计算机编程的认识（编程是怎样的）

假期在家待得怎么样？是不是天天过着衣来伸手饭来张口的日子，当然也时常伴随着妈妈的“嫌弃”和“唠叨”？哈哈~

编程是怎样的

接下来，丫姐跟你说一件丫姐在过年期间发生的有意思的事儿：

小侄子：姑姑，你会不会编程?

我答：会啊...

小侄子：那你教教我呗，教我怎么成为网上说的那个黑客？用一台电脑，黑框框，敲一堆看不懂的字符，随时可以把别人账户里的钱偷走的。

我答：这犯法吧...

这时候二叔走过来说：不就是那个少儿编程嘛，我孙子就在学这个。

婶婶也来凑热闹说：啊，我邻居家孩子就是学编程的，一个月3、4万块呢，还风不吹雨不淋的。

我答：现在编程是潮流，国家也开始鼓励青少年学习编程，培养编程思维了。今后社会会越来越面向智能化，不了解这个东西，慢慢就落伍了。

婶婶：那你也给我们讲讲吧，我们也学学...

我：吧啦吧啦开始讲一堆…

除此之外，还有一些朋友通过一些视频和段子，对编程有了自己的理解。

于是他们会问我程序员都脱发么? 能不能写个机器人出来...不知不觉中，编程似乎已经家喻户晓。

虽然大家对【编程】理解的都不同，但是每一个人都正在或即将接受着编程的相关知识（包括一些老年人和孩子）。那么，编程到底是个啥东西？你确定你都了解么？

接下来，丫姐就通过以下几个关卡，带你全面、正确的认识一下编程。

第一关 编程初印象

1.1 为什么会产生编程？

大家都说，艺术源于生活，那你知道【编程】来源于哪里么，为什么会产生【编程】？

当代大学生、打工仔每天都会纠结同一件事，那就是吃什么？

由于工作地点离家很远，早上时间不充裕或寝室根本没法开火，不想出门等因素，我们不能自己做饭。于是，一项“生活需求”应运而生--外卖。

所以，外卖就是源于我们在生活中的需求，而点外卖就是通过【编程】来实现的。

再比如，超市收银。

假设，顾客买了100件东西，如果使用计算器加来加去，既浪费时间又有可能算错。但如果使用编程完成一个软件那就不同了。你应该看到过超市收银的那个设备吧，其内部的系统也是使用【编程】完成的。扫码得到价格，并使用程序自动执行加法，最后还可以提示找零金额。速度快还省人力物力。

此外，还有医院的挂号系统，你每天使用的微信/支付宝等等，都是编程的杰作。

原来，【编程】就是源于我们的生活需求，是为了使我们的生活更加便利，且我们每一个人都直接或间接地参与了编程中的某个环节。

如果你还是觉得有些懵懵懂懂，那我们再来看一张图：

图中的【思维】，就是我们需要的各种需求，也就是想要计算机帮我们做什么事。

图中的【表达】，就是计算机能够看懂的指令 0和1。

而如何将思维表达出来，让计算机执行，就需要我们（程序员）来完成了。

这也就是丫姐要谈的第二个问题，编程的宏观定义。

1.2 编程的概念

用一句话来解释【编程】就是：编写出让计算机能够执行某件事的代码。

再详细一点描述，就是为了完成某项需求，将解决问题的步骤，用计算机能够理解的语言写成指令， 这就是【编程】。

所以，我们可以看出编程共有这么几个部分：

1）需求--想要解决的问题或想要完成的任务；

2）把这个需求变现成计算机能够读懂的代码；

3）计算机执行代码，实现需求。

那接下来请你思考：编程中最重要的【核心】是什么呢？

对，就是上述我们提到的第2个部分，解决了这个问题，也就成功了80%。

至于怎么解决嘛，嘿嘿，不要着急，我们先来稍作休息，喝喝水，放松一下精神，进入下一关。

第二关 从生活视角理解编程

欢迎来到第二关，本关我们继续来聊聊上一关卡末尾留下的悬念。

那就是，如何将【需求】一步一步编写成计算机能够读懂的代码，也就是【逻辑】。

其实，在我们对编程领域的东西知之甚少的时候，大可不必去看一些专业性强的科普文章，因为里面的专业术语会让你觉得晦涩难读，产生畏难情绪。

所以，贴心的丫姐选择使用我们生活中最常见的场景带你去体会一下，什么是【逻辑】？什么是【步骤】？什么是【流程】？

2.1 计算机中的【步骤】与【逻辑】

场景1：假如，今天早上我想吃煎鸡蛋，但是我并不知道怎么做。于是我找了一份菜谱，如下：

从菜谱中，可以看出，只要我们按照操作菜谱的【步骤】完成，最后就应该可以得到一份煎鸡蛋。

这个菜谱也可以理解为， 只需要按照这个12345来， 最终就会完成相应的任务。

但此时肯定会有小盆友有疑问：不对啊，我照着做了也没做好这个煎鸡蛋啊，反而成了黑暗料理...为什么呢？

哈哈，这个疑问是正确的。因为我们光有【步骤】还不行，还需要有【逻辑】。

那什么是【逻辑】呢？我们一起来看场景2。

场景2：记录我的一天都做了什么。日记如下：

从日记中，我们可以看出有三种逻辑，分别是顺序，分支和循环。

顺序结构：先做什么，再做什么。

比如，早晨起床，先刷牙，再洗脸。

比如，日常上班先打卡，到工位，再打开电脑，写代码。

分支结构：判断条件，选择条件。

比如，没有雨就不带雨伞，下雨了就带伞。

比如，碰到上司，就说领导早上好（谄媚表情）；碰到同事，就说吃早饭了没（微笑）。

循环结构：反复做一系列的操作。

比如，代码出了问题，要调试，修改，再调试，再修改，再调试，再修改......直到问题解决。

那么当【逻辑+步骤】时，就组成了一个新的名词，叫【流程】。

所以，在煎鸡蛋的场景中，有小盆友疑惑鸡蛋做不成是对的。

因为我们还需要【逻辑判断】，比如，煎鸡蛋是中小火还是多大火？多少算是适量酱油？如果每一个步骤上都加上该有的逻辑，最后程序就不会出错。

2.2 计算机中的【流程】

好，下面就是如果让计算机帮你煎鸡蛋，会是什么样的流程。

你会发现流程十分严谨，它并不像我们看的菜谱一样随意。

严谨是好的吗？当然是，如果不严谨，你银行账户里就可能随便丢钱，到时候，你可是要哭鼻子的哦~~

好，以上就是丫姐用两个生活场景给你解释了-- 编程都是做些什么。

我们再来总结一下：编程，其实就是将我们的需求化为一个个【流程】，写到计算机中，让计算机帮我们执行。

怎么样？是不是很通俗？想不想继续挑战一下？

在程序员的眼中，什么是编程呢？请看下一关卡。

第三关 从专业角度认识编程

欢迎来到第三关，本关丫姐会再说一说程序员眼中的编程，也就从专业角度看编程是什么。

温馨提示：本关卡涉及到的专业名词较多，不过不要担心，丫姐都会给你一一解释清楚...

3.1 数据结构

言归正传，有一本书的名字叫《Algorithms + Data Structures = Programs》，书名其实就是专业角度的编程定义。

翻译成中文就是《算法+数据结构=程序》，这里提到了两个专业名词，【算法】和【数据结构】。

首先，我们先来说说什么是【数据结构】。

数据结构其实就是数据存储的方式。所谓 存储 就是将数据保存下来，以防丢失。

下面我们不妨用几个生活中的例子来理解一下：

火车站售票口排队的人群

旅客站成一队等待买票，排最前面的，先能买到票。站在最后面的，最后能买到。

如果我们把旅客看作是数据，这种数据结构就是【队列】。

特点是：先进先出。

小时候玩的玩具枪

玩具枪可以上一颗颗圆圆的子弹，向弹夹里装子弹的时候，是一颗一颗压下去的。但是射击的时候，最后压进去的子弹最先出来，最先压进去的子弹最后才出来。这种结构就是【栈】。

特点是：先进后出。

电脑的文件夹

文件夹可以包含有多个子文件夹和文件，子文件夹又可以再包含下一层的子文件夹和文件。

这个结构可以理解为【树型结构】。文件是树的“叶子“节点，子文件夹可以是树的分支，也可以是”叶子“。

特点是：分支和层级关系。

这时候，肯定有小伙伴又有疑问了，要这么多数据结构干什么？有什么用吗？

答案是肯定的，因为数据结构的存储方式不同，就决定了要执行任务的顺序以及速度不同。如果使用合适的数据结构会让你的程序性能达到最优。

3.2 算法

现在，我们再来说说【算法】。

算法，就是能够解决问题的方法。

这样说似乎有些抽象，我们举个例子来说，比如，我们要去人群里面找“穿蓝衣服、白裤子的男人“，人群人数很多，一眼找不到。那么要怎样找到呢？

有很多种方法，这里丫姐简单来说两种：

第一种：

先找穿蓝衣的

再从蓝衣服中找穿白裤子的人

判断是不是男人

第二种：

先把女的都排除掉

不是蓝衣服的排除掉

不是白裤子的排除掉

以上两种方法，最后都能达到我们的目的，两种都是算法。那么它们有什么优劣之分吗？

这需要看我们的面对的群体（数据）是什么样的：如果这个群体中女人居多，那么第二种方法则优势明显。

所以，在编程中，我们一直都在致力于寻找解决问题的最优算法。

说到这里，丫姐突然想起一个笑话，讲给你听。

一个程序员下班，他老婆打来电话说：「你下班后去超市买十个苹果回家，如果看到西瓜，就买一个。」

结果，程序员回来的时候只带了一个苹果回家，他的可怜下场不可可知。但导致他犯错误的思考逻辑却正是编程中的算法逻辑：「若没看到西瓜，就买十个苹果；若看到西瓜，则买一个苹果。」

总的来说，【算法】就是运用逻辑来解决问题。而将算法和数据结构结合起来，就是程序。而程序的设计，就是编程。

这个时候你可能又会想，那编程到底是一门知识，还是一种能力呢？

丫姐认为，【懂编程】是计算机知识积累的结果，但是【能编程】则是一种实践能力。

这就类似于：有些人汽车知识了解一大堆，但却不能开车上路。所以理论还是要和实践相结合呦~

好，真正知道编程到底是个啥之后，下一关丫姐会继续给你科普一些关于编程，你不知道的冷知识，标准让你张大嘴巴~

第四关 科普编程知识

欢迎来到第四关，本关我们主要科普一些编程常识，让你对编程理解的更透彻，也能拥有更多饭后谈资~

常识1：编程是谁发明的，如何演变的？

这个可就说来话长了，听丫姐细细给你道来。

你知道么？很久以前，在电子计算机诞生之前，计算机这个角色是由（女）人来扮演的。

因为大多数计算都是由人类女性，手工完成的，所以这些女人被统称之为「computers」。

但后来大家发现人计算既浪费时间，又存在误差，于是慢慢研究出一种东西，叫做【真空管】。

这些真空管有一个有趣的特性：用三个针脚可以控制真空管两端节点的电流。这使得真空管在处理模拟信号方面是可行的，真空管可以控制机器和传输模拟信号。

后来，数学家意识到，如果能够使用布尔运算，理论上就可以创建执行这些运算的机器。于是，人们使用这种理论构建了一些【机械式计算机】，但是由于机械计算机的速度太慢而且成本高昂，所以没有真正的应用。

下图就是【机械式计算机】：

接下来，是【固态晶体管】，能提供与真空管相同的功能，但它们更小，更便宜并且能够持续更长时间。所以电脑开始变得越来越便宜，越来越广泛。

但由于操作员（程序员）不得不坐在终端前，打开闭合开关，非常不方便，所以后来又发明出了穿孔打卡的方式，能够更简单方便地切换开关。

下图就是打出来的纸孔。打孔的卡上面有很多排线，每条线都有可以打的孔，这些线和开关相互匹配。

现在开始，人们不再天天操作那些乏味的开关了，改为程序员们去打孔了。每一条线，都代表着不同的指令。有个机器，可以连接到计算机读取这些指令。

就这样，我们就可以在【打孔卡】上面写程序啦。这减少了相当多的工作，写出一个卡片能使用相当久，也避免了重复造轮子问题。

再后来，天才格雷斯·霍珀（Grace Hopper）姐姐，后被人们称为“计算机程序之母“，她想出了一个很棒的点子。

她提出可以设计一种程序，让人们可以用类似英文的语法，把想做的事写下来，然后用这个程序把英文翻译成机器的语法，交给机器去执行。

于是，她发明了世界上第一个【编译器】 (Compiler)，名字叫做 A-0。当时是没有任何组合语言及程序语言存在的，所有的程序设计人员都要把【程序】翻译成【机器码】，01101010110 这样的形式，在纸上打孔，再送到机器里去读。

编程语言因为 A-0【编译器】而迎来了曙光。虽然它只是科技史上的一小步，但是真的是革命性的，它改变了人类对于编程的思考方式，创造了抽象的思维方式。这意味着人们可以在更高的层次上思考。也改变了人们对如何编写程序的想法。

之后也就慢慢衍生出今天的编程来...

常识2：编程语言和编程是一个概念吗？

所谓编程语言，其实就是某一种计算机可以读懂的语言，它也是有发展历程的，你感不感兴趣？

坐好小板凳，听丫姐好好给你讲。

最先出生的编程语言是 机器语言。它非常简单。有多简单呢？

简单到只用“1”和“0”两个数字就可以进行编程。

它也非常让人恼火。有多恼火呢？

就像把盐粒和味精混合到一起，让你挑出来混进去的一粒白砂糖。

尽管机器语言难学难懂、不可复制、编程繁杂，但速度极快。但人类通过机器语言跟计算机对话，类似于外国人用中文和中国人讲话。所以对人类而言，0.00001秒和0.00000000001秒并没有什么差别。所以，哪怕你机器语言跑得再快，也不能获得人类芳心。

于是，汇编语言 诞生了。

汇编语言，用助记符代替了机器语言中的操作码，用地址符号或标号代替了指令或操作数地址。大概就相当于，这帮学中文的外国人开始学拼音了。

不过，汇编语言所做的事情只是将机器语言做了简单的编译。所以，移植和推广依然很困难，读懂代码的设计意图也存在不小的障碍。

终于在1956年，集万千宠爱于一身、引无数程序员秃头秃的 高级编程语言 诞生了。

FORTRAN，这个出生就注定了将围绕着无数锃光瓦亮头顶的荣光语言，居然是被一个并不怎么喜欢编程的约翰·巴克斯（John Warner Backus）发明出来的。

作为高级编程语言家族中长子，虽然经过了几代更迭，但依然在数值计算、科学和工程技术领域占据着强大的优势地位。老归老，但是要记住，你大爷永远都是你大爷。

当然，编程语言这东西倒也不是说越有资历就越受青睐。根据TOIBE 2019年10月发布的程序语言排行榜来看。

70年的C语言95年的Java 和 依然稳稳占据着前三的宝座，91年的Python如今势头正猛，坐上了第二的位置。

此外，排名前十的语言中：

70后C语言一枝独秀；

80后有3种语言上榜，表现最好的是83年被正式命名的C++，位列第四；

90后则有4种语言上榜，其中Java和Python表现最优，PHP与JavaScript紧随其后；

00后只有两种语言上榜，分别是C#与VisualBasic.NET。

我们有理由相信，未来将会有更丰富、更方便、更人性化的编程语言出现。也许某天，可以把人类语言直接翻译成机器语言也说不定……

所以，正在犹豫要不要学编程的小伙伴，还在等什么？赶紧学起来...

常识3：编程思维是什么？计算机思维呢？

首先，计算机思维和编程思维是一个概念，所以我们解释一个就可以了，那什么是编程思维呢？

有这么一句笑话，说学编程以前，1000是整数，学编程以后凑个整都是1024！

学术上讲，编程思维就是解决问题的算法加代码实现过程的集合。编程思维有两个组成部分，一部分是算法设计，另一部分是代码实现。

学习编程，其实最关键的不是要掌握编程的“语言”，而是要学会编程过程所用到的思考方式就是“编程思维”。

编程思维的核心，不是编程语言，也不是语法，甚至不是算法或数据结构本身，而是如何分解问题，从中发现规律，建立解决问题的模型，并映射到合适的数据结构和算法上，然后才能根据算法写程序实现。

比尔盖茨、扎克伯格、乔布斯等前辈都用经验告诉我们，拥有编程思维的人，就相当于成功了一半——不但逻辑清晰心思缜密，而且解决问题能力、管理能力也非一般人可比。

好啦，以上就是本次的全部内容了，不知道你有多大的收获呢？

另外，对现在我们的大多数朋友来说还是学编程技术最重要！栽一棵树最好的时间是十年前，其次是现在。对于准备学习编程的小伙伴，如果你想更好的提升你的编程核心能力（内功）不妨从现在开始！

上面就是小居数码小编今天给大家介绍的关于（编程是怎样的）的全部内容，希望可以帮助到你，想了解更多关于数码知识的问题，欢迎关注我们，并收藏，转发，分享。

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