计算机基础——计算思维

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计算思维

计算思维使运用计算机科学的基本理念,进行问题求解,系统设计以及理解人类行为。

也就是说,计算思维是一种解决问题的思考方式,而不是具体的科学知识,这种思考方式要运用计算机科学的基本理念,而且运用非常广泛。

  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述释成一个我们知道的问题怎么样解决的思维方法。
  2. 计算思维是一种递归思维,是一种并行处理,是一种把代码译成数据又能把数据译成代码,是一种多维分析推广的类型检查方法。
  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,是基于关注点分离的方法(Separation Of Concerns,SoC)。
  4. 计算思维是一种选择合适方法去陈述一个问题,或对一个问题的相关方面建模十七易于处理的思维方法。
  5. 计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式,并通过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。
  7. 计算思维是利用海量数据加快计算,在时间和空间之间,在处理能力和存储容量之间进行权衡的思维方法。



计算思维的本质

计算思维的本质是 抽象和自动化

一、抽象

计算思维的抽像不同于数学和物理学科,是更复杂的符号化过程。

首先,将问题中的数据描述成计算机能够理解的符号或模型形式,即抽象成计算机中的数据结构。

然后,再设计计算机能够识别并执行的算法。

二、自动化

计算思维的自动化就是让计算机自动执行抽象得到的算法,对抽象数据结构进行计算或处理,从而得到问题的结果。

为了确保计算机能够机械的一步步自动执行,需要在抽象的过程中进行精确和严格的符号标记和建模。

例如:格尼斯堡七桥问题



计算思维如何解决问题

一、解决问题的四个步骤

分析和抽像、确定数据结构、设计算法、编程和调试、得到结果

  1. 对实际问题进行分析,将其抽象成数学模型
  2. 把数学模型中的变量和规则用计算机使用的特定符号代替。也就是根据数学模型中的数据和数据之间的关系确定编程和所需要的数据结构。
  3. 根据问题的特点设计算法
  4. 选取适当程序设计语言进行程序的编写和调试,最终运行得到结果。



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