第2版前言
軟件很可能確實(shí)與其他任何東西都不同，它的本意就是被拋棄：這一觀點(diǎn)就是總將它看作一個(gè)肥皂泡嗎？
—Alan J. Perlis

自1980年以來(lái)，本書(shū)的材料就一直在MIT作為計(jì)算機(jī)科學(xué)入門(mén)課程的基礎(chǔ)。在本書(shū)第1版出版之前，我們已經(jīng)用這一材料教了4年課，而到第2版出版，時(shí)間又過(guò)去了12年。我們非常高興地看到這一工作得到廣泛認(rèn)可，并被結(jié)合到其他一些教材中。我們已經(jīng)看到我們的學(xué)生掌握了本書(shū)中的思想和程序，并將它們構(gòu)筑到新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者語(yǔ)言的核心里—我們的學(xué)生已經(jīng)變成了我們的創(chuàng)造者。我們非常幸運(yùn)能有如此有能力的學(xué)生和如此有建樹(shù)的創(chuàng)造者。
在準(zhǔn)備這一新版本的過(guò)程中，我們采納了成百條澄清性建議，它們來(lái)自我們自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，也來(lái)自MIT和其他地方的同行們的評(píng)述。我們重新設(shè)計(jì)了本書(shū)里大部分主要程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括通用型算術(shù)系統(tǒng)、解釋器、寄存器機(jī)器模擬器和編譯器，也重寫(xiě)了所有的程序?qū)嵗�，以保證任何符合IEEE的Scheme標(biāo)準(zhǔn)（IEEE 1990）的Scheme實(shí)現(xiàn)都能運(yùn)行這些代碼。
這一版本中強(qiáng)調(diào)了幾個(gè)新問(wèn)題，其中最重要的是計(jì)算模型里對(duì)于時(shí)間的處理所起的中心作用：帶有狀態(tài)的對(duì)象、并發(fā)程序設(shè)計(jì)、函數(shù)式程序設(shè)計(jì)、惰性求值和非確定性程序設(shè)計(jì)。這里為并發(fā)和非確定性新增加了幾節(jié)，我們也設(shè)法將這一論題集成到整本書(shū)里，貫穿始終。
本書(shū)第1版基本上是按照我們?cè)贛IT一學(xué)期課程的教學(xué)大綱撰寫(xiě)的。第2版中由于有了增加的這些新材料，已經(jīng)不可能在一個(gè)學(xué)期里覆蓋所有內(nèi)容了，所以教師需要從中做一些選擇。在我們自己的教學(xué)里，有時(shí)會(huì)跳過(guò)有關(guān)邏輯程序設(shè)計(jì)的一節(jié)（4.4節(jié)）；讓學(xué)生使用寄存器機(jī)器模擬器，但不去討論它的實(shí)現(xiàn)（5.2節(jié)）；對(duì)于編譯器則只給出粗略的概述（5.5節(jié)）。即便如此，這仍然是一門(mén)內(nèi)容非常多的課程。一些教師可能希望只覆蓋前面的三章或者四章，而將其他內(nèi)容留給后續(xù)課程。




第1版前言
一臺(tái)計(jì)算機(jī)就像是一把小提琴。你可以想象一個(gè)新手試了一個(gè)音符后丟掉了它。后來(lái)他說(shuō)，聽(tīng)起來(lái)真難聽(tīng)。我們已經(jīng)從大眾和我們的大部分計(jì)算機(jī)科學(xué)家那里反復(fù)聽(tīng)到這種說(shuō)法。他們說(shuō)，計(jì)算機(jī)程序?qū)�個(gè)別具體用途而言確實(shí)是好東西，但它們太缺乏彈性。一把小提琴或者一臺(tái)打字機(jī)也同樣缺乏彈性，那是在你學(xué)會(huì)了如何去使用它們之前。
—Marvin Minsky，“為什么說(shuō)程序設(shè)計(jì)很容易成為一種媒介，
用于表述理解浮淺、草率而就的思想”

本書(shū)是麻省理工學(xué)院（MIT）計(jì)算機(jī)科學(xué)的入門(mén)教材。在MIT主修電子工程或者計(jì)算機(jī)科學(xué)的所有學(xué)生都必須學(xué)這門(mén)課，作為“公共核心課程計(jì)劃”的四分之一。該計(jì)劃還包含兩個(gè)關(guān)于電路和線性系統(tǒng)的科目，以及一個(gè)關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科目。我們從1978年開(kāi)始涉足這些科目的開(kāi)發(fā)，從1980年秋季以后，我們就一直按照現(xiàn)在這種形式教授這門(mén)課程，每年600到700個(gè)學(xué)生。大部分學(xué)生此前沒(méi)有或者很少有計(jì)算方面的正式訓(xùn)練，雖然許多人玩過(guò)計(jì)算機(jī)，也有少數(shù)人有豐富的程序設(shè)計(jì)或者硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
我們所設(shè)計(jì)的這門(mén)計(jì)算機(jī)科學(xué)入門(mén)課程主要考慮了兩個(gè)方面。首先，我們希望建立起一種認(rèn)識(shí)：計(jì)算機(jī)語(yǔ)言并不僅僅是一種讓計(jì)算機(jī)去執(zhí)行操作的方式，更重要的，它是一種表述有關(guān)方法學(xué)的思想的新穎的形式化媒介。因此，程序必須寫(xiě)得能夠供人們閱讀，偶爾地去供計(jì)算機(jī)執(zhí)行。其次，我們相信，在這一層次的課程里，最基本的材料并不是特定程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法，不是高效完成某種功能的巧妙算法，也不是算法的數(shù)學(xué)分析或者計(jì)算的本質(zhì)基礎(chǔ)，而是一些能夠控制大型軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性的技術(shù)。
我們的目標(biāo)是，完成了這一科目的學(xué)生能對(duì)程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格要素有一種很好的審美觀。他們應(yīng)該掌握了控制大型系統(tǒng)的復(fù)雜性的主要技術(shù)。他們應(yīng)該能夠去讀50頁(yè)長(zhǎng)的程序，只要該程序是以一種值得模仿的形式寫(xiě)出來(lái)的。他們應(yīng)該知道在什么時(shí)候哪些東西不需要去讀，哪些東西不需要去理解。他們應(yīng)該很有把握地去修改一個(gè)程序，同時(shí)又能保持原來(lái)作者的精神和風(fēng)格。
這些技能并不僅僅適用于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。我們所教授和提煉出來(lái)的這些技術(shù)，對(duì)于所有的工程設(shè)計(jì)都是通用的。我們?cè)谶m當(dāng)?shù)臅r(shí)候隱藏起一些細(xì)節(jié)，通過(guò)創(chuàng)建抽象去控制復(fù)雜性。我們通過(guò)建立約定的界面，以一種“混合與匹配”的方式組合起一些標(biāo)準(zhǔn)的、已經(jīng)很好理解的片段去控制復(fù)雜性。我們通過(guò)建立一些新的語(yǔ)言去描述各種設(shè)計(jì)，每種語(yǔ)言強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)中的一個(gè)特定方面并降低其他方面的重要性，以控制復(fù)雜性。
設(shè)計(jì)這門(mén)課程的基礎(chǔ)是我們的一種信念—“計(jì)算機(jī)科學(xué)”并不是一種科學(xué)，而且其重要性也與計(jì)算機(jī)本身并無(wú)太大關(guān)系。計(jì)算機(jī)革命是關(guān)于我們?nèi)绾稳ニ伎迹�以及如何去表達(dá)自己的思考的。在這個(gè)變化里，最基本的東西就是出現(xiàn)了一種或許最好稱(chēng)為過(guò)程性認(rèn)識(shí)論的現(xiàn)象—如何從命令式的觀點(diǎn)去研究知識(shí)的結(jié)構(gòu)，這一觀點(diǎn)與經(jīng)典數(shù)學(xué)領(lǐng)域中所采用的更具說(shuō)明性的觀點(diǎn)是完全不同的。數(shù)學(xué)為精確處理“是什么”提供了一種框架，而計(jì)算則為精確處理“怎樣做”提供了一種框架。
在教授這里的材料時(shí)，我們采用的是Lisp語(yǔ)言的一種方言。我們絕沒(méi)有形式化地教授這一語(yǔ)言，因?yàn)橥耆�不必那樣做。我們只是使用它，學(xué)生可以在幾天之內(nèi)就學(xué)會(huì)它。這也是類(lèi)Lisp語(yǔ)言的重要優(yōu)