第1章 编程基础

我们先来简单介绍何谓编程，以及编出来的程序大概是什么样子。

计算机是个机器，这个机器主要由CPU、内存、硬盘和输入/输出设备组成。计算机上跑着操作系统，如Windows或Linux，操作系统上运行着各种应用程序，如Word、QQ等。

操作系统将时间分成很多细小的时间片，一个时间片给一个程序用，另一个时间片给另一个程序用，并频繁地在程序间切换。不过，在应用程序看来，整个机器资源好像都归它使用，操作系统给它制造了这种假象。对程序员而言，编写程序时基本不用考虑其他应用程序，做好自己的事就可以了。

应用程序看上去能做很多事情，能读写文档、能播放音乐、能聊天、能玩游戏、能下围棋等，但本质上，计算机只会执行预先写好的指令而已，这些指令也只是操作数据或者设备。所谓程序，基本上就是告诉计算机要操作的数据和执行的指令序列，即对什么数据做什么操作，比如：

1）读文档，就是将数据从磁盘加载到内存，然后输出到显示器上；

2）写文档，就是将数据从内存写回磁盘；

3）播放音乐，就是将音乐的数据加载到内存，然后写到声卡上；

4）聊天，就是从键盘接收聊天数据，放到内存，然后传给网卡，通过网络传给另一个人的网卡，再从网卡传到内存，显示在显示器上。

基本上，所有数据都需要放到内存进行处理，程序的很大一部分工作就是操作在内存中的数据。那具体如何表示和操作数据呢？本章介绍一些基础知识，具体分为7个小节。

数据在计算机内部都是二进制表示的，不方便操作，为了方便操作数据，高级语言引入了数据类型和变量的概念，这两个概念我们在1.1节介绍。

表示了数据后，1.2节介绍能对数据进行的第一个操作：赋值。

数据有了初始值之后，1.3节介绍可以对数据进行的一些基本运算，计算机之所以称为“计算”机，是因为最初发明它的主要目的也是运算。

为了编写有实用功能的程序，只进行基本运算是远远不够的，至少需要对操作的过程进行流程控制。流程控制有两种：一种是条件执行；另外一种是循环。我们分别在1.4节和1.5节介绍。

为了减少重复代码和分解复杂操作，计算机程序引入了函数和子程序的概念，我们分别在1.6节和1.7节介绍函数的用法和函数调用的基本原理。