第1章 程序设计的计算机基础.pptx
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1、哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学第第1章章程序设计的计算机基础程序设计的计算机基础计算机程序设计语言的精彩计算机程序设计语言的精彩 “我们的世界就是计算,就是一套简单的规则生成的复杂现象。很多时候人们说的随机性,只是证明你还没为这个系统建立完整的模型而已。”斯蒂芬沃尔弗拉姆宇宙的本质是计算计算无处不在!计算无时不在!计算的计算的“自动化自动化”梦想梦想3约瑟夫约瑟夫雅卡尔雅卡尔机械的传动下自动完成图案编织1804年年查尔斯查尔斯巴比奇巴比奇程序控制1822年年约翰约翰莫奇利莫奇利约翰约翰埃克特埃克特电子数字积分计算机1946年年阿兰阿兰图灵图灵图灵机1937年年布莱兹布莱兹帕斯卡帕斯卡巧妙的机械设
2、计实现自动进位1642年年计算的计算的“无止境无止境”现实现实4计算的计算的“再塑造再塑造”未来未来5通过解决基于分子的信息编码和处理的一系列数学和计算问题,分子信息学程序寻求数据存储、检索和处理的新范式分子信息学也将不再依赖传统计算机的二进制数字逻辑,而是利用分子的广泛结构特征和性质来实现数据编码和操纵数据分子信息学计划编程不只是编程不只是“coding”“计算机科学专业的教授应当为大学新生开一门名为怎么像计算机科学家一样思维的课,面向非专业的,而不仅仅是计算机科学专业的学生”“机器学习已经改变了统计学。计算生物学正改变着生物学家的思考方式。类似地,计算博弈理论正改变着经济学家的思考方式,纳
3、米计算正改变着化学家的思考方式,量子计算正改变着物理学家的思考方式”“计算思维代表着一种普遍的认识和一类普适的技能,每一个人,不仅仅是计算机科学家,都应热心于它的学习和运用”周以真6编程不只是编程不只是“coding”7拟人人脑思维功能和思维过程模拟拟机理解或模拟计算机所形成的工作方式(思维方式)计算技术栈与程序执行过程计算技术栈与程序执行过程8Physics(物理原材料)Transistors(晶体管)Gates/Registers(门/寄存器)Micro Architecture(微架构)Assembly Language(汇编语言)High-Level Language(高级编程语言)A
4、lgorithm(算法)Application(应用)Machine Code(二进制机器码)Instruction Set Architecture(指令集架构)Increasing order of ComplexityIncreasing order of AbstractionSoftwareHardware高级语言temp=v k;vk=vk+1;vk+1=temp;TEMP=VKVK=VK+1VK+1=TEMPlw$t0,0($2)lw$t1,4($2)sw$t1,0($2)sw$t0,4($2)汇编语言机器码C/C+编译器Fortran编译器汇编器计算技术栈程序执行过程指令集00
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