《大學(xué)計(jì)算機(jī)-計(jì)算思維視角》 課件 第1章 計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維

計(jì)算機(jī)的誕生章名：節(jié)名：計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維計(jì)算工具的演變第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生馮?諾伊曼和圖靈1234

計(jì)算工具的產(chǎn)生源于對(duì)計(jì)算的需求，自古以來(lái)，人類(lèi)就在不斷地發(fā)明和改進(jìn)計(jì)算工具，計(jì)算工具經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)，從手動(dòng)到自動(dòng)的發(fā)展過(guò)程，而且還在不斷發(fā)展。計(jì)算工具的演變結(jié)繩記事算籌手動(dòng)式計(jì)算工具算籌的擺法計(jì)算工具的演變算盤(pán)加法口訣計(jì)算工具的演變硬件體系化算法機(jī)械式計(jì)算工具

1642年，年僅19歲的法國(guó)物理學(xué)家布萊士.帕斯卡（BlaisePascal,1623-1662）制造出第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算器“加法器”。這臺(tái)計(jì)算機(jī)器是手搖的，也稱(chēng)為“手搖計(jì)算機(jī)器”，只能計(jì)算加法和減法。帕斯卡從加法器的成功中得到結(jié)論：人的某些思維過(guò)程與機(jī)械過(guò)程沒(méi)有差別，因此可以設(shè)想用機(jī)械來(lái)模擬人的思維活動(dòng)。加法器計(jì)算工具的演變

1761年，德國(guó)數(shù)學(xué)家戈特弗里德·威廉·萊布尼茨（GottfriedWilhelmLeibniz，1646－1716），改進(jìn)了帕斯卡的加法器，制成了能進(jìn)行完整四則運(yùn)算的乘法機(jī)。萊布尼茲同時(shí)還提出“把計(jì)算交給機(jī)器去完成，使優(yōu)秀的人才從繁重的計(jì)算中解脫出來(lái)”。同時(shí)，萊布尼茲從中國(guó)的易經(jīng)八卦中獲得靈感，完成了對(duì)二進(jìn)制的研究。乘法機(jī)計(jì)算工具的演變

1819年，英國(guó)著名數(shù)學(xué)家、發(fā)明家查爾斯·巴貝奇（CharlesBabbage1791-1871）從提花紡織機(jī)上獲得靈感，設(shè)計(jì)了差分機(jī)，并于1822年制造出差分機(jī)模型。所謂“差分”，就是把函數(shù)表的復(fù)雜算式轉(zhuǎn)化為差分運(yùn)算，用簡(jiǎn)單的加法代替平方運(yùn)算。差分機(jī)是最早采用寄存器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，體現(xiàn)了早期程序設(shè)計(jì)思想的萌芽。差分機(jī)計(jì)算工具的演變計(jì)算工具的演變機(jī)電式計(jì)算機(jī)隨著電力技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)式計(jì)算機(jī)逐步取代了以人工為動(dòng)力的計(jì)算機(jī)。1880年，為了完成美國(guó)人口普查的需求，德裔美籍統(tǒng)計(jì)學(xué)家赫爾曼·何樂(lè)禮（HermanHollerith，1860－1929）發(fā)明了穿孔制表機(jī)，僅用3年就完成了需人工統(tǒng)計(jì)要10年才能完成的人口普查，制表機(jī)的發(fā)明第一次把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制進(jìn)行處理，這種方法一直沿用到至今。何樂(lè)禮在1896年成立了制表機(jī)器公司，后來(lái)成為IBM的前身。何樂(lè)禮和制表機(jī)計(jì)算工具的演變1904年，英國(guó)物理學(xué)家與電氣工程師弗萊明（1849—1945)發(fā)明了第一只電子二極管，是人類(lèi)歷史上第一只電子器件。1907年，美國(guó)發(fā)明家德福雷斯特(1873—1961)在真空二極管的基礎(chǔ)上加以改良，制造出第一支電子三極管。20世紀(jì)30年代后期，許多研究者將目光投向制造電子管計(jì)算機(jī)這一領(lǐng)域。計(jì)算工具的演變

1944年，英國(guó)為了破譯德國(guó)人的密碼，研制了“巨人”電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，在“巨人”機(jī)研制前，英國(guó)破譯德軍的密碼需要6至8個(gè)星期，而使用“巨人”機(jī)后僅需6至8小時(shí)。出于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，英國(guó)將“巨人”計(jì)算機(jī)視為“國(guó)家機(jī)密”，并在戰(zhàn)爭(zhēng)后進(jìn)行了秘密銷(xiāo)毀。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生20世紀(jì)40年代，在第二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)電工系由莫利奇和艾克特領(lǐng)導(dǎo)，為美國(guó)陸軍軍械部研制了一臺(tái)用于彈道軌跡計(jì)算的“電子數(shù)值積分和計(jì)算機(jī)”（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator簡(jiǎn)稱(chēng)ENIAC）。工作中的ENIAC第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生兩位發(fā)明人莫利奇和艾克特ENIAC使用的電子管第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生占地面積170平方米總重量30噸使用了18000只電子管，6000個(gè)開(kāi)關(guān)，7000只電阻，10000只電容，50萬(wàn)條線(xiàn)耗電量150千瓦每秒可執(zhí)行5000次加法或400次乘法運(yùn)算ENIAC和女程序員第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生1946年2月14日在美國(guó)舉行了揭幕典禮。1955年10月2日，“埃尼阿克”宣告“退役”

。1996年2月14日，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐俅螁?dòng)了這臺(tái)計(jì)算機(jī)，以紀(jì)念信息時(shí)代的到來(lái)。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)郵票第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生ENIAC不完善之處：1、存儲(chǔ)器容量小，至多存儲(chǔ)20個(gè)10位十進(jìn)制數(shù)，而且存儲(chǔ)單元僅用來(lái)存放數(shù)據(jù)，不能存放程序；2、“程序是外插的”，利用配線(xiàn)或開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行外部編程，每次解題都要靠人工改線(xiàn)，準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，降低了總體運(yùn)行效率。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)是馮·諾依曼模型體系結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)的計(jì)算模型是基于圖靈機(jī)模型。馮·諾依曼馮?諾依曼與ENICA馮·諾依曼（JohnvonNeumann，1903~1957），原籍匈牙利，布達(dá)佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士。20世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)家之一，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、博弈論、核武器和生化武器等領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)全才之一，先后執(zhí)教于柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)，1930年前往美國(guó)，后入美國(guó)籍。馮·諾依曼離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)EDVAC(ElectronicDiscreteVariable

AutomaticComputer）電子數(shù)值積分和計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）為了解決ENIAC的問(wèn)題，馮·諾依曼以顧問(wèn)的身份與研制ENIAC的原班人馬合作，著手研制新機(jī)器EDVAC，馮·諾依曼在與工作組成員共同探討的基礎(chǔ)上提出了程序和數(shù)據(jù)都應(yīng)該存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，按照這種方法，每次使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成一項(xiàng)新的任務(wù)，工作人員只需改變程序，而不用重新布線(xiàn)或者調(diào)節(jié)成千上萬(wàn)的開(kāi)關(guān)。馮·諾依曼馮諾依曼提出了一個(gè)“存儲(chǔ)程序”的計(jì)算機(jī)方案：計(jì)算機(jī)基本工作原理是存儲(chǔ)程序和程序控制，自動(dòng)執(zhí)行。計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制。計(jì)算機(jī)由五個(gè)部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。

以運(yùn)算器為中心，控制器負(fù)責(zé)解釋指令，運(yùn)算器負(fù)責(zé)執(zhí)行指令。現(xiàn)代幾乎所有的計(jì)算機(jī)都是馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，被稱(chēng)為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”。圖靈艾倫·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring，1912年6月23日－1954年6月7日），英國(guó)數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家，被稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”，“人工智能之父”。1931年圖靈進(jìn)入劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院，畢業(yè)后到美國(guó)普林斯頓大學(xué)攻讀博士學(xué)位，二戰(zhàn)爆發(fā)后回到劍橋，后曾協(xié)助軍方破解德國(guó)的著名密碼系統(tǒng)，幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利。圖靈圖靈1936年圖靈發(fā)表了著名的《論數(shù)學(xué)計(jì)算在決斷難題中的應(yīng)用》一文，提出了理想計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)模型----圖靈機(jī)（TuringMachine）。圖靈圖靈機(jī)是指一個(gè)抽象的機(jī)器，通過(guò)某種一般的機(jī)械步驟，原則上能一個(gè)接一個(gè)地解決所有的數(shù)學(xué)問(wèn)題。圖靈把人在計(jì)算時(shí)所做的工作分解成簡(jiǎn)單的動(dòng)作，把人的工作機(jī)械化，并用形式化方法成功地表述了計(jì)算這一過(guò)程的本質(zhì)。圖靈機(jī)反映的是一種具有可行性的用數(shù)學(xué)方法精確定義的計(jì)算模型，而現(xiàn)代計(jì)算機(jī)正是這種模型的具體實(shí)現(xiàn)。圖靈為了紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的巨大貢獻(xiàn)，由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）于1966年設(shè)立一年一度的圖靈獎(jiǎng)，以表彰在計(jì)算機(jī)科學(xué)中做出突出貢獻(xiàn)的人，圖靈獎(jiǎng)被喻為“計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)”。圖靈獎(jiǎng)獎(jiǎng)杯圖靈人工智能之父：1950年他發(fā)表論文《計(jì)算機(jī)器與智能》（ComputingMachineryandIntelligence），為后來(lái)的人工智能科學(xué)提供了開(kāi)創(chuàng)性的構(gòu)思,提出著名的“圖靈測(cè)試”。1956年圖靈的這篇文章以“機(jī)器能夠思維嗎？”為題重新發(fā)表，人工智能進(jìn)入了實(shí)踐研制階段。圖靈的機(jī)器智能思想無(wú)疑是人工智能的直接起源之一，隨著人工智能領(lǐng)域的深入研究，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到圖靈思想的深刻性：它們?nèi)缃袢匀皇侨斯ぶ悄艿闹饕枷胫?。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生馮?諾伊曼和圖靈計(jì)算工具的演變計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維章名：節(jié)名：計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段摩爾定律我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展123從第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生到現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)的發(fā)展隨著所采用的電子器件的變化，已經(jīng)歷了四代。計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段電子管晶體管中、小規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段第一代：電子管計(jì)算機(jī)（1946—1957年）硬件方面，邏輯元件采用的是電子管，主存儲(chǔ)器采用汞延遲線(xiàn)、陰極射線(xiàn)示波管靜電存儲(chǔ)器、磁鼓、磁芯；外存儲(chǔ)器采用的是磁帶。軟件方面采用的是機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言。應(yīng)用領(lǐng)域以軍事和科學(xué)計(jì)算為主。特點(diǎn)是體積大、耗電量大、速度慢（一般為每秒數(shù)千次至數(shù)萬(wàn)次）、價(jià)格昂貴，壽命短、可靠性低，需要頻繁進(jìn)行維護(hù)工作。計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段第二代：晶體管計(jì)算機(jī)（1958—1964年）硬件方面，邏輯元件采用的是晶體管，主存儲(chǔ)器采用磁芯，外存儲(chǔ)器采用的是磁盤(pán)、磁鼓。軟件方面開(kāi)始有了系統(tǒng)軟件，提出了操作系統(tǒng)的概念；出現(xiàn)了FORTRAN、COBOL等高級(jí)語(yǔ)言。應(yīng)用領(lǐng)域以科學(xué)計(jì)算和事務(wù)處理為主，并開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域。特點(diǎn)是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運(yùn)算速度提高（一般為每秒數(shù)10萬(wàn)次，可高達(dá)300萬(wàn)次）。計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段第三代：中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1965—1970年）硬件方面，邏輯元件采用中、小規(guī)模集成電路，主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體。軟件方面，出現(xiàn)了分時(shí)操作系統(tǒng)，多用戶(hù)可以共享計(jì)算機(jī)軟、硬件資源。采用了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，為研制更加復(fù)雜的軟件提供了技術(shù)上的保證。應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始進(jìn)入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域。特點(diǎn)是速度更快（一般為每秒數(shù)百萬(wàn)次至數(shù)千萬(wàn)次），可靠性顯著提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化等。計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段第四代：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971年至今）硬件方面，邏輯元件采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路，主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，外存儲(chǔ)器采用的是軟、硬磁盤(pán)、光盤(pán)、優(yōu)盤(pán)等。軟件方面軟件產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)，各種實(shí)用軟件層出不窮，極大地方便了用戶(hù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它把世界緊密地聯(lián)系在一起，集圖像、圖形、聲音和文字處理于一體的多媒體技術(shù)迅速崛起。計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段第四代：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971年至今）應(yīng)用領(lǐng)域從科學(xué)計(jì)算、事務(wù)管理、過(guò)程控制逐步走向家庭。由于集成技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數(shù)萬(wàn)乃至數(shù)百萬(wàn)個(gè)晶體管，把運(yùn)算器和控制器都集中在一個(gè)芯片上，出現(xiàn)了微處理器，微處理器和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路組裝成微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)體積小，價(jià)格便宜，使用方便，但它的功能和運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)了過(guò)去的大型計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的四個(gè)發(fā)展階段第四代計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要事件1、微型計(jì)算機(jī)：微處理器微處理器由一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器CPU，執(zhí)行控制部件和算術(shù)邏輯部件的功能。2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：信息技術(shù)標(biāo)志：1971年全球首顆微處理器因特爾Intel4004史上第一款商用微處理器——英特爾4004歷史意義：

4004是全球首顆微處理器，是大規(guī)模集成電路的開(kāi)創(chuàng)先驅(qū)。微處理器所帶來(lái)的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)革命，改變了整個(gè)世界。計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段請(qǐng)同學(xué)們查閱資料，了解微處理器CPU的發(fā)展歷程？計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，網(wǎng)絡(luò)化就是利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)軟件的支撐下實(shí)現(xiàn)軟件、硬件、數(shù)據(jù)資源的共享。摩爾定律戈登·摩爾戈登·摩爾（GordonMoore,1929-）英特爾公司（Intel）的創(chuàng)始人之一，出生在加州舊金山的一個(gè)普通小官員家里，高中畢業(yè)后摩爾進(jìn)入了著名的加州伯克利分校的化學(xué)專(zhuān)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了自己的少年夢(mèng)想。1950年，摩爾獲得了學(xué)士學(xué)位，接著他繼續(xù)深造，于1954年獲得物理化學(xué)博士學(xué)位。1965年，提出“摩爾定律”，揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。摩爾定律摩爾定律的定義歸納起來(lái)，主要有以下三種版本：集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目，每隔18個(gè)月就翻一倍。微處理器的性能每隔18個(gè)月提高一倍，或價(jià)格下降一半。用一個(gè)美元所能買(mǎi)到的計(jì)算機(jī)性能，每隔18個(gè)月翻兩倍。我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展1956年，周總理親自主持制定的《十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中，就把計(jì)算機(jī)列為發(fā)展科學(xué)技術(shù)的重點(diǎn)之一，并在1957年籌建了中國(guó)第一個(gè)計(jì)算技術(shù)研究所。華羅庚教授，是我國(guó)計(jì)算技術(shù)的奠基人和最主要的開(kāi)拓者之，1952年在他任所長(zhǎng)的中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)所內(nèi)建立了中國(guó)第一個(gè)電子計(jì)算機(jī)科研小組。我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展1958年，中科院計(jì)算所研制成功我國(guó)第一臺(tái)小型電子管通用計(jì)算機(jī)103機(jī)，標(biāo)志著我國(guó)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生；1965年，中科院計(jì)算所研制成功第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī)109乙，該機(jī)為兩彈試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用；1974年，清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)、研制成功采用集成電路的DJS-130小型計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度達(dá)每秒100萬(wàn)次；1983年，國(guó)防科技大學(xué)研制成功運(yùn)算速度每秒上億次的銀河-I巨型機(jī)，這是我國(guó)高速計(jì)算機(jī)研制的一個(gè)重要里程碑；我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要標(biāo)志：我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展1992年，國(guó)防科技大學(xué)研究出銀河-II通用并行巨型機(jī)，峰值速度達(dá)每秒4億次浮點(diǎn)運(yùn)算，中央處理機(jī)是采用中小規(guī)模集成電路自行設(shè)計(jì)的，總體上達(dá)到80年代中后期國(guó)際先進(jìn)水平。它主要用于中期天氣預(yù)報(bào)；1993年，國(guó)家智能計(jì)算機(jī)研究開(kāi)發(fā)中心（后成立北京市曙光計(jì)算機(jī)公司）研制成功“曙光一號(hào)”全對(duì)稱(chēng)共享存儲(chǔ)多處理機(jī)，這是國(guó)內(nèi)首次以基于超大規(guī)模集成電路的通用微處理器芯片和標(biāo)準(zhǔn)UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的并行計(jì)算機(jī)；我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展2013年6月發(fā)布的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500排行榜名單上，中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)研制的天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)，以每秒33.86千萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度奪得頭籌，成為全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。在連續(xù)六屆TOP500榜單上，“天河二號(hào)”一直名列榜首。天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展2016年6月20日，由中國(guó)國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程和技術(shù)研究中心研發(fā)的“神威·太湖之光”取代了基于英特爾的中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河二號(hào)”，實(shí)現(xiàn)了核心處理器的全國(guó)產(chǎn)化，榮登TOP500榜單榜首。2017年11月，“神威·太湖之光”

第四次奪冠。神威·太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展2019年6月17日，第53屆全球超算TOP500名單在德國(guó)法蘭克福舉辦的國(guó)際超算大會(huì)（ISC）上發(fā)布。中國(guó)超算“神威·太湖之光”和“天河二號(hào)”分列三、四名。從上榜總數(shù)來(lái)看，中國(guó)大陸有219臺(tái)超算上榜，在上榜數(shù)量上位列第一，這是2017年11月以來(lái)，中國(guó)超算上榜數(shù)量連續(xù)第四次位居第一。我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展超級(jí)計(jì)算機(jī)，被稱(chēng)為“國(guó)之重器”，超級(jí)計(jì)算屬于戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域，是世界各國(guó)競(jìng)相角逐的科技制高點(diǎn)，也是一個(gè)國(guó)家科技實(shí)力的重要標(biāo)志之一。依托“神威·太湖之光”，在天氣氣候、航空航天、海洋科學(xué)、新藥創(chuàng)制、先進(jìn)制造、新材料等重要領(lǐng)域取得了一批應(yīng)用成果。計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段摩爾定律我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類(lèi)計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維章名：節(jié)名：計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)12計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快計(jì)算精度高邏輯運(yùn)算能力強(qiáng)存儲(chǔ)容量大自動(dòng)化程度高，通用性強(qiáng)性?xún)r(jià)比高計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快

由于計(jì)算機(jī)采用了高速的電子器件和線(xiàn)路并利用先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)使得計(jì)算機(jī)可以有很高的運(yùn)算速度。2019年6月17日，美國(guó)國(guó)家能源部下屬的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”,每秒浮點(diǎn)運(yùn)算速度能夠達(dá)到14.86億億次，創(chuàng)下了新的超算記錄。很多場(chǎng)合下，運(yùn)算速度起決定作用。頂點(diǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算精度高

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高度精確的計(jì)算。計(jì)算機(jī)控制的導(dǎo)彈之所以能準(zhǔn)確地?fù)糁蓄A(yù)定的目標(biāo)，是與計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算分不開(kāi)的。一般計(jì)算機(jī)可以有十幾位甚至幾十位有效數(shù)字，計(jì)算精度可由千分之幾到百萬(wàn)分之幾，是任何計(jì)算工具所望塵莫及的。計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)邏輯運(yùn)算能力強(qiáng)

計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行精確計(jì)算，還具有邏輯運(yùn)算功能，能對(duì)信息進(jìn)行比較和判斷。計(jì)算機(jī)能把參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、程序以及中間結(jié)果和最后結(jié)果保存起來(lái)，并能根據(jù)判斷的結(jié)果自動(dòng)執(zhí)行下一條指令以供用戶(hù)隨時(shí)調(diào)用。計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)存儲(chǔ)容量大

計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器具有記憶功能，可以存儲(chǔ)大量的信息，這些信息，包括各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，還包括加工這些數(shù)據(jù)的程序。這使計(jì)算機(jī)具有了“記憶”功能。目前計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量越來(lái)越大。計(jì)算機(jī)具有“記憶”功能，是與傳統(tǒng)計(jì)算工具的一個(gè)重要區(qū)別。計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)自動(dòng)化程度高，通用性強(qiáng)由于計(jì)算機(jī)的工作方式是將程序和數(shù)據(jù)先存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)，工作時(shí)按程序規(guī)定的操作，一步一步地自動(dòng)完成，一般無(wú)須人工干預(yù)，因而自動(dòng)化程度高。這一特點(diǎn)是一般計(jì)算工具所不具備的。計(jì)算機(jī)通用性的特點(diǎn)表現(xiàn)在幾乎能求解自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中一切類(lèi)型的問(wèn)題，能廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)性?xún)r(jià)比高計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為了基礎(chǔ)工具，必需品，可以又好又快的代替我們的很多工作，讓我們解放出更多的時(shí)間創(chuàng)造更多無(wú)限的成果和可能。性?xún)r(jià)比是機(jī)器性能與價(jià)格的一個(gè)比值，是衡量計(jì)算機(jī)產(chǎn)品性能優(yōu)劣的一個(gè)綜合性指標(biāo)。計(jì)算機(jī)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)分類(lèi)按計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)原理劃分：模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)和混合式計(jì)算機(jī)。按計(jì)算機(jī)的用途劃分：專(zhuān)用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。按計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度、字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量等劃分：巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)。計(jì)算機(jī)的分類(lèi)按計(jì)算機(jī)的綜合性能指標(biāo)，結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的分布：高性能計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)工作站服務(wù)器嵌入式計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)得分類(lèi)高性能計(jì)算機(jī)

高性能計(jì)算機(jī)，也稱(chēng)超級(jí)計(jì)算機(jī)，或者以前說(shuō)的巨型機(jī)。超級(jí)計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)容量最大的一類(lèi)計(jì)算機(jī)，多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，是國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)

微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)“微型機(jī)”、“微機(jī)”，由于其具備人腦的某些功能，所以也稱(chēng)為“微電腦”，是由大規(guī)模集成電路組成的、體積較小的電子計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)的核心部件是中央處理器CPU，是微型計(jì)算機(jī)的心臟。目前微型計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于辦公、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)等社會(huì)生活的方方面面，是發(fā)展最快、應(yīng)用最為普及的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的分類(lèi)工作站

工作站，是一種以個(gè)人計(jì)算機(jī)和分布式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算為基礎(chǔ)，主要面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算與圖形、圖像處理能力，為滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)制作、科學(xué)研究、信息服務(wù)、模擬仿真等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高性能計(jì)算機(jī)。

計(jì)算機(jī)的分類(lèi)服務(wù)器

服務(wù)器是指在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行相應(yīng)的應(yīng)用軟件，為網(wǎng)上用戶(hù)提供共享信息資源和各種服務(wù)的一種高性能計(jì)算機(jī)。它的高性能主要體現(xiàn)在高速的運(yùn)算能力、長(zhǎng)時(shí)間的可靠性、強(qiáng)大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力等方面，服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的中樞和信息化的核心。計(jì)算機(jī)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)——個(gè)人需求(基礎(chǔ))微型計(jì)算機(jī)、工作站、服務(wù)器之間關(guān)系工作站——專(zhuān)業(yè)需求(圖像)服務(wù)器——大眾需求(后臺(tái))計(jì)算機(jī)的分類(lèi)嵌入式計(jì)算機(jī)

嵌入式計(jì)算機(jī)是指嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為是基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)幾乎包含了生活中的所有電器設(shè)備，例如電冰箱、全自動(dòng)洗衣機(jī)、空調(diào)、數(shù)碼產(chǎn)品等都采用嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)。請(qǐng)同學(xué)們查閱資料，歸納總結(jié)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域？計(jì)算機(jī)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維章名：節(jié)名：計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題12計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)巨型化計(jì)算機(jī)微型化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)智能化計(jì)算機(jī)多媒體化綠色計(jì)算機(jī)非馮.諾伊曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合的新技術(shù)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)巨型化巨型化是指計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度更快、儲(chǔ)存容量更大、功能更完善、可靠性更高。其運(yùn)算速度可達(dá)到每秒萬(wàn)萬(wàn)億次。巨型機(jī)的應(yīng)用范圍：航天、軍事、工業(yè)、氣象、電子、人工智能、國(guó)防系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)微型化隨著微型處理器(CPU)的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)中開(kāi)始使用微型處理器，使計(jì)算機(jī)體積縮小了，成本降低了。未來(lái)計(jì)算機(jī)仍會(huì)不斷趨于微型化，體積將越來(lái)越小。筆記本電腦

平板電腦

掌上電腦計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化

互聯(lián)網(wǎng)將世界各地的計(jì)算機(jī)連接在一起，從此進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化徹底改變了人類(lèi)世界，人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行溝通、交流（QQ、微博、微信等），教育資源共享、信息查閱共享等，特別是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，極大的提高了人們使用網(wǎng)絡(luò)的便捷性，未來(lái)計(jì)算機(jī)將會(huì)進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展。計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)智能化智能化使計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺(jué)和思維過(guò)程的能力，使計(jì)算機(jī)成為智能計(jì)算機(jī)。這也是目前正在研制的新一代計(jì)算機(jī)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)人工智能化是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。人類(lèi)不斷在探索如何讓計(jì)算機(jī)能夠更好的反應(yīng)人類(lèi)思維，使計(jì)算機(jī)能夠具有人類(lèi)的邏輯思維判斷能力。阿爾法狗大戰(zhàn)李世石計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)可以集圖形、圖像、音頻、視頻、文字為一體，使信息處理的對(duì)象和內(nèi)容更加接近真實(shí)世界。多媒體計(jì)算機(jī)將真正改善人機(jī)界面，使計(jì)算機(jī)朝著人類(lèi)接受和處理信息的最自然的方式發(fā)展。計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)綠色計(jì)算機(jī)

綠色計(jì)算機(jī)指利用各種軟件和硬件先進(jìn)技術(shù)，將目前大量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作負(fù)載降低，提高其運(yùn)算效率，減少計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)量，進(jìn)一步降低系統(tǒng)配套電源能耗，同時(shí)，改善計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高其資源利用率和回收率，降低二氧化碳等溫室氣體排放，從而達(dá)到節(jié)能、環(huán)保和節(jié)約的目的。計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)非馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)不足：在“集中順序控制方面”的串行機(jī)制，成為了進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)性能的瓶頸。解決方法：提高計(jì)算機(jī)性能的方向之一是并行處理。計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合納米計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)請(qǐng)同學(xué)們查閱資料，了解未來(lái)世界的計(jì)算機(jī)？計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)（IoT,Internetofthings）即“萬(wàn)物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，人、機(jī)、物的互聯(lián)互通。簡(jiǎn)單理解：物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，即物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用行業(yè)：智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、老人護(hù)理、個(gè)人健康等。計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題云計(jì)算云計(jì)算

（CloudComputing）是一種按使用量付費(fèi)的模式，云計(jì)算就是通過(guò)大量在云端的計(jì)算資源進(jìn)行計(jì)算。水龍頭觀點(diǎn)論：當(dāng)需要的時(shí)候，扭開(kāi)水龍頭，水就來(lái)了，只需要操心交水費(fèi)就是了！云計(jì)算，像在每個(gè)不同地區(qū)開(kāi)設(shè)不同的自來(lái)水公司，沒(méi)有地域限制，優(yōu)秀的云軟件服務(wù)商，向世界每個(gè)角落提供軟件服務(wù)——就像天空上的云一樣，不論你身處何方，只要你抬頭，就能看見(jiàn)！計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題云計(jì)算特點(diǎn)：大規(guī)模、分布式虛擬化高可用性和擴(kuò)展性按需服務(wù)，更加經(jīng)濟(jì)安全計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)（bigdata），指無(wú)法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題例子：比如淘寶，我們個(gè)人在任何時(shí)間在淘寶上瀏覽和購(gòu)物的記錄，這些行為在淘寶自然沉淀的數(shù)據(jù)，通過(guò)阿里云計(jì)算，給我們推薦我們感興趣的商品。另外結(jié)合支付寶個(gè)人信用卡還款、轉(zhuǎn)賬、理財(cái)、社交關(guān)系等等，給我們一定的芝麻信用分，繼而為我們提供快速授信及現(xiàn)金分期服務(wù)（如花唄和借唄）。如果你是淘寶賣(mài)家，阿里會(huì)掌握你足夠多的數(shù)據(jù)，對(duì)你的信用評(píng)估也會(huì)更加全面，也可以從阿里巴巴旗下的網(wǎng)商銀行，進(jìn)行貸款。計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題人工智能人工智能（ArtificialIntelligence），英文縮寫(xiě)為AI。它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是研究人類(lèi)智能活動(dòng)的規(guī)律，構(gòu)造具有一定智能的人工系統(tǒng)，研究如何讓計(jì)算機(jī)去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)的軟硬件來(lái)模擬人類(lèi)某些智能行為的基本理論、方法和技術(shù)。計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題1、阿爾法狗（AlphaGo）是第一個(gè)擊敗人類(lèi)職業(yè)圍棋選手、第一個(gè)戰(zhàn)勝?lài)迨澜绻谲姷娜斯ぶ悄軝C(jī)器人。2、無(wú)人駕駛汽車(chē)是智能汽車(chē)的一種，是通過(guò)車(chē)載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車(chē)路線(xiàn)并控制車(chē)輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車(chē)。3、美顏相機(jī)在拍照的時(shí)候，相機(jī)會(huì)自動(dòng)識(shí)別人像，分析面部特征，然后自動(dòng)添補(bǔ)肌肌上的瑕疵，構(gòu)造出最佳的拍攝場(chǎng)景。4、手機(jī)智能語(yǔ)音，比如像蘋(píng)果的Siri語(yǔ)音。計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能的關(guān)系萬(wàn)物互聯(lián)必然帶來(lái)萬(wàn)物智慧，物聯(lián)網(wǎng)就是人工智能的觸角，云計(jì)算為人工智能提供了計(jì)算資源，而大數(shù)據(jù)則為人工智能提供了決策的基礎(chǔ)。給未來(lái)多一些可能，給未知多一些可能，給不可能多一些可能!計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的熱門(mén)話(huà)題計(jì)算思維的提出計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維章名：節(jié)名：計(jì)算與計(jì)算科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)科學(xué)思維計(jì)算思維的提出1234計(jì)算與計(jì)算科學(xué)計(jì)算就是把一個(gè)符號(hào)串變換成另一個(gè)符號(hào)串。計(jì)算的本質(zhì)是基于規(guī)則的符號(hào)串變換，更廣義的說(shuō)，計(jì)算是基于規(guī)則的物理狀態(tài)的變換。

如：1+2+3=？

將一段中文文章翻譯成英文計(jì)算任何給定的輸入，經(jīng)過(guò)處理和變換，得到期望的輸出的過(guò)程都可以稱(chēng)為計(jì)算。計(jì)算與計(jì)算科學(xué)計(jì)算

計(jì)算是人類(lèi)的基本技能，也是進(jìn)行科學(xué)研究的工具。在傳統(tǒng)自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的研究過(guò)程中，一般采用理論研究或?qū)嶒?yàn)研究，而計(jì)算是進(jìn)行研究時(shí)有力的輔助手段，已擴(kuò)展為科學(xué)概念和認(rèn)知問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。計(jì)算已經(jīng)改變了科學(xué)家們的思考方式計(jì)算博弈理論改變著經(jīng)濟(jì)學(xué)家的思考方式；計(jì)算生物學(xué)改變著生物學(xué)家的思考方式；

計(jì)算物理學(xué)改變著物理學(xué)家的思考方式；。。。。。。計(jì)算科學(xué)是運(yùn)用高級(jí)計(jì)算能力來(lái)理解和處理復(fù)雜問(wèn)題的學(xué)科。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)算科學(xué)是研究計(jì)算技術(shù)的一門(mén)科學(xué)，它具有促進(jìn)其他科學(xué)門(mén)類(lèi)發(fā)展的重要作用。計(jì)算與計(jì)算科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算與計(jì)算科學(xué)計(jì)算科學(xué)特征：計(jì)算手段的器械化，

計(jì)算過(guò)程的形式化，

計(jì)算執(zhí)行的自動(dòng)化，

計(jì)算對(duì)象的泛在化。抽象算法程序運(yùn)行高性能計(jì)算能力是計(jì)算科學(xué)的關(guān)鍵要素，要實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算，就要有高性能計(jì)算機(jī)和相關(guān)技術(shù)的支持，所以計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)計(jì)算科學(xué)的發(fā)展至關(guān)重要。研究和解決的問(wèn)題：是能計(jì)算且能被有效地自動(dòng)計(jì)算的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)終極問(wèn)題：是什么可以被自動(dòng)的計(jì)算。定義：研究計(jì)算機(jī)及其周?chē)鞣N現(xiàn)象和規(guī)律的科學(xué)，是構(gòu)造計(jì)算機(jī)器的學(xué)科，也是基于自動(dòng)計(jì)算進(jìn)行問(wèn)題求解的學(xué)科。計(jì)算機(jī)對(duì)我們產(chǎn)生了什么影響？無(wú)處不在、工作伴侶、生活伙伴

……最直觀的感受計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算機(jī)深刻影響著人們的思維方式，影響著很多學(xué)科研究和發(fā)展

……事實(shí)上科學(xué)思維三大科學(xué)

以數(shù)學(xué)為代表的理論科學(xué)

三大科學(xué)思維

理論思維:

假設(shè)/預(yù)設(shè)定義/性質(zhì)/定理證明---推理和演繹方法實(shí)驗(yàn)思維:

實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)推斷與總結(jié)---觀察與歸納方法計(jì)算思維:

設(shè)計(jì)構(gòu)造與計(jì)算.---設(shè)計(jì)與構(gòu)造方法以物理為代表的實(shí)驗(yàn)科學(xué)

新興的計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算思維的提出計(jì)算思維歷史追溯計(jì)算思維的提出計(jì)算思維歷史追溯

計(jì)算思維不是今天才有的，從我國(guó)古代的算籌、算盤(pán)，到近代的加法器，計(jì)算器以及現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)，直至目前風(fēng)靡全球的互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算，無(wú)不體現(xiàn)著計(jì)算思維。可以說(shuō)，計(jì)算思維是一種早已存在的思維活動(dòng)。只是在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，并沒(méi)有得到系統(tǒng)的整理和總結(jié)，也沒(méi)得到應(yīng)有的重視。計(jì)算思維的提出計(jì)算思維的提出1972年，圖靈獎(jiǎng)得主EdsgerDii.kstra艾茲赫爾·韋伯·戴克斯特拉提出“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也深刻地影響著我們的思維能力”。2006年3月，美國(guó)卡內(nèi)基.梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授在美國(guó)權(quán)威期刊上發(fā)表論文，對(duì)計(jì)算思維做了明確的定義。計(jì)算思維的提出計(jì)算思維的提出2010年10月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳國(guó)良院士，在第六屆大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇中倡議將計(jì)算機(jī)思維引入到大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中。目前，研究大致可分為兩個(gè)方向。一是理論研究，一是應(yīng)用研究。二者相輔相成，形成對(duì)計(jì)算思維的完整闡述。計(jì)算思維的提出計(jì)算科學(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算思維計(jì)算思維的提出小結(jié)：計(jì)算是將一個(gè)符號(hào)串變成另外一個(gè)符號(hào)串，研究計(jì)算技術(shù)的科學(xué)叫計(jì)算科學(xué)，計(jì)算科學(xué)是用高級(jí)計(jì)算能力來(lái)理解和處理復(fù)雜問(wèn)題的學(xué)科，提高計(jì)算能力促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展促進(jìn)計(jì)算科學(xué)的發(fā)展，形成很多交叉學(xué)科，計(jì)算機(jī)科學(xué)作為一種科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和普及，在長(zhǎng)期解決和處理問(wèn)題過(guò)程中形成了一種科學(xué)的思維方式，就是計(jì)算思維。計(jì)算與計(jì)算科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算思維的提出科學(xué)思維計(jì)算思維概述計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維章名：節(jié)名：計(jì)算思維定義計(jì)算思維應(yīng)用舉例計(jì)算思維特征計(jì)算思維能力培養(yǎng)1234計(jì)算思維定義計(jì)算思維的完整性定義計(jì)算思維完整定義概念性定義操作性定義狹義計(jì)算思維廣義計(jì)算思維計(jì)算思維的內(nèi)涵計(jì)算思維的抽象要素計(jì)算思維是問(wèn)題的解決過(guò)程計(jì)算思維要素的具體體現(xiàn)計(jì)算思維體現(xiàn)的素質(zhì)計(jì)算思維定義計(jì)算思維的概念性定義計(jì)算思維(ComputationalThinking，CT)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化。抽象要素

算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、狀態(tài)機(jī)、邏輯和語(yǔ)義、啟發(fā)式、控制結(jié)構(gòu)等。計(jì)算思維中的抽象完全超越了物理的時(shí)空觀，更為豐富和復(fù)雜，完全用符號(hào)來(lái)表示。計(jì)算思維的抽象最終是要能夠機(jī)械地一步一步自動(dòng)執(zhí)行。計(jì)算思維的操作性定義計(jì)算思維是問(wèn)題解決的過(guò)程。這一認(rèn)識(shí)是對(duì)計(jì)算思維被人掌握后，在行動(dòng)或思維過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的形式化的描述，這個(gè)過(guò)程不僅體現(xiàn)在編程中，還體現(xiàn)在廣泛的情境中。來(lái)自應(yīng)用研究，主要討論計(jì)算思維在跨學(xué)科領(lǐng)域中的具體表現(xiàn)、如何應(yīng)用以及如何培養(yǎng)等問(wèn)題。計(jì)算思維定義計(jì)算思維定義計(jì)算思維的操作性定義各領(lǐng)域、學(xué)科的問(wèn)題（發(fā)現(xiàn)問(wèn)題）問(wèn)題的抽象（表征問(wèn)題）問(wèn)題求解算法選擇（策略與方法）問(wèn)題求解的實(shí)現(xiàn)（實(shí)施方案）問(wèn)題解決結(jié)果評(píng)價(jià)成功失敗具體的解決流程如下：1、發(fā)現(xiàn)各領(lǐng)域、學(xué)科的問(wèn)題并進(jìn)行描述，符合邏輯地組織和分析數(shù)據(jù)。2、通過(guò)抽象，建立數(shù)學(xué)模型。3、用算法對(duì)求解過(guò)程進(jìn)行精確描述。4、利用某種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)可能的解決方案，從中找到問(wèn)題求解的最佳方案。5、將對(duì)解決結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果成功，該問(wèn)題得到解決，并可以將求解過(guò)程進(jìn)行推廣并移植到廣泛的問(wèn)題中。如果失敗，則分析出錯(cuò)原因，根據(jù)具體的原因，返回之前的某個(gè)步驟重新處理。計(jì)算思維定義計(jì)算思維的操作性定義計(jì)算思維要素的具體體現(xiàn)計(jì)算思維作為問(wèn)題解決的過(guò)程，不僅需要利用數(shù)據(jù)和大量計(jì)算科學(xué)的概念還需要調(diào)度和整合各種有效思維要素，抽象的計(jì)算思維概念，只有分解成具體的思維要素，才能有效地指導(dǎo)應(yīng)用研究與實(shí)踐。計(jì)算思維體現(xiàn)出的素質(zhì)處理復(fù)雜情況的自信處理難題的毅力對(duì)模糊不確定