[理学]第1章程序设计ABC.ppt

Basic of Basic 第1章 程序设计ABC What is a computer? A Computer is a device capable of performing computations and make logical decisions at speeds millions (even billions) of times faster than human beings can. 目前，最快的supercomputers可每秒执行trillions of additions What is a computer? 计算机行业的梦想 计算机行业的梦想 与人自然交流，像人一样地思考 人工智能（Artificial Intelligence） 图灵测试 1950年，英国数学家A.M.Turing在思想（mind）杂志上发表“计算机与人工智能”一文，提出判定机器是否具有智能的测试方法 计算机行业的梦想 博弈被认为是智能活动，AI之初主要研究下棋程序 1997年，IBM公司研制的深蓝超级计算机在一场“人机大战”中打败了国际象棋大师卡斯帕罗夫 被誉为“人工智能的一大胜利” 世界排名第二的棋手印度人阿南得说： 这是一个像人的机器和一个像机器的人之间的战斗 深蓝的主要研制者之一许峰雄博士： 胜利靠的只是不知疲倦地高速运算，并不是什么智能 深蓝中输入了近200万棋谱 计算机行业的梦想 AI的先驱者之一Carnegie Mellon大学(CMU)的Herbert Simon回忆说： 最令他惊讶的是做“难”的事情是多么的容易，而做“容易”的事情是多么的“难” 至今仍无人造出可自动穿越拥挤的房间或理解儿童故事的机器来 Comput + er ——计算的机器 What is a computer? 硬件（hardware） 键盘、鼠标、显示器、硬盘、DVDs、内存、CPU… 硬件成本下降很快 摩尔定律 每过18个月微芯片的集成度翻一番，而芯片价格保持不变 软件（software） 运行于计算机之上的程序（Program） 如何降低软件开发成本？ 当前computer所面临的挑战 微芯片的集成度决定于微芯片上的刻线宽度。 当刻线宽度小于30纳米时，就会发生量子效应，古怪的量子定律开始起作用。 电子会越过原子粗细的导线和绝缘层，从一个地方跳到另一个地方，而不穿过这两个地方之间的空间，产生致命的短路。 预计刻线宽度达到50-70纳米时，硅电子芯片的集成电路将达到顶点，大概在2014年左右 未来的computer? 新的计算机正在研究 超导计算机 纳米计算机 光计算机 DNA计算机 量子计算机 但是，短期内，基于集成电路的计算机还不会退出历史舞台 What is programming language？ 很像厨师的菜谱，定义了执行某个任务所需的步骤 但不幸和不同的是，你不能使用你自己的母语来写Code What is programming language？ 计算机能读懂的语言—— 机器语言（Machine Language） 由一系列二进制0和1组成 机器语言编写的1+1程序 低级语言 What is programming language？ 程序设计语言（programming language） BASIC语言编写的1+1程序 C语言编写的1+1程序 既不是英语，也非机器语言 但更像英语 高级语言 比写机器语言程序容易，但比使用英语难 What is programmer？ 编写程序源代码（Source Code）的人 程序员（Programmer） 计算机、程序员、程序之间的关系 如果计算机是乐队，那么程序员就是指挥家，程序就是乐谱。 如果计算机是军队，那么程序员就是总司令，程序就是作战计划。 怎样让计算机读懂高级语言？ 编译器（Compiler） 把源代码转换为可被计算机理解的机器代码 把机器代码以可执行文件（Executable File）的形式保存在磁盘上 一种程序设计语言对应一种编译器 怎样让计算机读懂高级语言？ 程序员按照该语言的语法编写程序源代码 把自己的意图写入源代码中 编译器读入源代码 把程序员的意图转换成可执行程序，供他人使用 怎样让计算机读懂高级语言？ 程序设计语言是人与计算机进行交流的语言 有很多种，分别适合做不同的事情 现在人还只能主动学计算机的语言 做不到计算机学会人的语言 当计算机懂了人的自然语言，就几乎不再需要编程，想让计算机干什么，尽管对着它说好了，那时程序员可能也就失业了。 程序是如何运行的？ 计算机把机器代码读入到内存（Memory） 由CPU运行这些代码 读取输入（Input） 产生输出（Output） 完成程序员预定的功能 计算机专