原書(shū)序

教育計(jì)算機(jī)化的歷史很長(zhǎng)并且具有傳奇性，從最初在數(shù)學(xué)課堂上使用機(jī)械計(jì)算機(jī)做輔助， 發(fā)展到20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了像BBC Computer Literacy Project（BBC計(jì)算機(jī)素養(yǎng)項(xiàng)目）這樣的微運(yùn)算項(xiàng)目。隨著計(jì)算機(jī)成本的降低和功能的增加，全世界的學(xué)校從最開(kāi)始教室里只能配備一臺(tái)共享電腦迅速發(fā)展到所有教室全部配備電腦，從語(yǔ)言和歷史課程到工程和藝術(shù)課程全部融入計(jì)算機(jī)教學(xué)。
現(xiàn)在許多家庭都擁有至少一臺(tái)電腦，有的甚至擁有不止一臺(tái)。盡管人們使用電腦的機(jī)會(huì)增加了，但是在操作電腦的時(shí)候，卻有一種并不理解計(jì)算機(jī)內(nèi)在工作機(jī)制的感覺(jué)。BBC Micro是20世紀(jì)80年代由Acorn計(jì)算機(jī)公司（ARM公司的前身）設(shè)計(jì)的微型計(jì)算機(jī)，它作為BBC計(jì)算機(jī)素養(yǎng)項(xiàng)目的核心，直接加載了一種以文本為基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言，這是一種初學(xué)者通用的指令碼（即BASIC語(yǔ)言），并且包含了大量實(shí)例。如今大多數(shù)計(jì)算機(jī)加載的是圖形用戶界面（GUI），相比創(chuàng)建自己的程序，圖形用戶界面更加注重如何使用預(yù)先編好的程序。
BBC micro：bit的設(shè)計(jì)初衷正是想創(chuàng)建一個(gè)低成本、易理解的平臺(tái)，讓人們能夠重新回到學(xué)習(xí)自己寫(xiě)代碼的時(shí)代。由BBC計(jì)算機(jī)素養(yǎng)項(xiàng)目最初發(fā)起，作為全球計(jì)算機(jī)普及項(xiàng)目的核心， BBC micro：bit是一個(gè)價(jià)格實(shí)惠的微控制器，通過(guò)它你可以運(yùn)行自己創(chuàng)建的程序來(lái)完成任何事情，比如拼出你的名字，通過(guò)游戲來(lái)控制燈的開(kāi)關(guān)，或者通過(guò)無(wú)線電來(lái)進(jìn)行通信。
全球許多國(guó)家的學(xué)校已經(jīng)開(kāi)始在課程中應(yīng)用BBC micro：bit，但這并不意味著B(niǎo)BC micro：bit 僅僅是為了結(jié)構(gòu)化教學(xué)而設(shè)計(jì)的。BBC micro：bit非常容易使用，因此可以用它向所有年齡的孩子教授編程和計(jì)算概念；BBC micro：bit十分穩(wěn)定而且尺寸小巧，也非常容易攜帶，因此可以把它應(yīng)用到一些可穿戴的項(xiàng)目中去；BBC micro：bit功能強(qiáng)大而且十分靈活，因此如果你在一個(gè)更加復(fù)雜的項(xiàng)目關(guān)鍵部分使用它時(shí)，也不會(huì)受制于它的功能。
本書(shū)的讀者
本書(shū)適用于所有想要使用BBC micro：bit的人。使用者不需要有任何計(jì)算機(jī)、電子和編程經(jīng)驗(yàn)，就可以輕易開(kāi)始使用BBC micro：bit。
想要透徹地理解本書(shū)，你最需要的就是閱讀能力和學(xué)習(xí)意愿。如果你之前用過(guò)電腦，在了解一般概念的基礎(chǔ)上，你可以快速地瀏覽前幾章。如果你之前用過(guò)其他以微控制器為基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)板，你甚至可以略讀更多內(nèi)容。如果你之前自己寫(xiě)過(guò)電腦程序，那么你會(huì)發(fā)現(xiàn)使用BBC micro：bit進(jìn)行編程與用電腦編程是非常相似的。如果你了解電路，那么后幾章的內(nèi)容也不會(huì)讓你有太多難解之處。
不論你已經(jīng)是BBC micro：bit的使用者還是一個(gè)完完全全的新手，本書(shū)旨在讓你以最小的困擾以及最大的愉悅開(kāi)啟使用BBC micro：bit之旅。
本書(shū)的內(nèi)容
技術(shù)是在不斷發(fā)展的，BBC micro：bit也不例外。本書(shū)是基于BBC micro：bit硬件的最新版本，即1.3b修訂版編寫(xiě)的，但是本書(shū)也完全適用于BBC micro：bit之前的所有版本，包括贈(zèng)送給學(xué)校做測(cè)試的第一版原型。同樣地，本書(shū)的內(nèi)容也適用于BBC micro：bit未來(lái)的所有版本，這歸功于Micro：bit教育基金會(huì)的出色工作，Micro：bit教育基金會(huì)在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。
BBC micro：bit的軟件也與它的硬件一樣，在經(jīng)歷不斷的發(fā)展。本書(shū)中對(duì)軟件的引用在編寫(xiě)的當(dāng)時(shí)是非常精確的，所有的截圖和相關(guān)素材都是基于最新的軟件版本。隨著時(shí)間的推移，軟件的樣子可能會(huì)有微小的改變，但是軟件的工作方式將會(huì)保持一致。
這一點(diǎn)對(duì)于本書(shū)中包含的程序而言是非常重要的。盡管適用于BBC micro：bit的編程語(yǔ)言會(huì)隨著時(shí)間而增加，并且會(huì)包含其他特征，但是已經(jīng)存在的特征將仍然可以使用。今天本書(shū)中講到的某個(gè)程序多年后將仍然可以在BBC micro：bit上使用。
本書(shū)的結(jié)構(gòu)
第1部分“BBC micro：bit簡(jiǎn)介”，介紹了BBC micro：bit的硬件以及如何使用它。這部分內(nèi)容會(huì)教你一步步地打開(kāi)你的第一臺(tái)BBC micro：bit并探索它的演示程序，教你將BBC micro：bit 連接到電腦，從而下載你自己的程序。這一部分同樣包含了許多使用BBC micro：bit的建議，包括如何正確使用才能避免可能的損害。即使你已經(jīng)使用過(guò)BBC micro：bit，仍然建議你閱讀此部分的內(nèi)容。
第2部分“使用BBC micro：bit進(jìn)行編碼”，讓你開(kāi)始自己編寫(xiě)程序。通過(guò)這一部分，你將學(xué)習(xí)到適用于BBC micro：bit的編程語(yǔ)言以及它們的不同之處，并開(kāi)始學(xué)習(xí)自己編寫(xiě)程序。你可以學(xué)到從簡(jiǎn)單地編寫(xiě)一條信息，讓它在BBC micro：bit的顯示屏上滾動(dòng)顯示，到讀取多種內(nèi)置傳感器，再到編寫(xiě)簡(jiǎn)單的小游戲。
在這一部分中，會(huì)有專(zhuān)門(mén)的章節(jié)分別介紹三種主要的BBC micro：bit編程語(yǔ)言：JavaScriptBlocks、JavaScript和Python。這三章的編排盡可能地保持完全一致，從而能夠讓你快速地了解使用三種不同的編程語(yǔ)言編寫(xiě)同一個(gè)程序有何不同之處。你可以通過(guò)這部分一開(kāi)始的對(duì)比表格選擇自己偏好的編程語(yǔ)言，并只閱讀相關(guān)章節(jié)，也可以輪流閱讀全部三章的內(nèi)容，從而真正地體會(huì)每種編程語(yǔ)言是如何運(yùn)行的。
第3部分“高級(jí)BBC micro：bit項(xiàng)目”將更進(jìn)一步，通過(guò)實(shí)例介紹無(wú)線電模塊，使得單個(gè)BBC micro：bit能夠與BBC micro：bit群體進(jìn)行通信而不需要連接導(dǎo)線。在這一部分中還有一章專(zhuān)門(mén)講述BBC micro：bit與流行的教育型片上電腦Raspberry Pi（樹(shù)莓派）的連接使用，從而使兩個(gè)設(shè)備的功能都得到拓展。
另外在這一部分中，你將學(xué)習(xí)到如何在BBC micro：bit上連接外部元件，比如開(kāi)關(guān)、LED。你將學(xué)習(xí)利用最基本的元件創(chuàng)建電路，從而擴(kuò)展BBC micro：bit的功能。電路連接過(guò)程中不涉及焊接，所有本書(shū)中介紹的電路都是安全的，哪怕是年紀(jì)最小的讀者也可以使用，只需要用到少量?jī)r(jià)格便宜的電子元件。
至此你將會(huì)對(duì)BBC micro：bit的功能有比較充分的了解，明白如何用它進(jìn)行編程以及如何將它與其他設(shè)備連接使用。但是你還沒(méi)掌握BBC micro：bit的全部功能，所以最后一章提供了附加學(xué)習(xí)資源，包括能夠提高BBC micro：bit靈活性的附加硬件、提供更多項(xiàng)目思路的網(wǎng)站以及可以應(yīng)用到結(jié)構(gòu)化教育中的正式教案。
最后的附錄部分用三種編程語(yǔ)言分別列出了本書(shū)中提及的所有程序的完整代碼列表，你可以不受章節(jié)中關(guān)于每個(gè)程序作用的評(píng)論和解釋的干擾，輕松地輸入代碼。如果你想更省事的話， 也可以從本書(shū)的網(wǎng)站www.wiley.com/go/bbcmicrobituserguide上下載到同樣的程序文件。附錄中還有一個(gè)BBC micro：bit引腳列表，列出了BBC micro：bit各個(gè)引腳的全部功能。
使用本書(shū)需要的工具
從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，即使你沒(méi)有BBC micro：bit也可以使用本書(shū)，模擬設(shè)備同樣可以讓你編寫(xiě)適用于BBC micro：bit的程序，并且不需要下載到BBC micro：bit實(shí)體上就可以看到這些程序是如何運(yùn)行的，不過(guò)此處還需要做一些額外說(shuō)明。
運(yùn)行本書(shū)列出的主要示例程序，你需要：
■ 一片BBC micro：bit。
■ 一條完好的微型USB連接線。
■ 一臺(tái)可以運(yùn)行Microsoft Windows、Apple macOS或者Linux系統(tǒng)，并帶有USB接口的電腦。
■ 最新的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器以及可用的網(wǎng)絡(luò)連接。
對(duì)于第8章“BBC micro：bit的無(wú)線連接功能”中講到的無(wú)線電程序，你需要：
■ 共計(jì)三片BBC micro：bit。
運(yùn)行第9章“BBC micro：bit和RaspberryPi”中列出的程序，你需要：
■Raspberry Pi Model B+、Raspberry Pi Model 2、Raspberry Pi Model 3或者Raspberry Pi Zero W中任意一套。
為了創(chuàng)建第10章“創(chuàng)建電路”中詳述的電路，你需要：
■ 帶鱷魚(yú)夾的電線或者4mm香蕉插頭連接器。
■ 一個(gè)按鈕或者開(kāi)關(guān)。
■ 一個(gè)LED。
■ 一個(gè)限流電阻器（見(jiàn)第10章中的說(shuō)明）。
■ 一個(gè)電位器。
這些部件可以很容易在網(wǎng)上或者電子元件商店買(mǎi)到，通常BBC micro：bit的代理商也會(huì)銷(xiāo)售這些部件。
慣例
為了能夠讓你透徹地理解本書(shū)，并且掌握最新的發(fā)展趨勢(shì)，我們?cè)谡�本�?shū)中使用了很多的慣例。
技術(shù)名詞首次出現(xiàn)會(huì)用加粗進(jìn)行標(biāo)注，縮略詞和首字母縮略詞首次出現(xiàn)會(huì)顯示全稱，隨后以縮略形式出現(xiàn)。
本書(shū)中采用國(guó)際單位制單位，需采用英制計(jì)量單位的地方會(huì)用括號(hào)進(jìn)行標(biāo)注。
如果一行代碼超出了頁(yè)面的限制，結(jié)尾處會(huì)印制一個(gè)符號(hào)。當(dāng)你看到這個(gè)符號(hào)時(shí)，請(qǐng)繼續(xù)輸入后面的代碼而無(wú)須按Enter鍵或者Return鍵。如果你不確定到底如何輸入一行代碼， 你可以訪問(wèn)www.wiley.com/go/bbcmicrobituserguide下載每個(gè)程序的純文本文檔，你可以用這些文檔作為參考，甚至可以直接復(fù)制文檔中的代碼并粘貼到編輯器中去。
希望你能喜歡本書(shū)并開(kāi)啟你的BBC micro：bit快樂(lè)之旅！