《计算机思维》2019.4

from 得到 万维钢精英日课3

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本书的问题：

计算机是怎么回事？计算机能帮我们做什么？怎样把计算机应用到其他领域？

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computer的起源：

计算师：专门做计算的人。

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如何让计算师计算？

计算步骤流程化，标准化

• 分拆步骤
• 结果汇总
• 纠错机制

也叫“算法”

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“算法”的优势：机械化操作。

“人”的劣势：主观，情绪化。

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计算机思维的第一原则：把人的情感和主观判断排除在计算过程之外。（冷酷无情的计算）

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自动化：操作步骤固定

“作家机械人偶（The Writer）”，由瑞士钟表师皮埃尔·雅克·德罗在1768 年设计制造

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自动化改进：输入可配置

1804年，法国人发明的一种提花织机

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第一台真正意义的计算机（机械）

1820年，英国人查尔斯·巴贝奇差分机。十年只完成了七分之一。

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可编程的通用计算机构想

1830年，巴贝奇，分析机

领先时代太久，不可能实现

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1945年，电子真空管计算机，ENIAC

冯诺依曼，第一次使用“内存”的概念。先一次性地把打孔卡的程序信息读进来，存到内存里，然后在计算过程中让CPU直接和内存交换信息，这就能大大加快计算速度。

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进一步演化：

• 使用二进制
• 逻辑，组合数学
• 时钟同步
• 自动纠错

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从技术到科学

• 初级，是怎么更好地实现自动化，主要解决应用问题；
• 中级，是研究“计算”这件事儿本身，上升到了类似于自然科学的层面；
• 高级，则是把计算思维用到其他科学领域中去，是带给人认知的升级。

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初级：更好的应用

• 编程语言的发明（过程思维，对象思维）
• 操作系统的发明（工程思维）
• 互联网的发明（网络思维，安全思维）

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中级：计算本身

• 计算理论的发展
• 与数学的结合

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高级：万事皆计算

• 其他科学借力“计算”
• “宇宙就是一台计算机”，新的观察世界的眼光

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工程化思维

• 设计一个东西。成本，可行性，安全性。
• 注重知识的应用
• 注重细节，关注实现的复杂性。

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软件设计原则：DRUSS

• Dependable，可信赖，让顾客真能指望上你这个软件；
• Reliable，得可靠，不能总出毛病；
• Usable，软件是给人用的，得让人能够上手；
• Safe，用的时候不能出安全事故；
• Secure，它得不容易被黑客攻击才行。

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如何做软件？

• 模块化，封装 ———— 降低出错概率，提高编程效率

如何应对复杂性？

• 系统的复杂性，人的复杂性。需要帅才理解系统的复杂性。

软件工程的根本问题，是人的问题。主导软件开发的这个人，必须得能够理解高度复杂的东西才行。你得能驾驭复杂。

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“好的判断来自经验，而经验来自坏的判断。”

软件每天都在更新，但软件工程的背后，是一棵经年累月长出来的大树。

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软件设计：

软件开发是实现功能和需求，软件设计则要考虑用户想要什么，考虑到用户和产品应用的环境。

软件设计的目标，是创造一个虚拟世界。

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软件分级

• -1级。流氓软件
• 0级。轻蔑的满意。基本上可以用。
• 1级。满足基本的需求，比较可靠。
• 2级。跟环境和用户使用习惯达到完美配合。
• 3级。在2级基础上，能主动规避负面的结果。
• 4级。在3级基础上，超出了用户的预期。（Linux 操作系统，苹果的系统、微软的办公系列、地图导航、Kindle阅读器）

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软件设计是技术、数学、艺术、文化和哲学的融合创造。软件设计里面有“道”。

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传统的因果、理论、学说，无法描述真正复杂的现象。计算不能让你得到什么一句话解释，但是计算能让你更接近真实情况。

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思考

• 分解，规范，模块，工程，迭代