Contents 1 Computers and Programs l.1 The Universal Machine.,·,,,,,,··, 1.2 Program Power.,..,····· l.3 What is Computer Science?....·.·.,·.·······,········· 2 14 Hardware Basics 。。 1.5 Programming Languages 1.6 The Magic of Python J 1.7 Inside a Python Program 1.8 Chaos and Computers.... 10 1.9 Exercises 11 2 Writing Simple Programs 2.1 The Software Development Process 13 2.2 Example Program:Temperature Converter................... 13 2.3 Elements of Programs...... 15 2.3.1 Names.,···· 15 2.3.2 Expressions 15 2.4 Output Statements 6 2.5 Assignment Statements. 7 2.5.1 Simple Assignment.. 1 2.5.2 Assigning Input.. 2.5.3 Simultaneous Assignment 19 2.6 Definite Loops 20 2.7 Example Program:Future Value 28 Exercises 24 3 Computing with Numbers 25 3.1 Numeric Data Types 3.2 Using the Math Library... 27 3.3 Accumulating Results:Factorial 2 3.4 The Limits ofInt 3.5 Handling Large Numbers:Long Ints 3.6 Type Conversions 34 3.7 Exercises 35 4 Computing with Strings 39 4.1 The String Data Type 39 4.2 Simple String Processing 41 4.3 Strings and Secret Codes 43 4.3.1 String Representation.. 43 4.3.2 Programming an Encoder 4.3.3 Programming a Decoder 45 4.3.4 Other String Operations 4Contents 1 Computers and Programs 1 1.1 The Uni versal Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Program Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 What is Computer Science? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.4 Hardware Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.5 Programming Languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.6 The Magic of Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.7 Inside a Python Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.8 Chaos and Computers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.9 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 Writing Simple Programs 13 2.1 The Software De velopment Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2 Example Program: Temperature Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Elements of Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.1 Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.2 Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Output Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.5 Assignment Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.5.1 Simple Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.5.2 Assigning Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.5.3 Simultaneous Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.6 Definite Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.7 Example Program: Future Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.8 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3 Computing with Numbers 25 3.1 Numeric Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2 Using the Math Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3 Accumulating Results: Factorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4 The Limits of Int . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.5 Handling Large Numbers: Long Ints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.6 Type Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.7 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4 Computing with Strings 39 4.1 The String Data Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2 Simple String Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.3 Strings and Secret Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.3.1 String Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.3.2 Programming an Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.3.3 Programming a Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.3.4 Other String Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 i