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  什么是程序員？編程本質(zhì)是什么？

發(fā)布日期：2022/8/11 17:33:48      瀏覽量：

關(guān)于編程本質(zhì)那些事

鄙人大學(xué)電氣自動化專業(yè)，非科班出身，對編程了解不深，但是，經(jīng)過多年學(xué)習(xí)以及實踐，對它又有了一番新的認識，在這里我想把它說一下。

可能適合剛?cè)腴T或者即將入門的新人。

編程概述 什么是編程

編程其實就是編寫程序，讓計算機解決某個問題并得到想要得到的結(jié)果。 重要的是只要運行起來，就可以離開人自動運行。

程序（計算機程序)，一組指令，一組指示計算機或者其他具有消息處理能力裝置每一步動作的指令，通常用某種程序語言編寫，運行于某種目標體系結(jié)構(gòu)上。

什么是編程語言

程序是由語言寫出來的，語言分為高級和低級，應(yīng)對離自然語言的遠近，越自然化的語言，自然越高級。

編程的本質(zhì) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是描述客觀事物的符號，是計算機中可以操作的對象，是能被計算機識別，并輸入給計算機處理的符號集合。例如 各種類型，視頻文本。

數(shù)據(jù)的元素 (類)

是組成數(shù)據(jù)的，有一定意義的基本單位，在計算機中通常作為整體處理。也被稱為記錄。

數(shù)據(jù)項(屬性)

一個數(shù)據(jù)對象可以由若干個數(shù)據(jù)項組成，例如人，眼耳鼻舌身等屬性。

數(shù)據(jù)對象(實體或集合實體)

是性質(zhì)相同的數(shù)據(jù)元素的集合，是數(shù)據(jù)的子集。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

是相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合,分為邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu).

邏輯結(jié)構(gòu)：集合，線性，樹形，圖形。

物理結(jié)構(gòu)：線性，鏈式

算法

算法是解決特定問題求解步驟的描述，在計算機中表現(xiàn)為指令的有限序列，并且每條指令表示一個或多個操作。

所以，我認為就算是最簡單的一個指令，也算是算法。

而大部分外人所說的算法，是高深的算法或者值錢的算法或者性能高的算法。

不要對算法想象的特別的高深，這樣就不容易深入學(xué)習(xí)，其實計算機的計算單元只是一個加法計算器就實現(xiàn)了加減乘除。

算法的目的

1. 能實現(xiàn)想要的結(jié)果，比如壓縮算法，加密算法，首先得保證數(shù)據(jù)不失真。
2. 高效，空間復(fù)雜度，時間復(fù)雜度較好（然后保證，使用的資源足夠少，做的事兒足夠多，速度足夠快）

算法的依賴

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法實現(xiàn)的基礎(chǔ)，算法總是要依賴于某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。往往是在發(fā)展一種算法的時候，構(gòu)建了適合于這種算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

算法的操作對象是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法設(shè)計的基礎(chǔ)。

兩者都是為最終解決問題服務(wù)的

何為編程的本質(zhì)

所以，編程的本質(zhì)就在于算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。

下面是我自己總結(jié)編程的要點。

1. 程序 = 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法
2. 算法 = 控制 + 邏輯

如果將邏輯和控制有效的分開，那么，代碼就變得容易改進和維護。

第一個表達式傾向于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，它是想把這兩個拆分，早期都在走這條路。他們認為，如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計得好，算法也會變得簡單，而且一個好的通用的算法應(yīng)該可以用在不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上。

第二個表達式則想表達，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，復(fù)雜的是算法，也就是我們的業(yè)務(wù)邏輯是復(fù)雜的。我們的算法由兩個邏輯組成，一個是真正的業(yè)務(wù)邏輯，另外一種是控制邏輯。程序中有兩種代碼，一種是真正的業(yè)務(wù)邏輯代碼，另一種代碼是控制我們程序的代碼，叫控制代碼，這根本不是業(yè)務(wù)邏輯，業(yè)務(wù)邏輯不關(guān)心這個事情。

所以

程序 = 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 控制 + 邏輯

代碼始終 軟件

實際上的執(zhí)行描述應(yīng)該是這樣的。

大部分的語言都是基于操作系統(tǒng)的，當一個語言的程序執(zhí)行了讀取文件的操作，他就會先調(diào)用操作系統(tǒng)的讀取文件的方法，這個方法由操作系統(tǒng)這個程序提前內(nèi)置。

操作系統(tǒng)是由內(nèi)核，文件系統(tǒng)，各種驅(qū)動，IO，寄存器，硬盤，網(wǎng)絡(luò)等等組成，實現(xiàn)了對硬件資源的全面掌控或者說是管理。

而，大部分的軟件也是基于對硬件或者對數(shù)據(jù)的管理。

硬件

硬件為執(zhí)行者

忠實的執(zhí)行由軟件生成的機器碼，既機器指令，并有條不紊的執(zhí)行。

對數(shù)據(jù)進行各種搬移，并發(fā)數(shù)據(jù)按需放到不定的指定位置。

軟件硬件中間發(fā)生了什么

這個其實是我很早就好奇的一件事情，硬件何時與軟件建立了溝通，軟件如何與硬件進行了聯(lián)系，又或，啥時候進入了所謂的Main方法。

這個是嵌入式的匯編啟動代碼，中間的一部分，寫的是，在啟動的過程中，指定了要執(zhí)行的__main函數(shù)。

__main函數(shù)代碼是編譯器自動生成的，你無法直接找到。

__main主要做這么兩件事：初始化C/C++所需的資源，調(diào)用main函數(shù)

代碼始終 總結(jié)

各種編程語言由編譯器或者解釋器，生成匯編，再然后生成與當前CPU相匹配的機器碼（機器語言），然后由CPU解釋為之執(zhí)行，每一條機器語言對應(yīng)一條指令集。

總而言之，匯編直接對應(yīng)指令集。匯編是指令集的簡寫或者名稱形式。

CPU忠實的執(zhí)行了全部代碼給的所有指令集合，并完成了工作。

這就是它的本質(zhì)，很簡單，但是，看書又很枯燥，也許不會有人告訴你，但是，知道了，又感覺那么的簡單的事情。

了解和知道整體，才助于有系統(tǒng)化的知識。

碎片的知識是片面的，只有系統(tǒng)化的知識才是整體的，可以讓你輕松看到問題的本質(zhì)，更有效率的處理完事務(wù)，也容易讓你思考。

操作系統(tǒng)

我們必當寫過一個“操作系統(tǒng)”。

就比如，操作系統(tǒng)里有一個內(nèi)存管理，我們?yōu)榱瞬痪窒抻趩误w，就出現(xiàn)了Memcached，Redis，等基于內(nèi)存和硬盤管理的業(yè)務(wù)型內(nèi)存管理。

然后，從單體的操作系統(tǒng)，延伸到了，分布式，集群，共用多臺計算機資源，分布或共同執(zhí)行。

所以，操作系統(tǒng)也在從無到有，從單到集中再到分布，合而分之，分而合之。

常遇到的四個問題(當然只是舉例)

我曾經(jīng)面試過一些新人，每個人對問題都有不同的見解，但是，我還是希望有自己的見解，而不是聽聞而已。

就比如，windows安全還是linux安全?

對于變化是應(yīng)該避免還是擁抱

穩(wěn)定的事物必然是趨向于降低變化的，但是，發(fā)展，拓展，擴展，都是需要外擴，發(fā)展才是硬道理，針對業(yè)務(wù)的發(fā)展，不得不擁抱變化，甚至要主動積極的引入變化，但是，為了保證整體的穩(wěn)定，又要避免對穩(wěn)定部分的引入變化，引起整體的震蕩。

這種矛盾的局面下，形成了兩個極端，一方面要讓業(yè)務(wù)活起來，流動起來，一方面又想讓其他核心業(yè)務(wù)穩(wěn)定起來，不要影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)。

而這種極端的環(huán)境結(jié)果，是必然的。

只能針對兩種不同的極端情況，對其采納即可，保持一種平衡。

對于編程語言的選擇，我選最火的還是自己用的舒服的

優(yōu)秀的語言很多，用的廣泛的語言也很多，市場占有率高的語言也有很多，工資高的語言也有很多，但是，真到具體選擇的時候，發(fā)現(xiàn)還是讓人糾結(jié)。

入門語言，盡量選擇交集，這樣，都占有一定的好處，入門之后，還是不要太在意語言本身了，把它當成一種工具，這樣，工具多少其實無礙。

畢竟，工具好壞都不太影響你真正成果的產(chǎn)出。

對于別人所說的這個好還是不好

每個人對于一些定論都有各自的見解，但是，我還是希望得有自己的深度思考，就比如，windows安全還是linux安全?，如果盡信網(wǎng)上說的，那就是linux安全，畢竟linux漏洞少。

盡信書，不如無書。

哪個能力更加的重要？溝通還是自學(xué)

如果我剛畢業(yè)，可能會說某某能力很重要，咋的咋的，但是，自己工作多年，所以，也不太好說哪個能力重要，但是，揚長避短，才能讓你發(fā)展起來。

很多人都會說自己不會啥不會啥，而不會說自己會啥會啥，我想選擇另外一邊會有不同的人生結(jié)果。

對于未來編程語言我的暢想

按照自然發(fā)展規(guī)律，以后用漢語（自然語言）來編程指日可待。

這樣，各種的AI智能，都是先從理解人類所說的話語的語義開始的，自然語言分析也是一門學(xué)科。

總結(jié)

勿忘初心，方得始終

為什么人一定要有夢想或者理想，因為如果你想都不想，放到你面前也不會屬于你自己。

夢想是一定要有的，萬一實現(xiàn)了呢？