⑴ 这本书告诉你,计算机为何能读懂人类语言,编程思维让你更聪明
在这个互联网时代,我们出门购物、拍照、打电话、浏览信息,只需要带上一部智能手机就可以了。如果在20年前,要实现这些功能,需要带一大堆东西。如今,我们口袋里的这台计算机,和50年前送宇航员上月球的那台计算机相比,功能更强大,体积更小巧。
计算机为什么功能强大,能读懂人类的语言?直到我看了《写给所有人的编程思维》这本书,解答了心中的疑惑,明白了计算机的工作原理。这一切能都离不开程序员的编程设计,说到编程,人们总是想到程序员坐在电脑面前,敲击着一长串神秘的代码。其实,编程体现的是人类的智慧。
在《写给所有人的编程思维》这本书中,阐述了计算机的 历史 和二进制工作原理,以及如何创建编程思维。计算机的编程需要逻辑、推理和数学。编程思维可以提升思维能力,创造性地解决问题。
学习编程思维并不是要掌握编码技巧,而是学习一种解决问题的思维方法。本书有四章内容:学会编程思维;解决问题;学习编程语言;继续努力。
本书的作者吉姆·克里斯蒂安,是英国着名的 科技 教育专家,编程怪才,曾获得Dr.Dobb’s程序设计卓越奖。
我们来看计算机是怎样读懂人类语言的,我们如何用编程思维解决问题。
计算机的特征。
计算机是指能够接收、转换、存储信息,再用设定的形式将信息输出的电子设备。
计算机的形式多种多样:手机、平板电脑、台式计算机、笔记本。虽然它们形状各异,但内部的结构都大同小异,都有:主板、网络、输入和输出设备、外存储器、随机存储器、微处理器。
微处理器就是人们常说的中央处理器或CPU,是计算机的大脑, 负责处理“思维”工作。
在微处理器的内部,有成千上万个开关等待电信号的到来,电信号通过通道和闸门的开关,以二进制数字的形式生成。 微处理器的核越多,每秒能够运行的指令也就越多。
编程就是将人的想法、思维,翻译成计算机能读懂的二进制数字语言,转换成计算机要执行的动作。
计算机的语言--二进制。
计算机中所有的输入和输出,都是由无数个0和1组成的二进制数字经过编码、解码,转换成计算机能识别的代码实现的。
二进制是1679年,由德国天才大师莱布尼茨研发出来的。 二进制是一种计数方式,只用到两个数字0和1,因为计算机只能识别0和1组成的代码。
0和1这两个数字掌管计算机内部晶体管的开关,1表示开,0表示关。 人们操作计数机,就是通过控制计算机内部晶体管的开关,引导电流进入正确的方向,实现程序运行的。
我们工作、生活中常用的算数是十进制,就是逢10进1。 计算机的二进制规则是逢2进1 。 1和0就是计算机能懂的语言, 表示开和关,是和否,真和假。
在二进制中,数字1,用1表示;数字2用10;数字3用11;数字4用100;数字8用1000。
如果用十进制,两只手只能数到10,但如果用二进制,一只手就能数到31。
如果用两只手,就能数到1023,因为在二进制中,后一根手指的数值是前一根手指的两倍。第1只手的小拇指表示16,另一只手的大拇指就表示32,食指就代表64,中指代表128,无名指代表256;小指代表512。
这个 游戏 很好玩,能够锻炼创新思维 和逻辑思维 。
二进制数值还可以用来表示英文的26个字母,A用数字1;B用10;C用11;……
如果这组信息:1000 101 1100 1100 1111 拼写出来就是“你好”,这样就将人类语言 转化成 计算机能懂的语言。
计算机语言讲究语法和语境,一个逗号,一个字母就能改变整个句子的意思,可以说,差之毫厘,失之千里。
计算机的编程语言经历了机器语言、汇编语言、高级语言三个阶段,世界上的编程语言有100多种,但是常用的只有10-15种,这里介绍几种编程语言。
算法
算法就是为了完成某项任务,按照设定的顺序执行的一系列明确的指令。 算法中指令越具体、越明确,指令运行时出错的概率就越小。
比如我们让一个叫小智的机器人来整理床铺。
因为小智不明白“整理床铺”的做法,我们整理的要求是:把羽绒被、毯子、枕头收拾好,所以我们下达的指令要具体、清晰。
1. 将羽绒被平整地铺在床上。
2. 将毯子平整地铺在羽绒被上。
3. 将枕头放在毯子的上面。
算法就像做菜使用的菜谱,是计算机要执行的命令,我们来看一下,给机器人小智发出指令,做一个加奶酪的三明治。
你看,在上面的步骤中,描述很具体,讲到了如何握刀,刀口的方向,其实,还可以具体到小刀的角度和抹黄油的速度。
在7-10步中,指令包括了涂抹黄油的时间,因为小智不知道涂抹黄油多少才算够了,所以,程序员做出估算,大概需要三秒时间。
循环
编程语言的设计要做到便捷、高效,在算法编写时,要做很多具体的指令,不仅繁琐,而且还有重复。为了避免重复的指令,在编程中,可以用循环来处理一些基础的指令,让程序变得简单一些。
比如,我们让机器人小智走过来10步,我们要说10次“向我走1步”,这样下达的指令不仅繁琐,还容易在次数上出错,解决方法就是用循环:“向我走10步。”
循环就是执行重复的指令,直到过程结束的一种结构。 循环分为两种:计数循环和条件循环。
计数循环是通过次数控制的循环,叫for循环 。for循环会一直重复指令,不管结果如何。
条件循环式通过条件来控制循环次数,就是While循环。
在算法中运用循环,修改一个语句就能完成双倍的编程工作,达到事半功倍的效果。
比如,我们在三明治的程序指令中,可以运用循环来提高效率。在第10步之后,多加一条指令:重复以上1-10步。这样,机器人就会重复工作,但是这样会出现无限循环,机器人会按照指令工作,一直在面包片上涂抹黄油,直到面包片用完,最后程序崩溃。
为了避免这一缺陷,我们要对程序进行修补,将步骤11修改为:重复以上1-10步,直到给两片面包片涂完黄油为止。这样增加了一个特定的条件,就使机器人的操作更加完美。
变量
编程中经常会遇到变量,变量就像一个贴着标签的盒子,里面装有变量名和变量值。
电子 游戏 中经常遇到变量,比如, 游戏 角色还剩多少条命,命的次数是变量。
我们人体也有变量,比如:头发的长短,身高、体重的变化,年龄的增长。
下面我们来做一个猜年龄 游戏 。
在这个 游戏 中,程序中的年龄适用于任何年龄的人,人的年龄就是变量名,年龄的数值是变量值,可以编写出:((年龄×2+1)×5+5)×10-100==年龄
经过推算,左边的公式最后的结果是100倍年龄,划掉最后两个00,自然就是年龄了,这个 游戏 玩的就是数学魔术。
条件语句
条件语句是计算机根据给定的信息做出选择的语句。
生活中,我们每天都要根据条件做出选择。比如:如果人行道信号灯是红色,那么我们就要等待绿灯亮,否则就可能被车撞倒。
下面我们来做一道和条件语句相关的题:假如你去找朋友约翰还钱,结果发现,约翰、詹姆斯、威廉是一模一样的三胞胎,有人告诉你,约翰、詹姆斯总是说谎话,只有威廉说真话,你只能问一句话,确认此人是不是约翰,你会怎么问?
正确答案是:“你是詹姆斯吗?”因为威廉说真话:“不是。”詹姆斯说谎话:“不是。”只有约翰说谎话,是唯一一个回答“是”的人。
调试
调试这一术语起源于20世纪40年代,是美国海军少将格雷斯·赫柏提出的。她在哈佛大学为计算机编写程序时发现了一只真正的虫子(bug)钻进了计算机,使计算机无法正常运行,调试(debugging除去虫子)由此而来。
调试就是仔细检查编写过程、算法、流程图,排除并修复使程序无法正常运行的问题或错误。
在编写程序的过程中,计算机只是执行接受的指令,不会像人类一样思考,所以,在程序编写完成后,要花很多时间在代码的调试上。
调试常用的方法是:寻找bug(程序错误);给代码加注释;小黄鸭调试法。
小黄鸭调试法看似很笨,却很有效,就是在电脑旁放一个小黄鸭,然后对一无所知的小黄鸭解释程序中的所有细节。
这个方法的奥妙是,程序员给不懂编程的人解释代码如何运行时,必须非常详细的讲解代码运行的细节,程序员就会发现到程序中的错误,自己解决问题。
编程思维包括理性推理、逻辑思维和数学运算,学习编程思维能够创造性地解决问题、表达思想。
编程思维有四个部分:问题分解;模式识别;抽象思维;算法设计。
问题分解
模式识别
比如,我们要在一些网站上登录,会被要求输入验证码,这就是模式识别,目的是为了防止其他人伪装成用户开启别的功能。
抽象思维
使用抽象思维时,要抛开那些与问题无关的信息。
比如,你星期天下午两点要去打球,家离球场有5.2公里,你上午要给花浇水,拖地板,中午要去妈妈家吃饭,估计一点钟能吃完,妈妈家距离球场有3.5公里,那么在一点到两点的时间内,要走多远的路?
在所有的信息中浇花、拖地都与去球场无关,因为妈妈家离球场的距离更近,唯一的相关信息只有一个:妈妈家离球场有3.5公里。
算法设计
你一定听说过数学天才高斯的故事。1785年,高斯的老师给学生出了一道题,把1-100的数字全部加起来,老师本来想多占用一些课堂时间,没想到令老师吃惊的是,只有8岁的高斯很快给出了答案:5050。
在那个年代并没有计算机,高斯也不是从头到尾将数字一个个相加。
我们来看高斯是怎样用编程思维来解决问题。
首先是问题分解,他将一个大问题分解成小问题,找出每组数字的规律性,就是每对首尾数字相加,得数相同。
其次是形成自己的模式识别,可打乱顺序,只要把所有数字相加就可以,1+100=101,2+99=101……,有50组首尾相加等于101的数字。
再次是采用抽象思维,略去了不必要的算数步骤,没必要将首尾数字依次相加到最后一组,
最后是算法设计,是用乘法进行运算:50×101=5050。
无论计算机的功能多么强大,也是人类赋予的,真正强大的还是人的大脑。
随着互联网的发展,人们的生活已经离不开计算机,比如:用手机打电话、听歌、拍照;用电脑发邮件、浏览 财经 信息;在超市买东西结账,只需扫码商品,计算机会自动结算金额,核对账单。
《写给所有人的编程思维》这本书告诉我们,编程是人与计算机之间的桥梁,人类通过编程创造了更加美好的世界。我们可以不学编程,但要学习编程思维。
编程思维是我们解决问题的元技能,与我们的生活息息相关,工作、学习,甚至家务劳动,都离不开编程思维的逻辑能力和创造力,学习编程思维就是学会思考。
⑵ 机器人如何编程
机器人编程的方法:
第一种,示教器编程,通过链接在机器人控制柜上的,这个厂家配套的示教器,可以对机器人进行实时的操作控制,以及程序编写,特别适用于码垛搬运等示教点数较小的项目。
第二种,离线编程,桥搭塌先在电脑软件上编写好机器人程序,做好仿真验证,再通过U盘或者网线把程序导入机器人当中,机器人就会按照你之前编好的程序运动。一般适用于轨迹比较复杂或者程序语枝盯句较多的中大型项目。
执行原理
计算机对除机器语言以外的源程序不能直接识别、理解和执行,都必须通过某种方式转换为计算机能够直接执行的。这种将高级程序设计语言编写的源程序转换到机器目标程序的方式有两种:解释方式和编译方式。
解释方式下,计算机对高敏圆级语言书写的源程序一边解释一边执行,不能形成目标文件和执行文件。
⑶ 机器人编程培训学校的可行性与必要性研究(机器人编程培训培养孩子的能力)
机器人教育怎么样?能做起来吗?如果是加盟形式,我们需要事先考察总部是否拥有直营店及经营情况。
门店的经营,通常是按照一季度或者半年来交房租,一家直营店,在经营三个月后,如果没有找到盈利的希望,可能还会再坚持3个月,但是半年没有满足盈利,都会选择放弃,所以一家直营店持续经营长短,可以确定盈利的基础,可以肯定项目可行性。
一个品牌拥有的直营店越多、直营店经营时间越长,积累的运营实践经验就相对越丰富。
机器人教育可以培养孩子各方面的能力。
培养动手能力
搭建机器人是一项协调眼、手、脑并用的活动,可促进小肌肉群的协调和发展,培养孩子们敏捷的形象思维、丰富的想象力、灵活的发展思维。我们常说“心灵则手巧”,其实反过来亦然。
生动地学习学科知识
机器人是跨多学科知识的综合教育平台,通过祝博士机器人课程,孩子们能够学习到数学、物理、工程、机械、电子、计算机、通信、生物等多学科知识。这些知识不是课本上生硬的文字,而是可见可触的。孩子们甚至可以亲自动手实验,更加深了知识在他们脑海中的印象。这种教学方式对于年龄较小的孩子们也可以轻易接受。
培养发现、分析、解决问题的能力
在搭建机器人、调试传感器、编写程序的过程中,孩子们会遇到许多问题,例如搭建一个机器人需要哪些零件?如何才能让机器人抬起手臂?如果没有完成任务,是哪些步骤中出了问题?在这个过程中,孩子们的思维得到了训练,使他们条理分明地完成任务。
培养创造力
机器人的结构虽然复杂,但同时也充满了无数的可塑性和创造性,孩子们可以通过自己的理解,去创造出具有属于自己独一无二外形和结构的机器人,在创造的过程中,孩子们会潜移默化地最大化发挥出自己的创造力。
培养沟通合作能力
机器人教学是以小组形式展开,不论是学习还是竞赛,都是一种团体学习的过程。孩子们之间需要不断的沟通磨合
希望我的回答可以帮到你!
在天津开机器人编程学校怎么样想为孩子报机器人编程培训班的家长朋友们应该都有所了解,学机器人编程能够锻炼孩子逻辑思维能力、创造力、观察力、专注力,从而提高孩子发现问题、分析问题和解决问题的能力。天津南开区比较好的机器人编程培训班可以选择天津童程童美少儿编程培训机构,提供趣味与职业兼顾融合的课程体系,采用线上与线下一体化教学,不同课程学费不等,可以电话详询。
?
机器人编程学什么
机器人编程主要是搭建与编程,通过编程运行搭建的机器人,实现电脑与机器人的交互行为。孩子需要将零散的机器人零件拼搭起来,实现零件到模型的转变,通过机器人编程设计方案,使机器人按照孩子自己的想法运动规划路线、实现运动规则。机器人编程课程一般涵盖了多学科知识,包括编程、机械、电子、物理、生活网络等,可以帮助孩子扩宽知识面,提高综合素质。
一、天津机器人编程
1、哪家机构好
天津机器人编程哪家机构好?天津机器人编程培训机构有很多,教学质量参差不齐,建议在选择培训机构时通过综合比较进行选择。天津童程童美培训机构是您不错的选择。该机构专注少儿编程教学培训,教学经验丰富,拥有雄厚的师资队伍,组建了强大的教研团队,采用5C教学法,帮助学员轻松学习。此外,该机构机器人编程课程集科学、工程、技术等多学科为一体,从小学到高中,按龄选择;课程对接机器人竞赛,包括发现杯、WRO、VEX、机器人等级考试等多种竞赛;童程童美教学专业,可以帮助学员学到实用的知识,提升综合能力。
?
2、学什么
机器人编程学哪些软件,用什么语言?机器人课程需要学习的编程语言有scratch、Python,包括变量、运算符、数据类型、循环、选择、顺序、函数等,使用的教具为乐高WeDo和EV3,软件使用为Applnventor。课程主要分为三类,分别是软硬编程、EV3进阶、中学高阶硬件编程。
软硬编程主要面向一年级到三年级的孩子,需要使用乐高WeDo配合scratch编程,学习简单的机械结构和物理原理,搭建机器人作品,通过场景动画和游戏设计,实现电脑和机器人之间的双向互动效果。
EV3进阶主要面向四年级和六年级的孩子,搭配乐高EV3教具,搭建机器人,通过APP控制机器人实现语音识别、图像识别等智能产品功能。
中学高阶硬件编程主要面向初中生,以Python语言为基础,采用自主研发开源硬件与人形机器人相结合,实现无线传输、图像采集、手势识别控制等智能应用,实现“软硬结合,上下互动”。
3、学费一年多少钱
童程童美的课程费用一年大概在几千到上万元不等,根据大家选择的课程、班型、上课方式而定。学校的课程性价比是比较高的,教学老师拥有丰富的教学经验,持证上岗,懂学科、懂孩子,采用寓教于乐、因材施教的教学方式,孩子的学习效果有保障。想要了解详细课程费用情况可以在线咨询客服老师。
?
二、机器人编程学习
1、怎么入门
少儿机器人编程不会很难,所学内容不是特别复杂的知识,只是学习简单的编程知识和搭建,也会包含数学、物理、地理等多学科知识,目的是提升孩子的综合素质。如果想让孩子学习机器人编程可以到专业的少儿编程培训机构去了解一下,会有专业的指导老师根据孩子的年龄段、性格特点等方面,选择适合孩子学习的入门课程。
2、有什么用个,有什么好处
让孩子学习机器人编程可以提高孩子的专注力、创造力、逻辑思维能力、解决分析问题的能力、设计能力、表达能力、写作能力等,机器人编程涵盖了多学科的知识,还可以提高孩子的学习兴趣,提高学科成绩,也为将来的职业发展提
少儿编程有必要学吗?
编程有必要学。
学编程不是从小培养程序员,而是培养逻辑思维能力。一般来说,少儿编程教育主要面向针对6-18岁的青少年儿童开展,通过可视化图形编程、代码编程和机器人编程,让孩子培养动手能力、逻辑思维能力、创造力等,通过学习编程来串联各个学科,运用所学知识,创造性地解决问题。
所谓编程思维,最为关键的是学会找到一条解决问题最有效的路径。当生活中面对一个难题时,能够去有条理地分析、拆解问题并搭建框架。
机器人编程教育有必要吗?有必要,机器人编程教育不仅可以培养孩子对编程的兴趣,还能锻炼孩子的逻辑思维能力,学完后还可以参加一些比赛,获奖后对孩子自信心也是个很大的提升,对孩子以后的发展起到一定启蒙作用。
谁知道工业机器人焊接机器人搬运机器人装配机器人研究它的意义和必要性,急问?在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流机器人发展前景及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量,提高生产效率,同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明,工业机器人的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。
机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向,机器人技术就是其中之一。
1990年10月,国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会,并在这次大会上通过了一个文件,把工业机器人分为四类:⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统;⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业,如焊接。喷漆等;⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人;⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。
根据日本政府2007年指定的一份计划,日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元,拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准,百万工业机器人相当于千万劳动力,是目前日本全部劳动人口的15%。我国工业机器人起步于70年代初,其发展过程大致可分为三个阶段:70年代的萌芽期;80年代的开发期;90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上;一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技术;运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。
某些关键技术已达到或接近世界水平一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术(产业化),必须具备5个要素5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比,我国有着截然不同的基本国情,那就是人口多,劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以,我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述,广泛使用机器人是实现工业自动化,提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业,引进国外技术和设备,培养人才,打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策,我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。由此可知机器人的研究具有深远的意义和必要性。
谢谢,,,请采纳
为什么孩子要学习机器人编程升学的重要王牌。2019年,北京市将取消各类特长生招生。教育部也发文称,中小学阶段在2020年前取消各类特长生招生。目前,仅有中学信息学科奥林匹克竞赛得以保留,优胜者仍可保送至知名高校。趁早打下编程基础、“抢占竞争跑道”已经成为升学的一张重要王牌。
培养孩子的逻辑思维与综合素养。学习编程更重视对孩子综合素养的培养:学编程不仅意味着孩子学会代码,更重要的培养孩子的自律性,创造力和自主学习能力。学好编程,让孩子的成长事半功倍。
促进数学英语的学习,还帮孩子戒掉游戏瘾。在学少儿编程的过程中,孩子通过项目建立起时间、顺序、空间、因果等一系列重要的数学概念。少儿编程的学习天然融合多学科知识,能在潜移默化中促进孩子数学和英语的学习。