計(jì)算機(jī)帶來的思維與前沿技術(shù)

計(jì)算機(jī)帶來的思維與前沿技術(shù)計(jì)算機(jī)帶來的思維與前沿技術(shù)

1計(jì)算機(jī)帶來的思維與前沿技術(shù)

1.1計(jì)算機(jī)帶來的思維方式

1.計(jì)算思維（1）計(jì)算思維的定義。計(jì)算機(jī)和信息科技的普及實(shí)際上是在全社會傳播一種計(jì)算思維（computationalthinking），是當(dāng)前一個頗受關(guān)注的涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)本質(zhì)問題和未來走向的基礎(chǔ)性概念。計(jì)算思維作為一種重要的思維方式，與理論思維、實(shí)驗(yàn)思維共同構(gòu)成了科學(xué)思維的全部內(nèi)容。美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的周以真教授（JeannetteM.Wing）首先給出了“計(jì)算思維”的定義：運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。

提示：計(jì)算思維雖然有著計(jì)算機(jī)科學(xué)的許多特征，但是計(jì)算思維本身卻并不是計(jì)算機(jī)科學(xué)的專屬。實(shí)際上，即使沒有計(jì)算機(jī)，計(jì)算思維也在逐步地發(fā)展，并且有些內(nèi)容與計(jì)算機(jī)并沒有關(guān)系。但是，正是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給計(jì)算思維的研究和發(fā)展帶來了根本性的變化。計(jì)算思維是一種普適的思維，是概念化思維、人的思維、數(shù)學(xué)和工程互補(bǔ)融合的思維、面向所有人的思維，同時是現(xiàn)代信息社會中每個人的基本技能。

1.1計(jì)算機(jī)帶來的思維方式（2）計(jì)算思維的本質(zhì)。計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)一切皆可計(jì)算，從物理世界到人類社會模擬，從人類社會再到智能活動，都可認(rèn)為是計(jì)算的某種形式。計(jì)算思維最根本的內(nèi)容，即其本質(zhì)（essence）是抽象（abstraction）和自動化（automation）。（3）計(jì)算思維的特性。計(jì)算思維的特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①概念化，不是程序化。計(jì)算機(jī)科學(xué)不是計(jì)算機(jī)編程。像計(jì)算機(jī)科學(xué)家那樣去思維意味著遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止能為計(jì)算機(jī)編程，還要求能夠在抽象的多個層次上思維。②基礎(chǔ)的，不是機(jī)械的技能?；A(chǔ)的技能是每一個人為了在現(xiàn)代社會中發(fā)揮職能所必須掌握的。生搬硬套之機(jī)械的技能意味著機(jī)械的重復(fù)。具有諷刺意味的是，只有當(dāng)計(jì)算機(jī)科學(xué)解決了人工智能的宏偉挑戰(zhàn)——使計(jì)算機(jī)像人類一樣思考之后，思維才會變成機(jī)械的生搬硬套。③人的，不是計(jì)算機(jī)的思維。計(jì)算思維是人類求解問題的一條途徑，但絕非試圖使人類像計(jì)算機(jī)那樣思考。與枯燥且沉悶的計(jì)算機(jī)相比，人類聰穎且富有想象力。使用計(jì)算思維控制計(jì)算設(shè)備，用人類自己的智慧去解決那些計(jì)算時代之前不敢嘗試的問題，實(shí)現(xiàn)一種“只有想不到，沒有做不到”的境界。④數(shù)學(xué)和工程思維的互補(bǔ)與融合。計(jì)算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上源自數(shù)學(xué)思維，因?yàn)橄袼械目茖W(xué)一樣，它的形式化解析基礎(chǔ)筑于數(shù)學(xué)之上。計(jì)算機(jī)科學(xué)又從本質(zhì)上源自工程思維?；居?jì)算設(shè)備的限制迫使計(jì)算機(jī)學(xué)家必須計(jì)算性地思考，不能只是數(shù)學(xué)性地思考。

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2.互聯(lián)網(wǎng)思維（1）認(rèn)識互聯(lián)網(wǎng)思維。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為工具的逐步發(fā)展，越來越多的商業(yè)形態(tài)受到互聯(lián)網(wǎng)的沖擊。當(dāng)這種沖擊不斷加深和變革不斷加劇的時候，互聯(lián)網(wǎng)就不再僅僅是一種技術(shù)，而是逐漸演變成為一種思維范式，即互聯(lián)網(wǎng)思維。這種思維是在（移動）互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等科技不斷發(fā)展的背景下，對市場、用戶、產(chǎn)品、企業(yè)價值鏈乃至整個商業(yè)生態(tài)進(jìn)行重新審視的思考方式。提示：不是因?yàn)橛辛嘶ヂ?lián)網(wǎng)，才有了互聯(lián)網(wǎng)思維，而是因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和發(fā)展，使得這些思維得以集中爆發(fā)?；ヂ?lián)網(wǎng)正在成為現(xiàn)代社會真正的基礎(chǔ)設(shè)施之一，就像電力和道路一樣。互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是用來提高效率的工具，是構(gòu)建未來生產(chǎn)方式和生活方式的基礎(chǔ)設(shè)施，更重要的是，互聯(lián)網(wǎng)思維成為一切商業(yè)思維的起點(diǎn)。

1.1計(jì)算機(jī)帶來的思維方式（2）互聯(lián)網(wǎng)思維本質(zhì)。互聯(lián)網(wǎng)思維的本質(zhì)是商業(yè)回歸人性?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展，讓互動變得更加高效，包括人與人之間的互動，也包括人機(jī)互動。Web1.0時代，是門戶時代，具體代表有新浪、搜狐、網(wǎng)易等門戶網(wǎng)站；Web2.0時代，是搜索、社交時代，典型產(chǎn)品有博客、微博等；Web3.0時代，大互聯(lián)時代，典型特點(diǎn)是多對多交互。從目前發(fā)展來看，現(xiàn)在僅僅是大互聯(lián)時代的初期，真正的3.0時代是基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的智能生活時代，是一個“以人為本”的思維指引下的新商業(yè)文明時代?；ヂ?lián)網(wǎng)思維，更注重人的價值?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的商業(yè)模式建立在平等、開放的基礎(chǔ)上，是真正的以人為本的經(jīng)濟(jì)，是一種人性的回歸，讓商業(yè)真正回歸人性。

1.1計(jì)算機(jī)帶來的思維方式（3）互聯(lián)網(wǎng)思維模型?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展，使得大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、社會化網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)成為基礎(chǔ)設(shè)施，用戶和品牌之間得以更加便捷地連接和互動，不再只是銷售或服務(wù)人員去面對終端用戶，用戶越來越多地參與到廠商的價值鏈條各個環(huán)節(jié)。因此，在互聯(lián)網(wǎng)時代，為了更快、更好地滿足用戶需求，傳統(tǒng)的價值鏈模型就會被互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和思維進(jìn)行重構(gòu)。在重構(gòu)過程中，產(chǎn)生了互聯(lián)網(wǎng)思維模型，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：①用戶思維。在價值鏈各個環(huán)節(jié)中都要“以用戶為中心”去考慮問題，只有深度理解用戶才能生存，沒有認(rèn)同，就沒有合同。在“以用戶為中心”的互聯(lián)網(wǎng)時代，消費(fèi)者的話語權(quán)日益增大，并且影響著企業(yè)各環(huán)節(jié)的決策，以小米為代表的新經(jīng)濟(jì)企業(yè)，使得用戶越來越廣泛地參與到產(chǎn)品研發(fā)和品牌建設(shè)環(huán)節(jié)之中?？梢哉f，用戶思維是所有互聯(lián)網(wǎng)思維的核心，沒有用戶思維，也就不可能領(lǐng)悟好其他思維。②簡約思維?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，信息爆炸，用戶的耐心越來越不足，所以，必須在短時間內(nèi)抓住用戶。簡約思維也即大道至簡，越簡單的東西越容易傳播，同時，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，要做減法，即外觀要簡潔，內(nèi)在的操作流程要簡化。

1.1計(jì)算機(jī)帶來的思維方式③極致思維。極致就是超越用戶想象，極致思維就是把產(chǎn)品、服務(wù)和用戶體驗(yàn)做到極致，超越用戶預(yù)期。在互聯(lián)網(wǎng)時代，只有產(chǎn)品和服務(wù)給消費(fèi)者帶來的體驗(yàn)足夠好，才可能真正地抓住消費(fèi)者，贏得人心，這就是一種極致思維的體現(xiàn)。④迭代思維?！懊艚蓍_發(fā)”是互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)的典型方法論，以用戶為核心、迭代、循序漸進(jìn)，允許有所不足，不斷試錯，在持續(xù)迭代中完善產(chǎn)品。迭代思維中有兩個點(diǎn)：一個是“微”，一個是“快”。“微”，要從細(xì)微的用戶需求入手，貼近用戶心理，在用戶參與和反饋中逐步改進(jìn)；“快”，要求及時、實(shí)時關(guān)注消費(fèi)者需求，快速地對消費(fèi)者需求做出反應(yīng)，從而使產(chǎn)品更貼近消費(fèi)者。⑤流量思維。流量意味著體量，體量意味著分量?；ヂ?lián)網(wǎng)產(chǎn)品，大多用免費(fèi)策略極力爭取用戶、鎖定用戶，只要用戶活躍數(shù)量達(dá)到臨界點(diǎn)，就會質(zhì)變，從而帶來商機(jī)或價值。注意力經(jīng)濟(jì)時代，先把流量做上去，才有機(jī)會思考后面的問題，否則連生存的機(jī)會都沒有。

1.1計(jì)算機(jī)帶來的思維方式⑥社會化思維。社會化商業(yè)的核心是網(wǎng)，公司面對的客戶以網(wǎng)的形式存在，這將改變企業(yè)生產(chǎn)、銷售、營銷等整個形態(tài)。社會化思維要求利用好社會化媒體，一定要站在用戶的角度，以用戶的方式和用戶溝通，同時，關(guān)注眾包協(xié)作。提示：眾包是以“蜂群思維”和層級架構(gòu)為核心的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)作模式。維基百科就是典型的眾包產(chǎn)品。另外，小米手機(jī)在研發(fā)中讓用戶深度參與，實(shí)際上也是一種眾包模式。⑦大數(shù)據(jù)思維。大數(shù)據(jù)思維是對大數(shù)據(jù)的認(rèn)識，對企業(yè)資產(chǎn)、關(guān)鍵競爭要素的理解。用戶在網(wǎng)絡(luò)上一般會產(chǎn)生信息、行為、關(guān)系3個層面的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的沉淀，有助于企業(yè)進(jìn)行預(yù)測和決策。一切皆可被數(shù)據(jù)化，企業(yè)必須構(gòu)建自己的大數(shù)據(jù)平臺，小企業(yè)也要有大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)核心不在大，而在于數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測。

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⑧平臺思維?；ヂ?lián)網(wǎng)的平臺思維就是開放、共享和共贏的思維，平臺模式最有可能成就產(chǎn)業(yè)巨頭。平臺模式的精髓，在于打造一個多主體共贏互利的生態(tài)圈，將來的平臺之爭，一定是生態(tài)圈之間的競爭。百度、阿里、騰訊三大互聯(lián)網(wǎng)巨頭圍繞搜索、電商、社交各自構(gòu)筑了強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，所以后來者如360其實(shí)是很難撼動的。當(dāng)企業(yè)不具備構(gòu)建生態(tài)平臺的實(shí)力時，就必須思考怎樣利用現(xiàn)有的平臺。在企業(yè)內(nèi)部，平臺思維同樣會影響企業(yè)的組織變革，將企業(yè)內(nèi)部打造成“平臺型組織”，包括阿里巴巴25個事業(yè)部的分拆、騰訊六大事業(yè)群的調(diào)整，都旨在發(fā)揮內(nèi)部組織的平臺化作用，內(nèi)部平臺化就是要變成自組織而非他組織，自組織是自己來創(chuàng)新。⑨跨界思維?；ヂ?lián)網(wǎng)和新科技的發(fā)展，導(dǎo)致很多產(chǎn)業(yè)邊界變得模糊，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已無孔不入，如零售、圖書、金融、電信、娛樂、交通、媒體等。掌握了用戶和數(shù)據(jù)資產(chǎn)，就可以參與到跨界競爭，跨界變得越來越普遍。阿里巴巴、騰訊相繼牽頭設(shè)立銀行，小米做手機(jī)、又做電視，是因?yàn)樗鼈円环矫嬲莆罩脩魯?shù)據(jù)，另一方面又具備用戶思維，攜“用戶”以令諸侯，從而贏得跨界競爭。

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1.云計(jì)算（1）云計(jì)算的本質(zhì)。Google、IBM和亞馬遜在2005年提出了云計(jì)算的概念，雖然當(dāng)時這3家對云計(jì)算的理解完全不同：IBM是為了賣設(shè)備；Google是因?yàn)橛写罅坑脩?，希望將用戶的?yīng)用都搬到網(wǎng)上；亞馬遜則是希望出售計(jì)算能力給各個商家和網(wǎng)站。雖然IBM、Google和亞馬遜各有各的特點(diǎn)和市場，但是其目標(biāo)是通過互聯(lián)網(wǎng)共享服務(wù)。因此，云計(jì)算的本質(zhì)體現(xiàn)在以下兩個方面：①云計(jì)算保證用戶可以隨時隨地訪問和處理信息，并且可以非常方便地與人共享信息。②云計(jì)算保證用戶可以使用大量在云端的計(jì)算資源，包括處理器CPU和存儲器（包括內(nèi)存和磁盤），而不需自己購置設(shè)備。云計(jì)算本身是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它的應(yīng)用首先離不開巨型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和全球高速光纖主干網(wǎng)的鋪設(shè)，這就好比電的普及離不開發(fā)電廠和輸電網(wǎng)一樣。因此，云計(jì)算的普及要涉及技術(shù)、工程和法律等多方面。

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（2）對IT產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆。云計(jì)算在全社會的普及將從根本上顛覆IT的產(chǎn)業(yè)鏈。傳統(tǒng)的IT產(chǎn)業(yè)鏈仍以WinTel（Windows+Intel）為主線，以互聯(lián)網(wǎng)為輔線。但是，隨著云計(jì)算的推廣，WinTel會受到嚴(yán)重的沖擊。現(xiàn)在，一些可上網(wǎng)的終端，包括幾乎所有的智能手機(jī)、平板電腦、部分上網(wǎng)本采用的都不是英特爾的CPU，而是所謂的基于ARM的CPU。與此同時，一些復(fù)雜的大型計(jì)算，可以在云計(jì)算環(huán)境中瞬間得以完成。目前，個人用戶的PC銷量，尤其是臺式機(jī)的銷量已經(jīng)在急劇下降，而平板電腦和筆記本電腦越來越受歡迎。與此同時，隨著云概念的普及，新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈將會形成。例如，基于互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的公共平臺將會變得越來越重要，在某種程度上替代原來操作系統(tǒng)的作用。

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2.物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。具體而言，物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可分為3層，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。（1）感知層。由各種傳感器構(gòu)成，包括溫濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源。（2）網(wǎng)絡(luò)層。由各種網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺等組成，是整個物聯(lián)網(wǎng)的中樞，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。

1.2互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的前沿技術(shù)目前，物聯(lián)網(wǎng)可應(yīng)用在地震監(jiān)測、礦井安全、倉庫監(jiān)控、精細(xì)農(nóng)業(yè)、森林火災(zāi)監(jiān)控、目標(biāo)定位與跟蹤、醫(yī)療狀況監(jiān)控等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)集群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時的管理和控制。在此基礎(chǔ)上，人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)與生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。

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3.移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)與移動通信各自發(fā)展后互相融合的新興市場，其核心是互聯(lián)網(wǎng)，是桌面互聯(lián)網(wǎng)的補(bǔ)充和延伸。目前，智能終端（硬件）、信息服務(wù)（軟件）、通信技術(shù)（媒介）三者的共同發(fā)展，構(gòu)成了今天的移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)鏈。移動互聯(lián)網(wǎng)是一種面向用戶的思維，它沒有顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，只是促使傳統(tǒng)行業(yè)朝大多數(shù)人期望的方向去發(fā)展。移動互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)的融合發(fā)展如圖1-9所示。

1.2互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的前沿技術(shù)

1.2互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的前沿技術(shù)移動互聯(lián)網(wǎng)相對于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的最大特點(diǎn)是隨時隨地和充分個性化。移動用戶可隨時隨地方便地接入無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無處不在的通信能力；移動互聯(lián)網(wǎng)的個性化表現(xiàn)為終端、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容/應(yīng)用的個性化，互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容/應(yīng)用個性化表現(xiàn)在采用社會化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（SNS）、博客、聚合內(nèi)容（RSS）、Widget等Web2.0技術(shù)與終端個性化和網(wǎng)絡(luò)個性化相互結(jié)合，使個性化效應(yīng)極大釋放。

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4.大數(shù)據(jù)隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來越廣泛，以微博和博客為代表的新型社交網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和快速發(fā)展，以及以智能手機(jī)、平板電腦為代表的新型移動設(shè)備的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸性的增長，最終形成大數(shù)據(jù)。（1）大數(shù)據(jù)的概念及特征。對于大數(shù)據(jù)的概念，目前來說并沒有一個明確的定義。經(jīng)過多個企業(yè)、機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)科學(xué)家對于大數(shù)據(jù)的理解闡述，雖然描述不一，但都存在一個普遍共識，即大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是在種類繁多、數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)中，快速獲取信息。一般而言，大數(shù)