通识计算机程式设计概要.ppt

1 通識計算機程式設計教育理念與教學計畫 鄭士康國立台灣大學電機工程學系 電信工程研究所 資訊網路與多媒體研究所 2 劉院長對通識教育的看法 我們需要的是serious的通識教育 不是營養學分的通識教育 這一頓好的dinner 不是讓你全部都去選dessert 你選甜點一 甜點二 甜點三 不是這樣子的 劉兆玄 我的學思歷程 2003 3 通識課程目的 通識及共同課程之規劃 http homepage ntu edu tw cge course course plan htm 落實 全人教育 之理想國立臺灣大學通識課程實施辦法第一章總則第一條國立臺灣大學 以下簡稱本校 共同教育委員會 以下簡稱共教會 為增加學生知識廣度並拓展其視野 以期能兼備人文與科學素養 特依據本校組織規程第十三條第四款之規定 訂定本辦法 4 通識課程領域 國立臺灣大學通識課程實施辦法第二章通識課程之領域與開授第二條通識課程分為 文學與藝術 歷史思維 世界文明 哲學與道德思考 公民意識與社會分析 量化分析與數學素養 物質科學 生命科學 八大領域 量化分析與數學素養 現代文明基礎之一例 科技產業與生活之改進例 黃仁宇 大歷史 的 數目字管理 大量使用電腦處理數據以解決問題著重邏輯性思考 規畫 尋找並更正錯誤 5 6 計算機應用 電腦很神奇 它好像什麼都行 它能開飛機與太空船 能操控發電廠與危險的化工廠 沒有它公司無法營運 許多醫療程序無法進行 它能幫助律師與法官尋找法律判例 它能幫助科學家與工程師執行極端複雜的數學計算 它導引與控制上百萬同時進行的電話通訊 它管理龐大的全球網際網路 internet 的數據傳送 它執行閱讀地圖 排版 影像處理 機械人輔助製程 積體電路設計等任務 都極端精準 它幫助個人處理許多單調乏味的日常瑣事 並且同時提供電腦遊戲的娛樂 以及在網上遨遊的樂趣 除此之外 今日的電腦正努力協助設計明日更厲害的電腦 哈雷爾著 李國偉譯 電腦也搞不定 天下文化2002 7 計算機架構 CPU Memory PeripheralDevices 電腦目前的限制 沒有自由意志倚賴程式設計師設計程式 指揮電腦CPU逐步執行指令程式必須明確 符合適當邏輯演算法 8 9 程式語言的演進 J G Brookshear ComputerScience AnOverview 8thedition Addison Wesley 2005 10 程式設計典範的演進 J G Brookshear ComputerScience AnOverview 8thedition Addison Wesley 2005 物件導向 以物件為處理單位封裝 繼承 多型易於模擬實際與抽象事物易於撰寫視窗程式程式重複使用性高 11 12 傳統高階程式語言架構 C obj Win32 WindowsOperatingSystem 原始碼 SourceCode 編譯 Compile 連結 Link 二進碼 binarycode exe 二進碼 binarycode 執行 Load Run 13 NET架構 VB NET C C CIL exe dll etc CLR CommonLanguageRuntime Win32 WindowsOperatingSystem 原始碼 SourceCode 建置 Build 偵錯 執行 共同中介語言 CommonIntermediateLanguage 碼集 Package 14 NET架構優缺點 優點跨語言 跨平台自動處理停用記憶區回收 GarbageCollection 共通資料形別缺點增一層級 執行效率多少受影響 C 程式語言特點 物件導向 NET結構跨平台記憶區用完自動回收較VisualBasic先進較C 易學易用執行效率較Java為高 15 16 課程目標 訓練學生能夠利用C 語言寫作計算機程式 並從中培養解決問題之規畫 邏輯與偵錯能力 17 教育理念 1 及至高等學堂 第一次上講堂 日本教習池永先生演說過 操學問 全靠自己 不能靠教師 教育二字 在英為 Education 照字意是 引出 之意 世間一切學問 俱是我腦中所固有 教師不過 引之使出 而已 並不是拿一種學問來 按入學生腦筋內 李宗吾 厚黑學 第二部厚黑叢話 18 教育理念 2 B F Skinneroncewrotethateducationiswhatremainsafteryou veforgotteneverythingyoulearned Saldivartoldhisaudience Ithinkhewassuggestingthatyouforgetthethingsbutlearntheprocess Andthat sthequalityofunderstandingIwantstudentstolearn alongwiththeabilitytoexpressthemselveseloquentlyandrationally withconvictionandpersuasivepower D Manuel Education Whatremainsafteryou veforgotteneverythingyoulearned StanfordReport vol XXXI no 20 March3 1999 19 教育理念 3 Infouryears Stanfordtoremedownandhelpedmebuildmyselfupagain Ifbeingherehastaughtmeanything itisI likeeachoneofus amanindependentandvaluableindividualbecauseIbelieveIam notbecausepeopleandpoststellmeso T Ho Turningtheworstyearintothebestyears TheStanfordDaily June11 1999 20 我們這樣教與學 排定進度課前預習 自行找書參考 課堂講解與實作練習課後複習演練並做作業作業討論時抽籤講解自己作業自行組隊進行專題研討寫報告期末舉行專題研討成果展示會 21 教科書與課程網頁 自編投影片與講義市售C 入門書籍均可參考 但注意本課程授課順序與大多數書籍不同http cc ee ntu edu tw skjeng ComputerProgramming2009Spring htm 計算機程式設計與作文 以程式語言指示計算機工作說明文敘述事物內容同樣以簡潔明確為目標 作文技巧與程式設計 構思立意 解法構想 布局謀篇 模組規畫 度句裁章 流程設計 用字遣詞 變數運算 兒童作文缺失 1 2 低年級小朋友 尚無法完整表達意念 掌握形式結構 內容常跳躍 不能聯貫主題 低年級階段的寫作以 我手寫我口 為主要訓練方式 剛升上中年級的小朋友 在遣詞造句上易流於口語化 甚至常重複出現相同的語詞 句型 蘇國書 林瑋 國語日報兒童園地版兒童寫作觀察報告 九十七年一月到六月 三之二 國語日報 中華民國97年9月18日 兒童作文缺失 2 2 大部份的小朋友都是想到什麼就寫什麼 往往把主要內容全寫進某一個段落 這樣一來 不僅段落雜亂 整篇文章也缺乏分段的概念 高年級學生 需要加強的 則是大多慣用條列式思考 缺少在每一條列下衍生細膩描述的能力 蘇國書 林瑋 國語日報兒童園地版兒童寫作觀察報告 九十七年一月到六月 三之二 國語日報 中華民國97年9月18日 26 自己找尋研究主題 李遠哲 尤信程呂宗昕 比念書更重要的事 國語日報 民95年12月31日 27 谷中小花 今年一年裏只有你一個有這份兒幸運 你愛什麼顏色就開什麼顏色的花 她每決定好了一個顏色就又責備自己未盡最大力量 沒有把整個時間充份利用在這千千萬萬應時盛開的叢花裏 他找到一株美好的枝梗 擎著一個沒有顏色 沒有開放 可是就已經枯萎了的小蓓蕾 鹿橋 幽谷 人子 1974 兩則做事方法的名言 物有本末 事有始终 知所先後 可謂近道矣 大學 開宗明義學而不思則罔 思而不學則殆 荀子 勸學篇 28 80 20定律 要事第一 工程方法 80 20定律要事第一 Firstthingsfirst 工程方法 Engineeringapproach 辨識問題核心 Core 訂定優先順序 Priority 快速原型製作 Fastprototyping 逐步演化 Evolution 定時定量研發與風險管理 30 釐清問題 核心關鍵Nicetohave優先順序問題簡化羅遠祉教授 Prof Y T Lo 的故事從實例簡化開始嘗試做中學 工程方法 v0 1 v0 1 v0 2 v0 3 v0 2 v0 1 射雕 對話 郭靖 蓉兒 七公廣發英雄帖 邀請台大各大門派弟子 六月二十六第三次華山論劍 互較C 程式設計功力高下 意在讓我倆露臉 但咱們這套功夫新學乍練 恐到時反而出醜 這華山論劍之會 去是不去 黃蓉 靖哥哥 你有幾章九陰真經在手 咱們又得師父指點 寫三 四個月程式 練好物件導向神功 怕他怎的 台大數十高手過招 熱鬧得緊 不去會會怎成 射雕 對話 郭靖 只是臨場要借什麼題目 好發揮所學 倒是個難題 黃蓉 有了 前日咱們一起看大街上拉洋片 有一部 決戰二十一點 倒也好看 片中的西洋牌戲 黑傑克 頗有幾分趣味 何不就以 黑傑克 演示武功 郭靖 只怕遊戲小道 看不出真功夫 射雕 對話 黃蓉 你忘了 昔日老頑童與我爹爹打石彈兒賭賽九陰真經和軟蝟甲 老頑童暗器功夫略勝一籌 我爹爹最後使詐 用彈指神通打碎老頑童的石彈兒才贏 雖是遊戲之作 沒有過人功力那成 郭靖 蓉兒說的是 咱們就聽妳的 設計一個 黑傑克 程式 到華山和各大門派弟子玩玩 實例示範 二十一點遊戲 36 定時定量研究法與研發紀錄 一個晚上主義 龜毛個性 P與PC的平衡Batchsystemvs timesharingsystem流水帳 研發日誌重要文獻或穩定成果 PPT檔GroupMeeti