Introduction to Computing Principles (19 mins)

Привет. Меня зовут Ник Парланте, и это курс, в котором рассматриваются основные

свойства компьютеров. Как они работают, что они могут и не могут делать.

Он совершенно не требует наличия образования в сфере компьютеров и предназначен для всех.

Прежде, чем я начну, я бы хотел улучить минутку и поблагодарить Гугл за поддержку

моих начальных изысканий в этой теме, что в конечном итоге помогло подготовить этот курс.

Краткая информация о формате курса. Он состоит не только из видео. Для каждой видеолекции

есть своего рода письменный документ, который я здесь прокручиваю,

он идет параллельно с объяснениями, содержит диаграммы, примеры программ и прочее.

В любой момент вы можете переключаться между видео и документом, если

хотите перечитать объяснения или попробовать один из примеров и т.д.

Есть большая разница между тем, чтобы просто смотреть, как я что-то делаю, и затем попыткой сделать это самостоятельно.

Я бы посоветовал, во многих случаях, в конце лекции у нас будут

упражнения. Таким образом, перед тем, как делать их, вы можете решить,

готовы ли вы сразу перейти к упражнениям или хотели бы вернуться

к документу и попробовать некоторые из опытов самостоятельно, чтобы

закрепить знания? Вам стоит по меньшей мере знать, что он есть

для каждой из этих лекций. Я скажу, что основное уравнение для компьютера -

что компьютер равняется мощь плюс глупость. Он мощный в том плане, что компьютеры могут

выполнять миллиарды операций. Они работают непостижимо быстро. Но

операции глупы в том смысле, что операции, которые может выполнить компьютер,

очень простые, они полностью механические. В них не содержится ничего, что

вы могли бы описать как понимание человеком того, чем он занимается. Это таинственное

сочетание значительной мощи с механической глупостью.

Этот принцип проявится очень ясно, когда мы будем работать с этими маленькими

примерами программ, чтобы поиграть в компьютерный мир.

Сейчас я веду себя провокационно, вроде как высмеиваю компьютер - о, они такие глупые,

но, с другой стороны, мы видим что компьютеры чрезвычайно полезны.

В некотором смысле курс будет именно об этом. С одной стороны, посетить этот

забавный компьютерный мир - он механистичный, и затем связать его с

вещами вроде электронной почты, и аудио в формате МР3. С вещами, которые в реальном мире

очень полезны. Попытаться связать эти 2 мира и показать вам, как

работает компьютер, и как он вписывается в мир. Моя цель в том, чтобы, закончив этот курс,

вы понимали, как работают компьютеры, и как они вписываются в мир.

И в некотором смысле, чтобы вы не были запуганы компьютером. Чтобы вы не думали о нем как о

волшебном, невероятном ящике. Также у меня есть тайный план. В мире слишком мало

специалистов в компьютерной сфере. Существует масса проблем, для которых мы хотели бы найти

решения, но людей для того, чтобы написать нужные программы, не хватает.

Мой тайный план состоит в том, чтобы открыть вам глаза на мир компьютеров и то, как он работает,

некоторые из вас, возможно, обнаружат, что им было бы интересно в будущем заниматься

компьютерными науками. Итак, в первом приближении я намерен посмотреть на то,

как работает компьютер? его внутренности и правда приводятся в движение с помощью программ.

И немного позже мы рассмотрим это подробнее. Это будет только наш первый взгляд.

Здесь я сделал небольшой рисунок компьютера. И программа внутри компьютера

состоит из этих простых указаний. Одно из них может быть - сложить два числа,

ну, сосчитать, сколько будет 1 плюс 1, или проверить, что 2 меньше 10.

Что делает компьютер - с первого взгляда, он просто выполняет этот

перечень указаний. Каждое из них очень простое и компьютер просто шаг за шагом

выполняет весь список - хотя и делает это очень быстро.

Но каждое указание - очень механистическое. То есть я хочу сказать, что

я думаю, это ведет к естественному вопросу: хорошо, если компьютер

такой механистический, он просто выполняет указания, как же выходит, что

в мире существует так много полезных функций? Для этого случая я подготовил вот такую диаграмму.

С правой стороны я намерен представить некоторые полезные свойства. Например,

устранение эффекта красных глаз, или обмен сообщениями через интернет. И я скажу, что для этого обсуждения

ваш телефон, ваш цифровой фотоаппарат - это все - компьютеры. Так что справа

у меня эта полезная функция - устранение эффекта красных глаз. А слева -

компьютер, который просто выполняет эти свои простые

механистические инструкции. Итак, что же связывает эти 2 части? Ответ -

компьютерное программирование. Это человек,

программист, у которого сначала есть идея: о, нам бы нужно

устранить эффект красных глаз - это было бы очень полезно. И они используют свою креативность и

воображение, чтобы придумать, что бы такого полезного мог сделать

компьютер. Вслед за этим программисты структурируют проблему и

и разбирают ее на части - так, чтобы компьютер мог с ней справиться. Они отдают указания

и структурируют вещи таким образом, чтобы компьютер мог сделать вот эту

полезную штуку. Вот в чем состоит компьютерное программирование. Фактически всё,

что вы делаете со своей цифровой камерой, или мобильным телефоном, или

компьютером - за кулисами всего этого был человек, который сделал это возможным.

И мне очень нравится такое сочетание. В том смысле, что программист, человек,

привносит свою креативность и понимание мира, свои мысли о том, что было бы

полезно сделать - это его часть проблемы. А компьютер

привносит то, в чем он хорош. И я бы сказал, что компьютер хорош в том,

что в конечном счете он весьма недорогой. И компьютер способен выполнить все эти указания

очень, очень быстро, и в итоге у нас получается это отличное

сочетание. И в некотором роде именно поэтому в мире так много компьютеров

выполняющих так много полезных функций. Это говорит о том, что это хорошее партнерство

между человеком и компьютером. В каком-то смысле эта диаграмма - часть

краткого изложения всего этого курса. Мы посетим левую сторону, чтобы увидеть

как выглядит компьютерный мир. И взглянем на связь между

реальными функциями, которыми вы пользуетесь, чтобы понять как компьютер вписывается в

мир и выполняет все это. Во второй части этого раздела я планирую

начать делать маленькие примеры программ. И я должен отметить, что

это потребует немного терпения. Я намерен начать программировать. И наши

первые примеры программ будут очень простыми. Они не будут выдавать ничего

сверкающего. Я бы сказал, это будет немного похоже на кирпичики ЛЕГО. Каждый кусочек кода, который мы

выучим - это еще один кирпичик, и в конечном итоге мы будем способы собрать их

вместе и сделать что-то весьма изящное. Но в этих первых нескольких разделах

нам нужно с чего-то начать, и эти первые примеры - очень простые. Я прошу

вас быть терпеливыми и обещаю, что с этим материалом мы доберемся до чего-то весьма искусного.

И, собственно, здесь я немного забегаю вперед - на самом деле

после нескольких часов лекций мы начнем делать визуальные спецэффекты.

И мы обыграем известную, показанную здесь проблему обезьяны, луны и банана. Итак, это

просто небольшой анонс того, чем мы будем заниматься. А сегодня мы выполним

простые кусочки кода. Для этих упражнений по программированию мы будем использовать

язык программирования, который называется JavaScript. JavaScript - очень популярный язык.

Он работает в новых веб-браузерах, вот почему он так невероятно популярен. И вот почему он

отлично подходит для этого курса. Потому что мы работаем в веб-браузере,

а это значит, что наша программа будет легко работать. Мы будем использовать JavaScript плюс

некоторые расширения, которые я добавил только для этого курса. Это не будет выглядеть

в точности так, как профессиональный JavaScript. Мы будем работать с программными выражениями

которые в конечном счете достаточно короткие для того, чтобы понять, в чем суть, четко изложить материал,

который я хочу до вас донести и провести в некотором роде исследование компьютеров, но без того,

чтобы втягивать сюда еще кучу всего, что понадобилось бы для написания профессиональных программ.

Хорошо, вот мой первый пример программы. Каким образом программа будет у нас работать?

У нас есть эта небольшая прямоугольная область. И этот текст внутри вот здесь -

это программа. Еще у нас всегда есть кнопка выполнения здесь внизу. Когда я нажимаю

кнопку "выполнить", что происходит - компьютер идет сюда наверх и

выполняет эти строки. Итак, он будет, как мы сказали, он будет выполнять

каждую строчку. Он будет делать что тут сказано. В этом случае что нам нужно -

функция печати. Это просто слово "print". Каким образом работает функция печать.

Таким, что здесь есть слово "print", а затем левая скобка. А затем -

ряд вещей. Здесь я просто поставил число 6. И, в конечном итоге,

строка заканчивается правой скобкой и точкой с запятой. И что делает функция печати?

Она берет то, что написано между скобками, и печатает это.

Так что, если вы посмотрите сюда, с правой стороны, это

вывод после того, как я нажимаю кнопку "выполнить", То есть если я изменю это, например, и задам напечатать 42

и запущу это, то мы видим здесь 42. Это из первой строки печати, и когда

я скажу напечатать "1, 2" - то мы увидим здесь 1 и 2.

Вот таким образом это работает. Я говорил, что наши первые примеры не очень

показательны - и здесь это действительно так. Я могу попытаться и добавить

здесь еще несколько вещей. Я могу сказать ".47". Когда я выполню это, ок, теперь мы видим, что мы

получили 1 и 2 и .47. Также для того, чтобы показать, что эти строки

мы взяли один раз, я скопирую вот это, и затем я могу вставить несколько раз,

у меня получится много строк. Если я выполню это, теперь мы можем сказать, ладно,

знаете, у нас только что получилось повторение любого вывода.

Есть кое-что, на что я хочу обратить внимание. Это синтаксис этой программы.

Он вовсе не произвольный - напротив, он очень структурированный. Это так и должно быть

для того, чтобы компьютер его понял. И это и есть отражение внутренней природы

компьютера. Он неизменно механистичен, и язык,

который он способен понимать, тоже должен быть механистическим и четким.

Вначале это кажется немного странным - то, что вы просто можете начать и в этой пустой форме

просто написать что-то по-английски и компьютер это выполнит. Подумайте об этом

как о вашем первом уроке. И природе компьютеров. Или можете подумать

в том ключе, что в чужой монастырь со своим уставом не ходят. Я приглашаю вас

посетить мир компьютера. Мы собираемся немного поработать на языке

компьютеров. Вначале ощущения будут несколько странными. Но в действительности

это вовсе не сложно. Синтаксис - может быть, возможно - структура, но и это

достаточно просто. Итак, я бы предложил вам не пугаться этой

структурированной механистической особенности этого языка. Он позволит нам

сделать кое-что замечательное. Хорошо, это был мой первый пример, давайте попробуем второй.

В моем первом примере были просто цифры. В компьютерных программах есть также нечто,

называемое строкой. И вот первый пример строки. В кавычках -

строка это просто последовательность букв, и в программе она пишется между

двойных кавычек. Вот почему я так сделал. В функцию print можно вставлять цифры и выводить их

на печать, но оказывается, она может печатать и строки. Она интерпретирует строку

как последовательность букв и всего остального - она просто выводит их на печать

вот здесь. Вы можете изменить это. Я могу это поменять - она говорит "Hi", можно поменять это на

"Good day". В строке могут быть пробелы. И если я запущу это, то вот здесь

мы получим "good day". В компьютерной программе, строки и числа

встречаются очень, очень часто. Так что строка в компьютерной программе может использоваться

например для URL, который вы только что напечатали, или в текстовом процессоре - каждыйо

абзац, над которым вы работаете, может храниться как строка. То есть строка - это в основном

последовательность букв. В компьютере это очень распространенный тип данных.

Второе, что показывает этот пример кода - это вот эта первая строчка, называемая

комментарием, и в JavaScript комментарии начинаются с двух косых черточек,

и как он работает - начиная с двух косых черточек, все, что находится справа в этой строке,

компьютер игнорирует. Так что я могу пользоваться этим, чтобы написать какие-то пометки о - ну,

вот здесь у меня 2 строки. Какие-то небольшие заметки для меня самого или какую-то

информацию о коде. И когда я запускаю это, компьютер знает, что нужно это игнорировать,

потому что это просто комментарий. В некоторых из моих дальнейших примеров вы увидите

разбросанные комментарии - я делал пометки о том, что происходит.

Один пример, который я могу тут выполнить, немного хитрый. Я намерен вставить слово

print внутрь этой строки. И мы увидим, что он напечатает. Сейчас

во второй строке он печатал hello. Что произойдет, - слово print

внутри строки не воспринимается как команда для выполнения, в отличие от слова print снаружи -

там это функция, к которой обращается программа. Так что когда оно внутри двойных кавычек, как

здесь - это просто данные. Это различие внутри кода.

Порядок. В конце этого раздела у нас будет несколько упражнений,

в которых вы сможете написать кусочки кода, как я это делал. Как я ранее отмечал,

программа работает в системе с очень структурированным и ограниченным синтаксисом.

И это на самом деле очень общая ошибка - даже профессиональные программисты,

которые целыми днями пишут программы - когда они набирают какой-то код,

возможны небольшие синтаксические ошибки, которые появляются в коде - возможно, не хватает правой

скобки или есть опечатка в одном из слов. И эти синтаксические ошибки

очень просто исправить. Это значит, что когда вы первый раз нажимаете кнопку "выполнить",

очень часто обнаруживаются небольшие опечатки, которые нужно исправить.

И я хочу, чтобы вы это понимали. Эти маленькие ошибки не отражают какого-то глубокого

непонимания с вашей стороны или какого-то изъяна - это просто маленькие поверхностные ошибки,

которые постоянно случаются во время программирования. И профессиональные программисты все время

их допускают, и мы их просто исправляе - при этом даже не вспоминаем

о них больше. Так что я думаю, что когда люди впервые начинают программировать,

это может их немного расстроить - все эти маленькие

синтаксические ошибки - это выбивает их из колеи, хотя на самом деле все

делают такие ошибки - в этом абсолютно ничего такого нет. Чтобы помочь немного разрешить эту

проблему, я выполню несколько примеров, в которых.

Здесь я подготовлю несколько примеров, в которых у меня будут типичные маленькие синтаксические ошибки.

И я хочу показать вам, как выглядит ошибка когда вы нажимаете кнопку "выполнить". Хорошо?

Что произойдет - когда вы нажмете кнопку "выполнить", это не будет работать. У меня будет

маленькая ошибка. Я хочу показать вам процесс - есть ошибка,

и нужно исправить небольшую синтаксическую проблему, просто чтобы вы привыкли.

Когда вы в первый раз нажимаете кнопку "выполнить", очень часто случается

подобное. Давайте это сделаем. Итак, я нажимаю кнопку

"выполнить", и вместо выполнения и вывода на экран, я здесь

получаю маленькое сообщение об ошибке. Иногда такие сообщения

описывают, что произошло. Давайте прочитаем это первое. Здесь говорится,

ошибка, не определен P-r, PR , PRlnt is not defined. В чем здесь дело - в функции печати.

Вот это второе здесь, во второй линии - и в этом случае

оно не всегда сработает, но во многих случаях оно подсвечивает строку,

в которой есть проблема. Проблема здесь с опечаткой - здесь не print, а P R L N T

Если я заменю это на i, теперь оно работает. Эта маленькая программа

просто печатает а, 1 и В, 2 и С, 3, так что это просто маленький бессмысленный пример,

который я сделал. Конечно, я напечатал L потому что пытался найти букву, которая

выглядит как I. Вам придется внимательно смотреть,

здесь я был так себе как профессор. Хорошо, давайте попробуем другое.

Я нажму кнопку "выполнить" здесь. Оно говорит - ошибка, незаконченная строка, и

подсвечивает вторую строку. Я смотрю на вторую строку слева

направо. Вы видите 1, В, так что проблема здесь в том, что

это строка. Мы намеревались, чтобы это была строка B, но не хватает закрывающих кавычек.

Нужна пара кавычек - теперь это работает. Я попробую третий пример.

Давайте посмотрим - ошибка, не хватает правой скобки. Опять же, строка подсвечена.

В данном случае сообщение об ошибке очень хорошее -

оно говорит: вот, посмотри. Как и с кавычками, левой скобкой и

правой скобкой - они должны быть парными. Как здесь - должна

быть правая скобка, вот здесь, для функции печати. Теперь это работает.

Хорошо, вот последний пример. Что-то не так, оно говорит: ошибка, не хватает правой скобки.

Сообщение об ошибке неправильное. Иногда в случае синтаксической ошибки

компьютер сбит с толку и не может диагностировать проблему за вас -

в сообщении об ошибке он может сказать - что-то здесь не в порядке со 2-й строкой.

Я советую просто внимательно посмотреть слева направо, и здесь - выглядит

вполне разумно. Бывает, как в этом случае - не хватает запятой.

И я думаю, что это может быть примером различия между компьютерами и людьми. Человек

мог посмотреть на это и увидеть ваши намерения. Как - о, я вижу, тут намеревались

вывести на печать 1 и В. Но компьютер с этой своей механистичностью

- для него все должно быть как следует, так что запятую

нельзя пропустить - она обязательно должна быть, и мы не сдвинемся, пока не исправим.

Хорошо. Теперь это работает. ОК. Это наш первый раздел базовой

печати чисел и строк. У меня есть один пример проблемы - я попробую, это

то, как во многих случаях будут выглядеть упражнения. Хотя следующие упражнения

будут повеселее - обещаю. Здесь написано: измените код внизу,

чтобы при выполнении он выдавал вот такой результат. Он говорит 1, 2, скобка, это из -

популярного детского стишка. Этот код здесь - он что-то

делает, но это не то, что нужно и нам нужно изменить его.

Давайте посмотрим. Вот единица, и что я сделаю - я добавлю 2, затем

я должен не забыть поставить запятую, затем я меняю эту строку

чтобы была скобка. Теперь я могу выполнить его - посмотрим, что он сделает. Я предлагаю вам

если у вас есть какая-то идея или вы просто хотите что-то попробовать,

то вы ничего не сломаете, если просто что-то напечатаете здесь и нажмете

неправильную кнопку. Хорошо иметь желание экспериментировать.

/то первая строка. И я проверю вторую строку. Три, запятая, четыре, запятая,

стук. Хорошо. Теперь это работает. Часто когда я выполняю маленькие примеры

в документе - вроде этого, может быть, что на видел я делаю много примеров,

и вы можете захотеть попробовать, вам будет интересен

второй пример - вы хотите перейти к нему, пробуете какой-то вариант и сами нажимаете

неправильную кнопку - это абсолютно нормально и правильно.

Часто в документе у меня есть маленькая кнопка "показать решение".

Вы можете перейти сюда, и здесь пусто, так что вы можете провести эксперимент.

Но если вам затем станет интересно, какой код был у меня, то его тоже

можно увидеть в документе - вы можете сравнить его со своим решением.

Или если вы хотите его скопировать, или с любой другой целью - пожалуйста. Хорошо.

На этом наш первый раздел заканчивается, посмотрите на эти упражнения по программированию.