麻省理工公开课《计算机科学及编程导论》中文笔记（第1讲）

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麻省理工公开课《计算机科学及编程导论》中文笔记（第1讲） by易枭寒

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课程主旨：帮助人们学习和了解计算机科学

课程目标：

教学战略目标：

1、帮助大一、大二学生入门。（本课程要求：零基础，没有任何编程经验）。

2、培养学生读、写小段代码的信心和能力。

3、理解计算科在解决技术问题中，能够和不能胜任的角色。

4、培养学生学以致用，将所学知识运用到工作或暑期兼职中的能力。

教学策略目标：

1、使用计算式思维的基本工具，写一些小规模程序。

2、理解他人所写的代码。

3、计算科学的功能和局限性及代价。

4、掌握如何将科学问题转换到计算机科学上（即描述实际问题，并将其转换为计算机语言）。

总结：计算式思维能力。读代码、写代码。计算机能做什么，不能做什么。其他领域的问题，描述清楚，然后转换成计算机语言。

课程使用语言：Python（请自行 Google 下载安装 Python ，安装完，运行 Python交互式解释器 Python Shell 即 Python GUI，在Python Shell中写下图片中的代码，具体代码见文章末尾附录）

注：>>>提示符的意思是，解释器让你输入一些东西。

计算式思维能力：

知识分为两类：

1、陈述性知识：事实的陈述。如，y是x的平方根，当y的平方等于x且y为正

2、过程性知识：对推导过程的描述。猜测、判别、返回结果。重复这些步骤。即，如何做。

类比：食谱。原材料一步步组织，最好成为美味大餐。

计算机发展史：

1、固定程序计算机，只能做算术运算

2、存储程序计算机，给其指令，机器内部进行处理。

存储程序计算机内部组成：控制单元、算术逻辑单元ALU、内存、计数器PC

程序：简单说，就是计算机内部的一连串指令的集合。

关于语言之争：没有最好的语言，语言只是工具，适合自己理解，解决问题即可

语言的分类：

1、第一个维度：语言是高级语言还是低级语言；

低级语言：例如，汇编语言，其基本指令的层次还停留在将信息从内存的一出移动到另一处。

高级语言：设计者提供了大量的基本指令集

2、第二个维度：语言是广泛用途还是特定用途。例如，MATLAB就是特定用途的，只处理矩阵向量。

3、第三个维度：语言是解释型还是编译型

1、解释型语言，解释器在运行时是直接处理代码的。

解释型语言便于调试，因为处理的是原始代码，速度相对慢。

2、编译型语言，写完源码后，首先送入到编译器中，产生目标代码，然后再执行目标代码。

编译型语言有两个好处：一、帮助寻找代码的bug。二、在执行之前，将代码转化为更高效的指令。

编译型语言执行较快，但不便于调试。

区分语法和语义

语法：用来描述语言中什么表述是合法的。

语义：用合法的语言构筑内容，分为静态语义和完整语义。

静态语义，表示什么程序是有意义的。代码是有实际意义的。

完整语义，即程序想达到什么目的。（运行程序会达到什么效果。）

语法用来描述语言中，什么表述是合法的

再次提醒：本课程目标是计算式思维，我们的目标是通过基本指令集合，构筑复杂的程序，

然后再将程序抽象为基本指令，我们希望通过在控制中运行一连串指令，从而得 到我们想要的结果，这就是我们讨论的过程性知识。

要讲编程，首先要讲值和基本数据类型

Python中的值：数字和字符串（最基本的两种）

数字：整数，例如1，2，3，4。符点数，例如1.0，2.1，3.2，4.3

字符串：在Python中字符串，用单引号、或双引号括起来。

expression 表达式：Python中的表达式是运算对象、运算符、运算对象。例如：1 + 2 。 操作对象 操作符 操作对象。

运算符（操作符）加（+），减（-），乘（*），除以（/），取模（%），幂（**）

变量，绑定值。

mystring = 'Hello World'

print mystring

将字符串联 'Hello World'赋值给mystring这个变量名。或者说将字符串联 'Hello World'绑定到 mystring 这个变量名上。

---------------以上文字由@易枭寒（[email protected]）根据视频资料进行的手工整理。----------

附录：具体代码
Python 2.7.3 (default, Apr 10 2012, 23:24:47) [MSC v.1500 64 bit (AMD64)] on win32
Type "copyright", "credits" or "license()" for more information.
>>> print 'Hello World'
Hello World
>>> 1 + 1
2
>>> 2 - 1
1
>>> 2 * 3
6
>>> 1 / 2
0
>>> 1.0 / 2.0
0.5
>>> 1.0 / 2
0.5
>>> 1 / 2.0
0.5
>>> 1 // 2
0
>>> 1.0 // 2.0
0.0
>>> 10 / 3
3
>>> 10 % 3
1
>>> 2 ** 3
8
>>> -3 ** 2
-9
>>> (-3) ** 2
9
>>> mystring = 'Hello World'
>>>print mystring 
Hello World

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