第4章计算思维分解

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大学计算机——计算思维与网络素养教案

线下课堂教学
（课中）
第4讲
网络的模型、协议和联网设备
研讨内容
1.计算机网络的构成和功能
2.常用的网络接口设备与网络连接设备的种类和用途
3.如何组建局域网
学习目标
1.了解计算机网络的基本知识
2.熟悉计算机网络的常见协议与服务
3.熟悉在Windows操作系统中的网络配置方法
4.掌握有线、无线局域网环境组建的方法与步骤
1.微机系统中的数据流、控制流、内存寻址方法
2.指令编码和执行过程
教学手段和方法
智慧树平台微课视频课前自学，课堂提问和学习效果检测，机房网络化讲授、演示和实验指导，讨论式教学等
课堂练习
1.讨论：
程序是如何控制计算机自动运行的？
数据在内存和外存中的存储访问方式有何区别？
如何提高计算机系统的性能？
2.计算：36位地址的内存空间的存储容量是多少？
教学内容
第2章计算机系统与工作原理
学时
线上：2学时
线下：2学时
线上课外学习
（课前）
视频学习：观看智慧树平台本章微视频2.1~2.5节
知识点：硬件、软件、冯诺依曼原理、CPU、内存、外设、总线、指令
线下课堂教学
（课中）第Βιβλιοθήκη 讲计算机系统组成与工作原理
研讨内容
1.冯诺依曼原理和计算机系统组成
2.微机主要部件的功能和性能指标
上机实践
实验2微机组装与计算原理（1学时）
了解微机系统主要部件的功能和指令执行过程，掌握微机的和组装和系统设置配置方法。结合思科虚拟装机实验进行实践。
拓展提升与
作业
（课后）
1.了解微型计算机发展历程，各种外部设备特别是智能传感设备的发展和典型应用。

第四章算法与数据结构

第四章算法与数据结构
例4-3 求解n!。方法一：n!可以展开为n! = n*(n-1) * (n-2)*…*3*2*1，可以采用循环求解，流程图如图4-3所示，程序如下： int factorial (int n) {int p, m;
p=1; m=1; while (m<=n) {p=p*m; m=m+1; }
第四章算法与数据结构
4.1.3 算法设计 1. 分治与递归计算机求解问题所需时间一般都与问题规模相关，问题规模越小，所需时间越少，也较容易处理。分治是将一个难以直接解决的规模较大的原问题分解成一系列规模较小的子问题，分别求解各个子问题，再合并子问题的解得到原问题的解。分治是算法设计的基本策略，包括三个步骤： (1) 分解：将原问题分解成一系列子问题。 (2) 求解：求解各个子问题。 (3) 合并：合并子问题的解得到原问题的解。在算法设计中，递归与分治就像孪生兄弟，密切相关。递归是指函数(或过程) 直接调用自己或通过一系列调用语句间接调用自己。通常，递归用于解决结构自
if (m>n) s=n; else s=m; r1=m%s; r2=n%s; while (r1!=0 || r2 !=0) {s=s-1;
第四章算法与数据结构
return(s); } 2．辗转相除法 (1) 辗转相除法的自然语言形式如下： ① 令M为两个正整数中的较大者，N为较小者； ② 令R为M除以N的余数； ③ 若R等于0，则N就是两个正整数的最大公约数；否则令M为N，N为R，返回② 继续。 (2) 辗转相除法的程序设计语言形式如下： int greatest_common_divisor (int m, int n) {int r;
第四章算法与数据结构

八年级信息技术第四章第二节算法教学知识点总结

八年级信息技术第四章第二节算法教学知识点总结信息技术八年级第四章第二节主要学习算法的教学知识点，具体总结如下：1. 算法的概念：算法是解决问题的一系列步骤的描述，它是一个能够解决特定问题的有限而明确的指令集合。

2. 算法的特性：一个好的算法应该具有以下特性：- 有穷性：算法必须能够在执行有限的步骤后停止。

- 确定性：算法的每一步都必须具有确定的含义，不会存在二义性。

- 可行性：算法的每一步都必须是可行的，能够被真正地执行。

- 输入：算法必须有零个或多个输入。

- 输出：算法必须有一个或多个输出。

3. 算法的表示方法：- 自然语言：用自然语言描述算法的步骤和逻辑。

- 流程图：使用图形化的符号和线条表示算法的步骤和顺序。

- 伪代码：用类似编程语言的形式描述算法的步骤和逻辑，更接近实际编程过程。

4. 常见的算法基本结构：- 顺序结构：按照特定的顺序执行各个步骤。

- 条件结构：根据条件判断选择不同的路径执行。

- 循环结构：根据条件判断循环执行一段代码。

5. 常见的排序算法：- 冒泡排序：依次比较相邻的两个元素，如果顺序不对则交换位置，直至整个数组有序。

- 插入排序：将一个元素插入到已经有序的序列中的适当位置，重复此操作直到整个数组有序。

- 选择排序：每次从未排序的部分中选择最小（或最大）的元素放到已排序部分的末尾。

6. 算法的效率和优化：- 时间复杂度：用来衡量算法执行时间的快慢，通常用大O记号表示。

- 空间复杂度：用来衡量算法执行时所需的额外空间或内存，通常也用大O记号表示。

- 算法优化：通过改进算法的设计和实现，以减少算法的时间复杂度和空间复杂度，提高算法的效率。

总的来说，八年级信息技术第四章第二节主要学习算法的基本概念、特性，以及常见的排序算法和算法的效率和优化。

同时也学习了算法的表示方法，包括自然语言、流程图和伪代码等。

这些知识点对于理解和设计算法，以及提高算法的效率都非常重要。

计算机计算思维考试提纲知识点总结(青岛理工大学)

大学计算机考试知识点分布1.0第1章计算思维与计算机1.1计算思维概论1)了解科学研究的三大方法理论、实验、计算2)了解计算思维的本质抽象、自动化1.2计算机概述1)了解计算机发展的4个阶段及各阶段采用的主要逻辑部件电子管计算机时代（电子管）晶体管计算机时代（晶体管）中、小规模集成电路计算机时代（中、小规模集成电路）大规模和超大规模集成电路计算机时代（大规模集成电路）2)了解计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、人工智能化、多媒体化3)掌握计算机的6个特点○1计算速度快○2计算精度高○3可靠性高○4具有逻辑判断功能、逻辑性强○5存储容量大○6自动化程度高1.3计算机存储程序工作原理1)了解指令的组成格式、指令的执行过程指令包括操作码和地址码。

操作码：表示一条指令的操作特性和功能，即指出进行什么操作地址码：规定操作数的值或地址、操作结果的地址及下一条指令的地址等指令的执行过程可分为取指令、分析指令、执行指令三个阶段。

一系列指令的执行过程实际上就是不断重复这三个阶段。

2)掌握计算机硬件系统的5个组成部分、各部分的组成和作用运算器：计算机中执行各种算术运算和逻辑运算的部件，也叫算术逻辑部件控制器：计算机的神经中枢和指挥中心，是指挥整个计算机各功能部件协调一致动作的部件存储器：计算机中具有记忆功能的部件，用于存储程序和数据，分为主存储器和辅助存储器输入设备：用于将程序和数据输入到计算机中的设备，如键盘、鼠标输出设备：用来将计算机处理的结果进行表示的设备，如显示器、打印机3)掌握存储程序的工作原理在计算机中设置存储器，将程序和数据存放到存储器中，计算机按照程序指定的逻辑顺序依次取出存储器中的内容进行处理，直到得出结果。

第2章计算机中的信息表示2.2信息在计算机中的表示1）掌握不同数制间数的转换（包括小数的转换和整数的转换）2）掌握信息的存储单位（位、字节，千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB)，拍字节(PB)）以及之间的换算。

计算思维_大学计算机基础（第4版）——计算思维_[共2页]

18 为包含有限个未知数的离散形式（如有限代数方程组），然后寻找求解方法。

计算机实现包括编制程序、调试、运算和分析结果等一系列步骤。

软件技术的发展为科学计算提供了合适的程序语言（如FORTRAN）和其他软件工具，使工作效率和可靠性大为提高。

计算机科学是指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，到更具体的主题（如编程语言、程序设计、软件和硬件等）。

计算机科学包含很多分支领域：有些强调特定结果的计算，如计算机图形学；有些探讨计算问题的性质，如计算复杂性理论；还有一些专注于怎样实现计算，如编程语言理论是研究描述计算的方法，而程序设计是应用特定的编程语言解决特定的计算问题，人机交互则是专注于怎样使计算机和计算变得有用、好用，以及随时随地为人所用。

尽管计算机只有短暂的历史，但它的本质引发了人们的热烈讨论，人们关于计算机科学的身份问题一直争论不休，认为它属于工程学和数学，而不属于科学。

瑞典斯德哥尔摩大学计算机与系统科学系副教授马蒂·特德雷（Matti Tedre）在自己近期出版的新书《计算机科学：一门科学的形成》（The Science of Computing：Shaping a Discipline）中，通过分享计算机领域的权威人士、教育工作者和从业人员学术文章和观点的方式，探讨了计算机科学的本质，证明了科学和实验方法都是计算机科学的一部分。

1989年，ACM和IEEE/CS攻关组提交了著名的《计算作为一门学科》（Computing as a discipline）报告。

报告认为，计算机科学与计算机工程没有什么区别，建议使用“计算科学”一词来涵盖这一领域的所有工作。

因而，计算科学围绕什么能（有效地）自动进行、什么不能（有效地）自动运行展开，不但覆盖了计算机科学与技术的研究范畴，而且包含更多的内涵。

计算思维案例及平时成绩讨论题

1.5本章计算思维的典型案例案例1：计算作为人类文明的开端，从最远古的手指计数到中国古代的算盘计算到近代西方的纳皮尔算筹及帕斯卡机械式计算机，至当前的电子计算机的高速度计算，不管是计算方法还是计算工具都有了变革性的创新，计算也作为一种思维方式存在，并成为人类科学思维的重要一员。

从算盘到计算机的发展过程是计算思维内容不断拓展的过程。

现今，我们面临着一个问题：计算机能不能再快些？我们还能不能依靠单一的电子器件加快我们的“大脑”？从历史来看，机械到电子不但是材料的进步，也是思维方式的进步。

计算机发展，归根结底是计算思维的传承和发扬光大。

计算机的历史就像一个孩子的成长史，它已经经历了少年时期的疯长，进入了青年时期。

它还会有下一轮的飞速成长，但是要靠人类的智慧作为营养哺育它。

在不久的将来，我们会将计算机变成一个众多学科交叉结合而成的精灵。

而到那时，我们相信那个精灵传承和发扬的仍然是计算思维。

案例2：抽象就是忽略一个主题中与当前问题(或目标)无关的那些方面，以便更充分地注意与当前问题(或目标)有关的方面。

通过抽象，人们可以从众多的事物中抽取出共同的、本质性的特征，舍弃其非本质的特征。

抽象是一种从个体把握一般、从现象把握本质的认知过程和思维方法。

在本章中介绍了图灵机模型，它是一个抽象的计算模型。

图灵把他的计算模型抽象成一种非常精简的装置：一条无限长的纸带、一个读写头、一套控制读写头工作的规则、一个状态寄存器。

有了图灵机这一抽象模型，我们可以得到很多本质的规律，通过抽象我们能够抽取事物的本质特性、忽略烦琐的细节，在抽象的模型上进行科学研究，有助于发现事物的内在规律。

虽然图灵机是现代计算机的数学模型，但它不等同于实际的计算机，如何设计实际可用的计算机系统，也需要抽象的思维。

在第3章中介绍的冯·诺依曼体系结构就是对现代计算机体系结构的一种抽象认识。

本章小结与思考本章通过对计算技术的发展起到关键作用的人物和事件的介绍，回顾了计算机的发展简史。

第四章第3节运用选择结构描述问题求解过程说课教案粤教版(2019)高中信息技术必修1

必修1数据与计算第四章第3节运用选择结构描述问题求解过程说课稿一、说教材1.教材地位和作用本节课是教科书《数据与计算》的第四章第3节，将带学生学习“选择结构”的教学内容，是程序设计三大结构之一，是计算思维和逻辑思维培养具体章节。

2.教学目标a.培养学科核心素养: 信息意识计算思维数字化学习与创新信息社会责任b.学业目标:能够掌握程序的选择结构设计的基本流程3.教学重难点a.重点：Python 程序设计语言的选择结构的单分支if 语句、双分支if 语句、if 语句的嵌套以及if···elif···else语句的一般格式及使用方法；b.难点：运用选择结构描述问题的求解过程二、说教法情景引入法、任务驱动法、讲述法、探究法三、说学法1.学情：学生对Python开发环境有所了解，掌握了顺序结构的输入输出语句，对条件表达式有了解.因此，学生对本节内容的学习已经具备一定的基础知识和学习经验。

2方法：体验学习、自主探究、合作学习四、教学过程教学策略：创设程序设计的活动情境，通过小组学习分析问题，设计解决问题的算法，编写代码实现算法，在“验证→修正”的过程中发展学生的计算思维。

（一）情景导入(2分钟)在我们的生活和学习中处处充满了选择：➢十字路口时如果红灯则停，如果绿灯则行➢用求根公式解一元二次方程时，根绝b2-4ac的结果判断求解➢……（二）知识讲授（5分钟）1.单分支选择结构：介绍语句格式及执行过程2.双分支选择结构：介绍语句格式及执行过程3.选择结构语句注意事项（三）探究活动（8分钟）活动1.某书搞促销活动，购买书籍总金额在100元以上打8折，怎样根据书籍总金额计算应付金额？探究过程：1.分析问题2.在黑板上板书设计流程图3.学生操作：学生在python中编写调式程序（教师观看每位同学编写的程序，并加以引导）4.利用微机室多媒体教学软件展示做得好的学生。

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计算中心编制
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上海大学
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计算思维概述

计算思维在其它科学中的影响
统计学生物学经济学
计算中心编制

化学
物理学
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上海大学
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计算思维概述

计算思维在中国
计算思维早就存在于中国的古代数学之中中国的“算法化”思想中国至2050年信息科技发展路线图
计算中心编制
展示新技术是如何被设计出来的，并通过开发“计算思维”来提高解决问题的能力。
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上海大学
Shanghai University
第四章
计算思维
4.1 计算思维
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计算思维概述
思维和科学思维
思维是人脑对客观现实概括的和间接的反映，它反映的
是事物的本质和事物间规律性的联系。思维是整个脑的功能，是高级的心理活动形式。
思维最基本的过程：分析、抽象、综合、概括、对比等。
计算中心编制
计算思维6大特征：
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。
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计算思维概述
2．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需掌握的。刻板的技能意味着机械的重复。具有讽刺意味的是，当计算机科学真正解决了人工智能的重大挑战— —使计算机向人类一样思考之后，思维可就真的变成机械的了。 3．是人的，不是计算机的思维方式计算思维是人类求解问题的一条途径，但绝非是要人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪颖且
计算中心编制
系统设计以及人类行为理解，涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。

计算思维的更进一步定义：
(1) 计算思维是通过约简、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问题怎样解决的思维方法。
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上海大学
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计算思维概述
科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界
各种现象的本质的规律的知识体系。
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上海大学
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计算思维概述
科学思维是在科学活动中的思维方式与表现形式。科学
思维，即形成并运用于科学认识活动、对感性认识材料进行加工处理的方式与途径的理论体系；是真理在认识的统一过程中，对各种科学的思维方法的有机整合，是人类实践活动的产物。
计算中心编制

中国专家的观点
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上海大学
Shanghai University
计算思维概述
计算思维的明天
计算思维不仅仅属于计算机科学家，它应当是每个
人的基本技能。
计算思维将渗透到我们每个人的生活之中。每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和
计算中心编制
算术，还要学会计算思维。
(7) 计算思维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衷的思维方法。
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上海大学
Shanghai University
计算思维概述

计算思维的特征
计算思维最根本的两个概念：

抽象（Abstraction）自动化（Automation）
计算中心编制
实现计算机科学从前沿高端到基础普及的转型。
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上海大学
Shanghai University
不插电的计算机案例
计算机已深入到我们生活的方方面面。人们在家中、
工作中使用计算机，甚至在行走的路上也使用计算机（手机和MP3播放器也是特殊形式的计算机）！
本节将通过游戏案例着眼于各项计算机技术的原理，
计算中心编制
科学思维的三个主要特征：
实证思维逻辑思维构造思维。
3
ity
计算思维概述

计算思维的表述
计算思维是运用计算机科学的基础概念(约简、嵌入、转
化、仿真、递归、并行、多维分析、类型、抽象、分解、保护、冗余、容错、纠错、系统恢复、启妇式、规划、学习、调度、折衷…)进行问题求解、
计算中心编制
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上海大学
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计算思维概述
(5) 计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法。 (6) 计算思维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。
计算中心编制
计算中心编制
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上海大学
Shanghai University
计算思维概述
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机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
计算中心编制
计算机科学本质上源自数学思维，因为像所有的科学一样，其形式化基础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统，基本计算设备的现实迫使计算机科学家
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上海大学
Shanghai University
计算思维概述
必须计算性的思考，不能只是数学性的思考。构建虚拟世界的自由使我们能够设计超越物理世界的各种系统。 5．是思想不是人造物不只是我们生产的软硬件等人造物将以物理形式到处呈现并时时刻刻触及到我们的生活，更重要的是还将有我们用以接近和求解问题、管理日常生活、与他人交流和互动的计算概念。 6．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。
(2) 计算思维是一种递归思维，是一种并行处理，它把代码译成数据又能把数据译成代码，它是由广义量纲分析进行的类型检查。 (3) 计算思维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，是一种基于关注点分离的方法（Separation of Concerns , 简称SoC方法) 。 (4) 计算思维是一种选择合适的方式去陈述一个问题，或对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法。

第4章计算思维分解

大学计算机——计算思维与网络素养 教案

第四章 算法与数据结构

最新计算机程序设计基础 第四章 算 法