讲座 CS50 的附加材料：第 0 周（讲座 1 和 2）

谁还没有看过哈佛关于编程基础知识的讲座，请访问这里： https: //javarush.com/quests/QUEST_HARVARD_CS50 =)

介绍。CS50课程结构

朋友们！在介绍中，我们将提醒您（或告诉您任何人）CS50 的结构。课程为期12周。每周有两次讲座，以及各种研讨会和讲解。讲座一准备好，我们就会发表这样的文章。它将包含讲座的简要说明、“短片”注释和附加信息，以及实践作业的翻译。零周讲座涵盖以下问题：

• 二进制数系统。
• ASCII码
• 算法和算法思维
• 编译器
• 刮擦语言
• 布尔表达式
• 状况
• 周期
• 变量
• 功能
• 数组
• 流
• 活动

第 0 周目标：

• 了解如何以数字方式表示信息。
• 学习基本的软件结构和概念。
• 使用 Scratch 创建您自己的动画、游戏或互动活动。
• 给你的朋友留下深刻印象=)。

CS50 第 0 周（讲座 1-2）：笔记

算法

我们希望您已经观看了讲座并了解算法将问题的解决方案（各种问题、数学问题或“如何到达地铁站 N”）分解为多个步骤。而且，每个步骤必须在有限的时间内完成，并且步骤本身必须有一定的数量。此外，下一步取决于上一步。例如，您可以在此处阅读有关算法的更多信息。如果您懂英语，请观看 David Malan 制作的精彩 TED 动画：https://youtu.be/6hfOvs8pY1k 虽然视频中的信息通常会重复讲座中的信息 =)。

二进制数系统

我们有 10 个手指，系统是十进制的。也就是说，我们可以使用数字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 来表示任何数字，无论有多大。根据数字在数字中的位置，它可以表示不同的是：如果这个数字是最后一个数字，那么它位于个位，倒数第二个位于十位，更左边的是百位，依此类推。本质上，任何数字都可以写成数字之和，每个数字都乘以十的某个幂。在单位的情况下 - 零。例如，1573 = 3*10 ⁰ + 7*10 ¹ +5*10 ² +1*10 ³。数字相乘的数字称为数字系统的基数。对于十进制系统，逻辑上的基数是十。计算机没有手指，但有两种状态：有条件地“电流正在流动”和“电流不流动”，零和一。因此，计算机内存中的所有数字（以及一般信息）仅由两个数字组成 - 0 和 1。与十进制数字系统的情况一样，它们的位置指示数字。现在这个数字可以分解为数字之和，不是乘以十的幂，而是乘以二的幂。二进制中的 0 = 0 二进制中的 1 = 1 二进制中的 2 = 10 7 ₁₀ =111 ₂ 学习从二进制转换为十进制。您可能已经了解这是如何完成的 - 我们只需从最右边的数字开始取数字，然后将其乘以与其数字相对应的底数次幂，然后将每个数字的所有内容相加。示例：让我们找到二进制数 101101 ₂ 最右边的一个 = 1*2 ⁰ 下一个零 = 0*2 ¹ 右边第三个 = 1*2 ² 第四个 = 1*2 ³ .. ……依此类推 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 想象一下八个灯泡排成一排。他们每个人都有自己的开关。每个灯泡都是一次放电。你能想象什么，记得第一堂课（那里有这样一个设备）或者这里有一个小部件供你使用：http://cdn.cs50.net/2016/x/psets/0/pset0/bulbs.html 播放借助它，练习“感受”它的二进制系统。从十进制转换为二进制。如果你了解其本质，这里的一切也都非常简单。这里我们有数字 57 ₁₀。要将其转换为二进制，您需要确定两个的最大幂不超过这个数字。2 ⁶ = 64。这显然太多了。但是 2 ⁵ = 32。现在我们已经确定了最高有效数字。32 ₁₀= 100000 ₂ . 现在我们正在寻找下一个数字。57-32 = 25。现在对于 25，我们正在寻找不超过 25 的 2 的幂。 2 ⁴ = 16。这意味着我们的下一个数字也等于 1。 32+16 = 48 ₁₀ = 110000 ₂。57 – 48 = 9。2 ³ = 8，这小于 9。这意味着下一个数字也将是 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，你可以在维基教科书上阅读更多内容，如果你的英语很强，这里有一个对讲座的小补充。

ASCII码

计算机只能理解零和一，它的内存可以表示为一串很长的带有开关的灯泡，如您在上面看到的。我们已经了解如何在计算机中表示数字。剩下的信息呢？字母、图片？假设英文字母表中有 26 个字母。也就是说，理论上我们只能用二进制来表示0到25之间的数字。出现了以下问题：我们如何知道我们有一个小写字母还是大写字母？标点符号呢？像空格这样的隐形标志？简而言之，我们需要一个编码系统，Cap！在 20 世纪 60 年代，出现了许多不同的字符编码方案。缺乏统一性被证明是一个问题，1963 年，美国标准协会 (ANSI) 开发并推出了 ASCII（美国信息交换标准代码）编码方案。每个 ASCII 字符由 7 个位组成，即 7 位，每个位可以取值 0 或 1。 7 位可以保存二进制从 0 到 127 的数字，这意味着我们有 128 个数字来编码字符。看起来这足以对书面英语语音进行编码？我们来数一数： az - 26 个选项 AZ - 26 个还有 0-9 - 10 ,;:~& 和其他标点符号 - 32 以及一个空格。总计 - 95 个字符。其余 33 个空选项用于所谓的控制字符，例如换行符或回车符：https://ru.wikipedia.org/wiki/ASCII#/media/File:ASCII_Code_Chart.svg 区分它们很重要字符 0-9 和数值 0 -9。字符 0-9 由 ASCII 值 48-57 表示。有趣的是，这些 ASCII 值的最右边四位是数值 0-9 的二进制表示。这在一定程度上简化了 ASCII 值与其实际数值之间的转换方式。我们开始编程吧？

划痕

所以，刮擦。讲座中向您介绍了这种可视化编程语言及其基本命令。要亲自尝试 Scratch，请点击链接并单击“加入”。注册后，您就可以开始在线编程。是的，顺便说一句，今天的 Scratch 已经部分俄罗斯化了。不过，帮助仍然是英文的。如果您愿意，您可以玩并查看讲座中演示的学生项目的代码。这是皮卡丘糕点捕捉。或者将废物分类到不同容器中的项目：https://scratch.mit.edu/projects/71161586/ 大卫和公司请您不要担心，如果您认为自己无法完成如此复杂的项目：这个级别已经需要一些技能。

锻炼

1. 为了更好地了解 Scratch 中发生的流程，您可以从此处下载多个项目的源代码。玩玩看看。学习别人的代码非常有用。这是找出您自己尚未成熟的程序中的内容的最佳方法之一。一旦您开始了解这些应用程序的工作原理，您就可以安全地继续前进。

2. 现在是时候自己做点什么了。挑战在于享受乐趣，同时从头开始实施一个小项目。它可以是动画、游戏、互动动作。

项目要求：

• 该程序必须包含至少两个精灵（字符、图像），其中之一绝对不能是猫=）。
• 必须至少有三个脚本（操作）。
• 必须至少执行一个条件、一个循环和一个变量。
• 程序中必须至少包含一种声音。

也就是说，从本质上讲，您的项目将比讲座中编写的项目更复杂，但比演示的有关皮卡丘和垃圾收集的玩具更简单。因此，您的项目可能会使用几十个拼图来组成 Scratch 代码。如果事情不起作用，您可能需要改变解决问题的方法。最主要的是不要害怕！我们邀请您提出问题并在评论中分享您的项目。

Scratch：快速操作指南

精灵是该项目的中心对象。任何角色——一只猫、一架飞机、一个球——都是一个精灵。如果您添加了两只不同的猫，那么它们就是两个不同的精灵。 每个精灵都有描述其行为的脚本。这些是动作块。服装就是物体的样子。精灵本身本质上只是图画。每个精灵可以有多种服装。要创建精灵，您需要从 Scratch 库中选择其原始服装，在内置编辑器中绘制自己的服装，上传任何图像，甚至使用网络摄像头拍照并上传。所有精灵都放置在所谓的舞台上。舞台本质上是我们的画布，是节目的背景。您还可以将库中的声音附加到精灵或场景，或者您可以加载它们或使用麦克风自己录制它们。要开始执行程序，您需要单击场景窗口右上角的绿色标志。但在执行此操作之前，您需要在程序中放置以下块： 并在其上附加一些块，作为设计器部分。例如： 在这种情况下，当您单击旗帜时，附加动作的精灵会走 50 步并发出喵喵声。我们有很多块。它们分为三个选项卡：脚本、服装和声音。让我们编写一个带有条件的简单程序。如果满足了，猫就会喵喵叫；如果没有满足，它就会保持沉默。运算符以绿色表示。那些测试条件是真是假的工具的侧面有尖角。条件测试结构和循环以橙色显示。它们有特殊的孔，您可以在其中放置其他块。

周期：

重复无限次： 重复某事一定次数： 如果满足条件，则重复某个操作： 您可以在数据块中创建变量。在下面的示例中，我们创建了一个变量 x，并且立即可以使用它执行一些操作。您可以设置变量的范围：针对所有精灵或针对一个精灵。 绿旗并不是唯一的行动。此外，在“事件”部分中，您还可以找到许多其他控制条件。例如，您可以选择当您用鼠标单击按钮或精灵本身时要执行的操作。如果您需要其他信息，可以在此处找到。

还有什么

如果您的互联网访问还有很多不足之处，我们建议您在https://scratch.mit.edu/scratch2download/下载离线 Scratch 编辑器。然后，不要忘记使用“文件”>“从计算机上传”将您的项目提交到http://scratch.mit.edu/。