F#,印度数学教育与优秀编程

作者分享了学习F#函数编程语言的经历,强调了思维方式转变的重要性,并对比了印度与中国在数学教育方面的不同。
F#,印度数学教育与优秀编程
gisspace 转帖

 

这个周末,我终于可以坐下来做我在一年来一直承诺要做的事情:我开始应用F#。这次体验相当有趣。十多年来,我第一次不能只是通过坐着瞧一些样本代码来理解一门语言。

这次体验强化了当前通用编程语言的可悲状况。确实,过去我曾多次抱怨过VB.NET、C#、Java等语言的平庸之处。但明白我的所作所为对我的思考方式有着重大影响,这引起我的强烈兴趣。

我在11年级使用EdScheme时初次遇到一种函数编程语言。虽然F#的语法与EdScheme大有不同(EdScheme是Scheme的一个版本,是Lisp的一个术语;F#以OCaml为基础),它们的许多原理是一样的,特别是在“标签”与“值”相对的概念方面。

在函数编程语言中,有一种避免(或完全禁止)“值”概念的倾向。相反,每个标识符实际上作为一个标签,引用一个特殊的函数。

例如,“let x=5+y”并不是设定x的值等于y加5得到的值。相反,x是一个函数,调用后,它计算5+y并返回结果。如你所见,这种思维方式与我们大多数人学会的过程代码截然不同。

说明一下,我在“过程代码领域”中包含了面向对象(OO)代码,因为在最原始、低级的层次,每个OO程序都以一个非常传统、过程化的思考过程结束。换句话说,OO只是访问和编写过程代码的一个非常优秀和有组织的方法。

姑且不谈那一点。我发现我的思维很难接受某些概念。让人感到沮丧的是,我过去了解这种情况。并不仅仅是因为我有些迟钝或缺乏练习,我发现自己难以接受F#的思考方式。

想象一下,如果你去骑自行车,但由于你开了15年的汽车,你的脚总是不由自主的伸向油门处;你说的情况和这类似。

这让我记起我在几个月前的一次谈话。与我交谈的是一位由印度访美的程序员,他和我彼此相当熟悉,他做程序员已有相当长一段时间了,可能和我的时间一样长。他和我谈到教育。

众所周知,印度、中国和许多其它国家在数学教育上远远超过美国。因此我问他在印度如何教授数学。我的问题让他感到十分困惑,好像学习数学还有别的方法,而这是他第一次听说似的。

“从书本,通过黑板上的例子(学习数学);还有别的方法吗?”我向他询问计算器和电脑的使用情况,这两种工具在美国的数学教育中应用广泛。

他对我解释说,印度高中禁止使用计算器;大学也只允许使用计算器进行基本的计算(如加、减、乘、除、指数、平方根、对数和自然对数);他们反对使用计算器甚至达到这样的程度:使用计算器可能会招致奚落和羞辱。

这听起来与美国的教育环境全然不同,在美国,学校如今要求七年级的学生拥有T1-85——一种可能比巡航导弹的导航系统还更加强大的计算器。

所有这一切归结于基本的思维方法。编写代码(并写出好代码)需要某种思维能力。我的多次经验证明:一旦某种思维方式得以确定,就很难发生改变。对F#而言,当我在经验极为不足时可以轻松学会的思维方式却因为如今经验丰富而变得艰难起来。

一所摇摇欲坠的房子建立在优秀的早期教育打下的牢固思维基础之上,如果我希望建立一幢漂亮的新房子,就必须将其摧毁。但如果我推倒这间危房,至少我还有一个坚固的基础,干净的水井和完整的管道设备。

那些企图在松软地基上建立一间摇摇欲坠的房子的人将会遇到严重的问题。这也是我为何如此关注普通教育的缘由。

我知道我可以学会F#。虽然我的学习过程要比平常人困难得多,但学会的可能性依然很大。我只是需要一直自我提醒函数语言的运行机制,这样就不存在什么问题。

但对于缺乏那种经历的人而言,缺少基本的思维基础,他们怎么能学会它呢?对此我一片茫然。了解一种函数编程语言是成为程序员的先决条件吗?当然不是。

许多优秀的程序员并没有接触过函数编程语言。但是,从这种经历汲取的思维方法却异常宝贵。我知道,我学习EdScheme的经历对我成为一名优秀的程序员大有裨益,即使一段时间以来我一直陷入“通用OO语言”的怪圈之中。

所以,与印度朋友交谈后,我感到十分担心。在我看来,印度、中国和其它许多国家的学校似乎为他们的学生打下非常优质的普通教育基础。

我看着我的兄弟姐妹(我比他们大得多)学习的“数学”,我可不希望让我的孩子接受这种糟糕的“教育”(我还没有正式成为父亲,但几天或几个星期后就会做父亲!)我喜欢看到人们接受最好的教育。电脑和高级计算器打下的数学基础并不能使你成为一名优秀的程序员。

我想,一旦我完成这段F#经历(我希望了解更多内容,以便评估它在现实编程中的适应性),就该是返回基础理论的时候了。几个星期以前,一名读者推荐了几本ER Tufte的书籍,我想我应以此为起点。

在我当前的任务中,自己动手的编程工作已减到最少。我需要再次温习我的编程原理,尽量做到最好。(文/Justin James)

 
内容概要:本文详细介绍了种基于Simulink的表贴式永磁同步电机(SPMSM)有限控制集模型预测电流控制(FCS-MPCC)仿真系统。通过构建PMSM数学模型、坐标变换、MPC控制器、SVPWM调制等模块,实现了对电机定子电流的高精度跟踪控制,具备快速动态响应和低稳态误差的特点。文中提供了完整的仿真建模步骤、关键参数设置、核心MATLAB函数代码及仿真结果分析,涵盖转速、电流、转矩和三相电流波形,验证了MPC控制策略在动态性能、稳态精度和抗负载扰动方面的优越性,并提出了参数自整定、加权代价函数、模型预测转矩控制和弱磁扩速等优化方向。; 适合人群:自动化、电气工程及其相关专业本科生、研究生,以及从事电机控制算法研究仿真的工程技术人员;具备定的电机原理、自动控制理论和Simulink仿真基础者更佳; 使用场景及目标:①用于永磁同步电机模型预测控制的教学演示、课程设计或毕业设计项目;②作为电机先进控制算法(如MPC、MPTC)的仿真验证平台;③支撑科研中对控制性能优化(如动态响应、抗干扰能力)的研究需求; 阅读建议:建议读者结合Simulink环境动手搭建模型,深入理解各模块间的信号流向控制逻辑,重点掌握预测模型构建、代价函数设计开关状态选择机制,并可通过修改电机参数或控制策略进行拓展实验,以增强实践创新能力。
根据原作 https://pan.quark.cn/s/23d6270309e5 的源码改编 湖北省黄石市2021年中考数学试卷所包含的知识点广泛涉及了中学数学的基础领域,涵盖了实数、科学记数法、分式方程、几何体的三视图、立体几何、概率统计以及代数方程等多个方面。 接下来将对每道试题所关联的知识点进行深入剖析:1. 实数倒数的定义:该题目旨在检验学生对倒数概念的掌握程度,即个数a的倒数表达为1/a,因此-7的倒数可表示为-1/7。 2. 科学记数法的运用:科学记数法是种表示极大或极小数字的方法,其形式为a×10^n,其中1≤|a|<10,n为整数。 此题要求学生运用科学记数法表示个天文单位的距离,将1.4960亿千米转换为1.4960×10^8千米。 3. 分式方程的求解方法:考察学生解决包含分母的方程的能力,题目要求找出满足方程3/(2x-1)=1的x值,需通过消除分母的方式转化为整式方程进行解答。 4. 三视图的辨认:该题目测试学生对于几何体三视图(主视图、左视图、俯视图)的认识,需要识别出具有两个相同视图而另个不同的几何体。 5. 立体几何表面积的计算:题目要求学生计算由直角三角形旋转形成的圆锥的表面积,要求学生对圆锥的底面积和侧面积公式有所了解并加以运用。 6. 统计学的基础概念:题目涉及众数、平均数、极差和中位数的定义,要求学生根据提供的数据信息选择恰当的统计量。 7. 方程的整数解求解:考察学生在实际问题中进行数学建模的能力,通过建立方程来计算在特定条件下帐篷的搭建方案数量。 8. 三角学的实际应用:题目通过在直角三角形中运用三角函数来求解特定线段的长度。 利用正弦定理求解AD的长度是解答该问题的关键。 9. 几何变换的应用:题目要求学生运用三角板的旋转来求解特定点的...
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