計算思維基礎

三大科學思:

一、理論思維(推理思維):

? ? ? ? 特征:推理和演繹

? ? ? ? 代表科目:數(shù)學

二、實驗思維(實證思維):

? ? ? ?特征:觀察和總結自然規(guī)律

? ? ? ?代表科目:物理

三、計算思維(構造思維):運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動

? ? ? ?特征:設計和構造

? ? ? ?代表:計算機科學

優(yōu)點:

? ? ? ? 計算思維建立在計算過程的能力和限制之上,由人由機器執(zhí)行。計算方法和模型使我們敢于去處理那 ? ? ? ? 些原本無法由個人獨立完成的問題求解和系統(tǒng)設計。

1、計算思維的本質(zhì):抽象和自動化

抽象:完全超越物理的時空觀,并完全用符號來表示

自動化:機械地一步一步執(zhí)行,其前提和基礎是抽象

2、計算思維特征

*屬于人的思維方式,不是計算機的思維方式,是人賦予計算機的

*可由人執(zhí)行也可由計算機執(zhí)行

*是概念化,不是程序化

*是思想,不是人造物

3.計算思維的基本問題

*可計算性——問題可使用計算機在有限步驟內(nèi)解決

*計算復雜性——時間復雜性和空間復雜性

4圖靈測試

圖靈測試是指測試者在與被測試者(一個人和一臺機器)隔開的情況下,通過一些裝置(如鍵盤)向被測試者隨意提問。進行多次測試后,如果有超過30%的測試者不能確定出被測試者是人還是機器,那么這臺機器就通過了測試,并被認為具有人類智能。

5.計算思維基本方法

*計算思維的核心是計算思維方法

計算思維方法:1.來自數(shù)學和工程

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.來自計算機科學自身

*通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方法,把一個看來困難的問題重新闡釋成一個我們知道怎樣解決的問題

*遞歸方法、并行方法、把數(shù)據(jù)譯成代碼又能把代碼譯成數(shù)據(jù)的方法,多維分析推廣的類型檢查方法

*抽象和分解的方法,來迎接龐雜的任務或者設計巨大復雜的系統(tǒng),基于關注的分離(SOC方法)

*選擇合適的方式去陳述一個問題,或者是選擇合適的方式對一個問題的相關方面建模使其易于處理的思維方 法

*計算思維是按照預防、保護及通過冗余、容錯、糾錯的方式從最壞情形恢復的一種思維

*利用啟發(fā)式推理來尋求解答,就是在不確定情況下的規(guī)劃、學習和調(diào)度的思維方法

*利用海量數(shù)據(jù)來加快計算,在時間和空間之間,在處理能力和存儲容量之間進行權衡的思維方法

6、計算思維應用

計算物理、化學、生物學、經(jīng)濟學等


參照百度百科同濟大學“大學計算機基礎”公開課

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