3. Запустите Python, выполнив следующую команду с консоли Linux:
python3
Консоль Python открывается в консольном окне Linux. Здесь вы можете вводить команды Python.
Установка сторонних модулей
Часть кода, представленного в книге, зависит от модулей Python, которые не входят в базовое программное обеспечение Python, загруженное с официального сайта Python. Чтобы установить сторонние модули на компьютере, выполните инструкции, изложенные на http://automatetheboringstuff.com/2e/appendixa/.
Резюме
В ходе знакомства с алгоритмами мы посетим много разных мест и окунемся в различные исторические эпохи. Вы познакомитесь с открытиями, сделанными в Древнем Египте, Вавилоне, Афинах времен Перикла, Багдаде, средневековой Европе, Японии периода Эдо и Британской Индии, а также с выдающимися достижениями современности и ее ошеломляющими технологиями. Нам придется искать новые решения задач и преодолевать ограничения, которые на первый взгляд кажутся непреодолимыми. При этом мы установим связь не только первопроходцев древней науки, но и всех, кто пользуется компьютером или ловит бейсбольные мячи, с поколениями пользователей алгоритмов, а также их создателей, которые еще не родились, но в отдаленном будущем будут развивать оставленное нами наследие. Эта книга поможет вам сделать первые шаги в мир алгоритмов.
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу comp@piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
На веб-сайте издательства www.piter.com вы найдете подробную информацию о наших книгах.
1. Алгоритмы при решении задач
Поймать мяч — на редкость нетривиальное дело. В начале полета мяч может находиться настолько далеко, что будет казаться вам крошечным пятнышком на горизонте. Он может находиться в воздухе всего несколько коротких секунд, а то и меньше. На мяч воздействуют сопротивление воздуха, ветер и, конечно, сила тяготения, из-за чего он двигается по траектории, близкой к параболе. И все броски мяча совершаются с разной силой, под разными углами и в разных средах с разными условиями. Как же бейсболист, находящийся в 100 метрах от подающего, в момент удара узнает, куда нужно бежать, чтобы перехватить мяч, пока тот не коснулся земли?
Этот вопрос, называемый задачей аутфилдера1, продолжает обсуждаться в научных журналах и в наши дни. Мы начинаем с задачи аутфилдера, поскольку она имеет два очень разных решения: аналитическое и алгоритмическое. Сравнение этих решений ярко демонстрирует, что такое алгоритм и чем он отличается от других подходов к решению задач. Кроме того, задача аутфилдера помогает наглядно представить область, которая в основном абстрактна, — наверняка вам уже доводилось что-нибудь бросать и ловить, и данный опыт поможет вам понять теорию, лежащую в основе этой практики.
Чтобы действительно понять, как человек точно определяет, куда упадет мяч, будет полезно понять, как это делает машина. Начнем с аналитического решения задачи аутфилдера. Оно обладает математической точностью, компьютер легко найдет его за долю секунды, и это решение в том или ином виде обычно объясняют во вводном курсе физики. Оно позволит подвижному роботу выполнять функции аутфилдера в бейсбольной команде.
Однако человек не умеет легко решать аналитические уравнения в уме — по крайней мере, не так быстро, как это делает компьютер. Для человеческого мозга лучше подойдет алгоритмическое решение. На его примере мы исследуем, что такое алгоритм и какими преимуществами он обладает по сравнению с другими методами решения задач. Более того, алгоритмическое решение покажет, что алгоритмы естественны для человеческих мыслительных процессов и далеко не всегда выглядят устрашающе. На примере задачи аутфилдера будет представлен новый способ решения задач: алгоритмический подход.
Аналитический подход
Чтобы решить задачу с помощью аналитического метода, необходимо вернуться на несколько столетий назад к ранней модели движения.
Модель Галилея
Уравнения, чаще всего используемые для моделирования перемещения мяча, существуют со времен Галилея. Этот ученый несколько веков назад предложил полиномиальные формулы, связывающие ускорение, скорость и расстояние. Если не учитывать ветер и сопротивление воздуха и предположить, что мяч начинает движение на уровне земли, то, согласно модели Галилея, горизонтальная позиция брошенного мяча в момент времени
