פרדיגמת תכנות קובעת איך המתכנת רואה או תופס את אופן הביצוע של תוכנית מחשב. לדוגמה, בתכנות מונחה עצמים, המתכנת יכול לראות את התוכנית כאוסף של עצמים שיש ביניהם פעולות גומלין, ואילו בתכנות פונקציונלי אפשר לתפוס את התוכנית כפונקציה מקלט התוכנית אל הפלט שלה. תכנות מכוון תהליכים מאפשר למתכנת לחשוב על היישום כעל קבוצות של תהליכים בו-זמניים הפועלים על מבני נתונים המשותפים לוגית.
הפרדיגמה והשפות.
כשם שקבוצות שונות בתחום הנדסת התוכנה מעודדות מתודולוגיות פיתוח שונות, שפות תכנות שונות מעודדות פרדיגמות תכנות שונות. יש שפות המעוצבות לתמוך בפרדיגמה מסוימת אחת, כגון Smalltalk ו-Java התומכות בתכנות מונחה-עצמים, לעומת Haskell התומכת בתכנות פונקציונלי. אחרות, כגון C++‎ ופייתון, תומכות בפרדיגמות מרובות, ומאפשרות למתכנת לבחור ביניהן או לשלב מספר פרדיגמות לפי הצורך.
פרדיגמות רבות ידועות בשל הטכניקות האסורות בהן, לא פחות מאשר בטכניקות שהן מאפשרות. לדוגמה, תכנות פונקציונלי 'טהור' אוסר על השימוש בתופעות לוואי; תכנות מובנה מעדיף הימנעות, ולכל היותר שימוש מזערי, בפקודת goto, ותכנות מונחה עצמים 'טהור' אוסר על שימוש במשתנים שלא במסגרת המחלקה (משתנים גלובליים). מסיבה זו, בין השאר, פרדיגמות חדשות רבות נחשבות נוקשות יתר על המידה בעיני מי שהורגלו בסגנונות הוותיקים יותר. עם זאת, ההימנעות מטכניקות מסוימות יכולה להקל על אימות נכונות התוכנה ועל הבנת ההתנהגות שלה, מבלי להגביל את התאמתה של שפת התכנות לשימוש כללי.
מאחר ששפת תכנות עשויה לתמוך במספר פרדיגמות, היחסים בין פרדיגמות תכנות לבין שפות תכנות עשויים להיות מורכבים. לדוגמה, C++‎ תומכת במרכיבים של תכנות פרוצדורלי, תכנות מונחה-עצמים ותכנות גנרי. עם זאת, המתכנתים מחליטים איך לבנות את התוכנית תוך שימוש במרכיבים אלה של הפרדיגמות. אפשר לכתוב תוכנית פרוצדורלית טהורה בשפת C++‎, אפשר לכתוב תוכנית מונחית-עצמים טהורה, או לכתוב תוכנית הכוללת מרכיבים משתי הפרדיגמות.
תחנת הרכבת להבים-רהט
תחנת הרכבת אשדוד
סוכרת בהריון
מכונת דפוס
מכבש דפוס הוא מתקן מכני להעברת דיו ממשטח, המכונה גם "גלופה", למדיום עליו מדפיסים - בדרך כלל נייר. הדיו מועבר מהגלופה על ידי לחיצתם אחד כנגד השני, במכבש.
המתקן כולו כולל, בנוסף למכבש עצמו, אמצעים להזנת נייר, פינוי התוצרת המוגמרת, ומשיחת הגלופה בדיו טרי בין הדפסה להדפסה.
הופעת דפוס הבלט, באמצע המאה ה-15 בגרמניה על ידי הצורף יוהאן גוטנברג, לוותה בהמצאת מכבש הדפוס, שנשאר בצורתו המקורית, עם שינויים קטנים, במאות השנים הבאות. בהמהפכה התעשייתית הופיעו המצאות רבות למיכון וייעול הדפוס, ומכבשי דפוס באמצע המאה ה-20 הדפיסו בקצב הדפסה של מאות אלפי עמודים בשעה, לעומת כמה עשרות עמודים שניתן להדפיס במכבש של גוטנברג, או כמה מאות עמודים בשעה בשיכלולים שונים שלו.
הופעת דפוס הבלט הביאה שינויים תרבותיים וכלכליים אדירים. לפניה, ספרים נכתבו ביד, והשימוש בדפוס נשמר כמעט רק לציורים או איורים, כשהגלופות נוצרו על ידי האמנים עצמם, בחריטה באבן או גילוף עץ, בשיטה המכונה ליטוגרפיה. כתיבת ספר שלם ביד, בדרך כלל על מגילת קלף העשויה עור, עולה בכשנת עבודה של כותב מיומן. בימינו, שמורה צורה זו של כתיבת ספרים לכתבי קודש, והעוסקים בה נקראים סופרי סת"ם. ספר כזה, המייצג שנת עבודה של כתבן מיומן הוא יקר, וספרים לא היו נחלתם של אנשים פשוטים.
הדפוס שינה כל זאת: כמעט מראשיתו, מחירו של ספר מודפס, הגם שעדיין לא היה זול, היה שבריר ממחירו של ספר שנכתב בחרט סופרים, ולראשונה אנשים פשוטים יכלו להרשות לעצמם ספרים. הדפוס התפשט במהירות ברחבי אירופה, ובמקביל לעליה בזמינותו של חומר כתוב, חלה עליה תלולה בשיעור ידיעת קרוא וכתוב, או ירידה באנאלפביתיות. לדבר הייתה השפעה חברתית ותרבותית אדירה, ונהוג לציין את המצאת הדפוס כאחד האירועים שסתמו את הגולל על ימי הביניים, ופתחו את תקופת הרנסאנס.
בין המצאתו במאה ה-15 ועד לאמצע המאה ה-18, עבר מכבש הדפוס שינויים מעטים, ועקרונות פעולתו והפעלתו השתנו מעט. לקראת המהפכה התעשייתית הופיעו דגמים רבים ושונים של מכבשי דפוס שמיכנו חלקים גדולים יותר ויותר מהתהליך, עד לאוטומציה מלאה, במכונות מונעות בקיטור (בדרך כלל בעזרת גלים עיליים), ומאוחר יותר בחשמל. במהלך השנים תרם מכבש הדפוס לירידה מתמדת במחיר חומר מודפס, החל ממחיר שייצג שנת עבודה, ועד ל"ספרות זולה - ספרים שמחירם דומה למחיר ארוחה אחת של מזון מהיר.
התפתחות הדפוס.
גרסה מוקדמת של דפוס בלט הומצאה בסין, בסביבות 1040, על ידי בי שנג (Bì Shēng). להדפסת הכתב הסיני המורכב שימשו גופנים מחרסינה. כ-200 שנים מאוחר יותר הופיעה גרסה חדשה, תחת שושלת קוריאו (היום קוריאה), כשהפעם נוצקו הגופנים מברזל.
עד למאה ה-15, הגיעה המצאת הנייר מסין לאירופה, ופתחה את הדרך להתפתחויות הבאות. המצאתו של גוטנברג הקיפה, מלבד מכבש הדפוס עצמו, גם פיתוח של דיו חדש, נתך עופרת מיוחד, שהמשיך לשמש בשינויים מעטים בלבד עד תום עידן דפוס הבלט, באמצע המאה ה-20, וההמצאה שנקשרה בשמו יותר מכל - שיטת יציקת גופנים מנתך העופרת בעזרת אמהות דפוס.
הדיו של גוטנברג היה מבוסס שמן, והתאים להדפסה על ניר: דיו מבוסס מים, שהיה מקובל לפני כן, נספג בנייר וגורם ל"מריחה" של צורת האות המודפסת. דיו זה דורש זמן ממושך לייבוש, ובבתי הדפוס הראשונים דפים מודפסים נתלו בעזרת אטבים מ"כבלי כביסה" מתוחים לאורכו ולרוחבו של בית הדפוס. בשנים הבאות הונהגו מגשי ייבוש, ופותחו סוגי דיו חדשים שמתייבשים מהר יותר, וטכניקות להתמודד עם המריחה, מה שאפשר שימוש בדיו שנספג חלקית בנייר ולא רק "מונח" עליו, ותורם להאצת הייבוש.
יציקת הגופנים שמשמים להדפסה בעזרת אמהות דפוס היא תהליך פשוט יחסית, שאמנם דורש מיומנות, אך הציוד הנחוץ עבורו פשוט וזול. בתי הדפוס הראשונים יצקו את הגופנים בעצמם, אך בהמשך הופיעו בתי יציקה ייעודיים לייצורם , ופינו את בתי הדפוס למלאכת הדפוס עצמה.
מלאכת ההדפסה מתחילה בסידור הגופנים במסגרות מיוחדות, כשכל מסגרת מכילה דף או מספר דפים מסודרים. מהמסגרת מדפיסים ידנית, בעזרת מכבש דפוס קטן, ולפעמים ללא מכבש כלל, עותק או מספר קטן של עותקים המכונים הגהות. אלו מועברות למגיהים, שמוצאים את הטעויות שנפלו בתהליך הסידור, ואלו מתוקנות על ידי החלפת הגופנים המתאימים במסגרת. כאשר ההגהה "נקיה", מועברת המסגרת למכבש הדפוס, לתהליך הייצור עצמו. במאה ה-19 הומצא שיכלול לתהליך, שמכונה "סטראוטייפ" (באנגלית ובגרמנית), או "קלישאה" בצרפתית, ובו המסגרת המסודרת לא משמשת ישירות להדפסה, אלא ליצירת "תבנית שניונית" לצורך זה. בעזרת טכניקה זו, ניתן ליצור מספר סטראוטיפים, או קלישאות, מכל עמוד, וכך להדפיסו במספר מכבשי דפוס במקביל, יתרון חשוב לעיתונים יומיים.
בסיום ההדפסה, מפורקות המסגרות, והגופנים ממוינים חזרה לתיבות הסדר, כדי לשמש בעבודת הדפוס הבאה. הגופנים העשויים נתך עופרת נשחקים במהלך ההדפסה, וכחלק מפעולת המיון יש לבחון כל גופן כזה, ולהחליט אם הוא כשיר לעוד עבודה. שימוש בסטראוטיפ מקטין את השחיקה, כשהגופנים משמשים ליצירת סטראוטיפ יחיד או סטראוטיפים ספורים, במקום הדפסת עותקים רבים. יתרון נוסף הוא שאפשר למיין את הגופנים ולהכינם לעבודה הבאה מיד בגמר הכנת הסטראוטיפים, ואין צורך להמתין לגמר ההדפסה.
הדפים המודפסים עוברים לשלב ייבוש הדיו, בתליה, מגשים, ובהמשך במתקני ייבוש שעושים שימוש בחום להאצת התהליך. אחרי הייבוש מגיעים שלבים נוספים, לפי סוג העבודה, וביניהם מחזור הדפסה נוסף בצבע שונה, ליצירת דפוס צבעוני, הדפסה על צדו השני של הדף, קיפול, חיתוך, וכריכה (לאו דווקא בסדר זה).
במאה ה-19 הופיעו טכניקות להדפסה על נייר רציף, במכבשי דפוס רוטציוניים, בהם הגלופה אינה מישורית, אלא מהווה פני גליל המסתובב במהירות ומדפיס על הנייר הרציף, ובו בזמן דיו חדשה נמרחת על פניו. במכבש דפוס בסגנון גוטנברג ניתן להדפיס כמה עשרות גיליונות בשעה, לעומת דפוס רוטציוני של סוף המאה ה-19, בעזרתו ניתן להדפיס כ-100,000 גיליונות.
מכבש דפוס.
מכבש הדפוס של נשאר בדמותו של מכבש הדפוס של גוטנברג במאות השנים הבאות, עם מספר שכלולים קטנים. במשך הזמן, וביתר שאת מהמאה ה-18, הופיעו מכבשי דפוס שונים.
המכבש אנכי. הגלופה, "עם הפנים למעלה", מונחת תחתיו. המדפיס מושח את הדיו על הגלופה, בעזרת כרית עור, ומניח עליה את גיליון הנייר.על ידי סיבוב בורג גדול, או אום שנמצא על בורג כזה, לוחץ המכבש אל הנייר, שנלחץ את הגלופה עליה הוא מונח, וזו מעבירה אליו את הדיו, לפי צורת האותיות.
האום מסובב בכיוון ההפוך, והגיליון המודפס "מקולף" ממנה, ומונח על משטח משופע לייבוש ראשוני, ממנו יועבר אחר כך למדף, או ייתלה להמשך הייבוש. המכבש מוכן להדפסת הגיליון הבא, כלומר למשיחת הגלופה שוב.
אחד השכלולים הראשונים הייתה מסילה עליה מונח מגש שמחזיק את הגלופה, ויכול להחליק את מתחת למכבש וחזרה החוצה. באופן זה משיחת הגלופה בדיו, והנחת וקילוף גיליון הנייר ממנה יכולים להיעשות מחוץ למכבש, מה שמקל על הפעולות הללו, ואולי חשוב יותר, מאפשר לקצר את מהלך המכבש, שללא המסילה צריך להתרומם מספיק כך שניתן יהיה לבצע את הפעולות הללו תחתיו. קיצור מהלך המכבש, שמופעל ידנית, חוסך חלק ניכר מהעבודה.