計算思維的基礎(chǔ)知識(已修改)
2025-05-11 07:55 本頁面
【正文】 計算思維 基礎(chǔ)知識 2/45 一、科學(xué)的概念 達(dá)爾文對科學(xué)定義 ：科學(xué)就是整理事實，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律并做出結(jié)論。 科學(xué)與計算科學(xué) 達(dá)爾文的定義指出了科學(xué)的內(nèi)涵，即 事實 與 規(guī)律 ?？茖W(xué)要發(fā)現(xiàn)人所未知的事實，并以此為依據(jù)，實事求是。至于規(guī)律是指客觀事物之間內(nèi)在的本質(zhì)的必然聯(lián)系。 計算思維 基礎(chǔ)知識 3/45 愛因斯坦認(rèn)為 ：設(shè)法將人們雜亂無章的感覺經(jīng)驗加以整理，使之符合邏輯一致的思想系統(tǒng)，就叫科學(xué)。 科學(xué)作為一種存在的事物和完整的事物，是人類認(rèn)知的事物中最客觀的。但科學(xué)在形成過程中，作為追求的目的，卻如同人類的其他認(rèn)知一樣，是主觀的也是受心理制約的。 科學(xué)與計算科學(xué) 計算思維 基礎(chǔ)知識 4/45 美國 《 韋伯斯特新世界詞典 》 對科學(xué)定義 ：科學(xué)是從確定研究對象的性質(zhì)和規(guī)律這一目的出發(fā)，通過觀察、調(diào)查和實驗得到的系統(tǒng)知識。 中國 《 辭海 》 對科學(xué)定義 ：科學(xué)是運用范疇、定理和定律等思維形式反映現(xiàn)實世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)和運動規(guī)律的知識體系。 科學(xué)的定義 ：反映現(xiàn)實世界中各種現(xiàn)象及其客觀規(guī)律的知識體系?？茖W(xué)作為人類知識的最高形式，已成為人類社會普遍的文化理念。 科學(xué)與計算科學(xué) 計算思維 基礎(chǔ)知識 5/45 科學(xué)的種類 ： 不同分類方式 類別 按照研究對象的不同 自然科學(xué)、社會科學(xué)、思維科學(xué) 按照與實踐聯(lián)系的不同 理論科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué) 按照人類對自然規(guī)律利用的直接程度 自然科學(xué)、實驗科學(xué) 按照人類目標(biāo)的不同 廣義的科學(xué)、狹義的科學(xué) 廣義的科學(xué) 概念是自然科學(xué)、人文科學(xué)和社會科學(xué)等所有學(xué)科的總稱， 狹義的科學(xué) 概念則專指自然科學(xué)，有時甚至直指基礎(chǔ)理論科學(xué)。 科學(xué)與計算科學(xué) 計算思維 基礎(chǔ)知識 6/45 類別 解釋或說明 自然科學(xué) Natural Science 以自然界為主要研究對象，運用 實證 、 理性和 臻美 等方法，揭示自然的奧秘，獲取自然的真知。 人文科學(xué) humanities 以人類作為主要研究對象，運用 實地考察 、詮釋 和 啟示 等方法，認(rèn)識人、人性和人生的意義，提升人的精神素質(zhì)和思想境界。 社會科學(xué) Social Science 以社會領(lǐng)域為主要研究對象，運用 調(diào)查 、 統(tǒng)計 和 歸納 等方法，把握社會規(guī)律，解決社會問題，促進(jìn)社會進(jìn)步。 科學(xué)與計算科學(xué) 如何界定自然科學(xué) ？物理學(xué)，化學(xué)， ?? 計算科學(xué)？數(shù)學(xué)？ 計算思維 基礎(chǔ)知識 7/45 美國能源部報告認(rèn)為 ：高端計算目前已經(jīng)與理論研究、實驗手段一起，成為獲得科學(xué)發(fā)現(xiàn)的三大支柱。因此， 理論科學(xué) 、 實驗科學(xué) 和 計算科學(xué) 是推動人類文明進(jìn)步和科技發(fā)展的重要途徑。 科學(xué)與計算科學(xué) 計算思維 基礎(chǔ)知識 8/45 二、計算科學(xué)與計算學(xué)科 計算科學(xué) /Computational Science：一種與數(shù)學(xué)模型構(gòu)建、定量分析方法以及利用計算機(jī)來分析和解決科學(xué)問題的研究領(lǐng)域。 (計算視角 ) 科學(xué)與計算科學(xué) 計算科學(xué) /Computing Science：應(yīng)用高性能計算能力預(yù)測和了解實際世界物質(zhì)運動或復(fù)雜現(xiàn)象演化規(guī)律的科學(xué)，它包括數(shù)值模擬、工程仿真高效計算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等。 (計算機(jī)視角 ) 計算思維 基礎(chǔ)知識 9/45 1993：高性能計算與通信 HPCC計劃 1996：加速戰(zhàn)略計算創(chuàng)新 ASCI計劃 2022：高性能計算系統(tǒng) HPCS計劃 科學(xué)與計算科學(xué) 2022：計算科學(xué) 確保美國的競爭力 報告建議：應(yīng)將計算科學(xué)長期置于國家科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域中心的領(lǐng)導(dǎo)地位。 計算科學(xué)是運用高級計算能力來理解和處理復(fù)雜問題的學(xué)科，已經(jīng)成為對科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力、經(jīng)濟(jì)競爭力以及國家安全都至關(guān)重要的一門科學(xué)。 我們相信計算科學(xué)是 21世紀(jì)最重要的技術(shù)領(lǐng)域之一，因為它對整個社會的進(jìn)步都是十分重要的。計算科學(xué)為研究者提供了一個獨特的窗口，他們可以通過它來研究那些不切實際或很難解決的問題，為高經(jīng)濟(jì)效益提供高級工業(yè)方法，如高效設(shè)計比價格昂貴又費時的風(fēng)洞試驗更有效的機(jī)翼計算試驗。 計算思維 基礎(chǔ)知識 10/45 學(xué)科 ：指高校中講授或研究知識的分科。 計算學(xué)科 /Computational Discipline:利用計算科學(xué)對其他學(xué)科中的問題進(jìn)行計算機(jī)模擬或者其他形式的計算而形成的諸如計算物理
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