编程基础知识分享——编程开始之前

编程这件事，说到底，与其说是工作，不如说是兴趣。当然，跟理想中那种纯粹的编程比起来，自己做的这点东西确实只能算小打小闹。可话说回来，在产业化的今天，真没必要把“程序员”和“码农”分得那么清楚。每个人的路都不一样，有人学编程是为了饭碗，有人纯粹是喜欢。说白了，无论出发点是什么，只要尊重自己的选择，能有所收获，就够了。

这系列文章，整理的是当初自己学习编程的一些方法和经验。对于专业的程序员，或者科班出身的同学，可能不太适用。个人觉得，它更适合对编程感兴趣、或者正在考虑转行的朋友。内容偏向入门，不会太严肃，也不会太枯燥。当初自己学编程就像听故事一样，希望这里的分享也能当故事看。

分享的内容主要围绕计算机基础和编程基础，重点放在编程思维和学习方法上。核心目标有三个：学会编程思想，学会解决问题的思路，以及保持乐观的学习态度。

简单介绍一下背景：数学专业本科，29岁。主要关注数据库、算法、大数据、统计、浏览器技术和自动化框架设计这些方向。工作经历从医疗软件测试、Office开发，到Windows客户端（浏览器、输入法等）测试，现在主要做云产品和基础安全产品（比如DDoS防护）的测试。常用的语言是C系列、Python、Ja va和MATLAB。

这篇作为开篇，主要包含两部分：一是对编程基础的整体介绍，二是编程的预备知识。

编程入门的目的

从狭义上讲，编程入门的目的无非四个：

• 编写程序解决实际问题
• 看懂别人的代码和思维方式
• 培养编程的兴趣
• 学会如何学习

广义上的目的，则更侧重于思维的转变：

• 培养计算机思维
• 了解计算机的能力范围和它的局限
• 学会将实际问题转化为计算机模型

编程入门知识包含的内容

“入门”的边界其实挺模糊的。但一些常用的、需要掌握的内容，大致包括下面这些：

• 数据类型、变量、运算、语句和结构
• 函数编程和面向对象编程
• 高级数据类型
• 常用算法
• 异常、调试、故障定位和优化
• 基本的仿真和模拟
• 常用编程思想和模式设计

学习方法

考虑到个人接触编程比较晚，大学毕业才开始，这里推荐一些自己觉得有效的方法：

• 抛弃老师或书上的笔记，以自己记录为主
• 主动思考为主，遇到问题先别急着问别人的答案，要问也要问提示
• 多看看面试题和开源项目
• 从简单的语言入手，但需要对比着学习其他语言
• 学习形式不限，轻松一点最好，但要求要严格
• 切忌自欺欺人
• 学会分享

下面是一些储备知识，这些内容在网上很容易检索到，多参考一些资料会更有帮助。

冯诺依曼体系硬件模型

建议所有学编程的人，在写出“Hello World”之前，先了解一下计算机是怎么工作的。至少，当你运行代码的时候，要清楚程序不只是屏幕上的几行字——它需要一段可运行的程序、专属的堆栈空间、内核控制块，还有独立的存储空间（内存）。

可参考维基百科及相关资料：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%86%AF%C2%B7%E8%AF%BA%E4%BC%8A%E6%9B%BC%E7%BB%93%E6%9E%84

计算机启动过程

比如Linux加电自检后的启动过程：

可参考：http://roclinux.cn/?p=1301 和 http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/08/linux_boot_process.html

编译过程

百度百科的资料可以参考。不需要严格去学编译原理，但也不能只停留在百科层面的认知。

内存进程模型

建议每一个学习编程的人，都要了解内存进程模型。这部分内容可以参考经典的《深入理解计算机系统》第一章。

程序执行过程

可以参考：http://beyondjhf-2008.iteye.com/blog/394316 和 http://blog.sina.com.cn/s/blog_4cb133e501000au3.html

问题的抽象方法

大多数遇到的问题，都可以抽象为两种最小粒度的描述：陈述型和推导型。

• 陈述型：以描述为主，通常有绝对的结果性。这种方法更多是在说明一个事实和结果，比如加减计算。
• 推导型：以推导为主，通常只有相对较优的结果（有时甚至没有结果）。这种方法更多是在诠释一个过程，比如开平方和线性逼近。

编程语言类型

编程语言的分类方法太多了，常用的分类包括：

• High vs. Low
• General vs. Targeted
• Interpreted vs. Compiled

对比编程语言时，还有一个需要了解的概念是“图灵完备”。图灵在1936年提出，只要六条简单的基本指令，一切都可以通过机械工艺解决。由此产生了一个有趣的推论：只要能在一种编程语言中实现，就能在另一种语言中实现。C语言能实现的，没有Fortran不能实现的。

语意和语法

编程语言和人类语言一样，也是沟通的一种方式。了解基本的语义和语法，有助于快速学习编程语言——从这个角度讲，疯狂英语的学习方法在编程语言的学习上并不适用。

简单来说：

• 语法错误可以认为程序本身是“错”的，也就是说，它说的不是“人话”。比如“猫狗是”这样的表达，在程序角度，这样的错误编译是通不过的，大多数IDE都会处理这类问题。
• 语义错误更多是认为程序的内容是错的，但程序本身没问题。也就是说，它说的是“人话”，句子是对的，但想表达的意思不对。比如“猫是狗”，这种问题只能在代码执行时才会暴露出来。

编程之前的储备知识就这么多。下一篇，是关于变量、结构、语句和类型的一些学习经验分享。