計算機學(xué)科方法論

1、第第12章章 計算機學(xué)科方法論計算機學(xué)科方法論12.1 什么是計算機學(xué)科方法論什么是計算機學(xué)科方法論 12.2 計算機學(xué)科的三個形態(tài)計算機學(xué)科的三個形態(tài) 12.3 計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念 12.4 計算機學(xué)科的系統(tǒng)科學(xué)方法計算機學(xué)科的系統(tǒng)科學(xué)方法12.5 計算機學(xué)科的典型方法計算機學(xué)科的典型方法 什么是計算機學(xué)科方法論什么是計算機學(xué)科方法論 n方法論在層次上有：哲學(xué)方法論、一般科學(xué)技方法論在層次上有：哲學(xué)方法論、一般科學(xué)技術(shù)方法論、具體科學(xué)技術(shù)方法論。術(shù)方法論、具體科學(xué)技術(shù)方法論。n計算機學(xué)科方法論計算機學(xué)科方法論是在哲學(xué)方法論和一般科學(xué)是在哲學(xué)方法論和一般科學(xué)技術(shù)方法論的指

2、導(dǎo)下，對計算機領(lǐng)域認(rèn)識和實技術(shù)方法論的指導(dǎo)下，對計算機領(lǐng)域認(rèn)識和實踐過程中的一般方法、性質(zhì)、特點、內(nèi)在聯(lián)系踐過程中的一般方法、性質(zhì)、特點、內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律進行的系統(tǒng)研究和理論總結(jié)。和變化規(guī)律進行的系統(tǒng)研究和理論總結(jié)。 n計算機學(xué)科方法論是認(rèn)知計算機學(xué)科的方法和計算機學(xué)科方法論是認(rèn)知計算機學(xué)科的方法和工具，也是計算機學(xué)科認(rèn)知領(lǐng)域的理論體系，工具，也是計算機學(xué)科認(rèn)知領(lǐng)域的理論體系，對于計算機領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和人才對于計算機領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和人才培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)意義。培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)意義。 計算機學(xué)科方法論的主要內(nèi)容計算機學(xué)科方法論的主要內(nèi)容 （1）學(xué)科的知識體系）學(xué)科的知識體

3、系（2）學(xué)科的）學(xué)科的3個形態(tài)個形態(tài)（3）重復(fù)出現(xiàn)的）重復(fù)出現(xiàn)的12個核心概念個核心概念 （4）典型的學(xué)科方法）典型的學(xué)科方法 計算機學(xué)科的三個形態(tài)計算機學(xué)科的三個形態(tài) n所謂所謂學(xué)科形態(tài)學(xué)科形態(tài)是指從事一類學(xué)科研究與發(fā)展工是指從事一類學(xué)科研究與發(fā)展工作且具有共性的文化方式。作且具有共性的文化方式。 n計算機學(xué)科不但包括總體上對算法和信息處理計算機學(xué)科不但包括總體上對算法和信息處理過程進行研究，也包括滿足給定規(guī)格要求的有過程進行研究，也包括滿足給定規(guī)格要求的有效而可靠的軟硬件的設(shè)計效而可靠的軟硬件的設(shè)計包括理論研究、包括理論研究、實驗方法和工程設(shè)計。實驗方法和工程設(shè)計。 理論形態(tài)理論形態(tài) n理

4、論理論指為理解一個領(lǐng)域中的對象之間的關(guān)系而指為理解一個領(lǐng)域中的對象之間的關(guān)系而構(gòu)建的基本概念和符號。構(gòu)建的基本概念和符號。n理論形態(tài)基于計算科學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計算科學(xué)理論形態(tài)基于計算科學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計算科學(xué)理論，廣泛采用數(shù)學(xué)的研究方法。理論，廣泛采用數(shù)學(xué)的研究方法。 （1）對研究對象的概念進行抽象（定義）；）對研究對象的概念進行抽象（定義）；（2）假設(shè)對象的基本性質(zhì)和對象之間可能存在）假設(shè)對象的基本性質(zhì)和對象之間可能存在的關(guān)系（定理）；的關(guān)系（定理）；（3）確定這些性質(zhì)和關(guān)系是否正確（證明）；）確定這些性質(zhì)和關(guān)系是否正確（證明）；（4）解釋結(jié)果（與計算機系統(tǒng)或研究對象形成）解釋結(jié)果（與計算機系統(tǒng)

5、或研究對象形成對應(yīng)）。對應(yīng)）。 抽象形態(tài)抽象形態(tài) n抽象（抽象（實驗）指研究不同應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的系統(tǒng)實驗）指研究不同應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)的模型，并判斷這些模型是否預(yù)和體系結(jié)構(gòu)的模型，并判斷這些模型是否預(yù)測了新的行為。測了新的行為。 n基于計算機學(xué)科的實驗科學(xué)方法，抽象廣泛基于計算機學(xué)科的實驗科學(xué)方法，抽象廣泛采用實驗物理學(xué)的研究方法。采用實驗物理學(xué)的研究方法。 （1）確定可能世界（環(huán)境）并形成假設(shè)）確定可能世界（環(huán)境）并形成假設(shè)（2）構(gòu)造模型并做出預(yù)言；）構(gòu)造模型并做出預(yù)言；（3）設(shè)計實驗并收集數(shù)據(jù)；）設(shè)計實驗并收集數(shù)據(jù)；（4）分析結(jié)果。）分析結(jié)果。 設(shè)計形態(tài)設(shè)計形態(tài) n設(shè)計設(shè)計是構(gòu)造支持不

6、同應(yīng)用領(lǐng)域的計算機系統(tǒng)是構(gòu)造支持不同應(yīng)用領(lǐng)域的計算機系統(tǒng) 。n廣泛采用工程學(xué)（如建筑工程）的研究方法。廣泛采用工程學(xué)（如建筑工程）的研究方法。 （1）敘述要求；）敘述要求；（2）給定技術(shù)條件；）給定技術(shù)條件；（3）設(shè)計并實現(xiàn)該系統(tǒng)或裝置；）設(shè)計并實現(xiàn)該系統(tǒng)或裝置；（4）測試和分析該系統(tǒng)。）測試和分析該系統(tǒng)。三個形態(tài)之間的關(guān)系三個形態(tài)之間的關(guān)系 感性認(rèn)識感性認(rèn)識理性認(rèn)識理性認(rèn)識理性實踐理性實踐實踐實踐理論理論新實踐新實踐抽象抽象理論理論設(shè)計設(shè)計計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念 核心概念是核心概念是CC1991報告首次提出的，是具報告首次提出的，是具有普遍性、持久性的重要思想、原則和方法，

7、有普遍性、持久性的重要思想、原則和方法，核心概念具有如下基本特征：核心概念具有如下基本特征：（1）在學(xué)科及各分支學(xué)科中普遍出現(xiàn)；）在學(xué)科及各分支學(xué)科中普遍出現(xiàn)；（2）在理論、抽象和設(shè)計的各個層面上都有）在理論、抽象和設(shè)計的各個層面上都有很多示例；很多示例；（3）在理論上具有可延展和變形的作用，在）在理論上具有可延展和變形的作用，在技術(shù)上有高度的獨立性。技術(shù)上有高度的獨立性。 1. 綁定綁定 綁定是通過將一個對象（或事物）與其某種屬性綁定是通過將一個對象（或事物）與其某種屬性相聯(lián)系，從而使抽象的概念具體化的過程。例如，將相聯(lián)系，從而使抽象的概念具體化的過程。例如，將一個進程與一個處理機、一個變量

8、與其類型或值分別一個進程與一個處理機、一個變量與其類型或值分別聯(lián)系起來。這種聯(lián)系的建立，實際上就是建立了某種聯(lián)系起來。這種聯(lián)系的建立，實際上就是建立了某種約束。約束。2. 大問題的復(fù)雜性大問題的復(fù)雜性 大問題的復(fù)雜性是指隨著問題規(guī)模的增長使問題大問題的復(fù)雜性是指隨著問題規(guī)模的增長使問題的復(fù)雜性呈非線性增加的效應(yīng)。這種非線性增加的效的復(fù)雜性呈非線性增加的效應(yīng)。這種非線性增加的效應(yīng)是區(qū)分和選擇各種現(xiàn)有方法和技術(shù)的重要因素。應(yīng)是區(qū)分和選擇各種現(xiàn)有方法和技術(shù)的重要因素。 計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念 3. 概念和形式模型概念和形式模型 概念和形式模型是對一個想法或問題進行形式概念和形式模型

9、是對一個想法或問題進行形式化、特征化、可視化思維的方法。抽象數(shù)據(jù)類型、化、特征化、可視化思維的方法。抽象數(shù)據(jù)類型、語義數(shù)據(jù)類型以及指定系統(tǒng)的圖形語言，如數(shù)據(jù)流語義數(shù)據(jù)類型以及指定系統(tǒng)的圖形語言，如數(shù)據(jù)流圖和圖和E-R圖等都屬于概念模型，而邏輯理論、開關(guān)圖等都屬于概念模型，而邏輯理論、開關(guān)理論和計算理論中的模型大都屬于形式模型。概念理論和計算理論中的模型大都屬于形式模型。概念模型和形式模型以及形式證明是將計算機學(xué)科各分模型和形式模型以及形式證明是將計算機學(xué)科各分支統(tǒng)一起來的重要核心概念。支統(tǒng)一起來的重要核心概念。計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念 4. 一致性和完備性一致性和完備性 一致性

10、包括用于形式說明的一組公理的一致性、一致性包括用于形式說明的一組公理的一致性、事實和理論的一致性，以及一種語言或接口設(shè)計的內(nèi)事實和理論的一致性，以及一種語言或接口設(shè)計的內(nèi)部一致性。完備性包括給出的一組公理的完備性、使部一致性。完備性包括給出的一組公理的完備性、使其能獲得預(yù)期行為的充分性、軟件和硬件系統(tǒng)功能的其能獲得預(yù)期行為的充分性、軟件和硬件系統(tǒng)功能的充分性，以及系統(tǒng)處于出錯和非預(yù)期情況下保持正常充分性，以及系統(tǒng)處于出錯和非預(yù)期情況下保持正常行為的能力等。行為的能力等。計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念 5. 效率效率 效率是關(guān)于時間、空間、人力和財力等資源消耗的效率是關(guān)于時間、空間、人

11、力和財力等資源消耗的度量。在計算機軟硬件的設(shè)計中，要充分考慮某種預(yù)期度量。在計算機軟硬件的設(shè)計中，要充分考慮某種預(yù)期結(jié)果達到的效率，以及一個給定的實現(xiàn)過程較之替代的結(jié)果達到的效率，以及一個給定的實現(xiàn)過程較之替代的實現(xiàn)過程的效率。實現(xiàn)過程的效率。6. 演化演化 演化指的是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、特征、行為和功能演化指的是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、特征、行為和功能等隨著時間的推移而發(fā)生的更改。這里主要指的是了解等隨著時間的推移而發(fā)生的更改。這里主要指的是了解系統(tǒng)更改的事實和意義以及應(yīng)采取的對策。在軟件進行系統(tǒng)更改的事實和意義以及應(yīng)采取的對策。在軟件進行更改時，不僅要充分考慮更改時對系統(tǒng)各層次造成的影更改時，不僅

12、要充分考慮更改時對系統(tǒng)各層次造成的影響，還要充分考慮到軟件的有關(guān)抽象、技術(shù)和系統(tǒng)的適響，還要充分考慮到軟件的有關(guān)抽象、技術(shù)和系統(tǒng)的適應(yīng)性等問題。應(yīng)性等問題。 計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念 計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念7. 抽象層次抽象層次 抽象層次指的是通過對不同層次的細(xì)節(jié)和指標(biāo)的抽象層次指的是通過對不同層次的細(xì)節(jié)和指標(biāo)的抽象對一個系統(tǒng)或?qū)嶓w進行表述。在復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計抽象對一個系統(tǒng)或?qū)嶓w進行表述。在復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計中，隱藏細(xì)節(jié)，對系統(tǒng)各層次進行描述（抽象），從中，隱藏細(xì)節(jié)，對系統(tǒng)各層次進行描述（抽象），從而控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。而控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。8. 按空間排序按空間排

13、序 按空間排序指的是各種定位方式，如物理上的定按空間排序指的是各種定位方式，如物理上的定位（如網(wǎng)絡(luò)和存儲中的定位），組織方式上的定位位（如網(wǎng)絡(luò)和存儲中的定位），組織方式上的定位（如處理機進程、類型定義和有關(guān)操作的定位）以及（如處理機進程、類型定義和有關(guān)操作的定位）以及概念上的定位（如軟件的轄域、耦合、內(nèi)聚等）。按概念上的定位（如軟件的轄域、耦合、內(nèi)聚等）。按空間排序是計算技術(shù)中一個局部性和相鄰性的概念。空間排序是計算技術(shù)中一個局部性和相鄰性的概念。 計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念9. 按時間排序按時間排序 按時間排序指的是事件的執(zhí)行對時間的依賴性。按時間排序指的是事件的執(zhí)行對時間的依

14、賴性。例如，在具有時態(tài)邏輯的系統(tǒng)中，要考慮與時間有關(guān)例如，在具有時態(tài)邏輯的系統(tǒng)中，要考慮與時間有關(guān)的時序問題，在分布式系統(tǒng)中，要考慮進程同步的問的時序問題，在分布式系統(tǒng)中，要考慮進程同步的問題。題。10. 重用重用 重用指的是在新的環(huán)境下，系統(tǒng)中各類實體、技重用指的是在新的環(huán)境下，系統(tǒng)中各類實體、技術(shù)、概念等可被再次使用的能力，如軟件庫和硬件部術(shù)、概念等可被再次使用的能力，如軟件庫和硬件部件的重用等。件的重用等。 計算機學(xué)科的核心概念計算機學(xué)科的核心概念11. 安全性安全性 安全性指的是計算機軟硬件系統(tǒng)對合法用戶的響應(yīng)安全性指的是計算機軟硬件系統(tǒng)對合法用戶的響應(yīng)及對非法請求的抗拒，以保護系統(tǒng)不

15、受外界影響和攻擊及對非法請求的抗拒，以保護系統(tǒng)不受外界影響和攻擊的能力。的能力。12. 折衷和結(jié)論折衷和結(jié)論 折衷指的是為滿足系統(tǒng)的可實施性而對系統(tǒng)設(shè)計中折衷指的是為滿足系統(tǒng)的可實施性而對系統(tǒng)設(shè)計中的技術(shù)、方案所做出的一種合理的取舍。折衷是存在于的技術(shù)、方案所做出的一種合理的取舍。折衷是存在于計算機學(xué)科領(lǐng)域各層次的基本事實。計算機學(xué)科領(lǐng)域各層次的基本事實。 系統(tǒng)科學(xué)的基本概念系統(tǒng)科學(xué)的基本概念 1. 系統(tǒng)和子系統(tǒng)系統(tǒng)和子系統(tǒng) 系統(tǒng)是指由相互聯(lián)系、相互作用的若干元素構(gòu)成系統(tǒng)是指由相互聯(lián)系、相互作用的若干元素構(gòu)成的，具有特定功能的統(tǒng)一整體。系統(tǒng)可以形式化地定的，具有特定功能的統(tǒng)一整體。系統(tǒng)可以形式

16、化地定義為：義為： S=其中，其中，A表示系統(tǒng)表示系統(tǒng)S中所有元素的集合，中所有元素的集合，R表示系統(tǒng)中表示系統(tǒng)中所有元素之間關(guān)系的集合。所有元素之間關(guān)系的集合。 一個大的系統(tǒng)往往是復(fù)雜的，它通?？梢詣澐譃橐粋€大的系統(tǒng)往往是復(fù)雜的，它通常可以劃分為一系列較小的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)可以形式化地定義為：一系列較小的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)可以形式化地定義為： Si=其中，其中， 。RRAASSiii,系統(tǒng)科學(xué)的基本概念系統(tǒng)科學(xué)的基本概念2. 結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)分析 所謂結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)內(nèi)各組成部分（元素和子系統(tǒng)）所謂結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)內(nèi)各組成部分（元素和子系統(tǒng)）之間相互聯(lián)系、相互作用的框架。結(jié)構(gòu)分析的重要內(nèi)容之間相互

17、聯(lián)系、相互作用的框架。結(jié)構(gòu)分析的重要內(nèi)容就是劃分子系統(tǒng)，并研究各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及各子系統(tǒng)就是劃分子系統(tǒng)，并研究各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。之間的相互關(guān)系。3. 層次和層次分析層次和層次分析 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以表示為各級子系統(tǒng)和系統(tǒng)要素的層次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以表示為各級子系統(tǒng)和系統(tǒng)要素的層次結(jié)構(gòu)形式。一般來說，在系統(tǒng)中，高層次包含和支配低結(jié)構(gòu)形式。一般來說，在系統(tǒng)中，高層次包含和支配低層次，低層次隸屬和支撐高層次。明確所研究的問題處層次，低層次隸屬和支撐高層次。明確所研究的問題處在哪一層上，可以避免因混淆層次而造成的概念混亂。在哪一層上，可以避免因混淆層次而造成的概念混亂。層次分析的主要內(nèi)容有

18、：系統(tǒng)是否劃分層次，劃分了哪層次分析的主要內(nèi)容有：系統(tǒng)是否劃分層次，劃分了哪些層次，各層次的內(nèi)容，各層次之間的關(guān)系以及層次劃些層次，各層次的內(nèi)容，各層次之間的關(guān)系以及層次劃分的原則等。分的原則等。 系統(tǒng)科學(xué)的基本概念系統(tǒng)科學(xué)的基本概念4. 環(huán)境、行為和功能環(huán)境、行為和功能 系統(tǒng)的環(huán)境是指一個系統(tǒng)之外的一切與它有聯(lián)系的系統(tǒng)的環(huán)境是指一個系統(tǒng)之外的一切與它有聯(lián)系的事物組成的集合。系統(tǒng)要發(fā)揮它應(yīng)有的作用，達到應(yīng)有事物組成的集合。系統(tǒng)要發(fā)揮它應(yīng)有的作用，達到應(yīng)有的目標(biāo)，系統(tǒng)自身一定要有適應(yīng)環(huán)境的要求。的目標(biāo)，系統(tǒng)自身一定要有適應(yīng)環(huán)境的要求。 系統(tǒng)的行為是指系統(tǒng)相對于它的環(huán)境所表現(xiàn)出來的系統(tǒng)的行為是指系

19、統(tǒng)相對于它的環(huán)境所表現(xiàn)出來的一切變化。行為屬于系統(tǒng)自身的變化，同時又反映環(huán)境一切變化。行為屬于系統(tǒng)自身的變化，同時又反映環(huán)境對系統(tǒng)的影響和作用。對系統(tǒng)的影響和作用。 系統(tǒng)的功能是指系統(tǒng)行為所引起的、有利于環(huán)境中系統(tǒng)的功能是指系統(tǒng)行為所引起的、有利于環(huán)境中某些事物乃至整個環(huán)境存在與發(fā)展的作用。某些事物乃至整個環(huán)境存在與發(fā)展的作用。 系統(tǒng)科學(xué)的基本概念系統(tǒng)科學(xué)的基本概念5. 狀態(tài)、演化和過程狀態(tài)、演化和過程 狀態(tài)狀態(tài)是指系統(tǒng)的那些可以觀察和識別的形態(tài)特是指系統(tǒng)的那些可以觀察和識別的形態(tài)特征，一般可以用系統(tǒng)的定量特征來表示，如溫度、征，一般可以用系統(tǒng)的定量特征來表示，如溫度、體積等。體積等。 演化演

20、化是指系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、特征、行為和功是指系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、特征、行為和功能等隨著時間的推移而發(fā)生的變化。系統(tǒng)的演化性能等隨著時間的推移而發(fā)生的變化。系統(tǒng)的演化性是系統(tǒng)的基本特性。是系統(tǒng)的基本特性。 過程過程是指系統(tǒng)的演化所經(jīng)過的發(fā)展階段，它由是指系統(tǒng)的演化所經(jīng)過的發(fā)展階段，它由若干子過程組成。過程的最基本元素是動作，動作若干子過程組成。過程的最基本元素是動作，動作不能再分。不能再分。 系統(tǒng)科學(xué)遵循的一般原則系統(tǒng)科學(xué)遵循的一般原則1. 整體性原則整體性原則 整體性原則基于系統(tǒng)要素對系統(tǒng)的非還原性（系整體性原則基于系統(tǒng)要素對系統(tǒng)的非還原性（系統(tǒng)的整體具有還原為部分便不存在的特性）或非加和統(tǒng)的整體

21、具有還原為部分便不存在的特性）或非加和性（整體不能完全等于各部分之和），是系統(tǒng)方法的性（整體不能完全等于各部分之和），是系統(tǒng)方法的根據(jù)和出發(fā)點。根據(jù)和出發(fā)點。 2. 動態(tài)性原則動態(tài)性原則 動態(tài)性原則是指系統(tǒng)總是動態(tài)的，永遠(yuǎn)處于運動動態(tài)性原則是指系統(tǒng)總是動態(tài)的，永遠(yuǎn)處于運動變化之中。變化之中。 系統(tǒng)科學(xué)遵循的一般原則系統(tǒng)科學(xué)遵循的一般原則3. 最優(yōu)化原則最優(yōu)化原則 最優(yōu)化原則是指運用各種有效的方法，從系統(tǒng)多種最優(yōu)化原則是指運用各種有效的方法，從系統(tǒng)多種目標(biāo)或多種可能的途徑中選擇最優(yōu)系統(tǒng)、最優(yōu)方案、最目標(biāo)或多種可能的途徑中選擇最優(yōu)系統(tǒng)、最優(yōu)方案、最優(yōu)運動狀態(tài)，達到整體優(yōu)化的目的。優(yōu)運動狀態(tài)，達到整

22、體優(yōu)化的目的。 4. 模型化原則模型化原則 模型化原則就是根據(jù)系統(tǒng)模型說明的原因和真實系模型化原則就是根據(jù)系統(tǒng)模型說明的原因和真實系統(tǒng)提供的依據(jù)，提出以模型代替真實系統(tǒng)進行模擬實驗，統(tǒng)提供的依據(jù)，提出以模型代替真實系統(tǒng)進行模擬實驗，達到認(rèn)識真實系統(tǒng)特性和規(guī)律的方法。達到認(rèn)識真實系統(tǒng)特性和規(guī)律的方法。 計算機學(xué)科的典型方法計算機學(xué)科的典型方法 1. 抽象方法抽象方法 所謂抽象是一種思考問題的方式，它隱藏了復(fù)雜的所謂抽象是一種思考問題的方式，它隱藏了復(fù)雜的細(xì)節(jié)，只保留實現(xiàn)目標(biāo)所必需的信息。細(xì)節(jié)，只保留實現(xiàn)目標(biāo)所必需的信息。計算機系統(tǒng)的分層表現(xiàn)了抽象的概念，當(dāng)我們與計算機計算機系統(tǒng)的分層表現(xiàn)了抽象的

23、概念，當(dāng)我們與計算機的某一個分層打交道時，沒有必要考慮其他分層。的某一個分層打交道時，沒有必要考慮其他分層。 程序設(shè)計語言的發(fā)展表現(xiàn)了抽象的概念。程序設(shè)計語言程序設(shè)計語言的發(fā)展表現(xiàn)了抽象的概念。程序設(shè)計語言每前進一個階段，語言自身就變得更抽象一些。每前進一個階段，語言自身就變得更抽象一些。 計算機學(xué)科的典型方法計算機學(xué)科的典型方法 2. 內(nèi)涵與外延的方法內(nèi)涵與外延的方法 內(nèi)涵與外延是哲學(xué)的兩個基本的概念。所謂內(nèi)涵是內(nèi)涵與外延是哲學(xué)的兩個基本的概念。所謂內(nèi)涵是指一個概念所反映的事物的本質(zhì)屬性的總和，也就是概指一個概念所反映的事物的本質(zhì)屬性的總和，也就是概念的內(nèi)容。外延是指概念所界定的所有對象的集

24、合，即念的內(nèi)容。外延是指概念所界定的所有對象的集合，即所有滿足概念定義屬性的對象集合。內(nèi)涵與外延的方法所有滿足概念定義屬性的對象集合。內(nèi)涵與外延的方法廣泛出現(xiàn)在計算科學(xué)的許多分支學(xué)科中，是一個能夠?qū)V泛出現(xiàn)在計算科學(xué)的許多分支學(xué)科中，是一個能夠?qū)o窮對象的集合作分類處理的方法。無窮對象的集合作分類處理的方法。 計算機學(xué)科的典型方法計算機學(xué)科的典型方法 3. 構(gòu)造性方法構(gòu)造性方法 構(gòu)造性方法是整個計算機學(xué)科最本質(zhì)的方法。這是構(gòu)造性方法是整個計算機學(xué)科最本質(zhì)的方法。這是一種能夠?qū)φ撚驗闊o窮的客觀事物按其有限構(gòu)造特征進一種能夠?qū)φ撚驗闊o窮的客觀事物按其有限構(gòu)造特征進行處理的方法。行處理的方法。例如：

25、表達式的形成規(guī)則可定義為：例如：表達式的形成規(guī)則可定義為：(1) 變量、常數(shù)是表達式；變量、常數(shù)是表達式；(2) 若若E1、E2是表達式，是表達式，是一個二元運算符，則是一個二元運算符，則E1E2是表達式；是表達式；(3) 若若E是表達式，是表達式，是一個一元運算符，則是一個一元運算符，則E是表達式；是表達式；(4) 若若E是表達式，則（是表達式，則（E）是表達式。）是表達式。 計算機學(xué)科的典型方法計算機學(xué)科的典型方法 4. 公理化方法公理化方法 公理化方法能幫助我們認(rèn)識一個系統(tǒng)如何嚴(yán)格表述，公理化方法能幫助我們認(rèn)識一個系統(tǒng)如何嚴(yán)格表述，認(rèn)識完備性和無矛盾性對一個公理系統(tǒng)的重要性，認(rèn)識認(rèn)識完備

26、性和無矛盾性對一個公理系統(tǒng)的重要性，認(rèn)識每一條公理深刻的背景，獨立性和它的作用。每一條公理深刻的背景，獨立性和它的作用。 除了形式語義學(xué)的研究中使用公理化方法外，開放除了形式語義學(xué)的研究中使用公理化方法外，開放信息系統(tǒng)的思想和設(shè)計，自定義邏輯框架系統(tǒng)的研究，信息系統(tǒng)的思想和設(shè)計，自定義邏輯框架系統(tǒng)的研究，以及分布式代數(shù)系統(tǒng)的研究都采用了公理化方法或吸取以及分布式代數(shù)系統(tǒng)的研究都采用了公理化方法或吸取了公理化方法的思想。了公理化方法的思想。 計算機學(xué)科的典型方法計算機學(xué)科的典型方法 5. 原型方法原型方法 原型方法的主要內(nèi)涵是：在軟件的開發(fā)中，隨著原型方法的主要內(nèi)涵是：在軟件的開發(fā)中，隨著程序代碼量的日漸龐大，開發(fā)費用和周期的不斷增長，程序代碼量的日漸龐大，開發(fā)費用和周期的不斷增長，人們迫切需要對軟件開發(fā)中引入的新思想、新原理和人們迫切需要對軟件開發(fā)中引入的新思想、新原理和采用的新方法、新技術(shù)的可行性進行驗證，通過驗證