优达学城《计算机科学导论》小结

原文:http://shanchuantian.com/2017/11/09/2017-11-10-intro-to-CS-course/

• • 简介
  • 代码
  • 课程笔记
    • 课程10怎样解决问题
    • 课程11怎样管理数据 unit3
    • 课程15 响应查询 unit4
    • 课程18 程序怎样运行 unit5
    • 课程22如何拥有无穷力量 unit6
    • 课程26 unit7
  • 小结

简介

优达学城开设的《计算机科学导论》课程是“谷歌推荐的计算机科学学习路线”中推荐的入门导论课，与它同性质的还有斯坦福大学开设的《计算机科学入门》（目前coursera上已经没有了，但斯坦福网站有）。

整个课程以构建一个简单的网络搜索引擎（web search engine）为主线，介绍计算机是如何运作的（computing），以python语言为实现工具教学生如何写程序，进而引导学生入门计算机科学（computer science, CS）。

代码

课程所有代码均使用python 2.7，课程中遇到的代码传到了github:udacity_intro_to_CS_course_note

课程笔记

课程10怎样解决问题

通过一个问题：求两个日期间的天数，来说明如何解题，一般的解题步骤：

1.what’s the inputs?

2.outputs?

3.example by hand

4.simple mechanical solution

5.develop incrementally and test as we go

• 不要过早优化，用人能想到的最简单的方法来做，效率差一点没有关系。
• 先不考虑细节，保证函数接口不会变的前提下，给一个大致的实现也没关系。
• 写的代码要方便测试

课程11怎样管理数据 unit3

2个要点：learning to crawl，structured data

1.string

2.list

<list>

[<expression>, <expression>,...]

nested lists

string不能直接改变：

>>> s='hello
>>> s[1]='j'
TypeError: 'str' object does not support item assignment

指向

p = ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
q = p 
p[0] = 'y' # p改变的同时也会改变q
print p
print q

• aliasing
• 函数参数为列表时

要明白传的是引用，会改变原来spy的值

def replace_spy(spy):
    spy[2] = spy[2] + 1
# 但是传整数的时候，不能改变原来的值
def inc(n):
  n = n + 1

• list operations

append

<list>.append(<element>)

+

len(<list>)

• append的注意事项

q追加到p，是作为一个整体，并且改变p也会改变p中对应的部分

p = [1,2]
q = [3,4]
p.append(q)
print p
print len(p)
q[1] = 5
print p

• 关于register和DRAM的两个类比做的很好

register是不需要刷新，而DRAM电荷会慢慢消失（所以需要不断刷新）

内存是DRAM，关机后所有数据都会丢失。（当然register也会）

latency - 12 nanoseconds

• 平方

2 ** 10

• 关于存储器速度

写程序的时候要让数据尽可能靠近cpu

• loops on lists

while <test>:
    <block>
for <name> in <list>:
    <block>

返回value的index:<list>.index<value>

判断value是否在list中，返回True，False:<value> in <list>

<value> not in <list> = not <value> in <list>

• pop

<list>.pop()

remove, return last

• list的注意事项

def proc2(p):
    p = p + [1]

原来p的值并不会改变，因为+会产生一个新的list

课程15 响应查询 unit4

主要内容：定义数据结构，以index为例子，讲解网络相关知识

• split
• 三引号
• 网络

网络要点：

1.编码和解释

2.传递方式 route

3.谁使用

• measuring networks

1.latency

2.band width

查看路由信息的命令:

windows: tracert

linux: traceroute

tracert www.baidu.com

• protocols

课程18 程序怎样运行 unit5

目的：让程序运行更快

用dictionary来实现，其原理是hash

• cost
• time

import time
time.clock()

• eval

eval(string) # 执行string

• hash table
• dictionary
• ord

ord(<one-letter string>) -> number

• chr

chr(<number>) -> <one-letter string>

• chr(ord(a))=a
• modulus operator

<number> % <modulus> -> <remainder>

• making a better hash funciton

hash table的要点是每个bucket里面的元素数量尽量一致

• for 中用range，防止while中忘记加1

def make_hashtable2(nbuckets):
    table = []
    for v in range(0, nbuckets):
        table.append([])
    return table

• [[]]*3发生了什么？

三个元素都指向同一个地址

def make_hashtablewrong(nbuckets):
    return [[]]*nbuckets
table = make_hashtablewrong(3)
table[1].append(['ud', ['http:']])
print table[1]
print table[0]
print table

# output
[['ud', ['http:']]]
[['ud', ['http:']]]
[[['ud', ['http:']]], [['ud', ['http:']]], [['ud', ['http:']]]]

• dictionary

ele = {'hig':1,
 'je':2}
print 'jj' in ele # 判断是否在里面

字典的key-value中，value可以多种类型，key呢？

字典的排序是靠hash值，参考

递归的最大深度，是多少？

深层递规一定要避免！一是不安全，二是调用代价高，三是cache对栈的效率低，四，这是最重要的－－递规算法一定可以转为循环！

课程22如何拥有无穷力量 unit6

讲递归 recursive

定义：

1.base case

2.recursive case

python的递归是expensive（浪费资源）

fibonacii用递归会有很多重复的没有必要的计算，所以速度慢

• 网页排名中如何找到质量高的网页？
• relaxation algorithm

PageRank算法–从原理到实现

公式：

rank(0,url)=1/N

rank(t,url)=(d∗∑p∈inlinks[url]rank(t−1,p)/outlinks[p])+(1−d)/N

• 弄明白数据结构很重要

• 要掌握好递归是需要一些练习的

  1.找到结束条件

  2.找到前一个状态与后一个状态的关系

课程26 unit7

• themes

abstraction

universality

recursive definitions

小结

这门课程只是一门入门课程，讲的东西非常简单，虽然在一开始说要构建一个搜索引擎的时候会觉得很厉害，等把课听了就会发现，搜索引擎其实是引用了python的一个包获取网页的内容，再写一些简单的程序就可以完成了，当然这是一个非常简陋的搜索引擎。

一路看下来就会发现主讲内容为：

• python，很大一部分内容都是在讲python，应该说是用python，作者基本没有用python的特性，只用最基本的语法，目的就是尽量减少对语言特性的依赖，讲一般的编程思维。

• 讲了一些编程思想，在如何解决问题那一节。

• 讲了一些数据结构，主要是list、dictionary，构建搜索引擎的时候对它们进行了灵活运用。

• 讲了递归，递归是一种思考方式，凡是递归写的程序都可以转换为循环，之所以用递归是因为递归的表达很容易让人看清问题的形式，写起来也简单。