1. diel - Úvod do Pythonu

Vitajte pri prvej lekcii populárneho online kurzu programovacieho jazyka Python. Programovať sa budeme učiť postupne od úplných základov až po zložité konštrukcie a objektové modely. Ďalej sa naučíme pracovať s databázou a vyvíjať webové aplikácie. S trochou trpezlivosti a vytrvalosti sa z teba stane dobrý programátor.

Kurz reflektuje moderný prístup k programovaniu, ktorého súčasťou sú aj AI nástroje. Ukážeme si, ako ich pri vývoji využívať ako praktických pomocníkov pri hľadaní riešení, vysvetľovaní chýb aj písaní kódu. Pamätajme, že AI nie je náhrada za vlastné premýšľanie, je to podpora, ktorá pomáha pracovať efektívnejšie.

Fialové AI boxy v kurze obsahujú doplňujúce tipy a ukážky práce s AI. Nemusíte si ich pamätať, majú vám hlavne pomôcť lepšie pochopiť, ako AI pri programovaní využiť.

Minimálne požiadavky kurzu

Na tento kurz nepotrebujete žiadne špeciálne znalosti, stačí bežná práca s počítačom 🙂

Vývoj programovacích jazykov

Aby sme úplne porozumeli jazyku Python, pozrime sa do minulosti na to, ako sa programovacie jazyky vyvíjali. Bude pre nás dôležité pochopiť, ako Python pracuje a prečo je dobré programovať práve v tomto jazyku.

1. generácia jazykov – Strojový kód

Procesor počítača vie vykonávať len obmedzené množstvo jednoduchých inštrukcií, ktoré sú uložené ako sekvencie bitov, sú to teda čísla. Tie sa mu obvykle zadávajú v hexadecimálnej (šestnástkovej) sústave. Inštrukcie sú tak elementárne, že umožňujú iba napr. sčítanie adries alebo skoky medzi inštrukciami. Nie je možné napr. jednoducho sčítať dve čísla, musíme sa na čísla pozerať ako na adresy v pamäti a také sčítanie čísel zaberie niekoľko inštrukcií. Program, ktorý sčíta dve čísla by vyzeral napr. takto:

2104
1105
3106
7001
0053
FFFE
0000

Inštrukcie sa procesoru predložia v binárnej podobe. Takýto kód je samozrejme extrémne nečitateľný a závisí od inštrukčnej sady daného CPU. V tomto jazyku určite nebude jednoduché tvoriť nejaké programy. Platí, že každý program musí byť nakoniec do tohto jazyka preložený, aby mohol byť na procesore počítača spustený:

2. generácia jazykov – Assembler

Assembler (skrátene ASM) nie je o nič jednoduchší ako strojový kód, ale je ľudsky čitateľný.

Ahoj, ja som Richie, maskot ITnetwork. Nižšie sa nachádza prvá "informácia navyše" v tomto kurze. Ak študuješ kurz cez Úrad práce a máš naň obmedzený čas (pracuješ, máš rodinu), tieto informácie preskoč. Nijako to neovplyvní tvoju úspešnosť na skúške, môžeš si ich v pokoji prečítať neskôr. Naopak, ak máš dostatok času, tieto praktické informácie si rozklikni. Ak lekciu počúvaš ako prednášku, zaškrtni alebo odškrtni možnosť Čítať informácie navyše.

ORG 100
LDA A
ADD B
STA C
HLT
DEC 83
DEC –2
DEC 0
END

3. generácia jazykov

Jazyky v tretej generácii konečne ponúkajú užívateľovi určitú abstrakciu toho, ako program vidí počítač. Zameriavajú sa totiž na to, ako program vidí človek. Naše čísla sú už vnímané ako premenné a zdrojový kód pripomína matematický zápis.

Sčítanie dvoch čísel by v jazyku C vyzeralo takto:

int main(void)
{
    int a, b, sum;
    a = 83;
    b = -2;
    sum = a + b;
    return 0;
}

Všetci asi tušíme, čo program robí: spočíta čísla 83 a -2 a výsledok uloží do premennej sum. Pri všetkých jazykoch tretej generácie je samozrejme výhodou vysoká čitateľnosť.

S ďalším vývojom išli jazyky ešte ďalej a priniesli objektovo orientované programovanie, ale o tom až neskôr.

Kategórie jazykov

Jazyky tretej generácie môžeme v zásade rozdeliť do dvoch kategórií.

1. Kompilované jazyky

Kompilované (neriadené) jazyky majú svoj zdrojový kód zapísaný v jazyku, ktorému ľudia dobre rozumejú. Zdrojový kód sa samozrejme musí preložiť do strojového kódu, aby ho bolo možné spustiť na procesore. Tento preklad zaisťuje prekladač (kompilátor), ktorý preloží naraz celý program do stroj. kódu:

Hlavnou výhodou kompilácie je rýchlosť výsledného programu, ktorý beží podobne rýchlo ako program v strojovom kóde. Naopak nevýhodou je neprenositeľnosť programu. Nemôžeme program skompilovaný pre Windows spustiť na macOS.

Príkladom kompilovaných jazykov sú napr. jazyk C, jeho objektový následník C++ alebo Pascal / Delphi.

2. Interpretované jazyky

Interpretácia sa snaží riešiť problém prenosnosti programov medzi rôznymi platformami. Prichádza tiež s vyšším komfortom pre programátora. Interpreter funguje podobne ako kompilátor, len neprekladá program celý naraz, ale iba to, čo je v danej chvíli potrebné. (Interpreter znamená v angličtine tlmočník, teda najskôr vypočuje jednu vetu hovorcu a tú potom preloží a vysloví. Preklad prebieha počas príhovoru, teda behu programu, po vetách/inštruk­ciách. Kompilátor/pre­kladač preloží rozhovor celý naraz a potom ho celý prečíta.) Môžeme si predstaviť, že vyššie uvedený zdrojový kód by interpreter čítal po jednotlivých riadkoch, tú časť by vždy skompiloval do strojového kódu a vykonal. Výsledok kompilácie by zahodil a presunul by sa na ďalší riadok. Možno vám to pripadá ako plytvanie výkonom procesora a je pravda, že tento spôsob behu programu tiež nie je práve najrýchlejší:

Hlavnou výhodou je prenositeľnosť medzi operačnými systémami a procesormi, ten istý program môžeme spustiť na macOS, Windows alebo Android. Interpretované jazyky sú tiež typicky jednoduchšie. Nevýhodou je potom nižšia rýchlosť programu.

Príkladom interpretovaného jazyka je práve Python alebo napr. PHP.

Prístupy kompilátora a interpretera je možné spojiť a na tomto princípe fungujú jazyky s tzv. virtuálnym strojom. Python však nie je jedným z nich. Ak vás táto problematika zaujala, môžete sa pozrieť na princípy fungovania jazyka Java.

Python

Python je dynamicky interpretovaný jazyk, kód sa teda prekladá až za behu, čím sa prípadné chyby prejavia až pri spustení. Výhodou je, že jazyk je vďaka tomuto prístupu jednoduchší.

Python 2 a 3

Začiatočníkom môže pripadať mätúce, že sa môžu stretnúť s dvoma hlavnými verziami Pythonu:

• Python 2
• Python 3

Vývojári pre Python 3 pozmenili syntax. Asi najväčším rozdielom v tejto verzii je používanie zátvoriek pri volaní funkcií. Táto zmena spôsobila, že mnoho užívateľov zostalo pri verzii 2. Existuje preto mnoho knižníc napísaných pre Python 2, ktoré stále čakajú na portovanie do Pythonu 3.

Python 3 je však modernejší! V predvolenom nastavení používa Unicode a obsahuje mnoho ďalších vylepšení. Často sa odporúča začať práve s Pythonom 3. Vracať sa k verzii 2 má zmysel snáď len kvôli nutnosti použiť z nejakého dôvodu platformu alebo knižnice dostupné iba pre Python 2.

Teraz vieme, čo Python je a na čo sa používa.

Zhrnutie lekcie

Python je moderný programovací jazyk, v ktorom sa budeme učiť od úplných základov až po pokročilejšie témy, ako sú objekty, databázy alebo webové aplikácie. Programovacie jazyky sa vyvíjali od strojového kódu cez assembler až k čitateľnejším jazykom tretej generácie. Python patrí medzi interpretované jazyky, takže sa jeho kód spracováva až pri behu programu. Vďaka tomu je prenositeľný a pohodlný na vývoj, ale býva pomalší a niektoré chyby sa môžu prejaviť až pri spustení.

V nasledujúcej lekcii, Využitie umelej inteligencie pri štúdiu programovania, sa pozrieme na využitie umelej inteligencie pri štúdiu programovania.