Rozdział 1 · Wiedziałeś?

Czym jest programowanie?

Przed napisaniem kodu warto zrozumieć, co się dzieje, gdy komputer „wykonuje program”

Po tym rozdziale będziesz mógł: rozróżniać program, kod źródłowy, algorytm, instrukcję i wyrażenie; wyjaśnić rolę bajt-kodu w CPython; ustawić główne etapy historii Python; rozróżniać python.org, dokumentację, PyPI, PSF i PEP; nazwać obszary zastosowań i granice Python; uruchomić print(...) i czytaj Komunikat o błędzie.

Czym jest programowanie?

Komputer jest niesamowicie szybki, ale całkowicie niesamodzielny. Sam z siebie nie potrafi w ogóle niczego — ani otworzyć gry, ani pokazać zdjęcia, ani policzyć reszty w sklepie. Wszystko, co robi komputer, robi dlatego, że ktoś wcześniej napisał dla niego dokładną sekwencję poleceń. Ta sekwencja nazywa się program, a proces jego pisania jest programowanie.

Program tekstowy nazywa się kodem źródłowym (source code). Procesor nie jest wykonuje ją bezpośrednio: używa w zeszycie ćwiczeń CPython przygotowuje kod i wykonuje ją. Na pierwszym poziomie nazwiemy ten proces pracą tłumacz; dokładna schematyka z bajtkodem podana poniżej.

Od pomysłu do rezultatu: ścieżka programu

Co się dzieje

Gdy klikasz „Uruchom”

Algorytm, instrukcja, wyrażenie

Kilka słów, które pojawią się w każdym rozdziale tej książki – raz się przyda zgadzam się co do tego, co mają na myśli:

Algorytm jest ostateczną, jednoznacznie podaną sekwencją kroków, co dla poprawnych wejść prowadzi do wyniku lub zakończenia. Wynik może zależeć od danych wejściowych lub losowości — nie musi być zawsze taka sama.
Instrukcja (statement) to jedna pełna instrukcja dla programu, na przykład "Wyświetl tekst na ekranie" lub "Zapisz numer do pamięci".
Ekspresja (expression) to część kodu, która ma wartość, taką jak 2 + 2 lub "Привет" + "!". Wyrażenia często znajdują się wewnątrz instrukcji.
Program jest uporządkowanym zbiorem instrukcji w języku programowania, implementacja jednego lub więcej algorytmów.
Kod maszynowy to ciąg liczb, który wykonuje się bezpośrednio CPU. Ludzie prawie nigdy nie piszą go ręcznie, a to właśnie lubią języki Python oraz tłumaczy, którzy zamieniają przyjazny dla ludzi kod w kod maszynowy.

Interpreter i kompilator

Poziom 1 (wystarczający, by zacząć). Implementacja Python przyjmuje kod źródłowy i organizuje jego wykonanie zgodnie z zasadami sterowania przepływem. Zwykle nazywa się ją tłumacz. To celowo uproszczony model.

Dla porównania, niektóre języki (np. C lub Rust) mają osobny krok — Kompilator tłumaczy cały kod źródłowy na kod maszynowy z góry, oraz Dopiero wtedy uruchamiany jest gotowy program. W normalnym CPython uruchamianiu użytkownik nie wykonuje maszynowy plik z wyprzedzeniem, więc Python nazywa się interpretacja. To jest opis sposobu uruchamiania, a nie stwierdzenie, że kompilacji nie ma.

Powszechny błąd

Stwierdzenie „Python w ogóle się nie kompiluje”

Poziom 2 (jeśli zastanawiasz się, co tak naprawdę się dzieje). Oficjalny („referencyjna” bajtcode (kompaktowe instrukcje, niezrozumiałe dla człowieka, ale szybkie do wykonania), a następnie wykonuje ten bytecode przy pomocy Python VM (maszyny wirtualnej). Wszystko dzieje się automatycznie i niezauważalnie dla ciebie — po prostu teraz wiesz, że „interpretowane” nie znaczy „bez ani jednego kroku kompilacji”.

Poziom 2: Co tak naprawdę CPython robi w środku

Więcej informacji o CPython można znaleźć w sekcji „Wspólnota i filozofia Python”

Dlaczego twoje dzieci powinny nauczyć się programowania?

Programowanie nie jest zastosowaniem dla zawodu „programisty”

Błąd — to normalne. Program prawie nigdy nie działa za pierwszym razem, i nie jest to powód do zmartwienia — to część procesu. Programowanie uczy spokojnie znajdować przyczynę i próbować ponownie, zamiast bać się popełnić błąd.
Pomysł zamienia się w efekt. Myśl „a co jeśli zrobisz to tak”
To umiejętność przenośna. Umiejętność rozłożenia złożonego zadania na proste kroki Przydaje się znacznie poza programowaniem – w szkole, pracy i codziennym życiu Zadania.

Dlaczego Python?

Istnieją setki języków programowania. Python wybranych jako pierwszy język w trzech praktycznych Przyczyny:

Czyta się prawie jak zwykły tekst. String if age >= 18: jest zrozumiałe bez tłumaczenia. Mniej abstrakcyjne składnia — więcej uwagi poświęconej samej idei.
Jeden język – bardzo różne rezultaty. Gry są pisane i rysowane na Python grafika, składanie aplikacji desktopowych i webowych, trenowanie modeli sztucznej inteligencji. Wszystko, o czym przeczytasz w tej książce, jest napisane w tym samym języku.
Ogromna społeczność. Jeśli masz pytanie, prawdopodobnie ktoś inny już o to pytałem i otrzymałem odpowiedź. Gotowe narzędzia (nazywane bibliotekami lub pakietów) dla Python napisano ich ogromną liczbę — więcej o tym później Ten sam rozdział.