趣味游戏带你走进编程
 
——中科院北京分院科普手拉手走进山西
 

 
太原市滨河小学学生们在中科院计算技术研究所博士刘雷的指导下体验趣味编程。 赵睿摄
 

 
太原市新建路西街小学的学生们正在体验趣味编程。 辛雨摄
 
“同学们都知道把大象放进冰箱分3步：打开冰箱门——把大象放进去——关上冰箱门。其实，这就是一个简单的程序。”中国科学院计算技术研究所博士刘雷说。
 
6月28日，“中科院北京分院科学传播月——科普手拉手走进山西”携手中科院山西煤炭化学研究所(以下简称山西煤化所)，来到山西省太原市滨河小学和新建路西街小学，通过课堂互动和现场趣味编程游戏，让同学们切身体验了从自我视角做编程的过程。
 
“编程小游戏不仅能用于青少年的编程培训，向孩子们展示编程有意思的地方，同时也激发了他们探究学习的能力。”刘雷表示。
 
获取知识的渠道很丰富，除了课堂传授，如何让青少年自主学习触手可及的知识，让青少年产生学习兴趣变得更加重要。兴趣能激发孩子对知识的渴望，促进青少年主动探究学习。
 
山西煤化所副所长房倚天介绍，每年，在全国科技活动周、中科院公众开放日以及北京分院科学传播月期间，山西煤化所都会开展科普讲座、发放科普专刊、参观国家重点实验室、趣味小实验等内容丰富、形式多样的系列科普活动。让公众尤其是青少年们直观感受实验室的科研文化和学术氛围，增强中小学生的创新意识、学习能力和实践能力，以促进中小学科技教育水平大幅提升。
 
北京分院副院长、京区事业单位党委副书记李静表示，今后，中科院北京分院将继续把京区优秀的科普资源向山西倾斜，把众多科普达人带进山西，通过科普讲座和系列活动开拓孩子们的视野，带他们走进科技世界。

游戏编程技术和思想：游戏是一种超性能计算机程序。从游戏软件运行过程对时间的内存的要求来看，在时间关键代码和内存关键代码部分编写时不能使用高级API。在很大程度上说，必须自己编写与游戏代码有关的一切内容，否则编写的游戏无法达到所需要的速度和性能。因此游戏编程时需要记住以下一些技巧：
 
 
随时备份。 编写游戏代码时，很容易导致系统死锁。
良好组织。 在游戏项目中使用合理的文件名和目录名，使用一直的变量命名规则，尽量可能使用单独的目录存储图形和声音数据，并非将所有内容存放到一个目录中。
使用内嵌函数，由于编译指令inline将使用编译器尽可能地把资源代码加入到函数调用的位置，从而不必进行实际的函数调用。虽然使用程序变大，不过程序的速度更为重要。所以使用编译指令inline来完成避免函数调用。
尽可能使用32位变量。 这是因为CPU一般都是32位。由于游戏对于时间要求很严格，函数都不使用参数，而是简单的使用全局变量。 因此在编程中尽量使用全局变量。
尽量使用简单指令，处理器特别适合处理简单指令，而不擅长处理复杂指令。虽然使用简单指令会是代码变得更长，但会使编译器容易处理。
对于整数乘法2的幂运算，应使用二进制移位。因为所有的数据在计算机中都是以二进制形式存储的，将数据向左移或者向右移分别对应乘法和除法。
编写高效代码，不要再编写代码过程中优化代码，不要使用C++，对于简单对象不要复杂的数据结构。
 

自1945年世界上第一台计算机诞生，迄今不过70年的光景，计算机却已经实现了翻天覆地的变化。在计算机的一系列变革中，编程语言一直发挥着无可替代的重要作用。有鉴于此，有必要对计算机编程语言的应用进行探讨。本文先概述了计算机编程语言的大三类型，进而通过介绍VB、C++和Java三种编程语言及其应用，清晰地展示了VB、C++和Java编程语言的优缺点，从而帮助读者选择更适合自己的计算机编程语言。
 
一、计算机编程语言概述
 
计算机编程语言，总体而言有汇编语言和中高级这三种类型的编程语言。汇编语言，是在计算机诞生后程序员们为了摆脱机器语言的低效、难以记忆和识别，不利于计算机的推广应用，因而发明了汇编语言。程序员通过编写汇编指令，经由汇编器将这些汇编指令转换成机器语言，进而让计算机执行相关操作。因为汇编指令比起机器语言容易记忆和识别，因而被广泛应用在现今的计算机硬件领域，比如各种智能家具和计算机CPU的芯片、主板，里面都有已经编写好的汇编指令在执行既定操作。但汇编语言无法脱离机器并不具备可移植性，这样每个电子芯片等计算机硬件产品都需要程序员一台一台进行编写，效率十分低下，并且汇编指令需受到存储器和寄存器的限制，操作相当不方便。为克服上述困难，程序员们又发明了中高级编程语言，包括面向过程的C语言，并不完全面向对象的VB和C++，以及95%面向对象的Java语言(因为Java仍支持基本数据类型，所以不是完全的面向对象)。中高级编程语言都需要一个编译器将其代码源文件转变成二进制目标代码，再通过连接器将目标代码连接起来，从而形成可执行文件。因为高级编程语言早已得到广泛应用，且是人们日常生活最常接触的计算机编程语言，因此需重点关注高级编程语言：VB、C++和Java。
 
二、计算机编程语言介绍
 
1.VB。VB，英文全称Visual Basic。1991年，微软公司推出了全世界第一种可视化编程语言――VB1.0，在当时引起了巨大的轰动。自VB3.0开始，微软将Access数据库驱动集成到VB中，VB4.0开始向“面向对象”转型。但在1998年微软推出VB6.0后就没有再推出新的vb版本，而是在2002年以VB.NET的全新面貌让VB重焕新生。与VB6.0只是部分面向对象有所不同，VB.NET实现了最大化的面向对象。目前，VB.NET因为基于.NET框架和强大的数据库功能而在互联网、数据库、二次开发方面得到广泛应用。
 
2.C++。C++是在C语言基础上发展而来的一种高级编程语言。为兼容C语言的拓展应用，C++即有面向对象也有面向过程。指针是C++的最大特点，在编程时通过灵活运用指针，可以有效地节约大量运行内存、提升传输速度和实现数据的灵活转换。
 
3.Java。Java是由Sun公司开发的一种面向对象的高级编程语言。与C++有所不同，Java抛弃了指针的编程设计思想，因而Java的机器效率要比C++低下。但也因此Java没有C++面临可能的指针冲突的困扰，因而提升了其安全性。此外，Java在内存安全管理和释放内存方面取得了比C++更为优良的效果。得益于Java虚拟机的应用，Java语言成功实现了C++所未能实现的优良跨平台性能，并随着互联网的发展迅速流行起来，目前仍是全世界最受欢迎的编程语言之一。
 
三、计算机编程语言的应用
 
1.VB。VB的优点在于上手容易，因而经常被程序员使用在小软件、小程序的敏捷开发中。但原有VB的框架并不适合大型软件的开发，因而遭遇瓶颈。 当时的微软也从推崇VB转向逐渐淘汰VB，直到2003年时，微软windows操作系统自身所携带的程序中只有office仍采用VB编写，其余均已被VC++所替代。但随后改头换面的VB.NET则为VB带来了新的革新。VB编程语言在ASP框架下的网络程序设计、三维仿真设计、小界面设计及游戏设计等行业都有着广泛的应用。使用VB进行程序开发时通常有直接编写法、控件法和链接法。直接编写法即利用Shell指令函数执行VB代码指令，好处在于足够简洁，但也存在难以控制和无法灵活处理的缺点，因此它的实际应用十分稀少，即便有使用也只用在一些简单步骤的操作与执行。控件法最常用的是Active控件，一般用在与Web网页代码的交互与沟通中。链接法则包括动态链接法与混合链接法。
 
2.C++。C++以其简洁的语言和稳健性受到众多程序员的喜爱。以VC++为例，它一直是windows操作系统的宠儿，因为windows操作系统是由大部分的C语言、小部分的汇编和VC++编写而成，而VC++能对C语言进行很好地的兼容，因而VC++在windows系统得到最为广泛的使用。在大型程序编写方面，C++还因其指针与机器效率高的特性被广泛运用到大型游戏及其引擎的编写当中。比如魔兽世界的主要编程语言即为VC6.0。
 
3.Java。Java一直在互联网上时代得到广泛的应用。在网站、软件和手机APP开发中都能看到它的身影。当前Java有J2SE、J2EE、J2ME三种体系。J2SE是Java标准版，主要用在PC电脑桌面应用程序上，通常用JDBC实现程序与数据库的连接。J2EE是Java的企业版本，在各项企业应用软件如ERP、CRM等各类型的系统得到广泛应用。J2ME是Java的微型版，用于移动手机端、机顶盒等嵌入式电子设备。当前世界上使用最为广泛的Android智能手机操作系统就是以Linux为内核，以Java为编程语言搭建的，各种用J2ME开发的手机APP更是层出不穷。虽然Java因没有指针而比C++的机器效率低，但因其良好的可移植性和硬件价钱逐渐便宜的利好背景下，Java在超级计算机、大数据领域得到广泛应用，并在大数据领域借助分布式架构成功实现了PE级别海量数据处理的“秒级定律”，这是单打独斗的C++所望尘莫及的超高效率。
 
四、结语
 
计算机编程语言没有十全十美，任何一种编程语言都有其长处与短处，区别只在于使用它的人们。在微博兴起之前，国内有不少程序员鼓吹PHP已经过时的观点，却在主要以PHP编写的微博面前碰得灰头土脸。VB适合小程序设计与敏捷开发，C++适合高频交易、游戏、大型软件开发，Java在当今的互联网和移动智能设备领域炙手可热，因此完全可以通过利用这些编程语言的长处来为自己实现需求，而不必计较于其中的利弊得失。计算机编程语言的重点在于应用，唯有应用才能不断给予计算机编程语言生命，使用好计算机编程语言，就是对计算机编程语言开发和制定者最好的尊重。
 文章来源于网络

 
 
看到这个标题，你可能觉得不可思议，在男程序员占据绝对多数的软件行业，居然是女生开创的？
 
01
 
先行者
 
早在1843年，诗人拜伦之女，数学家Ada Lovelace就设计了一个计算努利数数的方法， 这个方法的独特之处在于，可以被一个叫做巴比奇分析机的计算机来执行， 也就是我们现在面试必备的“算法”，所以，Ada也被公认为是世界上第一个程序员。
 

 
1945~1946年间，世界上第一台电子计算机ENIAC建成，这个庞然大物的的硬件主要由男生主导建造， 但很多基础的软件却由Jean Bartik和其他5个女同事完成的。 
 
当时的编程可不像现在那样，有高级编程语言，有强大的IDE。她们只有逻辑图，然后通过拨弄各种开关，插拔各种电缆才能把程序“弄”到ENIAC进去，没有非凡的数学能力和计算能力是做不了“程序员”的。
 

 

 
ENIAC公开演示的前一晚出现了故障，Jean Bartik 和 Betty Snyder 挺身而出，及时解决了这个问题， 使得第二天的演示能顺利进行。 
 
演示非常成功，但是在当时软件没有地位，不受重视， 这几位女程序员在新闻图片中连个名称都没有，甚至没有被邀请参加庆祝晚宴。
 
02
 
Bug
 
二战结束以后，Jean Bartik和她的程序员团队开始在UNIVAC上编程，这是第一个商用的计算机，在这里她们遇到了Grace Hopper。
 

 

 
当时的计算机编程需要输入大量的数字，这太复杂，非常不直观，Hopper一直在寻求一种使用单词来代替数字的方法，1959年她带领团队创造了一种编程语言，可以用英语来对计算机编程，这就是COBOL。
 
COBOL在商业计算领域非常流行，今年疫情期间还爆出来一个有趣的事情，美国新泽西州有个失业金救济系统，就是用COBOL写的，已经运行了40多年了，疫情期间新泽西州有大量失业救济申请，这个系统应付不过来，出现了故障，急需COBOL程序员来修复，可是会COBOL基本上都是爷爷辈的程序员了。
 
1947年，Hopper和她的团队在Harvard Mark II计算机上工作时，电脑不知道为什么不能正常工作了。经过Hopper的深度挖掘，发现原来是一只飞蛾意外飞入电脑的内部的继电器中， 造成短路而引起的故障。她把飞蛾“揪”了了出来，并在日记本中记录下了这一事件。从这以后，程序届开始用“Bug”（原意为“虫子”）来称呼计算机中隐藏的错误。
 

 

 
Hopper后来成为美国海军少将
 

 

 
03
 
软件工程师
 
在那个年代，男人们的兴趣还集中在硬件上，他们认为才是硬件是最难的，最有意思的事情。 软件是微不足道的一部分，就像“文书”工作一样， 无聊无趣，待遇又很低。
 
所以当Margaret来到NASA，加入阿波罗登月计划的时候，她费了很大的劲向那些男人们解释软件是怎么回事，是怎么工作的。
 

 

 
在NASA工作期间，Margaret带领100多人的团队进行载人飞船软件的开发，这是人命关天的软件，Margaret必须保证它非常非常可靠。
 
在阿波罗11号登月那关键的3分钟内，只有1024字节内存的计算机出现了过载，发出大量1202程序警报，几近崩溃， 这是千钧一发的时刻， 30多万技术人员，8年耗资250亿美元的工程可能毁于一旦，能不能登月成功，就寄希望于Margaret写的软件了。
 
Margaret设计的系统顶住了所有的压力，软件检测到了错误，剔除了低级别的雷达处理任务，把最宝贵的空间留给最重要的任务：让鹰号飞船着陆。
 

 

 
（Margaret团队编写的登月软件）
 
这位伟大的女程序员发明了一个词：软件工程师，以此来称呼包括自己在内的程序员。
 
她说：希望人们给与做软件的人以应用的尊重，因为他们和硬件工程师一样，在一个宏大的系统中作贡献。
 
04
 
抹黑
 
在上世纪50年代， 有30%到50%的程序员都是女生，Hopper说：编程就像准备晚餐，你得做出计划，把所有的东西安排好......  对女生来说，当一个程序员是很自然的。
 
到了60年代，事情发生了变化，编程开始被视为复杂的智力工作，不再是简单的“文书”了，薪水也开始显著上涨，越来越多的男生对编程感兴趣，他们用了不正当的手段去排挤女程序员， 正如历史学家Nathan Ensmenger所披露的，一些专业组织发布抹黑的广告营销，阻止女性担任编程的工作；
 
公司招聘时也会针对女性设置障碍，比如有个性测试说优秀的程序员都有反叛的特质，很明显，这是男性所拥有的。
 
与此同时，《战争游戏》、《奇怪的科学》、《真正的天才》这样的电影也起到了推波助澜的作用，这些电影的情节几乎可以互换：古怪的电脑天才男孩通过高超的技术击败反派，得到了女孩的芳心。
 
05
 
拐点
 
80年代是真正的拐点， 个人电脑的流行改变了一切，PC的销售目标几乎全是男生，比尔·盖茨，史蒂夫·乔布斯等技术极客的出现更加强化了这一印象：PC是男生的好伙伴。
 
20世纪90年代，研究员简·马戈利斯调查了卡内基梅隆大学的数百名计算机科学学生， 她发现，家长们更愿意给男孩们买电脑，虽然女孩们也对电脑非常感兴趣。 这就造成了一个非常恶劣的后果：男生的电脑玩得贼溜，女生被远远抛在了后面。
 
在大学在招生的时候， 期望计算机科学系的学生已经具备很熟练的电脑使用经验， 女生就不太可能被录取了。
 

 


 
Source: National Science Foundation, American Bar Association, American Association of Medical Colleges
 
Credit: Quoctrung Bui/NPR
 
图中红色曲线表示计算机专业，从1985年开始，学习计算机专业的女生开始显著下降，到2011年，只剩下17%。
 
男生事实上已经接管了这个行业。
 
06
 
尾声
 
看完了美国的故事，再来看看国内的状况。
 
中国软件行业起步很晚， 90年代才出现第一批程序员，数量本身就很少，女生程序员就更少了。
 
经过20多年的发展，国内互联网非常发达，为什么女程序员还很少呢？道理很简单，编程工作绝不仅仅是白领的脑力劳动，已经变成996的体力劳动了！天天加班，疯狂起来要搞通宵，这么一个令人生畏的行业，肯定会吓跑了一大批女生。
 
女生做了程序员，白天要上班赚钱，回去还要做家庭主妇，照顾家里，辛苦可想而知，很难做到平衡，更不用说结婚、生子这样对职业发展有重大影响的事情了。
 
这不是说女生不适合编程工作，恰恰相反，女生沉静和细腻的性格非常适合，我也见过不少非常优秀的程序媛，这篇文章纪录了几位：《我所尊敬的三位女程序员》
 
参考资料：
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Ada_Lovelace
 
http://eniacprogrammers.org/
 
https://hackernoon.com/a-brief-history-of-women-in-computing-e7253ac24306
 
https://timeline.com/women-pioneered-computer-programming-then-men-took-their-industry-over-c2959b822523
 
https://www.npr.org/ps/money/2014/10/21/357629765/when-women-stopped-coding
 

 
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