计算思维是什么样的?
计算思维用途 计算思维是每个人的基本技能,不仅仅属于计算机科学家。我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术(Reading, wRiting, and aRithmetic——3R),还要学会计算思维。正如印刷出版促进了3R的普及,计算和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播。
计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。当我们必须求解一个特定的问题时,首先会问:解决这个问题有多么困难?怎样才是最佳的解决方法?计算机科学根据坚实的理论基础来准确地回答这些问题。表述问题的难度就是工具的基本能力,必须考虑的因素包括机器的指令系统、资源约束和操作环境。
为了有效地求解一个问题,我们可能要进一步问:一个近似解是否就够了,是否可以利用一下随机化,以及是否允许误报(false positive)和漏报(false negative)。计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法,把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。
计算思维是一种递归思维 它是并行处理。它是把代码译成数据又把数据译成代码。它是由广义量纲分析进行的类型检查。对于别名或赋予人与物多个名字的做法,它既知道其益处又了解其害处。对于间接寻址和程序调用的方法,它既知道其威力又了解其代价。它评价一个程序时,不仅仅根据其准确性和效率,还有美学的考量,而对于系统的设计,还考虑简洁和优雅。
抽象和分解 来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统。它是关注的分离(SOC方法)。它是选择合适的方式去陈述一个问题,或者是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理。它是利用不变量简明扼要且表述性地刻画系统的行为。它使我们在不必理解每一个细节的情况下就能够安全地使用、调整和影响一个大型复杂系统的信息。它就是为预期的未来应用而进行的预取和缓存。计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式从最坏情形恢复的一种思维。它称堵塞为“死锁”,称约定为“界面”。计算思维就是学习在同步相互会合时如何避免“竞争条件”(亦称“竞态条件”)的情形。
计算思维利用启发式推理来寻求解答,就是在不确定情况下的规划、学习和调度。它就是搜索、搜索、再搜索,结果是一系列的网页,一个赢得游戏的策略,或者一个反例。计算思维利用海量数据来加快计算,在时间和空间之间,在处理能力和存储容量之间进行权衡。
考虑下面日常生活中的事例:当你女儿早晨去学校时,她把当天需要的东西放进背包,这就是预置和缓存;当你儿子弄丢他的手套时,你建议他沿走过的路寻找,这就是回推;在什么时候停止租用滑雪板而为自己买一付呢?这就是在线算法;在超市付帐时,你应当去排哪个队呢?这就是多服务器系统的性能模型;为什么停电时你的电话仍然可用?这就是失败的无关性和设计的冗余性;完全自动的大众图灵测试如何区分计算机和人类,即CAPTCHA[注1]程序是怎样鉴别人类的?这就是充分利用求解人工智能难题之艰难来挫败计算代理程序。
计算思维将渗透到我们每个人的生活之中,到那时诸如算法和前提条件这些词汇将成为每个人日常语言的一部分,对“非确定论”和“垃圾收集”这些词的理解会和计算机科学里的含义驱近,而树已常常被倒过来画了。
我们已见证了计算思维在其他学科中的影响。例如,机器学习已经改变了统计学。就数学尺度和维数而言,统计学习用于各类问题的规模仅在几年前还是不可想象的。各种组织的统计部门都聘请了计算机科学家。计算机学院(系)正在与已有或新开设的统计学系联姻。
计算机学家们对生物科学越来越感兴趣,因为他们坚信生物学家能够从计算思维中获益。计算机科学对生物学的贡献决不限于其能够在海量序列数据中搜索寻找模式规律的本领。最终希望是数据结构和算法(我们自身的计算抽象和方法)能够以其体现自身功能的方式来表示蛋白质的结构。计算生物学正在改变着生物学家的思考方式。类似地,计算博弈理论正改变着经济学家的思考方式,纳米计算改变着化学家的思考方式,量子计算改变着物理学家的思考方式。
这种思维将成为每一个人的技能组合成分,而不仅仅限于科学家。普适计算之于今天就如计算思维之于明天。普适计算是已成为今日现实的昨日之梦,而计算思维就是明日现实。
计算思维的三大特征分别是什么?
1、理论思维:以推理和演绎为特征,以数学学科为代表。2、实验思维:以观察和总结自然规律为特征,以物理学科为代表。3、计算思维:以设计和构造为特征,以计算机学科为代表。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...
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...
计算思维是一种什么思维?
计算思维是什么?计算思维是一种解决问题的思维方式,它借助计算机科学的概念和方法,通过抽象、逻辑和算法等思维模式来分析和解决实际问题。这种思维模式强调将复杂问题分解为可计算的小部分,并运用逻辑推理和算法设计来逐一解决这些部分。计算思维的定义是什么?计算思维是指利用计算机科学的抽象、逻辑和算法...
什么是计算思维?
1、有了计算思维就会知道如何将一个问题抽象,变为让计算机可“理解”即可计算模型,这个计算能够收敛并在有限的时空内得出结果。有了计算思维就会了解如何把一个大的问题分解成一个个子问题,再把一个子问题分解成为子子问题,直到不需要分解,这就是自顶向下和结构化设计的方法。有了结构化设计思想,...
什么是计算思维?
计算思维具有哪些特性如下:计算思维的特性有:概念化,不是程序化、根本的,不是刻板的技能、是人的,不是计算机的思维方式、数学和工程思维的互补与融合。1、概念化,不是程序化:计算机科学不是计算机编程。像计算机科学家那样去思考意味着远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...
什么是计算思维?
计算思维是指一种解决问题和思考的思维方式,它强调利用逻辑、分析和抽象等数学和计算的方法来思考和解决问题。计算思维不仅仅是为了解决数学或计算机相关的问题,它更是一种通用的思维方式,可以应用于各个领域,从而提升问题解决和决策的效率。计算思维的核心是将问题抽象化,然后运用逻辑和算法进行分析和...
简要说明什么是计算思维?
简要说明计算思维有哪些主要的方法?如下:计算思维是一种解决问题的思考方式,它强调将问题分解为更小的、更容易处理的子问题,并使用计算机科学中的概念、理论和方法来求解这些问题。以下是一些计算思维的主要方法:递归法:递归是一种在函数中调用自身的方法,它可以用来解决许多问题,例如排序、搜索等。在...
什么是计算思维?
计算思维包括算法、分解、抽象、概括和调试五个基本要素。与许多概念一样,计算思维在学术界存在一定的共识,但也有不少争议。在取得共识的层面,多数研究者都认可:1.计算思维是一种思维过程,可以脱离电脑、互联网,人工智能等技术独立存在。2.这种思维是人的思维而不是计算机的思维,是人用计算思维来...
什么是计算思维的本质
2、计算思维具有如下特征:计算思维是概念化的抽象思维,而非程序思维。计算思维是人的思维,而非机器的思维。计算思维是思想,而非人造品。计算思维与数学和工程思维互补和融合。计算思维面向所有的人,所有的领域。计算思维是一种基本技能,就像读、写、算一样。
计算思维是什么,计算思维不是什么
而且,面向所有的人,所有地方。当计算思维真正融入人类活动的整体以致不再表现为一种显式之哲学的时候,它就将成为一种现实。4、计算思维是根本的,不是刻板的技能。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,...
种张万联: 计算思维是人的本能思维的一种,当下与计算机结合又前进了一大步,至于汽车服务工程则是综合性的,所以计算思维对汽车服务工程是有指导意义的
泊头市15550902675: 什么是计算思维?计算思维有什么特征?与计算机是什么关系 - ?
种张万联:[答案] 1、以计算机程序运行逻辑,进行对应的思维逻辑; 2、特征是数据、结果、运算逻辑相对独立,运算逻辑可以重复运行于不同的数据源和数据集,获取稳定可靠的运算结果; 3、计算机思维严格来说只是算法,和计算机硬件本身无关,可以针对此算...
泊头市15550902675: 什么是计算思维?计算思维的本质是什么 - ?
种张万联:[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《...
泊头市15550902675: 计算思维的本质是什么请举例说明(计算思维的本质是什么) ?
种张万联: 1、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.2、2006年3月,美国卡内基·梅隆大...
泊头市15550902675: 计算思维的基本特征有哪些 - ?
种张万联:[答案] 思维最初是人脑借助于语言对客观事物的概括和间接的反应过程.思维以感知为基础又超越感知的界限.它探索与发现事物的内部本质联系和规律性,是认识过程的高级阶段[1] . 思维对事物的间接反映,是指它通过其他媒介作用认识客观事物,及借助...
泊头市15550902675: 什么是计算思维 - ?
种张万联: 什么是计算思维 解答: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.
泊头市15550902675: 什么是“计算思维”?
种张万联: 什么是“计算思维” 李国杰院士介绍:计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为,它选择合适的方式去陈述一个问题,对一个问题的相关方面建模并用最有效的办法实现问题求解.
泊头市15550902675: 计算思维包含哪些思维概念?、计算思维包含哪些思维概念 ?
种张万联: 我个人认为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.计算思维吸取了问题解决所采...
泊头市15550902675: 什么是计算思维? (回答提纲:“计算思维”与我们的关系?“计算思维”对于我们的价值?试举例说明.) - ?
种张万联: 算思维是一种递归思维.它是并行处理.它是把代码译成数据又把数据译成代码.它是由推广量纲分析进行的类型检查.对于别名或赋予人与物多个名字的做法,它既知道其益处又了解其害处.对于间接寻址和程序调用的做法,它既知道其威力又了解其代价.它评价一个程序时,不仅仅根据其准确性和效率,还有美学的考量,而对于系统的设计,还考虑简洁和优雅.
泊头市15550902675: 计算思维的本质是抽象和自动化对么 - ?
种张万联:[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.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的思...