計(jì)算思維的基礎(chǔ)知識(shí)-在線瀏覽
2025-06-16 07:55本頁(yè)面
【正文】 按照與實(shí)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(duì)自然規(guī)律利用的直接程度 自然科學(xué)、實(shí)驗(yàn)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(huì)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(shí)甚至直指基礎(chǔ)理論科學(xué)。 人文科學(xué) humanities 以人類作為主要研究對(duì)象，運(yùn)用 實(shí)地考察 、詮釋 和 啟示 等方法，認(rèn)識(shí)人、人性和人生的意義，提升人的精神素質(zhì)和思想境界。 科學(xué)與計(jì)算科學(xué) 如何界定自然科學(xué) ？物理學(xué)，化學(xué)， ?? 計(jì)算科學(xué)？數(shù)學(xué)？ 計(jì)算思維 基礎(chǔ)知識(shí) 7/45 美國(guó)能源部報(bào)告認(rèn)為 ：高端計(jì)算目前已經(jīng)與理論研究、實(shí)驗(yàn)手段一起，成為獲得科學(xué)發(fā)現(xiàn)的三大支柱。 科學(xué)與計(jì)算科學(xué) 計(jì)算思維 基礎(chǔ)知識(shí) 8/45 二、計(jì)算科學(xué)與計(jì)算學(xué)科 計(jì)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(jì)算機(jī)來(lái)分析和解決科學(xué)問題的研究領(lǐng)域。 (計(jì)算機(jī)視角 ) 計(jì)算思維 基礎(chǔ)知識(shí) 9/45 1993：高性能計(jì)算與通信 HPCC計(jì)劃 1996：加速戰(zhàn)略計(jì)算創(chuàng)新 ASCI計(jì)劃 2022：高性能計(jì)算系統(tǒng) HPCS計(jì)劃 科學(xué)與計(jì)算科學(xué) 2022：計(jì)算科學(xué) 確保美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)力 報(bào)告建議：應(yīng)將計(jì)算科學(xué)長(zhǎng)期置于國(guó)家科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域中心的領(lǐng)導(dǎo)地位。 我們相信計(jì)算科學(xué)是 21世紀(jì)最重要的技術(shù)領(lǐng)域之一，因?yàn)樗鼘?duì)整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步都是十分重要的。 計(jì)算思維 基礎(chǔ)知識(shí) 10/45 學(xué)科 ：指高校中講授或研究知識(shí)的分科。 (計(jì)算視角 ) 科學(xué)與計(jì)算科學(xué) 計(jì)算學(xué)科 /Computing Discipline:是對(duì)描述和變換信息的算法過程進(jìn)行系統(tǒng)的研究，它包括算法過程的理論、分析、設(shè)計(jì)、效率分析、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用等。 科學(xué)與計(jì)算科學(xué) 計(jì)算思維 基礎(chǔ)知識(shí) 12/45 三、計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)科 科學(xué)與計(jì)算科學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué) /Computer Science：研究計(jì)算機(jī)及其周圍各種現(xiàn)象和規(guī)律的科學(xué)。 計(jì)算機(jī)學(xué)科 /Computer Discipline：即計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，它是研究計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與制造和利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息獲取、表示、儲(chǔ)存、處理、控制等的理論、原則、方法和技術(shù)的學(xué)科。 計(jì)算機(jī)技術(shù) 側(cè)重研制計(jì)算機(jī)及使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的方法和技術(shù)手段。 思維與科學(xué)思維 思維原料 (自然界 )、思維主體 (人腦 ) 思維工具 (認(rèn)識(shí)的反映形式 ) 思維是人腦對(duì)客觀事物的一種概括的、間接的反映，它反映客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律。如人們感知 (日出東方、日落西山 )，通過思維概括揭示是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。如根據(jù)醫(yī)學(xué)知識(shí)和臨床經(jīng)驗(yàn)，醫(yī)生詢問病史和輔助檢查，判斷病情，作出治療。如人們不僅能認(rèn)知宇宙速度，還能制造宇宙飛船飛向太空。 簡(jiǎn)而言之，科學(xué)思維是人腦對(duì)科學(xué)信息的加工活動(dòng)。正如數(shù)學(xué)一樣，定義是理論思維的靈魂，定理和證明是其精髓，公理化方法是最重要的理論思維方法 實(shí)驗(yàn)思維 實(shí)驗(yàn)思維的先驅(qū)是意大利科學(xué)家伽利略，被人們譽(yù)為 “ 近代科學(xué)之父 ” 。 計(jì)算思維 計(jì)算思維是思維過程或功能的計(jì)算模擬方法論，其研究目的是提供適當(dāng)?shù)姆椒ǎ谷藗兡芙柚?jì)算機(jī)逐步達(dá)到人工智能的較高目標(biāo)。 實(shí)驗(yàn)科學(xué) ←→ 實(shí)驗(yàn)思維 實(shí)驗(yàn)思維又稱實(shí)證思維，它以觀察和總結(jié)自然規(guī)律為特征，以物理學(xué)科為代表。 思維與科學(xué)思維 計(jì)算思維 基礎(chǔ)知識(shí) 19/45 一、計(jì)算思維的定義 計(jì)算思維 (Computational Thinking， CT) 周以真認(rèn)為 ：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去 求解問題 、 設(shè)計(jì)系統(tǒng) 和 理解人類行為的涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。 前兩步是計(jì)算思維中的抽象，后兩步是計(jì)算思維中的自動(dòng)化。 當(dāng)動(dòng)態(tài)演化系統(tǒng)抽象為離散符號(hào)系統(tǒng)后，就可以采用形式化的規(guī)范描述，建立模型、設(shè)計(jì)算法和開發(fā)軟件來(lái)揭示演化的規(guī)律，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的演化并自動(dòng)執(zhí)行。計(jì)算思維就是應(yīng)對(duì)信息時(shí)代新的社會(huì)動(dòng)力學(xué)和人類動(dòng)力學(xué)所要求的思維。 利用計(jì)算手段來(lái)研究人類的行為，可視為社會(huì)計(jì)算，即通過各種信息技術(shù)手段，設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)估人與環(huán)境之間的交互。 ? 計(jì)算思維是一種 遞歸思維 ，是一種 并行處理 ，是一種把代碼譯成數(shù)據(jù)又能把數(shù)據(jù)譯成代碼，是一種多維分析推廣的類型檢查
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