本文是《Python入门经典以解决计算问题为导向的Python编程实践》一书中第一部分“关于计算机的思考”的笔记，后附上思维导图。

一、为什么要研究计算机科学

1、重要性

1.计算机无处不在
2.计算机具有普遍适用性

2、“计算机科学”更强调计算而不是编程

3、从”通过编程解决问题“的思路出发，探索计算机科学的本源

二、编程的困难和使命

困难1：同时做两件事

熟悉程序语言的语法和语义
用计算机来解决问题

困难2：什么是好程序

编程就是解决问题的过程。
开始编程前先思考，才能更好地理解问题，选择最好的策略。

编程规则

规则一：编写程序前需要深思熟虑
规则二 程序应该是具有可读性的短文，能在计算机上执行，从而解决某些问题。

程序是能解决问题的可读性的短文，但它是在计算机上运行的，把能解决问题的方法，用程序记录下来，问题就能得到解决。

三、什么是计算

计算是由人类或机器对数据进行操作。
操作的数据指的是数字、字符或者符号。

四、什么是计算机

计算机能够接受输入，数据必须能进入计算机进行处理。如果计算机被定义为具有计算能力的物体，那么计算机必须能操作数据。计算机能够输出数据。

自然界中的计算

人脑：神经元
计算进化：生物物种的进化

人类制造的计算机

约17世纪第二次世界大战起，“计算机”一词开始被广泛使用。人们使用计算机来计算难以计算的数值、裂变反映数据和枪轨迹表。

五、现代电子计算机

1、现代电子计算机使用最简单的开关作为基本组成部分。
最早用机械开关，然后用真空管，最后使用晶体管
2、断开——电流通过开关；闭合——电流没有通过。
对应逻辑电路中两种状态：真（电路通电）和假（电路不通电）
3、晶体管
有三根引线：源极、漏极、栅极。
电流从源极流向漏极。栅极上有信号，开关处于闭合状态。没信号，没电流，开关处于断开状态。
现代计算机的晶体管尺寸更小，一块芯片上的晶体管数据增加。速度更快。

六、从更高层面了解现代计算机

七、数据表示

二进制数据：以2为基数来计算。只有数据0和1

1、为什么使用？
电子晶体管是两极的
易于存储和操作。
2、二进制转十进制
第几位就用这里的数值乘以2的几次方。从右到左分别是0,1,2,3.。。最后把结果相加就得到十进制了。例如：二进制数101=1×2的2次方+0+1×1的0次方=5
3、十进制转二进制
短除法，不断除以2，余数逆序排列就是二进制。
4、字符表示。
字符？所看到的内容，由字母、数字、标点符号组成。
ASCII码表是数字和字符之间的一种映射关系。每个字符对应一个编号。


5、其他数据表示
图像：由像素构成图像，每个像素可以表示为一个位置和颜色的组合。位置由两个数字表示，颜色最常见的用三个基本色分量值表示。
音乐：需要捕获两种音乐声：录制的和产生的。用声波波高来表示
6、数据量
一般用“千字节”KB或“兆MB”或"千兆字节GB"来度量数据量。
“kilo”指100个，“mega"指100万，”giga“为10亿。
一本书大约1MB数据量。MP3文件大约每分钟1MB。DVD的数据传输速率是每小时大约2GB。