Настройка IDE и первая программа

Язык программирования – формальный язык со строгими правилами (синтаксисом), на котором человек записывает алгоритм так, чтобы его можно было однозначно перевести в машинный код. В отличие от обычного, естественного языка, здесь нет места двусмысленности – каждая конструкция значит ровно одно и понимается программой одинаково всегда.

Язык, на котором мы будем разговаривать с компьютером на протяжении всего курса, – Python. Его создал Гвидо ван Россум, первая версия вышла в 1991 году; синтаксис специально спроектирован близким к обычному английскому языку и минимальным по «технической воде» – меньше служебных символов и строгих правил оформления, чем, например, в C++ или Java.

Python – не учебная игрушка: на нём анализируют данные, обучают нейросети, автоматизируют рутинные задачи и пишут веб-сервисы. Мы будем использовать его и как язык для изучения информатики, и как рабочий инструмент, которым пользуется индустрия.

Написанный текст программы (его называют исходным кодом) процессор выполнить напрямую не может – код нужно перевести в машинные команды. Есть два принципиально разных способа это сделать:

• Компилятор – программа, которая заранее переводит весь исходный код целиком в машинный код и сохраняет готовый исполняемый файл. После этого «переводчик» больше не нужен – файл запускается напрямую. Так работают C, C++, Pascal.
• Интерпретатор – программа, которая переводит и сразу же выполняет код, инструкция за инструкцией, не создавая отдельного исполняемого файла. Так работает Python.

Представьте перевод речи на другой язык. Компилятор – как переводчик, который сначала целиком переводит книгу и только потом отдаёт готовый перевод читателю. Интерпретатор – как синхронный переводчик на конференции: переводит фразу за фразой прямо по ходу выступления, без паузы на «сначала переведу всё целиком».

У каждого подхода – свой компромисс. Скомпилированная программа обычно выполняется быстрее: перевод сделан один раз заранее. Зато после каждого изменения кода её нужно заново компилировать. Интерпретируемую программу можно поменять и тут же проверить результат без отдельного шага сборки – это удобнее на этапе обучения и отладки, но сам код выполняется чуть медленнее.

Для интересующихся: на практике Python сначала переводит код в промежуточный байт-код и только потом выполняет его – то есть использует интерпретатор с элементом предварительной обработки, а не выполняет исходный текст «по буквам» на лету. Для целей этого курса достаточно считать Python интерпретируемым языком.

Скачайте установщик с официального сайта python.org – раздел Downloads сам предложит версию под вашу операционную систему.

На Windows во время установки обязательно отметьте чекбокс «Add Python to PATH» внизу первого экрана установщика – если пропустить этот шаг, операционная система не будет знать, где искать команду python, и запуск из терминала не сработает. Это самая частая ошибка новичков при установке.

Проверить, что всё встало правильно, можно одной командой в терминале.

Терминал (он же командная строка или консоль) – окно, в котором команды компьютеру набирают текстом и подтверждают клавишей Enter, а не выбирают мышью.

В Windows это «Командная строка» или PowerShell, в macOS и Linux – приложение «Терминал». В любой среде разработки терминал тоже встроен и открывается панелью снизу – отдельно искать его не придётся.

Наберите в терминале python --version и нажмите Enter: в ответ должен появиться номер установленной версии, например Python 3.12.1. Если вместо этого выводится сообщение, что команда не найдена, – с вероятностью 99% пропущена та самая галочка «Add Python to PATH», и установщик нужно запустить заново.

IDE (Integrated Development Environment, интегрированная среда разработки) – программа, которая объединяет в одном окне редактор кода с подсветкой синтаксиса, запуск программы одной кнопкой, отладчик и подсказки. Писать код в обычном блокноте тоже можно – но тогда запуск, поиск ошибок и подсветку пришлось бы организовывать вручную через терминал.

Для этого курса подойдёт любая из двух самых распространённых сред:

• PyCharm (Community, бесплатная версия) – сделан специально под Python, сам настраивает интерпретатор при создании проекта, удобен новичку «из коробки».
• VS Code – универсальный редактор, который пригодится и для других языков (например, позже в блоке про HTML и CSS); требует один раз установить расширение Python, зато более лёгкий и гибкий.

Идеального выбора нет – важнее один раз определиться и не метаться между средами, чем искать «единственно верную».

У традиции первой программы, которая просто выводит фразу «Hello, World!» на экран, есть конкретный автор и дата: внутренняя памятка Брайана Кернигана в Bell Labs начала 1970-х годов, закреплённая позже его же книгой «The C Programming Language» (1978, в соавторстве с Деннисом Ритчи). С тех пор это негласный ритуал первого знакомства с любым новым языком программирования – в том числе с Python.

Шаги на практике:

1. Создайте папку для курса – например informatika в «Документах». Все файлы уроков складывайте туда, чтобы потом не искать их по всему диску.
2. Создайте в ней новый файл и назовите его hello.py. Расширение .py обязательно: именно по нему система понимает, что внутри код на Python, а IDE включает подсветку синтаксиса.
3. Напишите в файле одну строку кода (см. ниже) и сохраните файл – Ctrl+S. Несохранённые правки не попадут в запуск.
4. Запустите программу кнопкой Run в IDE или командой python hello.py в терминале, открытом в этой же папке.
5. Посмотрите на текст, который появится в окне вывода.

Одна короткая строка – а в ней сразу четыре важных понятия, которыми мы будем пользоваться до конца курса.

Функция – именованный фрагмент программы, выполняющий определённое действие. Чтобы его запустить, имя функции пишут со скобками, а в скобках передают данные для работы.

• print – имя функции. Она умеет выводить значения на экран.
• () – круглые скобки означают вызов: «выполни эту функцию сейчас». Без скобок Python воспримет print как простое упоминание имени и ничего не напечатает.
• "Привет, мир!" – аргумент, то есть данные, которые мы передаём функции. Для print это то, что нужно вывести.
• Кавычки обязательны: они сообщают Python, что внутри – текст, а не имя переменной или другая команда. Без них Python начнёт искать что-то с именем Привет и остановится с ошибкой.

print – встроенная функция: она существует в языке изначально, подключать её ниоткуда не нужно. Своими функциями мы займёмся позже в курсе, а пользоваться готовыми начинаем прямо сейчас.

В примерах кода дальше постоянно будут встречаться строки, начинающиеся с решётки:

# Первая программа: выводим приветствие
print("Привет, мир!")   # текст в кавычках – это строка

Комментарий – часть строки после символа #, которую интерпретатор полностью игнорирует.

Комментарии пишут не для компьютера, а для человека: для себя через месяц, для одноклассника, для учителя. # действует до конца строки – всё, что правее, Python пропускает, а со следующей строки снова читает код.

Хороший комментарий объясняет зачем, а не что. Строка x = 5 # присваиваем пять бесполезна: это и так видно. А вот x = 5 # максимум попыток входа – уже полезна.

Рано или поздно – обычно рано – программа откажется работать. Это нормальная часть программирования, а не признак неспособности: ошибаются все, включая тех, кто пишет код профессионально много лет.

Если Python не может выполнить программу, он останавливается и печатает сообщение об ошибке. Выглядит оно пугающе, но читать в нём нужно всего две вещи: последнюю строку – что за ошибка, и номер строки – где искать.

Забыли закрыть кавычку:

print("Привет, мир!)

  File "hello.py", line 1
    print("Привет, мир!)
          ^
SyntaxError: unterminated string literal

SyntaxError – синтаксическая ошибка: текст программы составлен не по правилам языка. Здесь Python прямо говорит, что строковый литерал не закрыт, и стрелкой показывает место.

Опечатались в имени функции:

pint("Привет, мир!")

NameError: name 'pint' is not defined

NameError – «имя не определено»: Python не знает ничего с именем pint. Проверьте написание.

Главный навык на первых порах – не пугаться красного текста, а прочитать последнюю строку и посмотреть на указанный номер строки. В девяти случаях из десяти этого достаточно, чтобы найти опечатку.

Возвращаемся к уроку про устройство компьютера: интерпретатор Python – это тоже программа, которая в момент запуска сама находится в памяти компьютера. Она читает написанный вами файл, переводит каждую строку в команды и передаёт их процессору – а тот выполняет их по тому же самому циклу выборка → декодирование → исполнение, о котором шла речь раньше.

То есть за одной короткой строкой кода стоит вся та же архитектура фон Неймана – просто теперь мы наконец сами написали то, что загружается в память и выполняется.