследование
  даже если в последнем случае код будет работать быстрее. (Многие из
  самые сложные ошибки программирования для выявления и исправления относятся к «семантической»
  разнообразие, которое не было бы обнаружено синтаксической проверкой.)

  Примеры «мыслительных» задач программирования разной сложности:
  доступно на http://tinyurl.com/thinky-ex. Некоторые
  особенно просты, потому что они предназначены для
  абсолютные новички. Другие примеры когда-то считались подходящими
  для докторских проектов на заре ИИ, хотя и с современным ИИ
  инструменты программирования программы гораздо проще создавать, чем они
  были изначально.

  Тип продуманного программирования, который имеет долгую историю в ИИ, — это
  программирование машины для написания программ, также известное как
  «автоматическое программирование». Тип примера, который можно использовать в
  классная комната может быть программой, которая принимает словесное описание
  задачу, а затем генерирует код для выполнения этой задачи: например. «Нарисовать
  треугольник с квадратом слева и окружностью, охватывающей оба», или
  «Нарисуй кошку в коробке так, чтобы тело кошки было скрыто по бокам коробки.
  ящик». Можно привести еще много примеров.

Комментарий

У меня сложилось впечатление, что большинство учителей, экзаменационных комиссий, политиков,
и отраслевые консультанты учебных заведений, не
понимать важность питания нации
доуниверситетские учащиеся (начиная с начальной школы)
все вышеуказанные виды вычислительных
мышление, поддерживаемое практическим программированием. Это важно
из-за необходимости иметь широкий спектр видов знаний и
опыт о формах вычислений в культуре в целом, даже
если каждый человек столкнулся только с подмножеством. Если мы сосредоточимся
образование по слишком малому подмножеству возможных тем, которые могут
эффективно преподавали в возрасте от пяти до восемнадцати лет, мы
обеднить «генофонд» идей, доступных нации для многих
различных целей на десятилетия вперед.

В частности, мы рискуем серьезно обеднить кадровый резерв
поступление во многие высшие учебные заведения и исследовательские дисциплины
(включая некомпьютерные дисциплины), которые все чаще используют
вычислительное мышление и моделирование как часть своего предмета
вопрос, а не просто использовать инструменты для форматирования своих бумаг,
строить свои презентации или обрабатывать свои эмпирические данные. Этот
обнищание уже произошло за последние три десятилетия и
в результате страдают многие дисциплины, независимо от того,
практикующие знают это или нет.

Точно так же мы обедняем свое будущее, если обучаем только небольшому набору знаний.
языки программирования, т.е. основанные на последовательностях
инструкции, организованные циклами и условными выражениями, дополненные
процедуры или даже объектно-ориентированное программирование. Здесь очень много
другие парадигмы программирования, включая программирование на основе правил, нейронные
программирование, эволюционное программирование, программирование с ограничениями,
стохастическое программирование, логическое программирование, основанное на шаблонах
программирование, программирование, управляемое событиями (например, обработчики прерываний),
функциональное программирование и программирование на языках, предназначенных для
определенные типы домена приложения. Некоторые темы выше
также требуют, чтобы учащиеся думали об архитектуре, объединяющей несколько
вычислительных парадигм, а также о необходимости понимать и
моделировать не только то, что происходит внутри компьютера (или животного,
моделируется), но и среда , с которой он взаимодействует.

Также важно помнить, что информатика — это не просто
дисциплина программирования, так как многие люди обсуждают включение
больше информатики в учебной программе, кажется, предполагают. Он богат
теоретическое содержание, включая приложения высшей математики
уточнить природу различных типов вычислений, исследовать их
масштабы и ограничения, доказывать или опровергать утверждения о конкретных
программы, исследуйте сходства и различия между различными
различные языки программирования и многое другое. Много исследований по
«мыслительное» программирование связано с научной задачей
выяснить, могут ли вычислительные системы, какими мы их знаем, выполнять все
вещи, сделанные мозгом, например, и если нет, то будут ли новые типы
компьютер (например, химические компьютеры, квантовые компьютеры или нейронные
компьютеры) и преодолеть разрыв.

Предложения по улучшению приветствуются.

Я благодарен за дискуссии со Стюартом Рэем по этим темам.
См. его связанную статью
http://www.stuartwray.net/philosophy-of-knowledge.pdf

Синтия Селби любезно прочитала черновик в июле 2012 г. и принесла пользу.
исправления, комментарии и предложения, некоторые из которых, вероятно, будут
позже, либо в этом файле, либо на связанной веб-странице.