[初心者向け]プログラミングとは

2024年7月23日

プログラミングは、命令をコンピュータに伝えるための命令文を記述することです。
プログラミングによって、ソースコードを作成し、コンピュータにソースコード通りに動作してもらいます。
本記事では、プログラミングの概要と何ができるかを紹介します。

やすひら

プログライミングの概要について紹介します

この記事でわかること

プログラミングの概要
プログラミングでできること
プログラミングの活用例

プログラミングとは

プログラミングとはそもそも何でしょうか。
プログラミングとは、コンピュータに指示を出して特定の動作をさせるための手段です。
プログラムは、一連の命令をコンピュータに伝えるための命令文です。
ブログラムを動作させることで様々なタスクを自動化したり、問題を解決することができます。
プログラミング言語を使用して作成した命令文をソースコードコードと呼び、ソースコードを実行することでコンピュータが動作します。

プログラミング言語とは

コンピュータは人間の言葉を理解できないため、プログラミング言語を使ってコンピュータが理解できる形式で指示を与えます。
代表的なプログラミング言語には、Python、Java、C++、JavaScriptなどがあります。
それぞれの言語には特徴や用途があり、目的に応じて使い分けると良いです。

プログラミング言語は、日々バージョンアップされています。
新しいプログラミング言語は、構文が読みやすく、ライブラリが多いので、学習しやすく、古いプログラミング言語は、構文が読みにくく、ライブラリが少ないので、学習コストが高いです。

コンパイル型

ソースコードをコンパイルして機械語に翻訳して実行するのがコンパイル型です。
機械語はコンピュータがそのまま読める言語です。
機械語に翻訳することで実行ファイルをそのまま実行することができるので、処理性能が速い傾向があります。

スクリプト型

ソースコードを1行ずつ機械語に翻訳して実行するのがスクリプト型です。
スクリプト型はコンパイル/ビルドする必要がないので気軽にプログラミングができます。
1行ずつ機械語に翻訳するため、処理速度は遅くなってしまいますが、開発をフレキシブルに進められるため、開発しやすいプログラミング言語です。

ソースコードとは

プログラミング言語を利用して記述する命令文をソースコードと呼びます。
ソースコードに、コンピュータにどう動いてほしいかを記述します。
プログラミング言語によりますが、必要に応じてコンパイル/ビルドを行って、実行します。
プログラムを実行すると、ソースコード通りに、コンピュータが処理していることがわかります。

ソースコード

#include <stdio.h>

int main() {
    long n, i;
    double pi = 0.0;
    long max_iterations = 1000000; // 計算の繰り返し回数を指定

    for (i = 0; i < max_iterations; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            pi += 1.0 / (2.0 * i + 1.0);
        } else {
            pi -= 1.0 / (2.0 * i + 1.0);
        }
    }

    pi *= 4.0; // πの計算

    printf("Calculated value of Pi: %.15f\n", pi);

    return 0;
}

コマンド実行例

$ gcc -o pi pi.c
$ ./pi
Calculated value of Pi: 3.141591653589774

C言語で円周率を求めるソースコードを作成しています。
C言語はコンパイル型のプログラミング言語なので、gccでコンパイルします。
コンパイルで生成した実行ファイルを実行すると、円周率が算出されます。

プログラミングでできること

プログラミングを使うことで、様々なことが実現できます。

アプリケーションの開発

プログラミングを使って、スマートフォンやパソコン上で動作するアプリケーションを開発することができます。
ゲーム、ビジネスツール、教育用アプリなどを開発することができます。

Webサイトの構築

Web開発のためのプログラミング言語(HTML、CSS、JavaScript等)を使用して、Webサイトを作成することができます。インターネット上で情報を発信したり、オンラインショップを運営したりするために不可欠です。

データ解析

PythonやRなどのプログラミング言語を使って、大量のデータを解析し、そこから有用な情報を引き出すことができます。
データ解析は、ビジネスや科学研究など、様々な分野で利用されています。

自動化

日常の反復作業を自動化するためのスクリプトを作成できます。
自動化を行うことで、効率を大幅に向上させることが可能です。

ロボット制御

ロボットやドローンの動作を制御するためにプログラムを作成することもできます。
産業用ロボットや家庭用ロボットの開発を行うことができます。

プログラミングの始め方

プログラミングを始める場合、以下のステップで進めると良いと思います。

プログラミング言語の選択

どのプログラミング言語を学ぶかを決めます。
個人的に、初心者にはPythonがおすすめです。
Pythonはシンプルで読みやすい構文で、ライブラリも充実しているため、簡単に高度な処理を実装することができます。

プログラミング言語の学習

Webサイトや参考書等で、プログラミングの基礎を学びます。
選択したプログラミング言語の基礎構文や、サンプルプログラムを動作させて、できることを増やしていきましょう。

ソフトウェア開発

プログラミング学習で習得した技術を、実際のソフトウェア開発の中に取り入れます。
個人開発でも良いですし、オープンソースの開発に参加しても良いと思います。
初心者の方は、簡単なプログラムを作成して、実行してみてください。
プログラミングの難易度を徐々に上げながら、地道に続けることで、着実に高度なプログラミングができるようになります。

プログラミングの基本構文

プログラミングで基本的にできることを紹介します。

変数定義
演算
繰り返し制御
条件制御
関数定義
クラス定義

プログラミングの基本構文は上記ですが、上記の他にプログラミング言語特有の機能や、ライブラリを利用して、複雑な処理を記述することができます。

プログラミング能力向上への試み

プログラミング能力を向上するために、実践したい取り組みを紹介します。

オープソースのプロジェクトに参加する

オープンソースは、無料で公開されているソフトウェアです。
世界のエンジニアが日々オープンソースを修正/改善しているので、自分も参加してみると良いです。

コミュニティへの参加

プログラミングコミュニティに参加することで、他のエンジニアと交流し、助け合うことができます。
オンラインフォーラムやイベントに参加して見ると良いと思います。

生成AIを活用する

コード生成AIでは、プログラミングの作業を自動化することができるため、プログラミングの生産性を向上させることができます。
自分が作成したいソースコードを自動生成したり、サンプルソースコードを生成して動作させたりすることができます。
また、ソースコードにコメントを付与することや、ソースコードをレビューすることもできます。
デバッグ時のエラーの解決方法を生成AIで確認して、簡単に解決することもできます。

まとめ

プログラミングの概要について紹介しました。

プログラミングは

コンピュータに命令して制御できる
ソフトウェアを開発できる
簡単に始めることができる

プログラミングは、コンピュータに指示を与えて様々なタスクを実行することができます。
エンジニア初心者の方でも、Webサイトや参考書は充実しているため、様々な学習方法で基礎を習得することができます。
コンピュータを使って動かしたいことがあれば、プログラミングして問題解決していけば良いでしょう。
まずは、身の回りの課題事項を見つけて、プログラミングで問題解決できるかを考えてみ
て、実際にプログラミングを行うと良いと思います。

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