了解编程语言
有了算法,用什么指令来描述算法,才能被计算机理解和执行呢?这要用到“编程语言”。
你可能难以想象,我们眼中的计算机虽然看上去几乎无所不能,甚至被称为“电脑”,但它能直接理解的却是由“0”和“1”两个数字组成的指令。
因为这个原因,早期的科学家前辈们不得不把打孔的纸带输入计算机来编程,他们用纸带特定位置穿孔与否来代表0、1,再用这些0、1组成指令(比如:0000 代表加载,0001代表存储,0010代表加法等),把带有0、1指令的纸带传输到计算机,计算机就能按照指令运行程序了。
小贴示:为什么是0和1呢?这是由于计算机的处理芯片是大规模的集成电路,这种电路只能识别处理“0”、“1”这两个数字编码组成的信息。你在计算机上看到的任何文字、图片、电影甚至游戏,其实都是以0、1组成的“二进制”编码存储和处理的,具体原理你将在未来学到。
这种由0和1组成的指令被称为“机器”语言,它实在是太难识别、太难记忆了, 写起来也很麻烦。你能想象实现两个数相加要怎么编写程序吗?
- 实现两数相加的“程序”(机器语言版)
0000,0000,000000000001
0010,0000,000000000010
0001,0000,000000010000
幸好,在一代又一代人的努力下,许多接近于人类表达方式的编程语言被发明出来。这类编程语言被称为“高级语言”,用高级语言来编写上面的程序,只需要写成这样:
- 实现两数相加的“程序”(高级语言版)
Z=X+Y
好简单!真应该感谢那些发明了高级语言的前辈,让我们不用去记忆大串大串的机器指令啦。
事实上,由高级语言编写的程序,还是需要经过特定的程序转换成机器语言才能被计算机执行的。在计算机眼里,仍然只有简单的“0”和“1”……
经过几十年的发展,编程语言的种类越来越丰富,目前世界上的编程语言大概有六百种左右,常见的至少也有几十种。这些编程语言的应用场景不同,有的适合于做数据处理,有的适合于编写游戏,有的适合于做设备控制……
那么,作为一名初学者,我们更适合从哪一种编程语言开始学习呢?当然是我们这本书要讲的Scratch ,这是一种图形化、积木式的编程语言,简单易学,也能做出很“酷”的程序。
我们很快就来揭开 Scratch 的神秘面纱。
初识Scratch
古人云:“工欲善其事,必先利其器”,要学习Scratch,先要准备一下Scratch 的编程环境。
要使用 Scratch 有两种方式,一是在线使用,:,
- 在线使用:由于网络的原因,官方网站可能无法访问,小马编程提供了一个在线编程的地址,访问这个网址,不需要安装任何软件就能开始编程,非常方便。这种方法的缺点在于如果没有网络,你就无法编程,在有网络的情况下,你还可能受网速的影响,试想一下你摩拳擦掌想开始编程却半天打不开网站的场景吧!
- 离线编辑器:可以访问小马编程提供的网络链接下载安装程序,安装好就能使用,使用体验与网页版几乎完全一致。地址:
推荐你下载离线编辑器,安装在自己的电脑上。安装过程非常简单,双击运行安装程序,点击一次“安装”按钮就可以了。
如果你在安装过程中遇到问题,可以留言给我。
安装好的Scratch运行后,显示的界面是这样的:
这个操作界面乍一看很复杂,不过你没有必要去记忆界面上每一个元素的功能,在接下来的课程中你会逐渐掌握它们的用法。目前,只需了解它的基本布局:
1、 舞台区:显示程序执行结果的区域。一个Scratch程序是由一系列“角色”和这些角色的代码组成的。现在你看到的舞台区中央显示了一只小猫的造型,这就是 Scratch 内置的默认角色,也是后面第二章我们故事的主人公“卡卡”的造型。舞台区上方左侧两个按钮,绿色旗帜代表启动程序,红色按钮为停止程序,右侧的三个按钮用来调整舞台区与其它区域的显示比例,最常用的是最后一个“全屏”,单击可以让舞台区占满整个编辑区(程序写好看运行效果时全屏更合适),再点一次恢复原状。
2、角色列表区:位于舞台区下方。这个区域有一只缩小了的小猫造型,如果你添加了其它角色,它也会显示在这个区域中。小猫上方显示了它的一些属性,比如是否显示、大小值、方向值、X、Y坐标和角色名称。右侧的竖条写着“舞台”的区域则是用于设置舞台背景的,默认背景是空白,我们后面会讲解如何修改它。
3、指令区:位于最左侧,分类列出了 Scratch 3.0 中提供的各类指令——它们被设计成可以拼接的积木形式,用不同的颜色区分类别。指令是你编程创作的基本元素,你可以在在运用中逐渐掌握它们;
4、代码区:显示当前角色的代码,也就是它们要执行的一系列指令(当前是小猫角色的指令)。编程的过程中,你可以把指令从指令区拖动到代码区,按照一定的顺序“组合”起来就成了“程序”。