La programación es el proceso de crear un conjunto de instrucciones que le dicen a una computadora como realizar algún tipo de tarea. Pero no solo la acción de escribir un código para que la computadora o el software lo ejecute. Incluye, además, todas las tareas necesarias para que el código funcione correctamente y cumpla el objetivo para el cual se escribió.
En la actualidad, la noción de programación se encuentra muy asociada a la creación de aplicaciones de informática y videojuegos. En este sentido, es el proceso por el cual una persona desarrolla un programa, valiéndose de una herramienta que le permita escribir el código (el cual puede estar en uno o varios lenguajes, como C++, Java y Python, entre muchos otros) y de otra que sea capaz de “traducirlo” a lo que se conoce como lenguaje de máquina, que puede "comprender" el microprocesador.
Para crear un programa y que la computadora lo interprete y ejecute, las instrucciones deben escribirse en un lenguaje de programación.
El lenguaje entendido por una computadora se conoce como código máquina. Consiste en secuencias de instrucciones básicas que el procesador reconoce, codificadas como cadenas de números 1 y 0 (sistema binario). En los primeros tiempos de la computación se programaba directamente en código máquina. Escribir programas así resultaba demasiado complicado, también era difícil entenderlos y mantenerlos una vez escritos. Con el tiempo, se fueron desarrollando herramientas para facilitar el trabajo.
Los primeros científicos que trabajaron en el área decidieron reemplazar las secuencias de unos y ceros por mnemónicos, que son abreviaturas en inglés de la función que cumple una instrucción de procesador. Por ejemplo, para sumar se podría usar la letra A de la palabra inglesa add (añadir). Crearon así una familia de lenguajes de mayor nivel, que se conocen como lenguaje ensamblador o simplemente ensamblador (en inglés, assembly). Con el tiempo los ensambladores incorporaron facilidades adicionales, pero siempre manteniendo una correspondencia directa con las instrucciones de procesador. A nivel conceptual, entonces, programar en ensamblador es muy similar a hacerlo en lenguaje máquina, solo que de una forma más amigable.
A medida que la complejidad de las tareas que realizaban las computadoras aumentaba, el lenguaje ensamblador fue mostrando limitaciones. Para hacer un programa había que conocer en detalle el funcionamiento de la computadora donde se iba a ejecutar, qué instrucciones proveía y cómo emplearlas. A veces las instrucciones eran demasiado básicas, por ejemplo podía haber una para sumar dos números pero no para multiplicar, y entonces era necesario programar un algoritmo que realizara la multiplicación con base en instrucciones más básicas. Otras veces, la forma de emplear las instrucciones era engorrosa. Además, si se usaba otro modelo de computadora, en muchos casos había que reescribir el programa con otras instrucciones. El siguiente paso fue crear los lenguajes de alto nivel.
Una vez que se termina de escribir un programa, es necesario de alguna forma traducirlo a lenguaje máquina, que es lo único que entiende el procesador. Esta tarea es automática, por medio de un programa adicional que toma el código escrito y lo procesa. Hay distintos enfoques para este procesamiento. El enfoque clásico se llama compilación: el programa toma el código en un lenguaje y genera código en el otro; al programa traductor se lo llama compilador. En general se habla de compilación y compiladores cuando el lenguaje de origen es de alto nivel; si la traducción es desde lenguaje ensamblador, se llama ensamblado y el programa se llama ensamblador (hay que distinguir el lenguaje ensamblador del programa ensamblador; en inglés es más claro, son assembly language y assembler respectivamente).
Generalmente existe una fase posterior a la compilación denominada enlace o enlazado (linking en inglés). Los programas pueden escribirse en partes separadas y además pueden usar recursos provistos por bibliotecas. El enlazado, realizado por un programa llamado enlazador, combina todos los componentes y así genera un programa ejecutable completo.
En algunos lenguajes de programación, puede usarse un enfoque diferente que no requiera compilación y enlace: un programa llamado intérprete va leyendo el código y realizando en el momento las acciones que haría el programa. Se evita generar código separado y la experiencia es que se está ejecutando el código en el lenguaje de alto nivel, a pesar de que el procesador no lo entienda de forma nativa.
La programación se rige por reglas y un conjunto más o menos reducido de órdenes, expresiones, instrucciones y comandos que tienden a asemejarse a una lengua natural acotada; y que además tienen la particularidad de una reducida ambigüedad.
En los lenguajes de programación se distinguen diversos elementos entre los que se incluyen el léxico propio del lenguaje y las reglas semánticas y sintácticas. Dentro del léxico, generalmente se utilizan símbolos y palabras con funciones específicas dentro del lenguaje. Estas palabras suelen tomarse del inglés y no se las puede utilizar de manera diferente: son las denominadas palabras reservadas. Otra particularidad de los lenguajes es el permitir a los programadores el uso de comentarios: frases o párrafos sin funcionalidad en el programa, que los compiladores o intérpretes descartan y solo están destinados a ser leídos por personas; así se pueden dejar explicaciones que ayuden a entender el código a quien lo lea.
Un algoritmo es una secuencia no ambigua, finita y ordenada de instrucciones que han de seguirse para resolver un determinado problema. Un programa normalmente implementa y contiene uno o más algoritmos. Un algoritmo puede expresarse de distintas maneras: en forma gráfica, como un diagrama de flujo, en forma de código como en pseudocódigo o un lenguaje de programación, en forma explicativa.
Los programas suelen subdividirse en partes menores, llamadas módulos, de modo que la complejidad algorítmica de cada una de las partes sea menor que la del programa completo, lo cual ayuda a simplificar el desarrollo del programa. Esta es una práctica muy utilizada y se conoce como "refino progresivo".
Según Niklaus Wirth, un programa está formado por los algoritmos y estructuras de datos.
La programación puede seguir muchos enfoques, o paradigmas, es decir, diversas maneras de formular la resolución de un problema dado. Algunos de los principales paradigmas de programación son:
Programación orientada a objetos
Programación orientada a eventos
El programa escrito en un lenguaje de programación de alto nivel (fácilmente comprensible por el programador) es llamado programa fuente y no se puede ejecutar directamente en una computadora. La opción más común es compilar el programa obteniendo un módulo objeto, aunque también, si el lenguaje lo soporta, puede ejecutarse en forma directa pero solo a través de un intérprete. Algunos lenguajes, tal como BASIC, disponen de ambas formas de ejecución, lo cual facilita la tarea de depuración y prueba del programa.