כיצד לבנות תוכנת מחשב

תוכנת מחשב מורכבת מסדרה של הוראות בשפת תכנות; המתכנת מציית להצהרות הללו בצורה שמעבד מחשב יכול להבין. בניית תוכנה דורשת ידע בשפות מחשב, תחביר ולוגיקה כדי להשלים את התהליך מתחילתו ועד סופו. בנוסף לידע הטכני הנדרש, על מתכנת להכיר את כלי התוכנה המיוחדים הדרושים בדמות עורך, מהדר ודיבאגר.

בניית תוכנת מחשב מתחילה בבחירת המתכנת בשלושת מחלקות הצהרות הבקרה. הצהרות בקרה מעבדות נתונים, מקבלים החלטות וחוזרים על קבוצות של הוראות. מבנה הרצף מתאר הצהרות תוכנית המבוצעות אחת אחרי השנייה. המתכנת מוסיף הצהרות מסועפות לתוכנית בכל מקום בו התוכנית צריכה לעקוב אחר שני קורסי ביצוע או יותר בהתבסס על הערכה של פיסת נתונים. הקבוצה הסופית של מבני בקרה חוזרת על הצהרה או על קבוצת הצהרות מספר מסוים של פעמים או עד שמתרחש אירוע מסוים.

מושג מפתח שמתכנת חייב להבין טוען שהמחשב יעשה רק מה שהיא אומרת לו לעשות. כל הוראות התוכנית חייבות לבצע משימה באופן שלב אחר שלב. לדוגמה, הוספת שני מספרים דורשת מספר שלבים: קבל מספר אחד ואז קבל את השני, הוסף את המספר הראשון לשני והצב את הסכום הזה במיקום זיכרון חדש. המתכנת אינו יכול להניח חלק כלשהו מהמשפט האריתמטי.

חזרה על בעיית הוספה זו מחייבת את המתכנת למקם אותה בתוך מבנה הנקרא לולאה. הלולאה מוסיפה כמה משתנים חדשים לבעיה כמו כמה פעמים לחזור על הצהרות ההוספה. ללא התחשבות בדרישה זו, התוכנית יכולה להיכנס ללולאה אינסופית שקורסת את המחשב.

פעולות תכנות רבות יבצעו רצף אחד של הוראות אם תנאי הוא אמיתי (למשל, "יש רוח בחוץ?") ורצף אחר אם הוא שקרי. מבני בקרה מסתעפים מאפשרים יכולת זו בתוך תוכנית.

על מתכנתים לבחור שפה שבה יפעלו מבין מאות השפות הזמינות. נכון לשנת 2010, השפות הפופולריות ביותר הן C++, Visual Basic ו-Java. אם המפתחת רוצה למקד את התוכנה שלה לסביבת האינטרנט, PHP ורובי עושים בחירות מצוינות. כל אחת מהשפות הללו מורכבת יחסית, ועל המתכנת לתכנן להשקיע זמן מה בלימוד התחביר הספציפי של השפה הנבחרת לפני שהוא יוצא לדרך לבנות תוכנה.

הכלי החשוב ביותר שעל המתכנת לבחור כדי לבנות תוכנה הוא המהדר. סביבות פיתוח מודרניות משלבות את כל כלי התוכנה הדרושים לפיתוח תוכנית לחבילה אחת. המתכנת ישתמש בעורך כדי לכתוב את הצהרות התוכנית ולשמור אותן בקובץ. מהדר יקרא את הקובץ הזה, יבדוק את התחביר כפי שהוא עושה, ואז ימיר את הצהרות התכנות להוראות שמעבד מחשב ומערכת הפעלה ספציפיים יכולים להבין. התוצאה היא קובץ הפעלה שהמתכנת יכול להשתמש בו או למכור. מתכנתים יכולים להשתמש בכלים בודדים (עורך, מהדר וכו'), אך חבילת הכל-באחד הופכת את התהליך להרבה יותר נוח.

בניית תוכנת מחשב דורשת כלים מתאימים, הבנה של שפת מחשב ויכולת חשיבה הגיונית. תוכנה פועלת עם אילוצים לוגיים קשים ללא אזורים אפורים; מעבד המחשב לא ינחש או יקבל החלטות בעצמו. המתכנת צריך להתכונן לחשוב מה הוא רוצה להשיג עם העיצוב שלו לפני שהוא מתיישב ליד המקלדת כדי ליצור יצירת מופת של תוכנה.