Что такое программирование?
Понятие «программирование» широко используется в научной, технической и управленческой сферах. Оно описывает процесс создания упорядоченной последовательности целенаправленных действий или операций. Хотя этот термин встречается в разных областях, наиболее глубокие корни и практическое применение он получил в математике и в процессах, связанных с использованием электронных вычислительных машин (ЭВМ).
Математическое программирование
Математическое программирование — это целая научная дисциплина, посвященная разработке методов для поиска оптимальных решений и анализа задач планирования. Её инструменты позволяют находить наилучший план действий (программу) в различных ситуациях. Эта теория находит прямое применение в решении практических хозяйственных задач. Например, с её помощью можно оптимизировать логистику, эффективно прикрепляя потребителей к производителям, чтобы минимизировать транспортные расходы. Другой пример — рациональное распределение производственных заказов между предприятиями для снижения общих затрат. Разные классы таких задач отличаются математическим аппаратом, используемым для их описания.
Роль вычислительной техники
Решение реальных задач математического программирования часто сопряжено с колоссальным объемом вычислений, выполнить которые под силу только электронно-вычислительным машинам. Чтобы передать задачу ЭВМ, последовательность шагов к её решению необходимо записать в форме, понятной для компьютера. Этот процесс записи инструкций для машины — это и есть программирование в его втором, более узком и техническом смысле.
Современные компьютеры обладают колоссальным быстродействием, выполняя миллионы и даже миллиарды операций в секунду. Они способны производить все основные арифметические действия, логические сравнения, вычислять сложные функции (логарифмы, степени) и осуществлять поиск данных по заданным критериям.
Языки программирования и трансляция
Вычисления в ЭВМ выполняются под управлением микропрограмм (зашитых в аппаратуру) или стандартных программ, которые являются частью математического обеспечения. Изначально такие программы составлялись с использованием специальных машинных кодов, уникальных для каждой модели компьютера. Чтобы сделать процесс программирования более универсальным и независимым от «железа», были созданы языки программирования высокого уровня. Они позволяют записывать алгоритмы в форме, близкой к математическим формулам и обычной человеческой логике.
Программа, написанная на таком языке, сама по себе непонятна процессору. Для её перевода на машинный язык используется специальная программа-посредник — транслятор (подробнее об этом можно прочитать в статье «Электронные вычислительные машины»). Таким образом, языки программирования служат мостом между мышлением человека и логикой вычислительной машины.