วิธีคิดแบบนักวิทยาการคอมพิวเตอร์/The way of the program

บทที่ 1 The way of the program

The way of the program

เป้าหมายของหนังสือเล่มนี้คือต้องการที่จะสอนคุณให้คิดอย่างนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ แนวทางการคิดนี้ผสมกันด้วยระหว่างลักษณะที่สำคัญในการคิดทาง คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ ธรรมชาติ

อย่างนักวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ คอมพิวเตอร์ ใช้ภาษาที่เป็นทางการในการแสดงถึงความคิด(โดยเฉพาะ การคำนวณ) อย่างวิศวกร พวกเค้าสร้างสรรค์ออกแบบสิ่งของ เอาส่วนประกอบมารวมกันเป็นระบบและการแลกเปลี่ยนที่มีการประเมินท่ามกลางตัวเลือกที่หลากหลาย อย่างนักวิทยาศาสตร์ พวกเค้าทำการสำรวจพฤติกรรมที่ซับซ้อนของระบบ ตั้งสมมติฐาน และมีการคาดการณ์ผลการทดลองล่วงหน้า

ทักษะที่สำคัญที่สุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ คอมพิวเตอร์คือการแก้ไขปัญหา การแก้ไขปัญหาหมายถึง ความสามารถในการกำหนดปัญหา คิดสร้างสรรค์เกี่ยวกับการแก้ไขปัญหา และแสดงวิธีแก้ไขปัญหาอย่างชัดเจนและแม่นยำ กระบวนการของการเรียนรู้โปรแกรมเป็นโอกาสที่ดีของการฝึกฝนทักษะในการแก้ไขปัญหา นั่นเป็นเหตุผลที่บทนี้มีชื่อเรียกว่า "The way of the program"

ในขั้นแรก คุณจะได้เรียนรู้โปรแกรม ทักษะที่มีประโยชน์จากโปรแกรม ในขั้นอื่นๆ คุณจะใช้ กระบวนการเขียนและทดสอบโปรแกรมทางคอมพิวเตอร์จนจบ เมื่อเราไปได้ดี ในตอนจบก็จะชัดเจนและเข้าใจมากขึ้น

1.1 The Python programming language

ภาษาทางการเขียนโปรแกรมที่คุณจะได้เรียนรู้คือ Python Python เป็นตัวอย่างของภาษาระดับสูง ซึ่งภาษาระดับสูงตัวอื่นๆที่คุณเคยได้ยินมาคือ C, C++, Perl and Java

อย่างที่คุณอนุมานจากชื่อ "high-level language" เช่นเดียวกันก็มี low-level languages ในบางครั้งหมายถึง “machine languages” หรือ “assembly language” พูดอย่างง่ายๆ คอมพิวเตอร์สามารถที่จำดำเนินการกับโปรแกรมที่เขียนใน low-level languages เท่านั้น ดังนั้น โปรแกรมที่ถูกเขียนขึ้นใน high-level language จะต้องถูกประเมินผลก่อนที่มันจะสามรถรัน นี่เป็นกระบวนการพิเศษที่ต้องใช้เวลา ซึ่งเป็นข้อเสียของ high-level languages

แต่ข้อดีนั้นก็มีมากมายนัก อย่างแรก มันมีความง่ายมากที่จะเขียนโปรแกรมใน high-level languages โปรแกรมที่เขียนจาก high-level languages ใช้เวลาน้อยในการเขียน ภาษาที่เขียนจะสั้นกว่าและง่ายต่อการอ่าน และมีความถูกต้องสูงกว่า อย่างที่สอง high-level languages มีความสะดวกและง่าย ซึ่งหมายถึงมันสามารถที่จะทำงานบนเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต่างกันได้ด้วยการแก้ไขเพียงเล็กน้อยหรือไม่ต้องแก้ไขใดๆเลย low-level program สามารถรันได้บนคอมพิวเตอร์เพียงชนิดเดียวเท่านั้นและจะต้องทำการเขียนใหม่เพื่อที่จะรันบนเครื่องอื่น

สืบเนื่องจากประโยชน์เหล่านี้ โปรแกรมเกือบทั้งหมดถูกเขียนด้วย high-level languages low-level languages จะถูกใช้เพียงสำหรับโปรแกรมที่มีลักษณะเฉพาะ

กระบวนการสองอย่างที่จะทำให้ high-level languages ไปเป็น low-level languages: interpreters และ compliers Interpreter อ่าน high-level program และดำเนินการมัน หมายความว่ามันทำอย่างที่โปรแกรมว่าไว้ มันดำเนินการโปรแกรมเล็กน้อยทีละน้อย สลับกับการอ่านบรรทัดและกระทำการคำนวณ

*compiler = ตัวแปลภาษาโปรแกรมที่เขียนใน high-level language ไปเป็น low- level language โดยแปลทั้งหมดภายในครั้งเดียว ในการเตรียมพร้อมสำหรับดำเนินการต่อไป

*interpreter = ตัวดำเนินการโปรแกรมใน high-level language ด้วยการแปลหนึ่งบรรทัดต่อครั้ง