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计算思维的相关概念

2019-12-16 10:40:55   3  举报

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AI智能生成

计算思维的相关概念

计算思维

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大纲/内容

计算的概念

计算的概念：根据一定的规则输入一些数据从而得到结论的过程

计算的本质：获得信息的一种过程，是人类分析问题所采用的方法

思维的概念

思维是人类所具有的高级认识活动。按照信息论的观点，思维是对新输入信息与脑内存储知识经验进行一系列复杂的心智操作过程

思维的分类

逆向思维

也称求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。（电子感应定律）

抽象思维

线性思维

形象思维

直觉思维

定向思维

创新思维

以新颖独创的方法解决问题的思维过程

分析思维

辐射思维

聚合思维

习惯性思维

批判性思维

是一种思维技能、人格或起止；既能体现思维水平，也凸显现代人文精神

数学思维

工程思维

设计思维

系统思维

计算思维的概念

周以真教授，在美国计算机权威杂志《Communication of the ACM》上发表并定义：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题解决、系统设计与人类行为理解的过程，其本质是抽象和自动化。

计算思维与其他思维的关系

计算思维&数学思维

计算思维&工程思维

计算思维&设计思维

计算思维和系统思维都涉及到对系统的理解和建模，但计算思维比系统思维更广泛，后者侧重于识别和理解整个系统的工作

计算思维是一个包含设计思维和工程（即有效解决方案设计）、系统思维（即系统理解和建模）和数学思维的总称，用于解决各种问题。

计算思维的三维框架

计算概念

顺序循环事件并行条件操作数据

计算实践

实验迭代纠错再利用抽象模式化

计算观念

表达连接提问

计算思维的能力和技术

主要能力

分解

即把数据、过程或问题拆分成更小的易于管理或解决的部分

模式识别

亦为泛化，即找出拆分后问题各部分之间的异同

抽象

即探寻形成这些模式背后的一般规律

算法思维

即针对相似的问题提供逐步的解决办法

评估

即针对一个问题解决方案，比如算法、系统或是过程，判断该方案能否达到目的

主要技术

反思

反思是在不具有价值的复杂情况下做出公正和诚实的判断（评估）的技能。在计算机科学中，这种评估是基于用于指定产品的标准、经验法则和指导判断的用户需求

编程

任何计算机系统开发的一个基本要素是将设计转换为代码，并对其进行评估，以确保其在所有预期条件下都能正常运行。调试是使用诸如测试、跟踪和逻辑思维等技能来预测和验证结果，是分析和评估的系统应用

设计

设计包括人工制品的结构、外观和功能。它涉及到创建设计的表示，包括人可识别的表示，例如流程图、故事板、伪代码、系统图等。它涉及到进一步的分解、抽象和算法设计

分析

分析包括分解成组件（分解），减少不必要的复杂性（抽象），识别过程（算法）和寻求共性或模式（泛化）。它包括运用逻辑思维来更好地理解事物，并将其评估为适合目的

应用

应用就是采用预先存在的解决方案来满足另一个环境的需求。它就是泛化，包括识别图案、相似性和联系并利用人工制品结构或功能的特征。比如，在一个环境中开发的子程序或算法，可以在不同的环境中重用

计算思维应用到生活和学习中

分解

文学上，通过对韵律、韵文、意象、结构、语气、措词与含义的分析来解构诗歌

模式识别

经济上，在国家经济的增长和下降中寻找循环模式。

抽象

城市轨道中，地铁交通示意图被高度精细抽象，只保留些基本信息。

算法

医院里撰写抢救病人的流程。

评估

工业上各种实验的模拟。

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