关于编程本质那些事

鄙人大学电气自动化专业，非科班出身，对编程了解不深，但是，经过多年学习以及实践，对它又有了一番新的认识，在这里我想把它说一下。
可能适合刚入门或者即将入门的新人。
编程概述

什么是编程

编程其实就是编写程序，让计算机解决某个问题并得到想要得到的结果。
重要的是只要运行起来，就可以离开人自动运行。

程序（计算机程序)，一组指令，一组指示计算机或者其他具有消息处理能力装置每一步动作的指令，通常用某种程序语言编写，运行于某种目标体系结构上。

什么是编程语言

程序是由语言写出来的，语言分为高级和低级，应对离自然语言的远近，越自然化的语言，自然越高级。

编程的本质

数据结构

数据

数据是描述客观事物的符号，是计算机中可以操作的对象，是能被计算机识别，并输入给计算机处理的符号集合。例如 各种类型，视频文本。

数据的元素 (类)

是组成数据的，有一定意义的基本单位，在计算机中通常作为整体处理。也被称为记录。

数据项(属性)

一个数据对象可以由若干个数据项组成，例如人，眼耳鼻舌身等属性。

数据对象(实体或集合实体)

是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。

数据结构

是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合,分为逻辑结构和物理结构.

逻辑结构：集合，线性，树形，图形。

物理结构：线性，链式

算法

算法是解决特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列，并且每条指令表示一个或多个操作。

所以，我认为就算是最简单的一个指令，也算是算法。

而大部分外人所说的算法，是高深的算法或者值钱的算法或者性能高的算法。

不要对算法想象的特别的高深，这样就不容易深入学习，其实计算机的计算单元只是一个加法计算器就实现了加减乘除。

算法的目的

• 能实现想要的结果，比如压缩算法，加密算法，首先得保证数据不失真。
  
• 高效，空间复杂度，时间复杂度较好（然后保证，使用的资源足够少，做的事儿足够多，速度足够快）
  

算法的依赖

数据结构是算法实现的基础，算法总是要依赖于某种数据结构来实现的。往往是在发展一种算法的时候，构建了适合于这种算法的数据结构。

算法的操作对象是数据结构。数据结构是算法设计的基础。

两者都是为最终解决问题服务的

何为编程的本质

所以，编程的本质就在于算法与数据结构的结合。
下面是我自己总结编程的要点。

• 程序 =  数据结构 + 算法
  
• 算法 =  控制 + 逻辑
  

如果将逻辑和控制有效的分开，那么，代码就变得容易改进和维护。

第一个表达式倾向于数据结构和算法，它是想把这两个拆分，早期都在走这条路。他们认为，如果数据结构设计得好，算法也会变得简单，而且一个好的通用的算法应该可以用在不同的数据结构上。

第二个表达式则想表达，数据结构不复杂，复杂的是算法，也就是我们的业务逻辑是复杂的。我们的算法由两个逻辑组成，一个是真正的业务逻辑，另外一种是控制逻辑。程序中有两种代码，一种是真正的业务逻辑代码，另一种代码是控制我们程序的代码，叫控制代码，这根本不是业务逻辑，业务逻辑不关心这个事情。

所以
程序 = 数据结构 + 控制 + 逻辑
代码始终

软件


实际上的执行描述应该是这样的。
大部分的语言都是基于操作系统的，当一个语言的程序执行了读取文件的操作，他就会先调用操作系统的读取文件的方法，这个方法由操作系统这个程序提前内置。
操作系统是由内核，文件系统，各种驱动，IO，寄存器，硬盘，网络等等组成，实现了对硬件资源的全面掌控或者说是管理。
而，大部分的软件也是基于对硬件或者对数据的管理。
硬件


硬件为执行者
忠实的执行由软件生成的机器码，既机器指令，并有条不紊的执行。
对数据进行各种搬移，并发数据按需放到不定的指定位置。
软件硬件中间发生了什么

这个其实是我很早就好奇的一件事情，硬件何时与软件建立了沟通，软件如何与硬件进行了联系，又或，啥时候进入了所谓的Main方法。

这个是嵌入式的汇编启动代码，中间的一部分，写的是，在启动的过程中，指定了要执行的__main函数。

__main函数代码是编译器自动生成的，你无法直接找到。

__main主要做这么两件事：初始化C/C++所需的资源，调用main函数

代码始终 总结

各种编程语言由编译器或者解释器，生成汇编，再然后生成与当前CPU相匹配的机器码（机器语言），然后由CPU解释为之执行，每一条机器语言对应一条指令集。

总而言之，汇编直接对应指令集。汇编是指令集的简写或者名称形式。

CPU忠实的执行了全部代码给的所有指令集合，并完成了工作。

这就是它的本质，很简单，但是，看书又很枯燥，也许不会有人告诉你，但是，知道了，又感觉那么的简单的事情。
了解和知道整体，才助于有系统化的知识。
碎片的知识是片面的，只有系统化的知识才是整体的，可以让你轻松看到问题的本质，更有效率的处理完事务，也容易让你思考。
操作系统


我们必当写过一个“操作系统”。
就比如，操作系统里有一个内存管理，我们为了不局限于单体，就出现了Memcached，Redis，等基于内存和硬盘管理的业务型内存管理。
然后，从单体的操作系统，延伸到了，分布式，集群，共用多台计算机资源，分布或共同执行。
所以，操作系统也在从无到有，从单到集中再到分布，合而分之，分而合之。
常遇到的四个问题(当然只是举例)

我曾经面试过一些新人，每个人对问题都有不同的见解，但是，我还是希望有自己的见解，而不是听闻而已。
就比如，windows安全还是linux安全?
对于变化是应该避免还是拥抱

稳定的事物必然是趋向于降低变化的，但是，发展，拓展，扩展，都是需要外扩，发展才是硬道理，针对业务的发展，不得不拥抱变化，甚至要主动积极的引入变化，但是，为了保证整体的稳定，又要避免对稳定部分的引入变化，引起整体的震荡。
这种矛盾的局面下，形成了两个极端，一方面要让业务活起来，流动起来，一方面又想让其他核心业务稳定起来，不要影响现有业务。
而这种极端的环境结果，是必然的。
只能针对两种不同的极端情况，对其采纳即可，保持一种平衡。
对于编程语言的选择，我选最火的还是自己用的舒服的

优秀的语言很多，用的广泛的语言也很多，市场占有率高的语言也有很多，工资高的语言也有很多，但是，真到具体选择的时候，发现还是让人纠结。
入门语言，尽量选择交集，这样，都占有一定的好处，入门之后，还是不要太在意语言本身了，把它当成一种工具，这样，工具多少其实无碍。
毕竟，工具好坏都不太影响你真正成果的产出。
对于别人所说的这个好还是不好

每个人对于一些定论都有各自的见解，但是，我还是希望得有自己的深度思考，就比如，windows安全还是linux安全?，如果尽信网上说的，那就是linux安全，毕竟linux漏洞少。
尽信书，不如无书。
哪个能力更加的重要？沟通还是自学

如果我刚毕业，可能会说某某能力很重要，咋的咋的，但是，自己工作多年，所以，也不太好说哪个能力重要，但是，扬长避短，才能让你发展起来。
很多人都会说自己不会啥不会啥，而不会说自己会啥会啥，我想选择另外一边会有不同的人生结果。
对于未来编程语言我的畅想

按照自然发展规律，以后用汉语（自然语言）来编程指日可待。
这样，各种的AI智能，都是先从理解人类所说的话语的语义开始的，自然语言分析也是一门学科。
总结

勿忘初心，方得始终

为什么人一定要有梦想或者理想，因为如果你想都不想，放到你面前也不会属于你自己。

梦想是一定要有的，万一实现了呢？

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