L'insieme delle attività e delle tecniche utilizzate per creare un programma da far eseguire ad un computer prende il nome di programmazione.

Un programma è una sequenza ordinata di comandi, istruzioni ed operazioni che caricate nella memoria di un computer vengono da esso eseguite.

Software

Il software è l'insieme dei programmi utilizzati dai computer per svolgere determinati compiti, ad esempio, i "word processor" sono programmi utilizzati per scrivere lettere, documenti, libri, etc., senza software un computer è inutile.
Il software è sviluppato attraverso l'uso di linguaggi di programmazione. Esempi di linguaggi di programmazione sono C++, Java, Visual basic etc.

Esistono due tipi di programmi:

• programmi di sistema: controllano il computer.
  Il sistema operativo (es. Windows) è il programma di sistema che viene caricato per primo quando si accende il computer., esso controllo ogni attività del computer e fornisce vari servizi, fra cui il controllo della memoria, l'attività di input / output, l'immagazzinamento dei dati.
• programmi applicativi (applicazioni): eseguono specifici compiti, esempi di programmi applicativi sono i word processor, fogli di calcolo, programmi di grafica, giochi etc.

Il linguaggio di un computer

L'unico linguaggio che un computer è in grado di interpretare è il linguaggio macchina, una sequenza di due sole cifre, 0 e 1 (codice binario).
Queste due cifre, chiamate bit (binary digit), sono alla base del sistema numerico binario.
Una sequenza di 8 bit è chiamata byte.
Ogni lettera, numero o simbolo speciale (punteggiatura, parentesi, etc) è codificata in una sequenza univoca di bit ( ASCII, EBCDIC, Unicode).

L'evoluzione dei linguaggi di programmazone

I primi computer erano programmati diretamente in linguaggio macchina, in cui si susseguivano sequenze di istruzioni costituite soltanto da bit:

Es.
100100 010001
100110 010010
100010 010011

Per semplificare il lavoro dei programmatori e ridurre il numero di errori che scaturivano dalla programmazione in linguaggio macchina, furono sviluppati i cosiddetti linguaggi di assemblaggio, basati su istruzioni più semplici da gestire e utilizzare da parte del programmatore.

Es.
LOAD prezzo
MULT prodotti
STOR totale

Tuttavia, un computer non può eseguire direttamente le istruzioni del linguaggio di assemblaggio.
Le istruzioni devono essere prima trasformate nel linguaggio macchina, che è l'unico linguaggio che un computer è in grado di interpretare. Un programma chiamato assembler traduce le istruzioni da un linguaggio ad un altro.

Il passo successivo per semplificare ancora di più il lavoro dei programmatori fu la creazione dei linguaggi di programmazione ad alto livello, più simili ai linguaggi parlati (italiano, inglese, francese) e perciò più semplici e intuitivi.
Basic, FORTRAN, COBOL, Pascal, C, C++, C# e Java sono tutti linguaggi ad alto livello.

Es.
totale = prezzo * prodotti

Anche le istruzioni scritte in linguaggio ad alto livello non possono essere eseguite direttamente dal computer, ma devono essere prima trasformate nel linguaggio macchina attraverso un programma chiamato compilatore.

Programmare E' un processo di problem solving

Per essere un buon programmatore e quindi un buon "problem solver", è necessario seguire alcune tecniche.
Una tecnica molto comune di problem solving, che include l'analisi del problema, la descrizione delle necessità e lo studio delle azioni da eseguire, è detta algoritmo.
Un algoritmo è un processo step-by-step utilizzato per risolvere un problema.

Es.
L'algoritmo per trovare il perimetro e l'area di un rettangolo:

1. Conoscere la lunghezza del rettangolo.
2. Conoscere la larghezza del rettangolo
3. Trovare il perimetro utilizzando la seguente equazione:
   perimetro = 2 * (lunghezza + larghezza)
   
4. Trovare l'area con la seguente equazione:
   area = lunghezza * larghezza

Nella programmazione sono previsti 3 passaggi:

1. analizzare e descrivere a grandi linee il problema, progettare un algoritmo per risolvere il problema. (Analisi)
2. Trasformare l'algoritmo in un linguaggio di programmazione e verificare che il codice del programma non abbia errori di sintassi tramite un programma compilatore. (Codifica)
3. Testare il programma sul computer (Esecuzione)

Metodologie della programmazione

• Programmazione strutturata ( programmazione modulare ):
  Dividere un problema in sottoproblemi più piccoli, ogni sottoproblema sarà poi analizzato separatamente, le soluzioni dei sottoproblemi sono infine combinate assieme per risolvere il problema principale
• Programmazione orientata agli oggetti ( Object-oriented design - OOD )
  E' una metodologia molto utiizzata, il primo passo nel problem-solving è l'identificazione dei componenti chiamati oggetti ( object ), che formano le basi della soluzione, e determinare come questi oggetti interagiscono uno con l'altro.
  Per esempio, supponiamo di scrivere un programma che permetta di gestire il prestito di libri di una biblioteca, i due oggetti principali del problema sono il libro e il tesserato.
  Una volta identificati gli oggetti, il passo successivo è specificare per ogni oggetto le informazioni più importanti e le possibili operazioni che potrebbe essere utile eseguire sui dati.
  
  
  • Per l'oggetto libro le informazioni potrebbero essere:
    - titolo
    - autore
    - editore
    - numero di copie
  • Le operazioni potrebbero essere:
    - ridurre il numero di copie di una unità quando un tesserato prende una copia in prestito
    - aumentare il n° di copie di uno quando un tesserato restituisce la copia presa in prestito.
    
  Nell'OOD, il programma finale è una collezione di oggetti che interagiscono fra loro.
  Un linguaggio di programmazione che utilizza questa metodologia è detto linguaggio orientato agli oggetti ( object oriented ), OOP.