講座 CS50 的附加資料：第 0 週（講座 1 和 2）

誰還沒看過哈佛關於程式設計基礎的講座，請來這裡： https: //javarush.com/quests/QUEST_HARVARD_CS50 =)

介紹。CS50課程結構

朋友們！在介紹中，我們將提醒您（或告訴您任何人）CS50 的結構。課程為期12週。每周有兩次講座，以及各種研討會和講解。講座一準備好，我們就會發表這樣的文章。它將包含講座的簡要說明、「短片」註釋和附加訊息，以及實踐作業的翻譯。零週講座涵蓋以下問題：

• 二進制數係統。
• ASCII碼
• 演算法和演算法思維
• 編譯器
• 刮擦語言
• 布林表達式
• 狀況
• 週期
• 變數
• 功能
• 陣列
• 流
• 活動

第 0 週目標：

• 了解如何以數位方式表示資訊。
• 學習基本的軟體結構和概念。
• 使用 Scratch 創建自己的動畫、遊戲或互動活動。
• 給你的朋友留下深刻印象=)。

CS50 第 0 週（講座 1-2）：筆記

演算法

我們希望您已經觀看了講座並了解演算法將問題的解決方案（各種問題、數學問題或“如何到達地鐵站 N”）分解為多個步驟。而且，每個步驟必須在有限的時間內完成，並且步驟本身必須有一定的數量。此外，下一步取決於上一步驟。例如，您可以在此處閱讀有關演算法的更多資訊。如果你懂英語，請觀看 David Malan 製作的精彩 TED 動畫：https://youtu.be/6hfOvs8pY1k 雖然影片中的資訊通常會重複講座中的信息 =)。

二進制數係統

我們有 10 根手指，系統是十進制的。也就是說，我們可以使用數字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 來表示任何數字，無論有多大。根據數字在數字中的位置，它可以表示不同的是：如果這個數字是最後一個數字，那麼它位於個位，倒數第二個位於十位，更左邊的是百位，依此類推。本質上，任何數字都可以寫成數字總和，每個數字都乘以十的某個冪次方。在單位的情況下 - 零。例如，1573 = 3*10 ⁰ + 7*10 ¹ +5*10 ² +1*10 ³。數字相乘的數字稱為數字系統的基數。對於十進制系統，邏輯上的基數是十。計算機沒有手指，但有兩種狀態：有條件地“電流正在流動”和“電流不流動”，零和一。因此，電腦記憶體中的所有數字（以及一般資訊）僅由兩個數字組成 - 0 和 1。與十進制數字系統的情況一樣，它們的位置指示數字。現在這個數字可以分解成數字和，不是乘以十的冪，而是乘以二的冪。二進位中的 0 = 0 二進位中的 1 = 1 二進位中的 2 = 10 7 ₁₀ =111 ₂ 學習從二進位轉換為十進位。您可能已經了解這是如何完成的 - 我們只需從最右邊的數字開始取數字，然後將其乘以與其數字相對應的底數次冪，然後將每個數字的所有內容相加。例：讓我們找出二進制數 101101 ₂ 最右邊的一個 = 1*2 ⁰ 下一個零 = 0*2 ¹ 右邊第三個 = 1*2 ² 第四個 = 1*2 ³ .. …依此類推101101 ₂ = 1*2 ⁰ + 0*2 1 ⁺ 1*2 ² + 1*2 ³ + 0*2 ⁴ + 1*2 ⁵ = 1 + 0 + 4 + 8 + 0 + 32 = 45 ₁₀ 想像八個燈泡排成一排。他們每個人都有自己的開關。每個燈泡都是一次放電。你能想像什麼，記得第一堂課（那裡有這樣一個設備）或這裡有一個小部件供你使用： http: //cdn.cs50.net/2016/x/psets/0/pset0/bulbs.html 播放借助它，練習「感受」它的二進位系統。從十進制轉換為二進制。如果你了解其本質，這裡的一切也都非常簡單。這裡我們有數字 57 ₁₀。要將其轉換為二進制，您需要確定兩個的最大冪不超過這個數字。2 ⁶ = 64。這顯然太多了。但是 2 ⁵ = 32。現在我們已經確定了最高有效數字。32 ₁₀= 100000 ₂ . 現在我們正在尋找下一個數字。57-32 = 25. 現在對於 25，我們正在尋找不超過 25 的 2 的冪。2 ⁴ = 16. 這意味著我們的下一個數字也等於 1。32+16 = 48 ₁₀ = 110000 ₂。57 – 48 = 9。2 ³ = 8，這小於 9。這表示下一個數字也將是 1。32 + 16 + 8 = 56 ₁₀ = 111000 ₂ . 57-56 = 1，即只剩下1次方2 ⁰。因此 57 ₁₀ = 111001 ₂。如果突然有些不清楚，你可以在維基教科書上閱讀更多內容，如果你的英語很強，這裡有一個對講座的小補充。

ASCII碼

電腦只能理解零和一，它的記憶體可以表示為一串很長的帶有開關的燈泡，如您在上面看到的。我們已經了解如何在計算機中表示數字。剩下的資訊呢？字母、圖片？假設英文字母表中有 26 個字母。也就是說，理論上我們只能用二元來表示0到25之間的數字。出現了以下問題：我們如何知道我們有一個小寫字母還是大寫字母？標點符號呢？像空格這樣的隱形標誌？簡而言之，我們需要一個編碼系統，Cap！在 20 世紀 60 年代，出現了許多不同的字元編碼方案。缺乏統一性被證明是一個問題，1963 年，美國標準協會 (ANSI) 開發並推出了 ASCII（美國資訊交換標準代碼）編碼方案。每個 ASCII 字元由 7 個位元組成，即 7 位，每個位元可以取值 0 或 1。7 位可以保存二進位從 0 到 127 的數字，這表示我們有 128 個數字來編碼字元。看起來這足以對書寫英語語音進行編碼？我們來數一數： az - 26 個選項 AZ - 26 個還有 0-9 - 10 ,;:~& 和其他標點符號 - 32 個 還有一個空格。總計 - 95 個字元。其餘 33 個空選項用於所謂的控製字符，例如換行符或回車符： https: //ru.wikipedia.org/wiki/ASCII#/media/File : ASCII_Code_Chart.svg區分它們很重要字符0-9和數值0 -9。字元 0-9 由 ASCII 值 48-57 表示。有趣的是，這些 ASCII 值最右邊的四位是數值 0-9 的二進位表示。這在某種程度上簡化了 ASCII 值與其實際數值之間的轉換方式。我們開始程式設計吧？

刮痕

所以，刮擦。講座中向您介紹了這種視覺化程式語言及其基本命令。要親自嘗試 Scratch，請點擊連結並點擊「加入」。註冊後，您就可以開始線上程式設計。是的，順便說一句，今天的 Scratch 已經部分俄羅斯化了。不過，幫助還是英文的。如果您願意，您可以玩並查看講座中演示的學生專案的代碼。這是皮卡丘糕點捕捉。或將廢棄物分類到不同容器中的項目：https://scratch.mit.edu/projects/71161586/ 大衛和公司請您不要擔心，如果您認為自己無法完成如此複雜的專案：這個等級已經需要一些技能。

鍛鍊

1. 為了更了解 Scratch 中發生的流程，您可以從此處下載多個專案的原始程式碼。玩玩看看。學習別人的程式碼非常有用。這是找出您自己尚未成熟的程序中的內容的最佳方法之一。一旦您開始了解這些應用程式的工作原理，您就可以安全地繼續前進。

2. 現在是時候自己做點什麼了。挑戰在於享受樂趣，同時從頭開始實施一個小型專案。它可以是動畫、遊戲、互動動作。

專案要求：

• 程式必須包含至少兩個精靈（字元、圖像），其中之一絕對不能是貓=）。
• 必須至少有三個腳本（操作）。
• 必須至少執行一個條件、一個迴圈和一個變數。
• 程式中必須至少包含一種聲音。

也就是說，從本質上講，您的專案將比講座中編寫的專案更複雜，但比演示的有關皮卡丘和垃圾收集的玩具更簡單。因此，您的專案可能會使用數十個拼圖來組成 Scratch 程式碼。如果事情不起作用，您可能需要改變解決問題的方法。最主要的是不要害怕！我們邀請您提出問題並在評論中分享您的項目。

Scratch：快速操作指南

精靈是該項目的中心物件。任何角色──一隻貓、一架飛機、一個球──都是一個精靈。如果您添加了兩隻不同的貓，那麼它們就是兩個不同的精靈。 每個精靈都有描述其行為的腳本。這些是動作塊。服裝就是物體的樣子。精靈本身本質上只是圖畫。每個精靈可以有多種服裝。要建立精靈，您需要從 Scratch 庫中選擇其原始服裝，在內建編輯器中繪製自己的服裝，上傳任何圖像，甚至使用網路攝影機拍照並上傳。所有精靈都放置在所謂的舞台上。舞臺本質上是我們的畫布，是節目的背景。您也可以將庫中的聲音附加到精靈或場景，或者您可以載入它們或使用麥克風自己錄製它們。要開始執行程序，您需要點擊場景視窗右上角的綠色標誌。但在執行此操作之前，您需要在程式中放置以下區塊： 並在其上附加一些區塊，作為設計器部分。例如： 在這種情況下，當您點擊旗幟時，附加動作的精靈會走 50 步並發出喵喵聲。我們有很多塊。它們分為三個選項卡：劇本、服裝和聲音。讓我們寫一個帶有條件的簡單程式。如果滿足了，貓就會喵喵叫；如果沒有滿足，它就會保持沉默。運算符以綠色表示。那些測試條件是真是假的工具的側面有尖角。條件測試結構和循環以橙色顯示。它們有特殊的孔，您可以在其中放置其他塊。

週期：

重複無限次： 重複某事一定次數： 如果滿足條件，則重複某個操作： 您可以在資料區塊中建立變數。在下面的範例中，我們建立了一個變數 x，並且可以立即使用它來執行一些操作。您可以設定變數的範圍：針對所有精靈或針對一個精靈。 綠旗並不是唯一的行動。此外，在「事件」部分中，您還可以找到許多其他控制條件。例如，您可以選擇當您用滑鼠點選按鈕或精靈本身時要執行的動作。如果您需要其他信息，可以在此處找到。

還有什麼

如果您的網路存取還有很多不足之處，我們建議您在https://scratch.mit.edu/scratch2download/下載離線 Scratch 編輯器。然後，不要忘記使用「檔案」>「從電腦上傳」將您的專案提交到http://scratch.mit.edu/。