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计算思维与大学计算机基础教育
计算思维与大学计算机基础教育一、本文概述随着信息技术的飞速发展，计算机基础教育已经成为高等教育不可或缺的一部分。
特别是在当前数字化、智能化的时代背景下，培养学生的计算思维能力，已经成为大学计算机基础教育的核心目标。
本文旨在探讨计算思维的概念内涵，分析其在大学计算机基础教育中的重要性，以及如何在教学中有效地培养学生的计算思维能力。
通过深入研究和实践，本文旨在为大学计算机基础教育的改革与发展提供新的思路和方法，以适应时代的发展和社会的需求。
二、计算思维概述计算思维，作为一种独特的思维方式，正在逐渐改变我们对问题的认知和解决方式。
这种思维方式的核心在于运用计算机科学的基础概念和方法进行问题求解、系统设计和人类行为理解。
计算思维并不仅仅局限于计算机专业人士，它已经成为一种普遍适用的思维方式，对于提升个人的综合素质和创新能力具有重要意义。
计算思维强调抽象和自动化的概念。
通过将复杂问题分解为可管理的部分，并设计出解决方案，我们可以更有效地应对各种挑战。
这种思维方式的核心在于对数据和信息的有效处理，以及通过算法和程序实现自动化和智能化。
计算思维还具有普适性，可以应用于各种领域。
无论是在科学研究、工程设计、商业决策还是日常生活中，我们都可以运用计算思维来解决问题。
例如，在商业领域，通过数据分析和预测，企业可以制定更精确的市场策略；在医疗领域，通过算法和模型，医生可以更准确地诊断疾病和制定治疗方案。
计算思维还强调创新思维和协作精神。
在解决问题的过程中，我们需要不断探索新的方法和思路，并与其他领域的人进行跨学科合作。
这种思维方式有助于培养我们的创新意识和团队协作能力，为未来的社会发展和科技进步做出贡献。
因此，将计算思维融入大学计算机基础教育具有重要意义。
通过培养学生的计算思维能力，我们可以帮助他们更好地适应未来社会的发展需求，提升他们的综合素质和创新能力。
这也将为培养更多具有计算机科学素养的人才打下坚实基础，推动我国的科技进步和社会发展。
大学计算机基础课件第1章 计算机与计算思维
1.3 计算思维
1.3.3计算思维的基本问题
什么是计算? 什么是可计算? 什么是可行计算?
除了枚举算法，还有遗传算法、蚁群算法等， 目前，比较新的进展是，英国伦敦大学皇家霍洛韦 学院等机构研究人员报告说，小蜜蜂显示出了轻而 易举破解这个问题的能力，因为它们总可以找到在 不同花朵间飞行的最短路径，如果能理解蜜蜂的解 决方式，将能更好的解决旅行商问题。
4.现实问题的延伸
多旅行商问题，指多个旅行商从同一地点或 不同地点出发，分别走一条线路，使得每个地点 有且只有一个旅行商经过（出发地点除外）且总 路程最短
1.1.3 新型计算机的发展
生物计算机（DNA计算机） 采用生物芯片，由生物工程技术产生的蛋白质分 子构成。由于蛋白质分子能自由组合，再生新的微型 电路，使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能 发挥生物体本身的调节机能从而自动修复芯片发生的 故障，还能模仿人脑的思考机制。 集成度高、速度快、存储容量大、功耗低。
社会的各个领域
集成电路（ Integrated Circuit，IC）
以半导体晶体材料为基片，经平面工艺加工制造， 将许多电子元件、有源器件和互连线集成在基片内 部、表面或基片之上，执行某种电子功能的微型化 电路或系统.
芯片的集成度
集成电路每个芯片上所包含 的电子元器件（如晶体管、电 阻等）个数。
编码； 4. 现实问题的延伸，即拓展思维。
旅行商问题（Traveling Saleman Problem）
假设某快递公司的快递员小张每天需要开车从快递公司（A） 向三个快递点（B、C、D）运送快件
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2003年2月摩尔发表讲话说，摩尔定律至少在未来10年 中还能继续发挥作用
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计算机发展的几个阶段
第一代 （1946~1956）
电子管 5千~4万（次/秒）
第二代 （1957~1964）
晶体管 几十万~百万（次/秒）
第四代 （1971~90年代）
集成电路 几百* 万~几亿（次/秒）
第三代 （1965~1970）
集成电路 百万~几百万（次/秒） 17
电子管时代(1945-1956)
• 1904年,世界上第一只电子管在英国物理学 家弗莱明的手下诞生。
• 电子管不但可以作为放大器件，也可以作 为开关器件。
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电子管时代(1945-1956)
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智能化时代
让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力
神经网络计算机
用数据单元模拟人 脑的神经元，并利 用神经元结点的分 布式存储和相互关 联来模拟人脑活动
生物计算机
使用蛋白分子为主 要原料制成的生物 芯片构成，存储能 力巨大，而且以波 的形式来传播信息
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3. 微型机的发展
微型机已从4位机、8位机、16位机、32位机发展到64位机。 微型机的 核心是微处理器
• 5000次加法/秒
• 体重28吨
• 占地170m2
• 18,000多只电子管
• 1500个继电器
• 功率150KW
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世界上第一台电子管计算机ENIAC
• 程序指令存放在机器的外部电路里，利用硬件即利用插线 板和转换开关所连接的逻辑电路来控制运算 – 需要计算某个题目，必须首先用人工 接通数百条线路， 需要几十人干好几天之后，才可进行几分钟运算
计算机专业基础教学课程与“计算思维”培养关系研究
计算机专业基础教学课程与“计算思维”培养关系研究随着计算机技术的发展，计算机专业基础教学课程越来越受到关注。
作为计算机专业的学习基础，这些课程在学生的整个计算机学习过程中起到了至关重要的作用。
而“计算思维”则是近年来学界和业界都开始强调的一个概念，它在某种程度上代表了未来的趋势，也是我们培养计算机人才的重要目标之一。
本文将重点探讨计算机专业基础教学课程与“计算思维”培养之间的关系，并探讨如何更好地通过这些课程来培养计算机人才的“计算思维”。
首先，我们需要理解“计算思维”的概念。
在计算机编程教育中，计算思维指的是通过编程语言将所需解决的问题转换为计算机可以理解的指令，以解决实际问题的思考方式。
简而言之，“计算思维”是一种专门针对计算机编程的思考方式，是将复杂问题拆分成一系列简单问题，同时考虑这些问题之间的关联，并对每个问题进行编程实现的能力。
在计算机专业基础教学中，计算机程序设计、数据结构、算法设计等课程都是培养“计算思维”的重要手段。
通过这些课程的学习和实践，学生可以获得编程语言的基本知识和技能，学会使用数据结构和算法解决问题，并从中发展出一系列“计算思维”相关的能力，如抽象能力、分析能力、创新能力等。
而在这些课程中，编程语言作为一种工具和载体，为“计算思维”提供了理解和实践的平台。
在计算机程序设计课程中，学生将学习如何将计算机可以理解的指令语言翻译为人类语言以实现所需功能，同时还需要关注代码的可读性、可重用性、模块化和测试等问题。
在数据结构与算法课程中，学生将学习如何使用各种数据结构和算法来解决问题，并了解它们的使用和局限性。
此外，还有一些与“计算思维”相关的技能和实践方法也同样有助于提高学生的能力。
例如，程序调试与优化技巧、单元测试和整体测试、版本控制和代码管理等等都是非常重要的专业技能。
综上所述，计算机专业基础教学课程与“计算思维”培养之间具有密切的关系。
通过这些课程的系统学习和实践，学生可以掌握基本的编程知识和技能，获得了解决问题的方法和思维方式，并逐渐形成了“计算思维”的能力。
大学计算机基础-01-计算机与计算思维
大学计算机基础-01-计算机与计算思维在当今的数字化时代，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是工作、学习还是娱乐，我们几乎每天都会与计算机打交道。
而要真正理解计算机的运行原理和应用，就必须掌握计算思维。
接下来，让我们一起走进计算机与计算思维的奇妙世界。
计算机，这个看似复杂的设备，实际上是由一系列硬件和软件组成的。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘等组件，它们协同工作，使得计算机能够执行各种任务。
软件则是指安装在计算机上的程序和操作系统，如 Windows、Mac OS、Linux 等。
这些软件为我们提供了与计算机交互的界面和工具，让我们能够轻松地完成文档编辑、图像处理、游戏娱乐等各种活动。
计算机的发展经历了几个重要的阶段。
从最初的大型机到个人电脑的普及，再到如今的智能手机和平板电脑，计算机的体积越来越小，性能却越来越强大。
早期的计算机主要用于科学计算和军事领域，而随着技术的进步，计算机逐渐走进了千家万户，成为了人们日常生活和工作的得力助手。
那么，什么是计算思维呢？简单来说，计算思维是一种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。
它不仅仅是关于编程和算法，更是一种解决问题的方式和思维模式。
计算思维具有几个重要的特点。
首先是抽象。
在面对复杂的问题时，我们需要将其抽象为简单的模型，以便更好地理解和解决。
例如，在设计一个在线购物系统时，我们可以将用户、商品、订单等元素抽象为数据结构，并通过算法来处理这些数据。
其次是逻辑。
计算思维要求我们遵循严格的逻辑规则，确保我们的解决方案是正确和有效的。
无论是编写程序还是设计系统，逻辑的严密性都是至关重要的。
此外，计算思维还强调分解和组合。
我们可以将一个大问题分解成若干个小问题，分别解决后再将它们组合起来，形成最终的解决方案。
计算思维在各个领域都有着广泛的应用。
在科学研究中，科学家们利用计算思维来模拟自然现象、分析实验数据，从而推动科学的进步。
计算机基础与计算思维知识点
计算机基础与计算思维知识点
计算机基础与计算思维是计算机科学中一个重要的研究领域。
它主要包括计算机基础、数
学基础和计算机科学逻辑学。
它也是计算机科学应用研究的基础知识。
它以概念、技术和
任务构成了一种系统的、正确的计算机学习和思考的总体框架，对计算机思维、算法及编
程有非常重要的意义。
计算机基础包括计算机构造、编程语言、软件工程原理、数据库、操作系统等基础知识。
这些基础知识将为学习计算机科学、利用计算机解决问题和实现技术创新提供支援。
数学基础是解决计算机问题的基本技能，最少应用数学，包括：数论、集合论、代数、数
值分析、微积分、几何、概率论、统计学等知识。
这部分知识涉及逻辑、证明及系统分析，掌握它将帮助使用者将复杂问题转化为结构化的计算机问题，进而提高解决复杂问题的能力。
计算机科学逻辑学是计算机科学中最基本的，也是最重要的部分。
它研究计算机思维和计
算逻辑，包括证明论、演算论、图论等，以及大量的算法及算法分析知识。
它是计算机基
础设施和计算思维能力的核心，对学习和研究任何计算机方面的问题都具有重要的意义。
计算机基础与计算思维能力是计算机科学领域最基础的部分，也是最重要的部分，它涉及
计算机基础、数学基础、计算机科学逻辑学和算法等多方面的知识，是计算机学习、利用
计算机解决问题和实现技术创新的基础，对计算机思维、算法及编程有非常重要的意义。
计算机基础与计算思维知识点
计算机基础与计算思维知识点计算机科学与技术作为一门专业，涉及的知识点广泛而且日新月异。
其中最重要而又基础的内容之一就是计算机基础与计算思维。
本文将为大家介绍计算机基础与计算思维的相关知识点。
一、计算机基础知识1. 计算机硬件与软件计算机硬件包括中央处理器（CPU）、内存（RAM）、硬盘、显卡等组成部分，而软件则是指计算机的操作系统、应用程序等。
硬件是计算机的基础，而软件则是实现硬件功能的关键。
2. 二进制与十进制计算机使用的是二进制，即由0和1组成的数字系统。
而人类通常使用的是十进制，即由0到9组成的数字系统。
转换二进制与十进制可以加深对计算机数字表示的理解。
3. 计算机网络计算机网络包括局域网（LAN）、广域网（WAN）等，通过各种设备连接起来，实现信息的传输与共享。
了解计算机网络的基本概念与工作原理对于网络通信有着重要的意义。
4. 数据结构与算法数据结构是组织和存储数据的方式，而算法是解决问题的一系列步骤。
了解不同的数据结构和算法有助于学习编程和解决实际问题。
5. 操作系统操作系统是计算机的核心软件，负责管理计算机的硬件和软件资源，并提供给用户一个友好的界面。
掌握操作系统的基本功能和原理有助于更好地使用计算机。
二、计算思维知识点1. 抽象与模型抽象是将复杂的问题简化为一系列可处理的概念和模型。
模型是对真实世界的一种简化和抽象，通过模型可以更好地理解问题的本质。
2. 分解与组合将一个问题分解为更小的子问题，通过解决各个子问题最终解决整个问题。
同时，将多个简单的问题组合起来也可以解决复杂的问题。
3. 模式识别与建模通过观察和分析，寻找问题的规律和模式，并将其抽象为合适的模型，以便于问题的解决和优化。
4. 自动化与智能化计算机的最大特点就是可以执行自动化任务。
计算思维要求我们将复杂的问题进行自动化处理，同时，利用人工智能等技术实现智能化任务。
5. 算法设计与优化设计高效的算法是解决问题的关键，同时也需要不断地考虑算法的优化和改进，以提升计算效率和解决问题的质量。
《计算机基础与计算思维》(王泽贤)253-0课件 项目六 计算思维与程序设计
根据任一年的公元年号，判断该年是否是闰年。请为其设计算法并用流程图表示。
➢ 步骤1 分析问题。若公元年号满足下面两个条件中的任意一个，则该年为闰年。若 两个条件都不满足，则该年不是闰年。
闰年的条件是： ① 能被4整除，但不能被100整除，如1996年、2004年、2008年等都是闰年。 ② 能被400整除，如1600年、2000年、2400年等都是闰年。 不符合上述这两个条件的年份就不是闰年，如1900年、1997年、2009年都不是闰年。
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任务二 认识计算机编程语言
三、主流计算机编程语言→2．C++语言
C++语言是当今最受欢迎的面向对象的程序设计语言之一。 它既具有面向对象的特征，又与C语言兼容，保留了C语言的许多重要特性， 这样使C语言程序员不必放弃自己已经十分熟悉的C语言，而只需要补充学 习C++语言提供的那些面向对象的概念。
1．机器语言
机器语言是计算机硬件系统能够识别、执行的一组指令，指令的集合 称为计算机的指令系统。指令通常分为操作码和操作数两大部分。操 作码表示计算机执行什么操作（如加、减、乘、除、数据传送等）， 操作数表示参加操作的数本身或数所在的地址。机器语言的缺点是指 令难以记忆，且编制的程序也不易理解。此外，用机器语言编写的程 序对不同种类的计算机没有通用性，难以交流和移植。
何条件下，算法只有唯一的一条执行路径，即对于相同的输入只能得到相同的输出。 ③ 可行性：算法中的每一步都应当可以有效执行，并得到确切结果。 ④ 输入：一个算法应该有零个或多个输入。 ⑤ 输出：一个算法应该有一个或多个输出。
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任务一 计算思维基础
三、算法的表示→1．自然语言