设计程序需要以下准备和工具：
明确目标和需求
确定程序要解决的问题和实现的功能。
编写需求报告或设计报告，明确程序的整体设计和细节。
选择编程语言
根据项目需求和个人熟悉程度选择合适的编程语言，如Java、Python、C++等。
准备开发工具
安装相应的开发工具或集成开发环境（IDE），如Eclipse、Visual Studio、PyCharm等。
获取学习资料
通过阅读教程、参加培训课程、观看在线视频等方式学习编程语言和相关技术。
参考官方文档、编程书籍和网络资源，深入理解编程语言的特性、语法和编码规范。
硬件环境准备
确保有足够的硬件资源，如高性能计算机、图形处理器、开发板等，特别是对于嵌入式系统和游戏开发。
分析和设计阶段
进行需求分析和程序设计，明确程序的功能和实现方式，设计程序的结构和流程。
将程序分成多个模块，进行逐个模块的设计，考虑是否使用文件、确定算法以及数据结构。
编写和调试程序
根据设计文档编写程序代码，并进行调试以确保程序可以正常运行。
勤写注释，规范程序格式，使代码易于理解和维护。
测试和优化
进行程序测试，确保程序的功能、性能和稳定性符合标准。
对程序进行优化，提高程序的性能和效率。
文档编写
编写详细的功能需求文档和设计文档，以便他人理解和维护程序。
协作和沟通
与市场、技术等部门协作，提供相应的技术支持和服务。
跟踪和学习最新的计算机软件技术和趋势，保持技术进步和更新知识结构。
通过以上步骤和工具的准备，可以高效地设计出优秀的程序。