本节书摘来自异步社区《像计算机科学家一样思考Python（第2版）》一书中的第1章，第1.1节，作者[美] Allen B. Downey，赵普明 译，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

第1章　程序之道

本书的目标是教会你像计算机科学家一样思考。这种思考方式综合了数学、工程学以及自然科学的一些最优秀的特性。计算机科学家与数学家类似，他们使用形式语言来描述理念（特别是计算）；与工程师类似，他们设计产品，将元件组装成系统，对不同的方案进行评估选择；与自然科学家类似，他们观察复杂系统的行为，构建科学假说，并检验其预测。

作为计算机科学家，最重要的技能就是问题求解。问题求解是发现问题、创造性地思考解决方案以及清晰准确地表达解决方案的能力。实践证明，学习编程的过程，正是训练问题求解能力的绝佳机会。这也是本章标题用“程序之道”的原因。

一方面，你将学会编程，其本身就是一个非常有用的技能；另一方面，你可以使用编程作为工具，去达到更高的目标。随着本书的深入，那个目标会逐渐明晰。

1.1　什么是程序

程序是指一组定义如何进行计算的指令的集合。这种计算可能是数学计算，如解方程组或者查找多项式的根，也可以是符号运算，如搜索和替换文档中的文本，或者图形相关的操作，如处理图像或播放视频。

在不同的编程语言中，程序的细节有所不同，但几乎所有编程语言中都会出现以下几类基本指令。

输入：从键盘、文件或者其他设备中获取数据。

输出：将数据显示到屏幕，保存到文件中，或者发送到网络上等。

数学：进行基本数学操作，如加法或乘法。

条件执行：检查某种条件的状态，并执行相应的代码。

重复：重复执行某种动作，往往在重复中有一些变化。

信不信由你，这差不多就是全部了。你所遇到过的所有程序，无论多么复杂，都是由类似上面的这些指令组成的。所以我们可以把编程看作一个将大而复杂的任务分解为更小的子任务的过程，不断分解，直到任务简单到足以由上面的这些基本指令组合完成。