大学计算机-计算思维视角 课件 1.6 计算思维概述

计算思维概述计算机与计算思维章名：主讲人：节名：计算思维定义计算思维应用举例计算思维特征计算思维能力培养1234计算思维定义计算思维的完整性定义计算思维完整定义概念性定义操作性定义狭义计算思维广义计算思维计算思维的内涵计算思维的抽象要素计算思维是问题的解决过程计算思维要素的具体体现计算思维体现的素质计算思维定义计算思维的概念性定义计算思维(ComputationalThinking，CT)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。计算思维的本质是抽象和自动化。抽象要素

算法、数据结构、状态机、逻辑和语义、启发式、控制结构等。计算思维中的抽象完全超越了物理的时空观，更为丰富和复杂，完全用符号来表示。计算思维的抽象最终是要能够机械地一步一步自动执行。计算思维的操作性定义计算思维是问题解决的过程。这一认识是对计算思维被人掌握后，在行动或思维过程中表现出来的形式化的描述，这个过程不仅体现在编程中，还体现在广泛的情境中。来自应用研究，主要讨论计算思维在跨学科领域中的具体表现、如何应用以及如何培养等问题。计算思维定义计算思维定义计算思维的操作性定义各领域、学科的问题（发现问题）问题的抽象（表征问题）问题求解算法选择（策略与方法）问题求解的实现（实施方案）问题解决结果评价成功失败具体的解决流程如下：1、发现各领域、学科的问题并进行描述，符合逻辑地组织和分析数据。2、通过抽象，建立数学模型。3、用算法对求解过程进行精确描述。4、利用某种计算机语言进行编写程序，实现可能的解决方案，从中找到问题求解的最佳方案。5、将对解决结果进行评价，如果成功，该问题得到解决，并可以将求解过程进行推广并移植到广泛的问题中。如果失败，则分析出错原因，根据具体的原因，返回之前的某个步骤重新处理。计算思维定义计算思维的操作性定义计算思维要素的具体体现计算思维作为问题解决的过程，不仅需要利用数据和大量计算科学的概念还需要调度和整合各种有效思维要素，抽象的计算思维概念，只有分解成具体的思维要素，才能有效地指导应用研究与实践。计算思维体现出的素质处理复杂情况的自信处理难题的毅力对模糊不确定的容忍处理开放问题的能力与其他人一起努力达成共同目标的能力计算思维定义网络思维、互联网思维、移动互联思维、数据思维、大数据思维等信息技术带来的更广泛的新思维。计算思维的完整性定义计算思维完整定义概念性定义：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。操作性定义：问题求解的过程。狭义计算思维广义计算思维计算思维应用举例计算思维举例1.上学装书包————预置和缓存2.原路找丢失的物品————回推3.买房和租房决策————在线算法4.超市结账付费时排哪个队————多服务系统计算思维应用举例警察局抓小偷，警察局住了a、b、c、d四名小偷，其中只有一人是小偷。审讯记录如下：a说：我不是小偷b说：c是小偷c说：小偷肯定是dd说：c在冤枉人四个人中三个人说的是真话，一个人在说谎，请问谁是小偷？计算思维在警察抓小偷实例中的具体应用依次假设每个人是小偷的情况，然后，依次带入四句供词中。发现问题、分析问题依次检验“四个人中三个人说真话，一个人说假话”的情况是否成立？如果成立，就找到了小偷。计算思维应用举例计算思维应用举例将a，b，c，d四个嫌疑人进行编号，分别为1，2，3，4。数学建模用变量x存放小偷的编号将x=1，x=2，x=3，x=4代入问题系统，检验“三真一假”是否成立。计算思维应用举例计算a说：我不是小偷b说：c是小偷c说：小偷肯定是dd说：c在冤枉人对应：x<>1对应：x=3对应：x=4对应：x<>40001100111011010X=1X=2X=3X=4计算思维应用举例编程实现Forx=1to4If((x<>1)+(x=3)+(x=4)+(x<>4)=3)thenPrintxNextx结论：c是小偷计算思维特征计算思维特征概念化，不是程序化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。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。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，人类聪颖且富有想象力，是人类赋予计算机激情。计算思维特征计算思维特征数学和工程思维的互补与融合计算机科学在本质上源自数学思维，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。是思想，不是人造物计算思维被我们来求解问题、管理日常生活、与他人交流和互动。而且，面向所有的人，所有地方。计算思维能力培养社会的发展要求培养计算思维

随着信息化的全面深入，计算机在生活中的应用已经无处不在，而计算思维的提出和发展，帮助人们正视人类社会这一深刻的变化，并引导人们通过借助计算机的力量来进一步提高解决问题的能力。在当今社会，计算思维成为人们认识和解决问题的重要能力之一。计算思维，不仅是计算机专业人员应该具备的能力，而且也是所有受教育者应该具备的能力。教学中重视培养学生运用计算思维解决本专业问题的能力我们开设的《大学计算机--计算思