计算机科学导论

什么是计算机科学？

这个问题没有唯一的标准答案。对许多不同的人来说，计算机科学意味着许多不同的事情。对一些人来说，它意味着构建一个让你与朋友保持联系的网页应用；对另一些人来说，它意味着设计工程自动驾驶汽车；还有一些人认为它意味着大量的数学；诸如此类。

概括地说，计算机科学回答以下三个问题：

1. 我们能计算什么？
2. 我们如何计算它？
3. 用计算结果我们又能做什么？

从这个意义上说，计算机科学并不是关于”计算机”的学问——那更接近电气工程——它也不是一门严格意义上的”科学”——科学家发现世界，而我们创造世界。

计算机科学家更像工程师：我们制造酷炫的东西，也解决问题。

复杂性与抽象

计算机科学中所有有趣的问题，本质上都是复杂的——它们的解决方案同样如此。

想一想你的网页浏览器，也就是你此刻正在用来看这个页面的程序。显然，它解决了一个有趣的问题，同时也极其复杂：当你在地址栏输入一个 URL 时，浏览器必须确定该联系哪台服务器，请求服务器发送你要找的网页，下载网页，解析网页，最后把它显示在屏幕上。这些步骤中的每一步，又都包含各自复杂的环节。

这一切是如何协同运作的呢？答案只有一个词：抽象（abstraction）！抽象让我们能够把一个复杂的过程当作一个单独的单元来看待，并把这个单元用在更加复杂的过程之中。

在日常生活中，我们已经在使用抽象：开车时，我们需要知道如何操作方向盘和踏板，却不必了解发动机和传动系统的工作原理；烤一个苹果派，我们需要一份食谱和一台烤箱，却不需要自己种苹果，也不必了解苹果是怎么种出来的；使用互联网时，我们也不需要理解请求网页的协议——浏览器替我们把这个过程抽象掉了，任何人都能轻松快捷地浏览网页。

在本课程中，我们将探索用创建抽象来解决问题的各种技术。