1. 认识计算机

AUGPath

中国地质大学(武汉)

课程目标

整个课程

  • 让大家玩得开心 ←重要
  • 初探编程世界: 学习 “做抽象” ← 到结束就知道了
  • 让大家发展自学(新语言)的能力

安排

  1. 认识计算机
  2. 二进制与Scratch
  3. 程序的逻辑
  4. 一些简单的算法

今天: 简单认识计算机

  • 计算的机器: 概念的产生
  • 搜索与获取信息
    • 下载软件. 日常生活. 学术知识
    • 骚操作: F12与HTML, JS
  • 命令行
    • 称为Power user的第一步

计算的机器

生活中问题好多!

有一些相当乏味的:

  • 算一算 \(486×27=\)?
  • 直径为 20cm 的圆的面积多少?
  • (古代的)天文学家: 这数太大了, 算一下要命!
    • 对数的出现极大地提高了天文学家的平均寿命

还有一些不那么乏味的:

  • 从家到学校的最短路程是多少?
  • 怎样合理地安排写作业时间?
    • 强化版(高中): (作业写不完)怎样写作业才能挨老师骂次数最少?
  • 植物大战僵尸如何最高效地安排植物

大家应该一直思考的

  • 如何自学?
    • 相当重要! 不会自学\(\approx\)大学白上了
  • 抓住 “不变量”!

从计算器到计算机

让优秀的人浪费时间计算简直是侮辱尊严 – 就算是农民有一台机器辅助都可以算得一样准.

— Gottfried Wilhelm Von Leibniz, 1694

  • 最简单的计算: 自然数递增(计数器)
  • 加法=做若干次递增; 减法=反过来
  • 乘法=做若干次加法; 除法=做若干次减法(记录减法的次数), 剩下余数

问题: 太慢了

  • 解决方法: 打小抄(计算表)

那时候人们的计算表

  • 想算数=查表格
  • 许多苦力事先算好

希望: 不止加减乘除

  • (例如)开平方根, 计算盈利, …
  • 给 “说明书” 和 “数据”, 可以自动完成计算

实际上这是一个非常先进的模型

  • 屏幕 = 一堆像素点\((R,G,B)\)
    • 获取输入
    • 只要知道每一个位置\(R,G,B\)分别是多少就好啦!
    • 想办法输出到屏幕上

认识计算机(迫真)

把计算机想象成人.

  • 输入: 键盘鼠标… (视觉, 听觉,…)
  • 输出: 屏幕, 音响… (说的话, 做的动作)
  • CPU(中央处理器): 大脑
  • 内存: 短时记忆
    • 没电数据全都丢失了
  • 磁盘: 长时记忆
    • 没电照样记
    • 但是速度很慢(联系你们背诵课文的时候…)

旁注: 令我想到了一部作品

一位角色艾姆妮西亚(アムネシア)

  • 每天醒来之后会把所有的记忆忘光
  • 解决方法: 每天会把见闻记到本子上, 起来的时候读一读

然后尽情网上冲浪吧!

下载软件相关

  • 不要使用XX软件园的快速下载
  • 最好官网下载
  • 安装的时候看看有没有捆绑软件

搜索知识

拿一个耳熟能详的知识点: 容斥原理, 然后对比

  • 奇怪的搜索引擎中文关键字
  • 不错的搜索引擎中文关键字
  • 不错的搜索引擎英文关键字

使用英文关键字得到的答案更加全面

  • 教材编者在每个名词后面加了英文对应的良苦用心

强烈建议不包含的网站!!!

  • www.baidu.com
  • www.csdn.com

审查元素(F12)与HTML: 简介

按下 F12

害怕: 这是什么?

惊喜: 所有的网页上的文字都在这里

HTML标签

  • 像是大括号一样
    • 左括号(开启): <xxx> (xxx是这个标签的名字)
    • 右括号(关闭): </xxx> (xxx是这个标签的名字)
  • 缩写: <xxx/>

中间: xxx的具体信息

  • <xxx width=200px> contents </xxx>: 宽度为200px的xxx

可以的xxx

  • h1: heading of 1(一级标题)
  • div: 一个”容器”
  • input: 输入框
  • …

实战: 修改页面

  • HTML只负责呈现画面
  • 刷新一下就复原了

烦人的情况之一

  • 不登录不让复制

烦人的情况之二

  • 鼠标移出视频视频自动暂停

问题: 不属于渲染页面的范围了

  • 关于页面如何响应我们的输入

使用JS做交互

事件

Knock, knock, who’s there?

  • 有人敲门, 我去开门.
    • 敲门: 事件; 开门: 事件的响应(一段JS代码)
  • 事件: 点击; 鼠标移动到窗口外; …
  • 网页版本的连点器
    • 只要一直”响应”就好啦!
  • 移出鼠标不再暂停的视频
    • 干脆别响应这个事件了!
      • 移出鼠标
      • 解绑函数

控制台(Console)

  • JS的游乐场
  • 对/错/结果立刻显示

常见操作

  • 获取网页上的元素到JS
  • 点击它
  • 隔一段时间就点一下它

能不能自动化?

  • 每次都要自动输入
  • 扩展
    • 油猴脚本

让你感到不舒服的事情, 总是有更好的办法处理的!

  • 到处都可以自动化!

使用命令行

今天的交互

计算机的交互历史 (cont’d)

(1980s)一个黑框框

就算回到 1980s，该干的事情还得干啊

  • 管理文件; 编代码; 写作业; 排版杂志; 上网……

今天: 假设在 1980 年, 如何完成一日常规

  • 管理文件开始

为什么”舍近求远”?

上面这些事情不是点点鼠标就能搞定的吗？

主动接受

  • 对系统更强的控制力

    • 应用程序通常无法满足 power user 的全部需求

  • 生产系统编程的事实标准

    • Linux, macOS, Windows, …运维基本都靠命令行工具

  • 来自开源社区的一份礼物

    • 非常丰富、可定制、看得见源码的软件栈

最基础的命令

命令cd: change directory

  • cd dir在当前目录下双击dir 文件夹
  • cd . 到当前目录
  • cd .. 到上一层目录

往文件里面写入文本: 重定向>

  • echo hi: 把hi输出到黑框
  • echo hi > a.txt: 输出到当前目录下a.txt
    • 追加写入: echo hi >> a.txt

文件的移动, 删除

  • 命令copy(Windows), cp(Linux)
  • 命令del(Windows), rm(Linux)

我是咋知道的?

  • 帮助文档!
$ cp -h
usage: cp [-R [-H | -L | -P]] [-fi | -n] [-aclpSsvXx] source_file target_file
       cp [-R [-H | -L | -P]] [-fi | -n] [-aclpSsvXx] source_file ... target_directory

用命令行启动游戏吧!

启动应用程序

  • “双击启动一个 game.exe” \(\rightarrow\) .\game.exe (Linux ./game.exe)

如果启动不存在的应用…

  • 会报错 “找不到文件或目录”.

但是…

  • 输入calc(Linux输入bc)
  • 可我当前目录下没有calc啊!

环境变量

  • Linux: 除非加上./只在环境变量里面找有没有可执行文件
  • Windows: 当前目录, 环境变量
    • 在C:\Windows\System32里面找到了calc.exe !

实际的例子: 启动Minecraft

问题: 为什么电脑版MC要用启动器启动

  • 因为MC是用Java写的
    • Java是一个模拟器, 怎么告诉它我要模拟minecraft
  • 我们能不能看一看用的什么命令行参数启动的Minecraft?
  • 命令参数真不少!

怪不得需要用启动器启动!

彩蛋: 用cmd写的Tik-Tak-Toe

  • 代码
  • 粘贴到一个记事本里面, 后缀改成.bat
  • 就可以游玩

https://github.com/Psi505/Tic-Tac-Toe-Game/blob/main/Tic%20Tac%20Toe.bat

总结

感觉很多内容

目标从不是机械地记忆, 而是理解.

Takeaway messages

  • 任何感到繁琐的事情都有人试图简化
  • 令人感到巨大惊吓的背后是惊喜
  • 感到难以下手的时候, 同学, 手册(帮助文档), 互联网是你的好帮手

警告!

  • 不要运行不明的cmd程序!