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第12章 程序的单位 页码，1/19 第三篇 计算任务的剖分与组合 从前，有两个表匠，一个叫霍拉，一个叫坦普斯。两人都很受顾客的欢 迎，他们各自的工场中的电话总是响个不停，因为老有新主顾上门。不过，霍 拉发了大财，坦普斯却越来越穷，最后连店铺都给亏没了。这是为什么呢?他 们做的表都是由1000个零件组成。坦普斯做表的方式是连续地把一只表从头做 如果尚未装完一只表就不得不中途放下 比如说要去接客户电话了 ，那 到尾， ( ) 么装了一半的表就会立刻散掉，又得从头装起。顾客们越喜欢他的表，他的电 话就越多，也就越难得到足够的不被打断的时间来装成一只表。霍拉做的表并 不比坦普斯的简单。但他经过设计，用十个零件装成一个组件。十个组件又可 装成更大的组件。十个大组件构成的系统就是整只表。因此，当霍拉不得不放 下装了一部分的表去接电话时，他只损失了一小部分活儿，他装表所用工时只 是坦普斯所用工时的一个零头。 在这个寓言里面，我的中心思想是，具有复 … 杂性的系统最好是采取层级结构的形式，而层级结构有一些与系统的具体内容 无关的共同性质。我将论证说，层级结构是构造复杂事物的建筑师们所使用的 主要结构方式之一。 [1] H.Simon 《The Sciences of the Artificial》 一个计算任务可以很简单，使用几个语句进行描述，执行之后就可以得到结果，但是如果说我们人类 使用计算机只是进行那种简单的计算，显然是浪费。而复杂的计算任务，则和任何复杂事物一样，具有非 常庞大的内部结构，人类解决复杂问题的一般思路，就是把一个大的结构分解为相对比较小的结构，如果 可能就一直分解到非常简单的结构，分别解决了那些简单结构的问题，按照我们分解大问题的逻辑，也就 解决了开始的复杂问题。 如何运用程序语言来表达这个解构的思路，就是本篇我们要讨论的主要论题。 首先我们讨论一个FORTRAN程序所可以具有的结构，按照这个语言对程序结构模本的规定，我们就 可以规划相应的针对计算任务的问题解构方式。 所谓FORTRAN程序的结构，就是一个FORTRAN程序可以包含那些程序单位，然后这些单位又必须如 何组装在一起。 所以我们分类讨论了FORTRAN 的程序单位之后，就需要讨论数据流与指令流是如何进行不同程序单 位之间的通讯的，通过这种通讯，一个由许多程序单位组成的FORTRAN程序就构成了一个有机的整体， 恢复了被支解的问题的本来结构。 特别的，我们还需要讨论最为重要的程序单位，就是过程，它的可执行程序单位的主体。其中 FORTRAN语言以标准形式给出的固有过程，相当于为解决常见计算问题而准备的常用工具，熟练使用它 们可以达到事半功倍的效果。 [1] ， ， 世纪所谓 认知科学革命 的核心人物，人工智能的巨擘，在计算机科学和心理学 Herbert A. Simon 1916-2001 20 “ ” /popular/fortran/12.htm 2006-1-5 第12章 程序的单位