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0.4.2 抽象

《计算机科学概论(第12版)》第0章绪论,在开篇的这一章,我们探讨计算机科学所涉及的领域,介绍其历史背景,然后为我们的深入学习奠定基础。本节为大家介绍抽象。

作者:刘艺/吴英/毛倩倩 译来源:人民邮电出版社|2018-01-28 19:55

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0.4.2 抽象

术语抽象(abstraction)在本书中是指一个实体的外部特征与其内部构成细节之间的分离。抽象使我们可以忽略一些复杂设备(如计算机、汽车和微波炉)的内部细节,把它们当作一个单个的、可理解的单元使用。此外,正是通过抽象,这些复杂的系统才能够被设计和生产出来。计算机、汽车和微波炉都是由若干部件构成的,其中每一个部件表示一层抽象,在此层面上,该部件的使用是独立于这个部件的内部构成细节的。

运用抽象,我们能够构造、分析和管理大型的复杂计算机系统,但如果从细节的层面上看问题,就会不识庐山真面目。在每一个抽象层面上,我们都把此系统看成是由若干称为抽象工具(abstract tool)的部件组成,而忽略这些部件的内部构成。这样我们的精力就集中了,可以考虑一个部件如何与同一层面其他部件发生作用,以及这些部件如何作为一个整体构成更高级别的部件。由此,我们就可以理解该系统中与手头任务有关的那部分,而不会在众多的细节中迷失方向。

需要强调的是,抽象并不局限于科学和技术领域。它是一门重要的简化技术,我们的社会形成的任何一种生活方式都离不开抽象。很少有人知道,日常生活中各种各样的便利是怎样实现的:我们需要吃饭穿衣,但我们自己无法生产;我们使用电器设备和通信系统,但不了解它们的内部技术;我们享受其他人提供的服务,但不知道他们的专业细节。对每一项新的发展,只有一小部分社会成员专职于其实现,其他人则将实现的结果作为抽象工具来使用。这样,社会的抽象工具仓库扩大了,社会进一步发展的能力也增强了。

抽象这一话题在本书中会被反复提及。我们将了解到,计算设备是通过各种抽象工具构建的。我们还会看到,大型软件系统的开发是以模块化的方式完成的,其中每个模块都是较大模块中的一种抽象工具。此外,在计算机科学本身的发展中,抽象也扮演了很重要的角色,有了它,研究人员可以把精力集中在一个复杂领域中的特定范围上。实际上,本书的编排也反映了该科学的这种特征:每一章都围绕着计算机科学的一个特定的方面,而且往往出人意料地完全独立于其他各章,但所有这些章合在一起,又形成了这一巨大研究领域的全面介绍。


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