计算机科学、计算思维、程序设计
世间万物一切皆可数字化 ,可二进制数字表示,绝大部分问题都可计算。
计算机科学(Computer Science,CS)是研究 计算机系统结构 、程序系统(即 软件 )、 人工智能 以及计算本身的性质和问题的 学科 。计算机科学是一门包含各种各样与计算和 信息处理 相关主题的系统学科,从抽象的算法分析、形式化 语法 等等,到更具体的主题如编程语言、 程序设计 、软件和 硬件 等。包括4个主要领域:计算理论,算法与数据结构,编程方法与编程语言,以及计算机元素与架构。以及软件工程,人工智能,计算机网络与通信,数据库系统,并行计算,分布式计算,人机交互,机器翻译,计算机图形学,操作系统,以及数值和符号计算等一些重要领域。
计算机是一种进行算术和 逻辑运算 的机器。现代的计算机绝大部分是冯诺依曼体系结构的,其核心思想是“存储程序,程序控制”,只要指令明确,输入数据准确,启动程序后自动运行而且结果是预期的。现代计算机的一大特征就是速度飞快,每秒可达10亿个机器指令( 英特尔酷睿 i9 主频率达5GHz,中国超级计算机系统天河二号,峰值 计算速度每秒5.49 1016次、持续计算速度每秒3.39 1016次双精度 浮点运算 ),让一切皆有可能。
计算思维(Computaional Thinking, CT)是利用计算机逻辑和 计算机科学的基础概念 来进行问题求解、 系统设计的思维,是一种将计算抽象化再具体化的思维。
2.1 折解思维(Decomposing)
复杂问题也可以分解、分解, 一直分解到我们知道该如何处理的较小部分来解决 。然后在 通过解决子问题,一步步将整个问题解决掉 。
2.2 抽象思维和模式识别
抽象思维是指能够对问题或数据的共同属性或特征进行识别和分类,概括或抽取出特定的模式。如把实际的领域问题进行抽象并归纳到某种或某些已知的模型的 建模 (以便利用模型求解)。 框架 是对某种应用程序共性结构特征的抽象并基于某种通用基本(程序)结构形态而具体实现的准程序,它将某种应用程序中“一成不变”的东西(尤其是各个基本组成部分之间的交互关系)固定下来并自动提供。 数据类型 是对相似数据共性特征的一种抽象,通过数据类型概念可以将杂乱无章数据进行分类,实现数据的条理化和逻辑化,以便对数据进行处理。
模式识别要求我们 观察数据,从中找出相同的模式、趋势和规律 。
2.3 算法思想
算法是 解决问题或执行任务时所需的一系列步骤 。
要开发算法,首先要使用分解的方法把问题分解成小部分,然后找到相同的信息或规律,过滤掉不重要的细节,抓住主要信息,最后 用一个个有序的步骤,区域性解决问题 。 算法中的每一步都必须精确明确,无歧义无错误 。
尽管领域问题是多样的、千变万化的,然而,问题的解决方法(或获得解决方法的思维)却是有规律的,尤其是增加了计算机这个特定环境的约束。这些解决问题的固定套路可以称之为算法思想。
2.3.1 分治思想
面对现实世界和问题的复杂性,需要有大事化小和分治的思想。如算法的分治法、贪婪法、动态规划法、递归都是或都有分治思想的体现。在计算机科学中最重要的体现就是计算机系统的分层抽象,模块化分解。
分治思想在各类算法中无处不在,例如归并排序,当一组数据分解到只有一个数据时,肯定是有序的,然后再两两归并,形成整体有序(递归分解,递归合并)。例如快速排序,也是递归地让数据的前后两段相对有序。二分查找同样是分治法的应用。将线性数组组织成有左右有序的二叉搜索树或上下有序的堆的形式而实现二分搜索也是分治思想的应用。递归思维通常也是将问题分解到规模为一可以直接求解时,然后再逐步回退求解出最终解或整体解。
2.3.2 解空间枚举或遍历思想
2.3.3 迭代思维,如计算中的表达式可以利用旧值不断迭代新值,计算机科学中程序的迭代开发和版本的不断迭代。
2.3.4 递推思维,问题求解除了顺推,有时逆推可能来得简单。
程序设计是针对特定问题或任务,以计算思维为指导,以程序设计语言 为工具,设计数据结构和算法,并以程序设计语言描述出来。
程序设计过程通常包括问题、任务或需求分析、数据结构和算法设计、编写程序、测试、排错,优化迭代等不同阶段。
计算机科学 ------ 计算思维 ------ 程序设计
( ------ 理论 ---------------- 实用 ------ )
What to do?
How to do with computer?
How to do using some general method or algorithm.
How to do coding with special programming language.
-End-
计算机科学是什么思维方式?
1. 计算机科学不仅仅是计算机编程。真正的计算机科学思维方式要求能够在多个抽象层次上进行思考,这远超过了编程的范畴。2. 计算机科学思维是一种基本的技能,它是现代社会每个人都应该掌握的。这种技能不是机械重复,而是灵活多变的。3. 计算思维是人类解决问题的一种方式,但它并不意味着我们要像计算...
计算机科学中的三种思维方式是什么?
科学思维是指采用科学方法进行问题解决和知识获取的思维方式。它强调观察、实验、验证和推论,以建立可靠的理论和知识体系。科学思维注重事实、证据和逻辑,而不依赖主观观点。它通常采用严格的方法来测试假设,以确保得出准确的结论。(3)计算思维 计算思维是指采用计算机科学和信息技术的原则来解决问题的思...
计算机科学、计算思维、程序设计
计算机科学(Computer Science,CS)是研究 计算机系统结构 、程序系统(即 软件 )、 人工智能 以及计算本身的性质和问题的 学科 。计算机科学是一门包含各种各样与计算和 信息处理 相关主题的系统学科,从抽象的算法分析、形式化 语法 等等,到更具体的主题如编程语言、 程序设计 、软件和 硬件 等。...
计算机科学是什么思维方式?
计算思维是人类求解问题的一条途径,但决非要使人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷,人类聪颖且富有想象力。是人类赋予计算机激情。配置了计算设备,我们就能用自己的智慧去解决那些在计算时代之前不敢尝试的问题,实现“只有想不到,没有做不到”的境界。4、数学和工程思维的互补与融合 计算机科学...
什么是计算思维?
计算思维并非单纯指代数学运算,它是由计算机科学家周以真教授在2006年提出的,是一种问题解决的思维方式。它并非局限于计算机科学,而是利用计算机科学的基本概念,以抽象和流程化的方式理解和解决复杂问题。周以真教授,曾在美国卡内基·梅隆大学担任重要职务,她强调计算思维能将问题清晰地描述并转化为信息处...
计算思维是什么?
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动,由周以真于2006年3月首次提出。2010年,周以真教授又指出计算思维是与形式化问题及其解决方案相关的思维过程,计算思维的特征如下:1、概念化,不是程序化 2、根本的,不是刻板的技能 3...
计算思维是指
1、计算机科学:计算机科学是应用计算思维最广泛的领域之一。计算机科学家使用计算思维来解决计算机系统中的问题,例如算法设计、数据结构、操作系统、网络通信等。计算思维在计算机科学中扮演着至关重要的角色,为各种复杂问题的解决提供了有效的方法和工具。2、数学:数学是研究数量、结构、变化及空间等概念...
什么是计算思维?
计算思维是一种思考问题和解决问题的方式,它强调运用计算机科学的原理和方法来分析和解决各种问题。计算思维不仅仅是指编程和算法的能力,更是一种思维模式和思维方式。计算思维的核心是将问题抽象化,将复杂的问题简化为可计算的形式。它强调将问题分解为更小的子问题,并通过组合和重复的方式来解决整个...
什么是计算思维
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动,由周以真于2006年3月首次提出。2010年,周以真教授又指出计算思维是与形式化问题及其解决方案相关的思维过程,其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理代理执行。
什么是计算思维?
计算思维的特征:1,概念化:计算机科学不是计算机编程。像计算机科学家那样去思维意味着远不止能为计算机编程,还要求能够在抽象的多个层次上思维。2,根本的:根本技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。刻板技能意味着机械的重复。具有讽刺意味的是,当计算机像人类一样思考之后,思维可...
淫肢奥广: 1、人类使用计算思维进行思考、交流和沟通,把计算过程描述清楚,运用到计算机领域.作为一种表达思维方式,计算机程序中采用了各种技术手段,并且为此发展出一整套形式语言理论,编译理论,检验理论和优化理论,这些理论和技术是...
噶尔县17385375103: 计算机科学与技术与计算机类有什么区别 - ?
淫肢奥广: 计算机科学与技术和计算机类区别为:培养要求不同、核心课程不同、就业前景不同.一、培养要求不同1、计算机类:计算机类要求学生掌握程序设计语言、算法与数据结构、操作系统以及软件设计方法和工程的基本理论、基本知识与基本...
噶尔县17385375103: 什么是计算思维?计算思维的本质是什么 - ?
淫肢奥广:[答案] 计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动. 2006年3月,美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授在美国计算机权威期刊《...
噶尔县17385375103: 计算机科学主要是讲什么内容? - ?
淫肢奥广: 主要课程 电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、编译原理、系统分析与控制、信号处理原理、通信原理概论. 主要专业实...
噶尔县17385375103: 大学计算机有哪些专业课程 - ?
淫肢奥广: 计算机专业所学课程有高等数学、线性代数、概率与数理统计、普通物理、离散数学、计算机科学导论、C语言及程序设计、汇编语言、计算机组成原理、算法与数据结构、操作系统原理、软件工程、计算机网络与通信、计算机专业英语、编译...
噶尔县17385375103: 计算机专业特长 - ?
淫肢奥广: 计算机专业特长: 1,能熟练掌握计算机基础技能. 2,熟练使用WORD EXCEL POWPERPOINT SQL sever数据库等办公常用软件. 3,计算机硬件软件双技术人才,能够独立进行网站、网络建设. 4,能够熟练操作Auto CAD进行模具和图纸...
噶尔县17385375103: 计算思维是概念化的程序设计吗 - ?
淫肢奥广: 计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动.这个概念似乎有些抽象.结合当前计概课上学到的递归算法,我对计算思维的理解是这样的:计算思维是一种递归...
噶尔县17385375103: 计算思维的计算思维 - ?
淫肢奥广: 操作模式计算思维建立在计算过程的能力和限制之上,由人由机器执行.计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计.计算思维直面机器智能的不解之谜:什么人类比计算机做得好?什么计算机...
噶尔县17385375103: 计算思维与理论思维的区别有哪些? - ?
淫肢奥广: 你知道计算思维吗?计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动.下面,学识网小编来为你介绍计算思维的含义.什么叫计算思维 计算思维的含义 计算思维...
噶尔县17385375103: 计算机科学包括了什么呢? ?
淫肢奥广: 计算机科学,研究计算机及其周围各种现象和规律的科学,亦即研究计算机系统结构、程序系统(即软件)、人工智能以及计算本身的性质和问题的学科.计算机科学是一...