記事本里的信息技術(shù)課

陳凱

記事本（Notepad）是Windows操作系統(tǒng)自帶的應(yīng)用軟件，相信大多數(shù)人對它都不陌生。盡管記事本簡單小巧，但若稍微動(dòng)動(dòng)腦筋，將它用作信息技術(shù)課堂的小道具，會(huì)有意想不到的效果。

解密阿雷西博信息

某一天，有人收到一串完全由“0”和“1”組成的字符串，共1679個(gè)字符，他將這些字符串復(fù)制到記事本中，設(shè)置為自動(dòng)換行，看上去似乎完全找不出其中的規(guī)律（如圖1）。

然后，他小心地微調(diào)記事本編輯框的寬度，當(dāng)記事本編輯框的寬度恰好能容納23個(gè)字符時(shí)，神奇的事情發(fā)生了，一幅圖畫出現(xiàn)在記事本中。如果將“1”替換成“.”，效果就更明顯（如圖2）。

是不是在記事本中看到類似外星人的圖案？實(shí)際上，這是人類于1974年向可能存在外星文明的M13球狀星團(tuán)發(fā)送的阿雷西博信息，之所以被稱作阿雷西博信息，是因?yàn)樗菑陌⒗孜鞑┥潆娡h(yuǎn)鏡發(fā)出的信號(hào)。這1679個(gè)二進(jìn)制數(shù)，當(dāng)恰好被排成73行23列時(shí)，就會(huì)顯現(xiàn)出一幅點(diǎn)陣圖畫。圖案中的生物其實(shí)是地球人，信息的最下方畫的是一個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡，阿雷西博信息中還包含許多其他信息，這里限于篇幅就不一一解讀了?？梢姡幢闶峭庑侨?，也必須在對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后才能知曉信息的意義。整段阿雷西博信息可在維基百科上獲得，將其中回車符號(hào)刪除后，就可成為教學(xué)活動(dòng)的素材了。

把記事本當(dāng)成計(jì)算器

對于機(jī)器來說，所謂的信息處理，本質(zhì)上說就是按預(yù)定的規(guī)則，把一些符號(hào)序列轉(zhuǎn)換成另一些符號(hào)序列。于是，只要用“全部替換”功能，在記事本里也可以做數(shù)學(xué)運(yùn)算。

例如，做乘法“7乘以4再乘以8”時(shí)，則可以在記事本中輸入7個(gè)“a”，注意不要輸入多余的符號(hào)，如空格、回車之類，然后點(diǎn)擊“編輯—替換”，將“a”全部替換成“aaaa”，即代表乘以4，操作完成后再將“a”全部替換成“aaaaaaaa”，即代表乘以8。最后保存文件，查看文件大小，可發(fā)現(xiàn)文件大小是224個(gè)字節(jié)，而“7乘以4再乘以8”的結(jié)果正是224（如圖3）。

做除法運(yùn)算原理類似，只是會(huì)多出余數(shù)。例如，在計(jì)算“34除以4”時(shí)，先寫下34個(gè)“a”，然后只要將“aaaa”全部替換成“b”，然后，若要知道商是多少，只要將“a”全部替換成空（注意不是空格），若要知道余數(shù)是多少，只要將“b”全部替換成空即可。

用記事本做減法也是可以的。例如，在做“34減15”時(shí)，在記事本中寫15個(gè)“a”，再寫34個(gè)“b”，然后反復(fù)執(zhí)行將“ab”替換成空的操作，最后看文件大小，就是減法的結(jié)果了。

如果增加替換步驟，還可以“發(fā)明”一些奇妙的運(yùn)算法則。例如，對于初始字符“a”，反復(fù)執(zhí)行將“a”全部替換成“ab”，將“b”全部替換成“ba”的兩步，即可逐個(gè)計(jì)算出斐波那契數(shù)列每一項(xiàng)。在這里留個(gè)問題給大家，如果要計(jì)算的不是斐波那契數(shù)列項(xiàng)，而是魯卡斯數(shù)列的數(shù)列項(xiàng)，那么應(yīng)該如何設(shè)置替換規(guī)則？（魯卡斯數(shù)列以數(shù)字“1”和“3”為開始的兩項(xiàng)，其后每一項(xiàng)都是前兩項(xiàng)的和，所以第三項(xiàng)是“1+3”得“4”，第四項(xiàng)是“3+4”得“7”，將數(shù)列寫出來的話就是“1、3、4、7、11、18、29、47、76、123……”）（答案在本期找）