计算思维概述
计算思维的基本概念
计算思维的基本概念
计算思维是人类利用计算机和计算机思维模型来解决问题和优化过程
的思维方式和方法。
它涵盖了数学、逻辑、算法设计和计算机编程等多个
方面。
其中，数学是计算思维的基本工具，逻辑是计算思维的基本理论，
算法设计和计算机编程则是计算思维的具体应用和实现。
在计算思维中，
人们通过分析问题的本质、定义计算模型、设计算法并用程序实现来解决
问题，同时还要懂得如何通过计算方法来优化过程，从而实现高效、准确、可靠的计算。
这些基本概念构成了计算思维的核心内容，也是计算机科学
和工程中的基本知识。
计算思维的4大基本特征
计算思维的4大基本特征1、计算思维的定义及意义计算思维是指通过数学、逻辑、科学等方法对问题进行分析、推理、解决的思维方式。
随着社会的发展和科技的进步，计算思维越发重要，成为了现代社会生活和工作的必备技能。
计算思维的培养不仅可以提高个人的解决问题的能力，还有助于拓展人们的思维方式和创造力，培养创新精神，为未来的发展打下坚实的基础。
2、计算思维的4大基本特征计算思维的4大基本特征是抽象化、逻辑性、算法性和可视性。
2.1、抽象化抽象化是指将具体的事物或问题进行概括、简化，提炼出其中的本质特征或规律。
抽象化的过程中需要对信息进行分类、筛选、归纳，摒弃无关因素，保留重要信息，从而得出问题的本质及其解决方法。
抽象化是计算思维的基础，是从具体到抽象的认知过程，有助于培养人们捕捉问题本质的能力。
2.2、逻辑性逻辑性是指运用逻辑原则和规律进行推理和判断的能力。
在计算思维中，逻辑思维是非常重要的，因为计算思维需要遵循一定的规律和原则，而逻辑思维可以帮助我们正确理解问题和分析问题，明确事物之间的关系和联系，对问题进行合理的归纳、推理、演绎。
2.3、算法性算法性是指将解决问题的思路和方法，制定成为一定的步骤或程序，从而得出正确的解决方案。
计算思维需要运用到很多算法，如排序、查找、加密、压缩等，而这些算法的运用需要严格按照规定的步骤进行实现。
算法性的特点，让计算思维的解决问题方式具有方法性和规范性，有助于培养人们的计算能力。
2.4、可视化可视化是指利用图表、模型等手段将信息和问题表现为形象的视觉化形式。
视觉化有助于人们更清晰地理解和分析问题，让问题和解决方法更易于理解和呈现，从而提高计算思维的效率。
在现代科技与信息时代，可视化的特点被广泛应用在数据分析、可视化交互设计、数学建模等领域，是非常重要的计算思维特征。
3、计算思维的实际应用计算思维在现代社会的应用十分广泛。
例如，在教育领域，计算思维已成为越来越多国家的课程标准；在商业领域，计算思维被用于数据分析、市场研究、运营管理等方面；在科技领域，计算思维被广泛应用于人工智能、机器学习、大数据、区块链等前沿领域；在日常生活和工作中，计算思维能够帮我们更快、更准确地解决问题，并加强创新能力。
计算思维导论01-计算思维和计算
计算与自动计算
2．计算科学的基本问题 计算科学的基本问题是“什么能够被有效地自动计算， 什么不能被有效地自动计算？” (1)哪些问题可以在有限时间和有限空间内自动计算，计 算的时间和空间复杂度怎样？ (2)通过人类的各种思维模式，如何设计有效的计算方法 ，以减少计算的时间和空间复杂度。
1.3 计算工具的发展史
2．计算机的雏形——机械式计算器
1. 机械式计算器可以自动完成计算，操作者不需要了解 算法.
2. 1642年，帕斯卡加法器 3. 1673年，莱布尼兹乘法器 4. 1822年，差分机 5. 库塔（Curta）
3．电子计算机
1. 电子计算机能够自动自动存储数据，能够理解和自动 执行任意的复杂规则，能进行任意形式的计算。
1 计算思维和计算
天津科技大学 计算机公共基础系
1
目录
1.1 计算思维概述 1.2 计算与自动计算 1.3 计算工具的发展史
1.1计算思维概述
计算思维是指计算机、软件以及计算相关学科的科学家 和工程技术人员的思维方法。
计算思维定义
美国CMU大学周以真教授： 计算思维是运用计算科学的基础概
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。
1.3.2 元器件的发展
1. 元器件发展中经历了电子管、晶体管、集成电路三个 阶段
计算思维概述 ppt课件
以上四个文件分析了美国计算教育出现的问题，报告建议在美国国家科学基金的资助下全面 改革美国的计算教育。以下两个问题和一个建议值得我们注意： ① 大学第一年计算机课程的构建问题； ② 多学科的融合问题； ③ 报告建议加强美国中小学学生抽象思维与写作能力的训练，目的，使学生平稳过渡到
（3）“讨论”出服务排队的核心方法：
–先来先服务（FCFS) –短任务优先（SJF) –最短剩余时间优先（SRTF) –优先级调度（HPF) –时间片轮转（RR)
例4 装箱问题模拟
问题：用尽可能少的箱子装下若干物体
#include <stdio.h> main() {
int i, j, Cur, N, Max=0; static int S[1001]; scanf("%d", &N); for(i=1; i<=N; i++) {
科学的美不逊于艺术的美。
1.1 科学与科学思维
1. 科学的概念
词源
“science”来源于拉丁文”scientia”, 意为“知识 与学问”。
达尔文
“科学就是整理事实，从中发现规律，作出结 论。”
科学是运用范畴、定理和定律等思维形式反映现 实世界中各种现象的本质和运动规律的知识体系。
1.1 科学与科学思维
2. 科学的分类 广义科学
自然科学：以自然界为主要研究对象，运用实证、理性和 臻美等方法，解释自然的奥秘。
人文科学：以人类为主要研究对象，，运用实地考察、诠 释和启示等方法，认识人、人性和人生的意义，提升人的精 神素质和思想境界。
什么是计算思维+计算思维的含义
什么是计算思维计算思维的含义你知道计算思维吗?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。
下面小编为你整理计算思维，希望能帮到你。
什么叫计算思维计算思维的含义计算思维是数字时代人人都应具备的基本技能。
计算思维与理论思维和实验思维一起构成了科技创新的三大支柱。
美国卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)Jeannette M. Wing 教授2006年3月在美国计算机权威期刊Communication of the ACM上将计算思维定义为：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。
计算思维具有如下特征：(1)计算思维是概念化的抽象思维，而非程序思维。
(2)计算思维是人的思维，而非机器的思维。
(3)计算思维是思想，而非人造品。
(4)计算思维与数学和工程思维互补和融合。
(5)计算思维面向所有的人，所有的领域。
(6)如同“读、写、算”一样，计算思维是一种基本技能。
计算思维教育实践途径计算思维培养，具体到中小学教育实践中，必须要有一个依托工具和抓手。
中小学信息技术课程中，如何渗透计算思维教育，可以从如下几个方面尝试。
(一)在计算机程序设计教学中渗透计算思维通过计算机程序设计教学培养学生的计算思维，是中小学信息技术教师最容易上手的做法。
对于计算思维的培养，宜选择可视化的、模块化的、易于学习的程序设计软件。
LOGO语言是一种早期的编程语言，也是一种与自然语言非常接近的编程语言，它通过“绘图”的方式来学习编程，对初学者特别是儿童进行寓教于乐的教学方式。
至今还有很多人使用LOGO语言教学生程序设计，2012韩国对小学教师职前培训增加的计算思维的内容，就是借助LOGO语言的算法学习项目实施的。
Scratch是一种新式的程序语言，可以让你用非常简单的方式，创造属于你自己的故事、动画、游戏、音乐甚至是绘画，并且可以轻易的分享至网络上。
计算思维概述
一、计算改变了什么？ 二、什么是计算？ 三、什么是计算思维？
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一、计算改变了什么
一．计算改变了科学家的思考方式
– 计算生物学改变着生物学家的思考方式 – 数学机械化改变着数学家的思考方式 – 计算博弈理论改变着经济学家的思考方式 – 社会计算改变社会学家的思考方式
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计算生物学改变着生物学家的思考方式
最典型的案例： 人类的基因工程----耗时10年，耗资数百亿美元。 散弹枪算法提出来后，用于基因测序----耗时几天，耗 资千把美元就能测一个基因。 （因为大量的繁杂的工作由计算机完成，大大解放了生 物学家，从而改变着生物学家的思考方式）
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数学机械化改变着数学家的思考方式
•“计算思维”是美国卡内基梅隆大学周以真教授提出的一种 理论。 •周以真认为：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行为，它涵盖了计算机科学的 周M一.以W系真in列（g，思英）文维，名活美Je国动an计。n算et机te
科学家。卡内基-梅隆大学 教授。美国国家自然基金会 计算与信息科学工程部助理 部长。ACM和IEEE会士。
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百元买白鸡
• 公鸡每只5元，母鸡每只3元，小鸡一元3只， 一百元买一百只鸡，问有几种买法？
问题分析： X+Y+Z=100 5X+3Y+Z/3=100
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编程
For x=1 to 100 For y=1 to 100 Z=100-x-y If 5*x+3*y+z/3=100
• 回答10次是与否，就可以猜出该数字。
计算思维概念知识点总结
计算思维概念知识点总结计算思维概念知识点总结计算思维是一种关于解决问题和处理信息的思维方式，强调运用信息技术和计算方法来分析和解决问题。
随着智能时代的到来，计算思维的重要性日益凸显，对于培养创新能力和解决实际问题具有重要意义。
本文将综述计算思维的相关概念和知识点，包括算法思维、抽象思维、系统思维、逻辑思维、创新思维等。
一、算法思维算法思维是指从问题到解决方案的过程中，通过设计和运用算法的思维方式。
算法思维强调问题的分解和解决方案的设计，需要具备分析问题的能力和设计解决方案的能力。
对于初学者而言，可以通过学习和实践编程来培养算法思维，掌握常见的算法和数据结构。
二、抽象思维抽象思维是将事物或问题的共性和关键特征抽取出来，形成概念和模型的思维方式。
抽象思维能够帮助我们理清事物之间的关系和逻辑，从而更好地分析和解决问题。
在计算思维中，抽象思维常见于问题建模、问题转化和解决方案的设计过程中。
三、系统思维系统思维是指从整体和结构的角度来看待问题，考虑事物之间的相互关系和影响。
系统思维能够帮助我们发现问题的本质和内在规律，从而提出更好的解决方案。
在计算思维中，系统思维常见于设计复杂系统和优化方案的过程中。
四、逻辑思维逻辑思维是指按照严谨的逻辑和推理方式来分析和解决问题的思维方式。
逻辑思维能够帮助我们通过推理和演绎来验证和证明问题的正确性，从而提高问题解决的准确性和效率。
在计算思维中，逻辑思维常见于设计算法和程序的过程中。
五、创新思维创新思维是指突破传统思维模式，寻找新的解决方案和方法的思维方式。
创新思维能够帮助我们发现和解决问题的新角度和新思路，从而提出更具创新性和独特性的解决方案。
在计算思维中，创新思维常见于设计新的算法和应用的过程中。
六、综合运用在实际问题解决中，计算思维的不同思维方式往往需要综合运用。
例如，在解决一个复杂问题时，可以先通过系统思维分析问题的整体结构和关键因素，然后运用抽象思维和算法思维进行问题建模和解决方案的设计，最后运用逻辑思维验证解决方案的正确性。
计算思维
1 计算思维概述
1 计算思维概述
1 计算思维概述
1 计算思维概述问题是可以计算的是指可以使用计算机在
有限步骤内解决。从本质上来说，计算机的计算是 数值计算，但是很多非数值问题（如语音、图形、 图像等）是通过转化为数值问题再成为可计算的。
（2）计算复杂性
计算复杂性就是计算机求解问题的难易程度， 其度量标准有2个：时间复杂度和空间复杂度。 （3）图灵测试
图灵测试是人工智能的理论基础。
2 计算思维的方法
2 计算思维的方法
2 计算思维的方法
3 计算思维的实现
3 计算思维的实现
3 计算思维的实现
3 计算思维的实现
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
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计算思维概述
算思维概述通过简约、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
我们知道问题怎样解决的方法：
是一种递归思维美食一种并行处理，是一种多维分析推广的类型检查方法；是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法；是对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法；式按照预防、保护及通过冗余、通错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法；是利用启发式推理寻求解答，也即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法；是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折中的思维方法。
计算思维概述通
过简约、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问题怎样解决的方法：是一种递归思维美食一种并行处理，是一种多维分析推广的类型检查方法；是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或
计
进行巨大复杂系统设计的方法；是对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法；式按照预防、保护及通过冗余、通错、纠错的方式，并
从最坏情况进行系统
恢复的一种思维方法；
是利用启发式推理寻
求解答，也即在不确
定情况下的规划、学
习和调度的思维方法；
是利用海量数据来加
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
折中的思维方法。