Развитие умений программирования c использованием пакета Maple при обучении информатике на профильном уровне

💖 Нравится? Поделись с друзьями ссылкой

В конце позапрошлой недели в Москве состоялось небольшое выступление , где он поведал начинающим гикам о том, с какого языка стоит начать свой профессиональный путь и к какой будущей карьере с соответствующими знаниями стоит стремиться.

Некоторые подробности этой встречи вы можете найти в комментариях к записи, а пока давайте здесь попробуем выяснить: так какой язык выучить первым?

Старая школа

Первые уроки информатики, преподаватели со скрипом в сердце подпускают детей к школьным компьютерам, чтобы обучить их первому языку программирования в их жизни. 15 лет назад в большинстве случаев это был процедурные языки Basic или Pascal, но, если вам очень везло с преподавателем, могли заодно познать и C.

Последнее оставим пока за скобками и разберёмся: так ли хорошо начинать обучение с сильно ограниченных языков. Плюсы очевидны: простой синтаксис, схожий с обычным английским языком, и возможность обучиться азам программирования всего за несколько часов. Но есть и минус: отсутствие реального практического применения без изучения дальнейшего развития этих языков (Visual Basic и Object Pascal). Да и в этом случае вы окажетесь далеки от разработки полноценных современных приложений.

Так что если вам ещё совсем немного лет, выбирать будущую профессию не вынуждают обстоятельства, то процедурные языки - прекрасный выбор. Тренироваться, как говориться, лучше всего на кошках. Но если начать зарабатывать вы хотите уже завтра, то… Впрочем, об этом чуть позже.

Современная школа

Как вы наверняка знаете, многие современные школьники начинают свой путь в программирование с неких упрощённых версий «больших» языков, таких как Scratch, Blockly или Logo. В целом, плюсы можно было бы переписать из процедурных языков, если бы не одно «но»: данные языки и приложения, построенные на их основе - развлекательный сервис для детей.

То есть единственное, что можно вынести из такого программирования - общая структура программы, понятие циклов и операторов. А значит, если вам уже исполнилось 12 лет, то забудьте про эти детские языки, вам пора в мир взрослых.

Быстрый старт с перспективой

Допустим, что, отбросив все прелюдии, вы хотите немедленно приступить к изучению одного из ходовых языков программирования, заодно изучив все основы программирования. Тогда стоит ответить лишь на один простой вопрос: чем конкретно вы хотите заниматься? Если программировать «железо», тогда здесь даже дискуссии быть не может: ответ C, то есть язык C. В нём сочетается всё что нужно новичку: простой синтаксис, большие возможности, как для продолжения работы в этой среде, так и дальнейшей переквалификации на «не железный» профиль. При этом почти в любом крупном розничном магазине электротоваров вы сможете найти отладочные платы, стартовые наборы робототехника и прочие радости для новичка.

Если же вы считаете своим призванием веб, то тогда необходимо начать свой путь стандартно с HTML и CSS. Это позволит создавать статические страницы и получить примерное представление о том, с чем придётся иметь дело. Дальше настоятельно рекомендуется взяться за Python. Во-первых, потому что этот язык действительно легко выучить. Во-вторых, по некоторым данным, Python самый популярный язык, если брать в расчёт только статистику обучающихся с 2011 года. В-третьих, возможности этого языка таковы, что сегодня с его помощью вы создаёте веб (как DropBox или Google), а завтра приступаете к разработке игры (Civilization IV).


Тяжело в учении, легко в бою

Не отпуская тему веба, в качестве первого языка (фактически третьего после HTML и CSS) программирования вы можете выбрать JavaScript. Именно так поступали на уроках информатики 15 лет назад и в этом был вполне определённый смысл: у статических страниц с добавлением буквально 4-5 строк появляется активная составляющая, что поднимает мотивацию работать именно в этом направлении. При этом работоспособность не зависит от браузера или от операционной системы. И это не говоря о перспективах дальнейшего развития в сторону Node.js.

Также начать свой путь в вебе можно с PHP или Ruby, но если вы никогда не занимались программированием, то лучше идти по пути наименьшего сопротивления, а эти два языка оставить на будущее изучение. Заодно сравните.

Ну и наконец к разработке приложений. Три пути: Java, Swift, C#. Желание начать своё обучение программированию с них - весьма серьёзный вызов, который в случае отсутствия трудолюбия может оказаться глупостью, ведь на каждый потребуется несколько месяцев усиленного изучения. Впрочем, перспективы тоже могут служить стимулом, будь то успешная карьера в мобильной сфере (Java - Android, Swift - iOS) или игровой (C#+Unity).

Одна из первых проблем, которая кажется очень важно: «Какой язык выбрать для обучения программированию?»

Прежде, чем ответить на этот вопрос, я скажу, что особого значения не имеет, какой язык программирования вы выберете для начала. Совсем не обязательно пытаться «сэкономить время» и учить «полезный» язык. Профессиональные программисты владеют не одним, а несколькими языками программирования, кроме того, эта область динамична и ситуация постоянно меняется — нет смысла искать инструмент, которым можно пользоваться всю жизнь. Для каждой задачи — свой язык. Разумеется, очень много языков решают одни и те же задачи, поэтому еще один критерий выбора — знакомство с языком. Другими словами вы используете то, что подходит и то, что вы знаете.

Для обучения основам программирования нужно выбирать языки, которые подходят для этой задачи, т.е. будут достаточно просты для начала, имеют богатые возможности, позволяют получить быстрый результат. Для изучения программирования я могу порекомендовать несколько вариантов: VBA, Python, JavaScript, Pascal ABC.

Рассмотрю подробнее достоинства и недостатки этих вариантов.

VBA = Visual Basic for Application — это язык для создания макросов, который включён в Microsoft Office и некоторые другие программы. Очень удобно использовать Excel. Нажмите Alt+F11 и … вперед! Если у вас уже есть MS Office, то ничего не придется устанавливать — всё уже есть для начала работы. VBA — серьезный и «взрослый» язык, который широко используется для автоматизации работы в Excel и других программах. Основное преимущество: самый быстрый результат! Вы сможете сделать что-то полезное еще на этапе обучения!

Python — это скриптовый язык. Его характерная особенность состоит в том, что он был создан одним человеком. Язык элегантен и красив настолько, что потом сложно начинать работать с «классическими языками для обучения» (С++, Pascal / Delphi), они кажутся неказистыми и неудобными. Python используется для веб-программирования и для написания фрагментов кода для игр. Python используется в тех же областях, где PHP, Perl, Ruby и т.д. Основное преимущество: элегантность и богатые возможности для всех уровней программистов.

JavaScript — язык, который используется для «оживления» веб-страниц. Он выполняется в браузере, т.е. на стороне клиента. На стороне сервера работают скриптовые языки (PHP, Ruby, Python,…), они формируют веб-страницу. После загрузки в браузер за работу динамических элементов отвечают два инструмента — JavaScript и Flash. Основное преимущество: можно использовать при создании своего сайта. UPD: На JS+HTML5 можно писать приложения для смартфонов (все платформы), Google Chrome и Вконтакте.

Pascal ABC — учебная среда, основанная на языке Pascal. Удобно использовать для начального обучения программированию, для чего и была создана. Нельзя создавать свои законченные программы. Включает в себя задачник, нередко используется в ВУЗах и очень часто в школах. Pascal — основной язык для ЕГЭ по информатике. Последнее и есть основное преимущество.

Наверняка, существуют и другие удобные среды и языки программирования для обучения основам. Присылайте названия и аргументы в пользу той или иной системы и я включу их в обзор.

Напомню, что главное в выборе языка для изучения основ программирования — наличия книг по этому языку, наличие задач (они универсальны) и, желательно, человек, который знает этот язык, чтобы можно было с ним советоваться.

В нашей школе на первом этапе обучения используется VBA (если на вашем компьютере уже есть Microsoft Office) или Python (если Ms Office нет или у вас на компьютере Linux). Повторюсь еще раз: важен не язык, а те задачи, которые в на нем решаете.

ПЛАН УРОКА №1

Дата _____________

Специальность информационные системы (по отраслям) группа ИС-21

Предмет Основы алгоритмизации и программирования

Тема урока Введение. Виды классификации и назначение языков программирования.

Цели урока:

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ: дать краткий обзор вопросов, изучаемых в разделе “Программирование на языке Паскаль”, создать положительную мотивацию к изучению данного раздела, формировать представление у учащихся о языке программирования, о составляющих языка программирования, о классификации языков программирования, о системе программирования, о ее компонентах и их назначении ;

РАЗВИВАЮЩИЕ: умения: переводить визуальную информацию в вербальную, анализировать информацию, выстраивать причинно-следственные связи; развивать навык конспектирования ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ: воспитыватьинтерес к предмету.

Тип урока Теоретическое занятие

Методы обучения Словесный с использованием ИКТ

Материально – техническое оснащение урока: лекция, ПК, электронный учебник.

Ход урока

    Организационный момент -2 мин

    Постановка цели занятия перед учащимися 1мин

    Проверка знаний и умений -20 мин

    Изложения нового материала -31 мин

    Закрепление изученного материала -20 мин

    Домашнее задание -3 мин

    Подведение итогов урока- 3мин

Вопросы изложения нового материала:

Введение

  1. Классификация языков программирования

  2. Поколенияязыков (Generations of Languages)

  3. Машинно - независимые языки

    Универсальные языки.

Закрепление изучаемого материала

  1. Назовите универсальные языки.

Итоги урока

Оценка работы группы и отдельных учащихся. Аргументация выставленных отметок, замечания по уроку.

Домашнее задание. . Виды классификации и назначение языков программирования

функциональным - по назначению, исполняемым функциям (описательные, логические, математические);

уровню языка - то есть уровню обобщения в словах-операторах языка (низкого, среднего, высокого...);

области применения - то есть где применяется язык (системные, сетевые, встроенные и пр.

Все типы классификаций естественным образом пересекаются, гармонируют между собой, что мы увидим при рассмотрении этих классификаций, что при понимании этого позволит легко разобраться в любом новом языке - его назначении, возможностях, технике освоения.

Базовая иерархия языков программирования

Базовая иерархия языков программирования является системно-параллельной иерархией, то есть пакета тесно связанных иерархий: этапов программирования, поколений языков программирования и самих языков - протоколов преобразования структурной и алгоритмической информации: структурно-дескриптивного описания данных и алгоритма их обработки. Поэтому все языки делятся на два полярных типа: дескриптивные (декларативные) и алгоритмические (командные). Однако, так как в любом алгоритме существует необходимость описания данных и структур, а в любой конструкции - порядок её сборки, то реальные языки являются частично декларативными, а частично алгоритмическими, что отражается в наличии описательной и командной (рецептурной) частей любой компьютерной программы.

Рассмотрение пакета параллельных иерархий языков программирования целесообразно начинать с иерархии этапов программирования.

Этап 1. Постановка задачи программирования - включает формализацию цели программирования, часто количественно-математическую, но всегда - формально-логическую, позволяющую осуществить все последующие этапы и достичь поставленной цели программирования после выполнения его этапов.

Этап 2. Алгоритмизация - включает построение блок-схемы алгоритма, то есть последовательных шагов обработки данных и структуры самих данных для работы программы.

Этап 3. «Кодирование» - (от ам. Традиционного слэнга «coding») - написание текста программы на базовом текстовом языке программирования, который может быть понятен транслятору - программе, преобразующей текст в бинарный код.

Этап 4. Трансляция - перевод программы в бинарный «объектный» код, производимая транслятором без участия человека, не считая процесса отладки.

Этап 5. Сборка исполняемого модуля программы - представляет собой автоматическую стыковку всех объектных модулей, необходимых для получения работающей программы - последовательности команд процессора компьютера, на котором выполняется задуманный алгоритм в виде двоичного кода, понятного процессору.

Первый этап программирования - это наиболее общий, высший иерархический уровень процесса программирования, а пятый - выполняемый автоматически компьютером - низший. Перечисленные этапы программирования в точности соответствуют поколениям языков (generation of languages, GL) - иерархии компьютерных языков, только в обратном порядке.

Поколения языков (Generations of Languages)

Поколение 1GL. Машинные языки, языки низкого уровня - двоичные языки процессоров, представляющие собой набор (алфавит) команд, записанных в двоичном коде (0,1), которые данный процессор может выполнить непосредственно, если эти команды ввести в его память в виде последовательности или сразу подать в арифметическо-логическое устройство процессора. Примеры: язык процессора IBM-PC, язык ARM-процессора.

Поколение 2GL. Ассемблеры, автокоды, системные языки, языки среднего уровня - текстовые языки, понятные человеку и однозначно переводимые (транслируемые) в языки низкого уровня, то есть машинный двоичный код. Программирование на 2GL на порядок производительнее, чем на 1GL, так как более удобны для человеческого восприятия. Примеры: Макроссемблер, С, PL/1.

Поколение 3GL. Языки высокого уровня - текстовые языки, приближенные по словарю и синтаксису к человеческому языку (обычно утрированному английскому, пиндосу), позволяющие записывать программные конструкции в форме, удобной для человеческого мышления и подобные обычному тексту - конспекту, стенограмме. Программирование на 3GL на порядок производительнее, чем на 2GL, так как более удобны для человеческого восприятия и на порядок короче ассемблерных. Примеры: бейсик, фортран, PHP и практически все сетевые языки.

Поколение 4GL. Языки визуального программирования - языки блок-схем, позволяющие отображать алгоритмы в программных проектах, что облегчает создание и анализ алгоритмов. Программирование на 4GL на порядок производительнее, чем на 3GL. Примеры: RAD-системы, CAD-пакеты, OLAP-системы.

Поколение 5GL. Интеллектуальные языки программирования - позволяют передать функцию создания алгоритмов компьютеру, а за человеком оставить лишь постановку задачи. Программирование на 5GL на порядок производительнее, чем на 4GL. Примеры: система MatCAD, экспертные системы.

В системном программировании наилучшие результаты дают языки 2GL, ибо в этой сфере важна скорость выполнения и компактность кода. Для обработки текста и сетевых задач оптимальными являются языки 3GL.

Непосредственно связанной с иерархией поколений языков является так называемая «Стандартная модель OSI», описывающая 7 уровней иерархии протоколов (языков) сетевого обмена информацией, рассмотренная ниже.

Функциональная классификация языков программирования

Существующие языки программирования классифицируют по четырём основным функциональным группам: процедурные, объектно-ориентированные, функциональные и логические. Дадим краткие определения каждого подхода.

Процедурное программирование - такое программирование, когда программа отделена от данных и состоит из последовательности команд, обрабатывающих данные. Данные как правило хранятся в виде переменных. Весь процесс вычисления сводится к изменению их содержимого.

Декларативные языки программирования - это языки объявлений и построения структур. К ним относятся функциональные и логические языки программирования. В этих языках не производится алгоритмических действий явно, то есть алгоритм не задается программистом, а строится самой программой. В декларативных языках задается, производится построение какой-либо структуры или системы, то есть декларируются (объявляются) какие-то свойства создаваемого объекта. Эти языки получили широкое применение в системах автоматизированного проектирования (САПР), в так называемых CAD-пакетах, в моделировнии, системах исккусственного интеллекта.

Объектно-ориентированное программирование - в этих языках переменные и функции группируются в так называемые классы (шаблоны). Благодаря этому достигается более высокий уровень структуризации программы. Объекты, порождённые от классов вызывают методы (функции или процедуры) друг друга и меняют таким образом состояние свойств (переменных). С формально-математической стороны объектно ориентированный способ написания программ базируется на процедурной модели программирования, но с содержательной стороны базируется не на функции, а на объекте, как целостной системе, имеющей стандартный автоматический межобъектный интерфейс.

Сетевые языки - языки, предназначенные для организации взаимодействия удаленных компьютеров в интенсивном интерактивном режиме, а поэтому они построены на принципах интерпретации, то есть построчной, интерактивной обработки строк программного кода, описывающего некоторый сценарий (скрипт) сетевого взаимодействия компьютеров, поэтому часто они называются скриптовыми языками , хотя скриптовые языки не обязательно являются сетевыми, к примеру, пакетные командные языки различных операционных сред.

Машинно - ориентированные языки

Машинно - ориентированные языки - это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно -ориентированные языки позволяют использовать все возможности и особенности Машинно - зависимых языков:

    высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения);

    возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;

    предсказуемость объектного кода и заказов памяти;

    для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ;

    трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;

    низкая скорость программирования;

    невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы.

Машинный язык. Как уже упоминалось в введении, отдельный компьютер имеет свой определенный Машинный язык (далее МЯ ), ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому МЯ является командным. Однако, некоторые семейства ЭВМ (например, ЕС ЭВМ, и др.) имеют единый МЯ для ЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.

В новых моделях ЭВМ намечается тенденция к повышению внутренних языков машинно - аппаратным путем реализовывать более сложные команды, приближающиеся по своим функциональным действиям к операторам алгоритмических языков программирования.

Продолжим рассказ о командных языках, Языки Символического Кодирования (далее ЯСК ), так же, как и МЯ , являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ.

Автокоды. Есть также языки, включающие в себя все возможности ЯСК , посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды .

Макрокоманды переводятся в машинные команды двумя путями - расстановкой и генерированием . В постановочной системе содержатся "остовы" - серии команд, реализующих требуемую функцию, обозначенную макрокомандой. Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в "остов" программы, превращая её в реальную машинную программу.

Макрос Язык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих выполнение требуемых действий ЭВМ на более сжатую форму - называется Макрос (средство замены).

В основном, Макрос предназначен для того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называетсямакропроцессором . На макропроцессор поступает макроопределяющий и исходный текст. Реакция макропроцессора на вызов-выдача выходного текста. Макрос одинаково может работать, как с программами, так и с данными.

Машинно - независимые языки Машинно - независимые языки - это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и ВС.

Проблемно - ориентированные языки С расширением областей применения вычислительной техники возникла необходимость формализовать представление постановки и решение новых классов задач. Эти языки, ориентированные на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме. Проблемных языков очень много, например:

Фортран, Алгол - языки, созданные для решения математических задач;

Simula, Слэнг - для моделирования;

Лисп, Снобол - для работы со списочными структурами.

Универсальные языки. Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т.д. Первый универсальный язык был разработан , ставший в последовательности языков Пл/1 . Второй по мощности универсальный язык называется Алгол-68 . Он позволяет работать с символами, разрядами, числами с фиксированной и плавающей запятой. Пл/1 имеет развитую систему операторов для управления форматами, для работы с полями переменной длины, с данными организованными в сложные структуры, и для эффективного использования каналов связи. Язык учитывает включенные во многие машины возможности прерывания и имеет соответствующие операторы. Предусмотрена возможность параллельного выполнение участков программ. Язык использует многие свойства Фортрана, Алгола, Кобола . Однако он допускает не только динамическое, но и управляемое и статистическое распределения памяти.

Диалоговые языки Появление новых технических возможностей поставило задачу перед системными программистами - создать программные средства, обеспечивающие оперативное взаимодействие человека с ЭВМ их назвали диалоговыми языками .

Эти работы велись в двух направлениях. Создавались специальные управляющие языки для обеспечения оперативного воздействия на прохождение задач, которые составлялись на любых раннее неразработанных (не диалоговых) языках. Разрабатывались также языки, которые кроме целей управления обеспечивали бы описание алгоритмов решения задач.

Одним из примеров диалоговых языков является Бэйсик . Бэйсик использует обозначения подобные обычным математическим выражениям. Многие операторы являются упрощенными вариантами операторов языка Фортран . Поэтому этот язык позволяет решать достаточно широкий круг задач.

Непроцедурные языки составляют группу языков, описывающих организацию данных, обрабатываемых по фиксированным алгоритмам (табличные языки и генераторы отчетов), и языков связи с операционными системами.

Позволяя четко описывать как задачу, так и необходимые для её решения действия, таблицы решений дают возможность в наглядной форме определить, какие условия должны быть выполнены прежде чем переходить к какому-либо действию. Одна таблица решений, описывающая некоторую ситуацию, содержит все возможные блок-схемы реализаций алгоритмов решения. Табличные методы легко осваиваются специалистами любых профессий. Программы, составленные на табличном языке, удобно описывают сложные ситуации, возникающие при системном анализе.

Вопросы закрепления

  1. Какие классификации языка программирования есть

  2. Назовите базовые иерархию языков программирования

  3. Какиепоколенияязыков (Generations of Languages) есть?

  4. Какие функциональные классификации языков программирования есть?

  5. Назовите машинно - ориентированные языки

  6. Назовите машинно - независимые языки

    Назовите универсальные языки.

Сегодня писал ответ Нине Шумилиной из Твери, на вопрос о Python, как первом языке программирования в школе.

Она цитировала Константина Полякова, заключение его статьи в сентябрьском номере "Информатики" :
По этим причинам автор склонен поддержать мнение И.А. Сукина: Python хорош для профессиональных программистов, но его использование в качестве первого языка программирования может быть неудачным решением. Как признаются учителя, преподающие на Python, те, кто учился программировать на Python, не хотят переходить на другие (более низкоуровневые) языки. Научив школьников сортировать массивы вызовом метода sort, сложно потом объяснить, зачем написаны целые тома об алгоритмах сортировки. А это может привести к появлению плеяды “программистов-только-на-Python”, не готовых к преодолению дополнительных ограничений ради повышения эффективности программы. Фактически учитель попадает в ситуацию, которая хорошо описывается фразой “В Python такие возможности есть, но учить так нельзя!” (Е.В. Андреева). В то же время, было бы полезным изучение Python в качестве второго языка программирования в классах с углубленным уровнем изучения информатики (например, после Паскаля или C).

Мой ответ явно перерос за формат письма, поэтому пока опубликую его здесь, а потом, возможно, доработаю до статьи.

Несомнено, отношение к Python разное. Действительно, высказываются опасения, что динамическая типизация и слишком большая "высокоуровневость" языка вредна для обучения, что нельзя подменять понятие "массив" высокоуровневыми списками, так как "обманутые" легкостью операций со списками школьники не будут понимать принципов внутренней организации и т.д.

Но на мой взгляд подобная критика исходит в основном от "теоретиков", которые ни разу не пробовали учить программированию именно на Python, то же Поляков хотя и начал публиковать в "Информатике" статьи про Python, но, похоже, никогда его не использовал для обучения. А вот критикующих Python практиков, то есть людей, которые попробовали бы учить детей на Python хотя бы год, а потом бы отказался, мне неизвестно.

Например, якобы процитированная Поляковым Е.В.Андреева три года назад решила попробовать учить школьников 6-7 класса в "Интеллектуале" на Python. До этого относилась к этой затее довольно скептически, но решила попробовать. Через полгода она уже выступала на конференциях и говорила, что школьников в среднем звене лучше всего учить на Python, что она в это не очень верила, но вот попробовала и за несколько месяцев её взгляды переменились. Так что не знаю, что именно цитировал Поляков и сколько лет этой цитате, но вот вчера я специально показал эту переписку Андреевой и попросил ответить, на что она написала "Ответ Шумилиной - школьников среднего звена безусловно надо учить на Python".

В чем достоинства Python? Не только в простоте языка, но и в том, что это - огромный, многогранный, разносторонний мир программирования. В этом мире легко начать программировать, и достоинства Python, как первого языка программирования, кажется, обсуждать смысла нет - ничего проще явно не существует (из языков программирования общего назначения). Он гораздо лаконичней Pascal и программирование на нём лишено необходимости возни с большим количеством технических вещей, что трудно для совсем начинающих. Гораздо проще писать программы начинающим, если они состоят из пяти строчек, а не из пятнадцати, алгоритмы они реализуют те же, а вот времени на написание и отладку кода уходит меньше, а, значит, и больше задач можно решить, и дальше продвинуться, и для работы с массивом ну куда удобней написать:

a = * 1000
чем
var a: array of integer;
...
for i:= 1 to 1000 do
a[i] := 0;

Результат для программиста - одинаковый, получается массив, заполненный нулями, но на Python - одна строка вместо трех, а смысл не меняется. И тут скептики, конечно, будут говорить, что вот нельзя так писать, как на Python, что школьник должен понимать, что массив - это непрерывный фрагмент памяти, что мы должны должны его объявить, то есть зарезервировать для него место, что мы должны его проинициализировать, заполнив его нулями... Ну а наш ответ скептикам - это то, смысл для начинающего программиста не меняется, наоборот, строка a = * 1000 лучше отражает то, что школьник хочет получить и сразу же (хочу список из одного числа 0, повторенного 1000 раз), гораздо проще пишется и позволяет решить больше задач!

Просто посмотрите на два приведенных выше фрагмента, какой из них понятней? Какой из них Вам нравится больше?

Итак, для начинающих, несомненно, лучше Python. Причем слабые дети могут здесь и остановиться, получив общее представление о программировании. А вот сильные школьники могут двигаться дальше, и в их распоряжении будет современный универсальный язык программирования, реально используемый для разработки программного обеспечения в ведущих мировых компаниях. Вот, например, статистика - "На чем пишут в Яндекс": http://blog.yandex.ru/post/ 77617/ . На Python можно писать веб-сайты, компьютерные игры, GUI, клиент-серверные приложения, ну то есть всё, что угодно.

Теперь относительно высказывания, что в языке много высокоуровневых вещей, и возникает соблазн их использовать, вместо того, чтобы изучать, как это устроено. Ну так это проблема - методическая, а не проблема языка программирования. Общий методический подход здесь такой - сначала мы понимаем, как это работает, потом разрешается использовать соответствующий элемент языка. Например, сначала написали обмен значений двух переменных через вспомогательную переменную, потом я показываю, как это делается при помощи кортежей (a, b) = (b, a). Сначала написали максимум из двух, трёх чисел, потом можно использовать функцию max. Потом написали программу поиска максимума в
последовательности (массиве), после этого можно использовать функцию max для списка. Сначала написали сортировки сами, потом можно пользоваться функцией sort, и я даже настаивают на том, чтобы школьники пользовались стандартной функцией sort - это быстрее и удобней, и позволяет решить больше задач, но только после того, как они научились сами писать sort.

На самом деле, встроенная сортировка есть в любом современном языке программирования (Java, C++, PHP), ибо сейчас так принято. Нет её только в классическом Pascal (а вот в современном Delphi - есть), нет в старых бейсиках (а в Visual Basic - есть), но это же не означает, что всеми этими языками нельзя пользоваться, ибо в них есть встроенная сортировка? И никому же в голову не придет запрещать изучение этих языков в школе только потому, что "а вдруг учитель научит детей пользоваться встроенной сортировкой, а потом этим детям не объяснишь, зачем нужно изучать сложности алгоритмов сортировки". Поэтому проблема не в том, если в языке программирования sort или нет, а проблема в том, КАК этим пользоваться. Каким-то школьникам достаточно объяснить, что такое "сортировка выбором" - она понятна и очень легко пишется на том же Python, а с кем-то можно обсуждать и эффективные алгоритмы сортировки, и наличие встроенной сортировки этому не мешает. Более того, если я детей учу программированию на том же C++, то я стараюсь научить детей и пользоваться сортировкой sort из STL, причем эффективно её использовать, и это не мешает изучению алгоритмов сортировки. В MIT (Massachusetts Institute of Technology) все начальные курсы программирования несколько лет назад перевели на Python. На новом факультете компьютерных наук ГУ ВШЭ, созданном в 2014 году при участии компании "Яндекс", именно Python является первым языком программирования, который изучают студенты. Здесь я привожу именно новый факультет как пример, т.к. в вузах с уже сложившимися программами труднее что-либо поменять, например, на факультете ВМК МГУ попытка заменить Pascal на C, как первый язык программирования, оказалась безуспешной ввиду нежелания изменять сложившиеся программы и контингент преподавателей.

Дальше посмотрим на высказывание "А это может привести к появлению плеяды “программистов-только-на- Python”, не готовых к преодолению дополнительных ограничений ради повышения эффективности программы.". В каком-то смысле, ничего плохого в этом нет. Программирование становится всё более и более массовой профессией, и многие навыки программиста не относятся к тому, что является высшим образованием, то есть большинству программистов и не нужно изучать тома, посвященные алгоритмам сортировки. Сложности алгоритмов сортировки - это уже, несомненно, сфера высшего профессионального образования, ну а программисты, умеющие написать сайт на PHP или программу для бухучета
в 1С тоже нужны, и их нужно очень много. Таким программистам в целом необязательно разбираться в алгоритмах сортировки, им как раз необходимо уметь пользоваться стандартной функцией sort для любых задачи и знать, что она умеет сортировать массивы лучше, чем если бы они это написали самостоятельно (и уж совсем странно требовать от web-программиста знания алгоритмов быстрой сортировки, конечно, ничего плохого не будет в этом знании, но для работы ему это совершенно ненужно). Так что система обучения программистов должна включать в себя и среднее профессиональное образование (на котором учат прикладным вещам и технологиями), и систему высшего образования (где как раз уместно обсуждать вопросы сложности алгоритмов сортировки), точно так же, как это есть во многих отраслях, например, в медицине (медик со средним специальным образованием выполняет стандартные медицинские процедуры, а медик с высшим образованием умеет назначать лечение, то есть анализировать причины и принимать решение). Да, специальности, связанные с программированием есть и в среднем специальном образовании, и в высшем образовании, но система здесь не так выстроена, как в той же системе медицинкого образования. И, если честно, я плохо представляю, что происходит в среднем профессиональном образовании с обучением программированию.

Одна из аналогий, которую я люблю здесь приводить - это прогресс в распространении автомобилей. В начале и середине XX века водитель автомобиля должен был знать устройство автомобиля и сам производить довольно сложный ремонт. Любой водитель должен быть в значительной степени механиком. Сейчас многие водители ну если и имеют общее
представление об устройстве автомобиля, то уж точно никогда не занимаются его ремонтом, предпочитая выполнять всё техническое обслуживание в автосервисе. Хорошо это или плохо? Это, на мой взгляд, неизбежно. Широта распространения автомобилей стала такой, что сложно требовать от всех автолюбителей навыков ремонта и глубокого познания устройства автомобиля. Широкое распространение автомобиля неизбежно приведет к тому, что у большинства водителей не будет глубоких познаний об устройстве автомобиля. А автомобили, в свою очередь, становятся удобней и надежней, поэтому использовать их можно и без специальных навыков.

Точно так же и с программированием - программирование становится все более распространенным, а сами языки программирования - все более удобными и простыми. Несомненно, количество программистов растёт и будет расти (хотя всё равно в отрасли огромная нехватка квалифицированных программистов), при этом уровень глубокого понимания вещей будет снижаться. Это неизбежно, но это не повод отказываться от современных высокоуровневых языков программирования, точно так же, как и не никому в голову не придет отказываться от современных автомобилей только потому, что они надежней и удобней, и не требуют специальных познаний для постоянного использования.



Рассказать друзьям