浅谈计算思维
1.何为计算思维
2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周（Jeannette M. Wing）教授在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上给出，并定义的计算思维（Computational Thinking）。周教授认为：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
中国科学院计算所李国杰院士说：“计算思维运用计算机科学的基础概念求解问题、设计系统和理解人类行为，它选择合适的方式陈述一个问题、对一个问题的相关方面建模，并用最有效的办法实现问题求解。”
2.计算思维的特性
概念化，不是程序化计算机科学不是计算机编程。像计算机科学家那样去思维意味着远不止能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维。
根本的，不是刻板的技能根本技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。刻板技能意味着机械的重复。具有讽刺意味的是，当计算机像人类一样思考之后，思维可就真的变成机械的了。
计算思维是数学思维和工程思维的互补与融合，和所有学科的形式化基础都是建筑在数学之上一样，计算机科学在本质上也来源于数学思维。又由于人类建造的计算机系统是一个能够与实际世界互动的
系统，计算机科学在本质上又来源于工程思维。由于基本的计算机系统受到的限制，迫使计算机科学家必须进行计算性思考，不能只是单纯地进行数学思考，而要开拓视野，用构建虚拟世界的自由来使人类能够设计出超物理世界的各种系统。
是人的，不是计算机的思维方式计算思维是人类求解问题的一条途径，但决非要使人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪颖且富有想象力。是人类赋予计算机激情。配置了计算设备，我们就能用自己的智慧去解决那些在计算时代之前不敢尝试的问题，实现“只有想不到，没有做不到”的境界。
是思想，不是人造物不只是我们生产的软件硬件等人造物将以物理形式到处呈现并时时刻刻触及我们的生活，更重要的是还将有我们用以接近和求解问题、管理日常生活、与他人交流和互动的计算概念；而且，
面向所有的人，所有地方当计算思维真正融入人类活动的整体以致不再表现为一种显式之哲学的时候，它就将成为一种现实。
3.计算思维的优点
计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人由机器执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计。
计算思维用途计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术（Reading, wRiting, and aRithmetic——3R），
还要学会计算思维。正如印刷出版促进了3R的普及，计算和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播。
计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
4.大学生应如何培养计算思维？
思维的形成是一个长期的过程，计算思维的培养需要是一个缓慢的过程，不可能一蹴而就。计算思维是面向典型计算环境的问题求解方法的能力，要不断的面对问题，思考问题，运用知识，尝试，反反复复的持续才能形成。生活学习中的实际问题的更加有利于，培养信心和能力，锻炼计算思维。计算机课程是某个方面的知识的学习，是学期为周期的，同时课程的学习注重知识的传授，距离形成内在的能力，还有很大的差距。例如，在实际的教学过程中，专业课的教师经常发现要求通过采集数据，分析数据，最终得出一个结论的数据处理的问题，学生往往不知所措；而计算机基础课程的考核，学生则应对自如。
我们也可以分析出我们当前大学计算机课程出现的问题：
1.计算机课程是阶段性的。
计算机课程集中在一年级的必修阶段，二年级以后虽然有选修，但是数量不足，据统计实际选修计算机课程的学生每个学期只有5%，这一阶段，学生主要学习专业课程。引起的后果是，学生虽然掌握了计算机的基础知识，但有待提高和应用能力不足。
尤其是计算机基础本来就差的学生，会形成计算机应用的障碍。
2.计算机课程有孤立性。因为计算机课程主要集中在一年级，所以和专业课的学习没有联系，学习计算机就是单纯的计算机，学生缺乏实际应用的环节。同时学生生活中遇到问题，不知道如何解决，也不知道请教那些教师，缺乏有力的支持。这些问题都制约了计算思维的培养，必须进行相应的改革，有专家建议可以采用如下措施：（1）建立计算机“导员制”。负责管理和指导学生的日常校园生活学习。计算机“导员”负责学生学习和应用计算机的跟踪和辅导，从新生入学到毕业全程负责。具体组织可以基于学生也可以基于问题，特定的教师负责特定的学生，或者特定的教师负责特定类型的问题。可以采用面对面的形式，也可以利用QQ，邮箱、论坛等形式建立密切的互动关。当学生在生活学习中遇到问题，需要应用计算机，但是有困难的时候，可以联系自己的计算机“导员”，获得指导；当然“导员”也要定期和学生交流，了解学生遇到的问题，是否需要应用计算机，在问题解决的过程中提升计算机应用能力，这种持续的有正确指导的计算机应用能够更好的培养学生的计算思维。
（2）建设可持续的计算机学习形式。计算机必修课和选修课都是以某方面的知识讲授为目的的阶段性课程，而且集中在一二年级，容易形成断层，不利于培养计算思维。因此在扩大计算机课程范围的同时，更需要建立多种形式的计算机学习方式，例如定期讲座，科研项目，学生实践项目等。
（3）促进计算机和专业课程整合。对于非计算机专业的学生来
说，具备计算思维，能够应用计算机解决问题是计算机课程学习的重要目标。因此计算机基础教育要向专业教育靠拢，计算机基础课程的教师需要具备相应的专业知识，指导学生运用计算机解决专业学习的问题，激发学生的兴趣和信心，从而主动积极探索，达到培养计算思维的目的。
（4）为学生提供计算机学习的环境。能力的培养离不开实践的环节，为了培养学生的计算思维，要形成良好的氛围，尤其是良好的学习环境，在高校，主要是计算机公共实验室（机房），要建立满足需求的软硬件环境。在开放时间上，也要满足学生的需要。
5.小结
许多人将计算机科学等同于计算机编程。有些家长为他们主修计算机科学的孩子看到的只是一个狭窄的就业范围。许多人认为计算机科学的基础研究已经完成，剩下的只是工程问题。当我们行动起来去改变这一领域的社会形象时，计算思维就是一个引导着计算机教育家、研究者和实践者的宏大愿景。我们特别需要抓住尚未进入大学之前的听众，包括老师、父母和学生，向他们传送下面两个主要信息：
智力上的挑战和引人入胜的科学问题依旧亟待理解和解决。这些问题和解答仅仅受限于我们自己的好奇心和创造力；同时一个人可以主修计算机科学而从事任何行业。一个人可以主修英语或者数学，接着从事各种各样的职业。计算机科学也一样。
一个人可以主修计算机科学，接着从事医学、法律、商业、政治，以及任何类型的科学和工程，甚至艺术工作。
计算机科学的教授应当为大学新生开一门称为“怎么像计算机科学家一样思维”的课程，面向所有专业，而不仅仅是计算机科学专业的学生。我们应当使入大学之前的学生接触计算的方法和模型。我们应当设法激发公众对计算机领域科学探索的兴趣，而不是悲叹对其兴趣的衰落或者哀泣其研究经费的下降。所以，我们应当传播计算机科学的快乐、崇高和力量，致力于使计算思维成为常识。
计算机的发展及计算思维的应用 ————海洋技术李雪银1946年第一台电子计算机ENIAC的诞生开辟了一个计算机科学技术的新纪元。虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。它一诞生，就立即成了先进生产力的代表，掀开自工业革命后的又一场新的科学技术革命。随后，1948年晶体管的发明再次大大促进了计算机的发展。其代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小，于1956年正式运用于计算机的开发中，致使得第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能也更加稳定。其中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。其于1960年成功地应用在商业领域、大学和政府部门等领域。虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。1958年发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。1964年，美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统，这也是第三代集成电路计算机的诞生。出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。不断地发展中计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性也不断增强。第四代大规模集成电路计算机随之诞生。到了一九七二年，第一部真正的个人计算机出现了。70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者。1981年，IBM推出个人计算机用于家庭、办公室和学校。计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。Macintosh提供的图形界面，使用户实现了用鼠标更方便的进行操作。从ENIAC揭开计算机时代的序幕，到UNIVAC成为迎来计算机时代的宠儿，在几十年的发展中，它已经成为一门复杂的工程技术学科，它的应用从国防、科学计算，到家庭办公、教育娱乐，无所不在。它的分类从巨型机、大型机、小型机，到工作站、个人电脑，五花八门。同时也不难看出这里发生了两个根本性的变化：一是计算机已从实验室大步走向社会，正式成为商品交付客户使用；二是计算机已从单纯的军事用途进入公众的数据处理领域，真正引起了社会的强烈反响。 人类通过思考自身的计算方式，研究是否能由外部机器模拟，代替我们实现计算的过程，从而诞生了计算工具，并且在不断的科技进步和发展中发明了现代电子计算机。随着计算机的日益“强大”，它在很多应用领域中所表现出的智能也日益突出，成为人脑的延伸。与此同时，人类所制造出的计算机在不断强大和普及的过程中，反过来对人类的学习、工作和生活都产生了深远的影响，同时也大大增强了人类的思维能力和认识能力。早在1972年，图 “我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，灵奖得主Edsger Dii.kstra就曾说： 从而也深刻地影响着我们的思维能力。”计算思维就是相关学者在审视计算机科学所蕴含的思想和方法时被挖掘出来的，成为与理论思维、实验思维并肩的三种科学思维之一。2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授在美国计算机权威期刊杂志上给出并定义了计算思维。她认为：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。是人的，而不是计算机的思维方式。既然是一种思维方式，那么其应用的领域就不仅仅局限于计算机领域，它可以体现在程序设计、数学建模等操作中，也在大气科学、植物科学与技术等专业中被广泛应用，又比如算法中的递归其本质也是一种计算思维，在管理学界其也是时下最流行的词汇之一，他们认为计算思维正在成为数字时代的一项基本技能，对新时代的知识工作者而言已是一门必修课，必要的计算思维已经成为更好地理解新技术、新服务和新商业模式的第3只眼睛。这就是计算思维在如今社会中的重要地位。
浅析高性能计算应用的需求与发展 【摘要】本文阐述了高性能计算的概念，中国高性能计算的现状和发展趋势，随后，本文进一步分析了国内高性能计算应用的需求，针对目前高性能计算的应用，本文最后分析了高性能计算应用需求的展望。 【关键词】高性能计算；应用；需求；发展 一、前言 高性能计算的应用为国内的科技发展做出了诸多的贡献，因此，国内也在致力于拓展高性能计算的应用范围，从而希望进一步的促进高性能计算的发展，为我国的科学技术的不断发展提供技术支持。 二、高性能计算概述 高性能计算(HPC) 指通常使用很多处理器（作为单个机器的一部分）或者某一集群中组织的几台计算机（作为单个计算资源操作）的计算系统和环境。有许多类型的HPC 系统，其范围从标准计算机的大型集群，到高度专用的硬件。大多数基于集群的HPC系统使用高性能网络互连，比如那些来自InfiniBand 或Myrinet 的网络互连。基本的网络拓扑和组织可以使用一个简单的总线拓扑，在性能很高的环境中，网状网络系统在主机之间提供较短的潜伏期，所以可改善总体网络性能和传输速率。 三、中国高性能计算的现状与发展 20 世纪90 年代以来，随着”神威”、”银河”、”曙光”、”深腾”等一批知名产品的出现，我国成为继美国、日本之后的第三个具备高性能计算机系统研制能力的国家，被誉为世界未来高性能计算市场的”第三股力量”。我国在高性能计算机研制方面取得了较好的成绩，掌握了研制高性能计算机的一些关键技术，参与研制的单位也由科研院发展到企业界，有力地推动了高性能计算的发展。目前，我国的高性能计算环境已得到重大改善，总计算能力与发达国家的差距逐步缩小。我国的高性能计算技术拓宽了我国科学技术研究的深度和广度，提高了我国工业的生产效率，同时也节约了很多生产成本。我国的高性能计算技术目前主要在石油行业、天气预报、核能模拟、生物工程等领域得到了广泛的应用。 但是中国高性能计算的应用还不够广、不够深入，应用水平和应用效率都比较低下。我国对高性能计算应用的投入还远远不够，应用研发力量薄弱且分散，缺乏跨学科的综合型人才，从事高端应用软件研发的单位很少，企业界基本未介入，没有良好的相互交流的组织渠道等。高性能应用软件的开发和高效并行算法研究尚不能与高端计算机发展同步，在一定程度上存在为计算机”配”软件的思想。我国高性能计算应用的研究与发明明显滞后于高性能计算机的发展。国外品牌还占领着很多关乎国计民生的关键领域和行业，国产高性能服务器的市场份额仍然偏低。
计算机程序设计课程中计算思维能力的培养 【摘要】进入新世纪以来，我国在计算机程序方面的取得的成就是非常巨大的。学生的计算方面的思维能力如何在计算机程序设计课程教学中得到充分的培养，是当代的计算机基础教学的一项主要的责任。笔者结合自身的计算机程序设计课程教学，简要的探讨了计算机程序设计课程中学生思维能力的培养，供各位计算机教育教学的同仁们参考，以共同提高我国的计算机设计程序课程的教育教学的质量。 【关键词】算机程序设计课程思维能力培养 一、引言 随着我国的新课程改革的不断深入，对于学生的计算机的各个方面的应用能力的要求也越来越高，学生应当在计算机的操作使用方面的能力、各个应用的开放方面的能力以及相关的研究创新的能力有着非常大的提升，学生应该逐步的养成学习解决问题的思路以及方法、并且详细的理解掌握计算机是如何的实现上述算法的，即学生应该能够利用计算机进行一些有效的编程工作。此外，学生应该掌握一定的相关程序的调试能力，让计算机成为一种实用的工具，进而作为一种独特的思维方式去思考相关的问题并
解决相关问题的能力。那么我们应该在计算机程序设计的教学过程中如何的对学生的思维能力进行对应的培养训练呢？这是一个非常值得教育教学工作者深入探讨的问题。 二、何为计算思维？ 大家常说的的计算思维就是指运用一定的计算机科学中—些相关的概念进行相应的计算机问题求解、计算机系统的设计以及一些相关的人类行为理解等等的一系列计算思维活动。这里需要强调就是上述的思维是指人的相关思维，并不是计算机机器的思维，简要的说就是一种概念抽象化的思维方式，并不是一种简简单单的程序化的思维方式。是一种具体的思维理念，并不是一种实际的商品。这种思维的方式并不是某些计算机方面的专家特有的，而应该是作为一种每个人必备的基本技能的方式而存在。最终达到一种以计算机思维方法论的相关角度来讨论解决学科之间的一些问题以及学科的意识形态。 三、当前的计算机程序设计课程中的一些相关的问题 计算机程序设计课程相对于其他的课程有着非常大的抽象性，这就给相应的课程的教育教学工作带来
计算思维作业 1、试阐述思维的关键内容。结合本学期所学关于计算思维知识，结合自身专业 领域或日常学习与生活中的体会，讨论有哪些计算思维内容得以实际运用，它们是如何改变人们身边的现状？ 答：计算思维应当成为所有学校所有课堂教学采用的一种工具。计算思维不仅仅是计算机专业学生所拥有的思维方式，其实它慢慢地与学生的读写算能力一样，会成为人类最基本的思维方式，成为每个人拥有的最基本的能力。许多人认为计算科学就是计算机编程，就只能和计算机打交道，而计算思维也只有计算机专业的学生需要掌握。其实并非如此，恰恰相反，计算思维是一个可以引导着所有努力奋斗的人去实现自己梦想的思维模式，它不仅可以帮助你成功，而且可以让你非常明确自己需要奋斗的目标并为之努力奋斗。因此我们就知道，学计算机专业的学生并不一定将来就非得在计算机领域发展，要让学生在学习的过程中有个良好的心态，毕业找工作有个正确的定位，即使学生将来真正从事了与计算机无关的职业，也要明白绝对不是几年的学白上了、几年的专业知识白学了，学习过程中教会的并不都是些专业的理论知识，更多的是遇见问题如何分析处理以及你为人处事的能力。 2、计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行 为理解等一系列思维活动。是三大科学思维（逻辑思维、实证思维、计算思维）之一。试从计算思维的本质讨论大学生如何培育和提高自身的计算思维素养。 答：计算机科学从本质上源自工程思维,因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统[2]。目前,计算机应用已经深入到各行各业,融入人类活动的整体,解决了大
量计算时代之前不敢解决的问题。实践是指计算机学科的设计过程,基础的技能是每位学生未来适应社会、为社会服务所必须掌握的。学生的应用能力一般是指编程能力和系统开发能力,它是要通过实验教学环节不断加深和加强。在这其中,不断拓展对计算思维的理解和认识是非常重要的。在这样的思维指导下,我们可以采用多样化的学习方式。例如,在计算机专业课程的学习中,教师可在给定范围后,让学生上机自由操作,支持和鼓励学生提出问题并自行解决问题,鼓励学生进行科技创业活动。这样做将有利于发挥我们的想象能力,培养我们的创造性思维。 3、关注点分离思维和系统观都是典型的计算思维，结合自身专业领域生活体 会，讨论关注点分离和系统观的运用。 答:作为最重要的基石思维之一，关注点分离式计算机科学在长期实践中确立的一项方法论原则。关注点分离是日常生活和生产中广泛使用的解决复杂问题的一种系统思维方法。大体思路是,先将复杂问题做合理的分解,再分别仔细研究问题的不同侧面(关注点),最后综合各方面的结果,合成整体的解决方案。在概念上分割整体以使实体个体化的观点。例如ｗｅｂ设计中体现了关注点分离的思想。网页中２的内容比较庞杂，ＨＴＭＬ标记语言既要标记文档的结构又要标记文档的格式，或者说是展现。最初的ＨＴＭＬ不仅标记结构也标记网页如何展现。因此，就出现了如＜Ｐ＞这样的表示结构元素混杂的局面。人们发现应该把ＨＴＭＬ进行一番清理，是ＨＴＭＬ只表示结构，而把如何展现的责任完全分离出来。ＣＳＳ就是这样产生的。系统观是指以系统的观点看自然界，系统是自然界物质的普遍存在形式，提出了系统和要素，结构与功能等新的范畴，揭示了自然界物质系统的整体性、关联性、层次性、开放性和动态性、自组织性。
中国大学教学 2012年第1期 7 李 廉，合肥工业大学党委书记、教授，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会副主任委员。 计算思维——概念与挑战 李 廉 摘 要：本文从现代科学思维体系的角度，阐述了计算思维的内涵与概念、发展历史以及与实证思维、逻辑思维之间的关系。提出了计算思维是构成现代科学大厦的最基本的思维模式之一。在此基础上，本文分析了计算机基础课程教育今后改革的取向和挑战，这个挑战的主要内容是基于计算思维培养的新的教学体系建设，本文建议以循序渐进的方式推进这一计算机课程的重大改革。 关键词：科学思维；计算思维；抽象；自动化；计算机课程改革；计算思维课程体系 计算思维是当前一个颇受关注的涉及计算机科学本质问题和未来走向的基础性概念。这一概念最早是由麻省理工学院（MIT ）的Seymour Papert 教授在1996年提出的[1]，但是把这一个概念提到前台来，成为现在受到广泛关注的代表人物是美国卡内基梅隆大学（CMU ）的周以真教授（Jeannette M. Wing ）[2]。计算思维提出了面向问题解决的系列观点和方法，这些观点和方法有助于人们更加深刻地理解计算的本质和计算机求解问题的核心思想。特别是有利于解决计算机科学家与领域专家之间的知识鸿沟所带来的困惑。图灵奖获得者Karp 认为[3]，自然问题和社会问题自身的内部就蕴含丰富的属于计算的演化规律，这些演化规律伴随着物质的变换，能量的变换以及信息的变换。因此正确提取这些信息变换，并通过恰当的方式表达出来，使之成为能够利用计算机处理的形式，这就是基于计算思维概念的解决自然问题和社会问题的基本原理论和方法论。计算机不能解决物质变换或者能量变换这样的问题，但是可以借助抽象的符号变换来计算，模拟甚至预测自然系统和社会系统的演化。本文就计算思维的一些概念和对于计算机教育方面的挑战进行一些讨论，以期引起对于这一问题的充分关注。这些讨论针对以下的问题： 1．什么是计算思维？计算思维有什么特征？与计算机是什么关系？ 2．计算思维是随着计算机出现才出现的，还是早已存在于人类思维模式之中？ 3．计算思维与物理学的思维方式，数学的思维方式有什么区别，有什么联系？ 4．计算思维对于计算机科学研究以及计算机教育的启示。 一、计算思维是人类科学思维活动固有的 组成部分 本文中所说的思维都是指科学思维，科学思维是指在人类科学活动中所使用的思维方式。与之相对应的，还有艺术思维，宗教思维等其他思维方式，这些思维不属于科学思维的范畴。 人类在认识世界和改造世界的科学活动过程中离不开思维活动。思维的作用不仅是作为个人产生了对于物质世界的理解和洞察，更重要的是思维活动促进了人类之间的交流，从而可以使人类获得了知识交流和传承的能力，这个意义的重要性是不言而喻的。早期人类表达思维结果的方式一定是相当模糊和凌乱的，因此早期人类对于知识的传承是困难和缓慢的。正因为如此，人类对于自身的思维活动很早就开展了研究，并且提出了一些原则，这些原则揭示了思维活动的以下关键特点： 1．思维活动的载体是语言和文字，不通过语言和文字表达出来的思维是无意义的。 2．思维的表达方式必须遵循一定的格式，需要符合一定的语法和语义规则。只有符合语法和语义规则的表达才能被其他人所理解。 3．为了使别人相信自己的思维结论，必须采取合理的表达方式，说明获得结论的理由，以使别人不去重复思维的过程而相信你的结论。这就是思维逻辑。 这三条原则对于人类文化传承和知识积累是十分重要的，只有遵从这三条原则，人类文化才可以在一个可靠的背景下发展。人类的知识沟通才可以具备一种相互信任的基础。 到目前为止，符合这样三条原则的思维模式大体上
计算导论与程序设计复习重点 一、计算、计算机发展史、计算模型 1、计算与计算思维 (1)什么是计算？转换/变换； 广义：计算就是把一个符号串f变换成另一个符号串g。 更广义：计算就是对信息的变换。 (2)什么是计算思维？抽象与自动化 2、图灵机的计算模型：组成，计算过程，状态及状态转移。 a.图灵机的组成： (1)一个无限长的纸带 (2)一个读写头（中间那个大盒子） (3)内部状态（盒子上的方块，比如A,B,E,H）， (4)一个程序，用于对这个盒子进行控制。 b.计算过程：从读写头在纸带上读出一个方格的信息，并且根据它的内部状态开始对程序进行查表，得到一个输出动作和下一时刻所转移到的内部状态。 c.状态：可以将事物区分开的一种标识。 d.状态转移：当在某一状态下读入一个字符时，便使状态发生改变，从当前状态转换到后继状态。 3、结合图灵机，什么是程序？理解程序的含义 程序是一套控制规则，它可以根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作，并改变内部状态，令机器进入一个新的状态。 4、什么是存储程序的概念？ 要求程序和数据一样，也必须存储在计算机的主存储器中，这样计算机就能够自动重复地执行程序，而不必每个问题都重新编程，从而大大加快运算进程。 二、计算机组成与原理 1、冯诺依曼计算机的组成结构 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。 地址总线是控制器向存储器中的地址译码器传送地址编码的通路。 数据总线是在输入输出设备和存储器、存储器和CPU之间传送数据的通路。 控制总线用来传送控制部件向运算部件、存储器、输入输出设备发出的控制信号。
在中文里，计算思维不是一个新的名词，但它并不不新颖、明确、系统。计算文化一词，国际上已开始有少数学者提起，但还没有与计算思维相联系，也没有达成共识形成趋势。中文目前还没见有人明确提出计算文化的概念，相关却不同的计算机文化课却较为普及。 这个概念似乎有些抽象,我的计算思维的理解是这样的:它是一种递归的思维模式.当我们遇到一个非常复杂的问题,用常规方法难以解决时,我们不妨换一个思路——将这个复杂的问题拆解成若干小的并容易解决的问题,各个击破.当这些小的问题被解决了之后,整个大的问题就自然得到了解决.再说的简单一些,就是要多角度的看问题,用理性去解决实际问题.计算思维最根本的内容，即其本质是抽象和自动化。 计算思维到底讲了什么。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。它代表着一种普遍的认识和一类普适的技能，每一个人，不仅仅是计算机科学家，都应热心于它的学习和运用。计算思维的重要性在于它关系到我们对计算机科学的转型与发展之基本认识。计算机最初作为一种计算工具出现到今天，已逾半个世纪，接下来如何进一步发展，是每个信息研究者都应考虑的问题。 计算思维建立在计算过程的能力和限制智商，由人由及其执行。计算方法和模型使我们干预去处理那些原本无法由任何个人肚子完成的问题求解和系统设计。最基本的问题是：什么是可计算的？迄今为止我们对这些问题任是一知半解。为了有效地求解这个问题，我们可能要进一步问：一个近似解是否就够了，是否可以利用一下随机化。计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。针对这一特点,在日常生活中,如果遇到某些不知从何下手的问题,可以想一想是否可以将其转化成别的相近的问题取而代之,让问题简单化.同时,在解决问题的时候,要多注重培养自己的理性思维,用模型化,程序化的思维去解决问题.如果不能将问题有效并且合理的转化为简单问题,不妨将其分解成若干的小问题去解决,这样不但效率高而且能解决问题.因此,为了培养自己的计算思维,在解决问题的过程中,我会尝试用多种角度去看待问题,不拘泥于一种解决方法,尽量把问题进行转化,用它物取而代之,从而将一个问题转化为数学问题去解决.
Google面向教育者的计算思维课程 课程目录 目录 一、计算思维简介 (4) 1-1什么是计算思维？ (4) 1-1-1计算思维（CT：Computational Thinking） (5) 1-1-2计算思维要素 (6) 1-1-3将计算思维应用在未来课堂中 (6) 1-2课程如何运作 (8) 1-2-1课程结构 (8) 1-2-2 其他内容 (9) 二、算法探究 (10) 2-1 概述 (10) 2-1-1 计算机科学：旅行 (11) 2-1-2 人文学科：与时俱进的字词 (14) 2-1-3 数学：元胞自动机 (17) 2-1-4 科学：基因组学 (21) 2-2 课程反思 (24) 三、模式发掘 (26) 3-1概述 (26) 3-1-1 计算机科学：数据压缩 (27) 3-1-2 人文学科：音乐 (32) 3-1-3 数学：小海龟几何 (35) 3-1-4 科学：分类 (40) 3-2 课程反思 (44) 四、算法开发 (46) 4-1概述 (46) 4-1-1计算机科学：汉诺塔 (47) 4-1-2人文学科：聊天机器人 (51) 4-1-3数学：计算器 (54) 4-1-4科学：弹力球 (60) 4-2课程反思 (63)
五、应用计算思维 (66) 5-1项目概要 (66) 5-2 反馈、评估、评分 (66) 5-2-1项目，第一部分 (66) 5-2-2项目，第二部分 (66) 5-3样例项目 (67) 5-4 总结 (68)
课程简介 本课程的目标是帮助教育工作者学习计算思维（CT：Computational Thinking），了解它与计算机科学的区别，以及理解如何将其整合到不同的学科中。在课程学习过程中，你将深化对于计算思维的认知，探究计算思维与特定学科相结合的案例，参与将计算思维应用到特定学科领域的综合实践活动，制定一个计划将计算思维整合到你自己的课程中。 本课程分为五个单元，每个单元的要点如下： ● 计算思维简介：什么是计算思维，它出现在哪里？它为何需要你的关注？以及它是被 如何应用的？ ● 算法探究：课程带你亲历学科领域中的算法实例。认识到算法是一种可以提高学习者 做事能力的强大工具，同时认识到技术对于实现算法和完成算法的自动化是非常有用 的。 ● 模式发掘：探索学科案例中蕴含的模式例子，通过模式识别形成一套自己独有的、探 究问题的流程。 ● 算法开发：增强你在解决问题过程中应用算法过程的信心，并了解算法是如何清晰地 表达一个过程或规则。 ● 课程项目：应用计算思维。撰写一份如何将计算思维应用到你的学科中的计划，陈述 如何将计算思维整合到你的日常工作和课堂教学中。
程序设计中常用的计算思维方式 算法思维 逻辑思维 第1章正确认识和处理整体与部分的关系 概述： “整体”与“部分”是一对虽然对立、但并非僵化不变的概念。在一定条件下，“部分”可以看作“整体”，“整体”又可以看作是另一个“整体”的“部分”，两者相互依存和影响。“整体”与“部分”又可以相互转化的。“整体”的问题可以分割成“部分”来处理，“部分”的问题也可以通过“整体”来解决。 1.1 整体实现的关键是准确地应用必要条件 A、选择有助于简化问题、变难为易的必要条件 这里面就是说我们要在坚持“简化问题、变难为易”的原则下，尽力寻找“精确”的必要条件，以缩小求解范围，提高出解速度。当碰到一道难题时，总是尝试从最简单的特殊情况入手，找出有助于简化问题、变难为易的必要条件，逐渐深入，最终分析归纳出一般规律。 B、合成必要条件，从整体结构上优化 在搜索和动态规划中，必要条件有期很好的应用价值。一般地，对于深度优先搜索和广度优先搜索，如何限制搜索范围、减少搜索量最有效的手段是“剪枝”。然而由于问题的错综复杂，所以我们要找最高效的优化条件，来提高程序的效率。所以我们可以尝试从多个侧面分析寻找必要条件，把问题分解，根据各部分的本质联系，将各方面的必要条件综合起来使用。 C、必要条件与原有模型比较、更新算法 上面所说的两种优化程序的策略其实是都是在“缩小求解范围”，改进在有算法的基础上进行的，属于局部优化。然而精确选择揭示问题本质的必要条件，与原有的模型比较， 小结：必要条件是逻辑推到的理论依据，也是思考过程的一种取向。解题时，若能寻找出精确的必要条件，一方面能帮助我们揭示问题的本质，设计出正确的算法；另一种方面又能“缩小求解范围”，提高算法效率。因此，准确地应用必要条件是整体实现的关键。所以我们要在坚持“具体问题具体分析”的原则，不拘一格，灵活处理；在分析问题时，要勤于思考，善于发现。 1.2 整体思考的一个重要角度是“守恒” A、从具体问题中抽象出守恒量 守恒量需要通过联想和化归思维将其抽象出来，从问题本身的结构中抽象出守恒量。 B、根据问题的本质构造守恒量 有时候，如果能为每一个元素标一个权值，就可以揭示问题“守恒”规律。在总价值不变的前提下，或许能将整个问题转化成一个简单的、或者是经典的问题。比如构造成Fibonacci数列等。 C、在交互式问题中构造变化中的不变量 考虑可能出现的各种情况和最优策略，找变化中的不变量，运用“守恒”法寻找解题的突破口 小结：守恒是问题分析问题的一种思维方式一种整体意识和解题方法，通过联想和化归思维将其抽象出来。 1.3 提高整体实现效率的基本途径是“充分利用有效信息”和“压缩冗余信息” A.计算过程中充分利用有效信息： 在记忆化搜索和动态规划中充分利用信息，特别指出在动态规划中改变状态的表示含义对优化问题是个很好的策
制造行业中的高性能计算主要应用及其特点 制造行业的高性能计算用户主要分成两类：1) 实际制造企业，如汽车设计制造厂商、航空工业企业、电力企业及消费产品生产商等。这一类用户通过高性能计算技术来提高产品的性能，减低成本，同时缩短产品的设计、生产周期，以使企业在市场上更具竞争力；2）研发单位，如政府、国防和大学中涉及制造行业的部门或专业。这一类用户的目标是利用高性能计算技术改善设计方法，提高设计水平从而为实际生产服务。 下图给出了制造行业中采用计算机进行产品开发的流程，包括建模、前处理（模型修改和网格生成）、计算分析、交叉学科综合及后处理几个部分。其中高性能计算主要应用于计算分析部分，统称为计算机辅助制造工程（MCAE ）。 MCAE 可以分为隐式有限元分析（IFEA ）、显式有限元分析（EFEA ）和计算流体动力学（CFD ）三个子学科，如下图所示。几乎所有的制造企业的高性能计算都依赖于独立软件开发商（ISV ）提供的商业软件，只有计算流体动力学中结构网格计算类型的软件是以用户自己开发为主。因此制造行业中的高性能计算具有与教育科研领域不同的特点，用户在购买硬件平台的同时通常会购买相应的科学计算软件产品，而且在某种程度上往往是应用软件的特性决定了硬件平台的选择。 建模
下表中给出了MCAE常用的应用软件，并列出这些软件的特点、可扩展性及其对系统要求。从表中可以看到，隐式有限元分析（IFEA）软件的可扩展性不好，通常不会高于10个处理器。这是由隐式算法本身决定的，因为采用隐式算法的程序并行通常是细粒度的并行，并行开销要远大于可以采用粗粒度并行的显式算法。针对其可扩展性有限的特点，为这类用户推荐系统时可以考虑p650，p655，及p670这样中档服务器。另外显式有限元分析（EFEA）软件和结构网格计算流体动力学（CFD Structured）软件对CPU的性能要求很高，对I/O的要求较低，同时对带宽和延迟的要求也不高，可以看出这种类型的应用可以较好地运行在MPP结构类型的系统上，尤其是用类似p655或p690这样多CPU服务器作为节点的Cluster1600系统。
《计算文化与计算思维基础》重点内容
《计算文化与计算思维基础》 --- 赵国栋 第一章认识计算文化与计算思维 1什么是计算？什么是计算科学？ 计算是依据一定的法则对有关符号串进行变换的过程。 计算机科学既是构造计算机器的学科，而是基于自动计算进行问题求解的学科。 2、计算思维主要包括哪些内容？ 计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计 算机科学领域的一系列思维活动； 计算思维综合了数学思维(求解问题的方法)、工程思维(设计、评价大型复杂系统)和科学思维 (理解可计算性、智能、心理和人类行为)。 3、计算思维与数学思维有什么区别和联系？ 计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计 算机科学之广度的一系列思维活动。 数学思维就是数学地思考问题和解决问题的思维活动形式，也就是人们通常所指的数学思维能 力，即能够用数学的观点去思考问题和解决问题的能力。比如转化与划归，从一般到特殊、特 殊到一般，函数/映射的思想，等等。 计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估 的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。 4、简述图灵机模型 图灵机模型是指给出固定的程序，模型能够按照程序和输入完全确定性地运行。 5、冯?诺依曼提出的程序存储计算机方案的要点有哪些？ “存储程序”的计算机方案包含以下三个要点： (1)采用二进制的形式表示数据和指令。 (2)将指令和数据存放在存储器中。 (3)由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成计算机。 6、计算机的发展经历了几代？ 1) 第一代(1946-1958)――电子管计算机时代 2) 第二代(1959-1964) ——晶体管计算机时代 3) 第三代(1965-1970)――中小规模集成电路时代 4) 第四代(1971年至今)一一大规模和超大规模集成电路时代 书上黑色字体： 1、在计算机科学中，当一个问题的描述及其求解方法或求解过程可以用构造性数学形式来描述，而且该
高性能计算在生命科学中的应用
目录 1.1 高性能计算的发展现状 (3) 1.1.1 高性能计算概述 (3) 1.1.2 高性能计算的应用需求 (3) 1.1.3 国外高性能计算发展现状 (4) 1.1.4 国内高性能计算发展现状 (5) 1.1.5 高性能计算机关键技术发展现状 (7) 1.2 高性能计算在生命科学中的应用 (13) 1.2.1 基因测序数据处理 (13) 1.2.2 蛋白质结构研究 (34) 1.2.3 计算机辅助药物设计 (50)
1.1高性能计算的发展现状 1.1.1高性能计算概述 高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）是计算机科学的一个分支，研究并行算法和开发相关软件，致力于开发高性能计算机（High Performance Computer），满足科学计算、工程计算、海量数据处理等需要。 自从1946年设计用于导弹弹道计算的世界上第一台现代计算机诞生开始，计算技术应用领域不断扩大，各应用领域对计算机的处理能力需求越来越高，这也促使了高性能计算机和高性能计算技术不断向前发展。随着信息化社会的飞速发展，人类对信息处理能力的要求越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算机，而金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求也迅猛增长。1.1.2高性能计算的应用需求 应用需求是高性能计算技术发展的根本动力。传统的高性能计算应用领域包括：量子化学、分子模拟、气象预报、天气研究、油气勘探、流体力学、结构力学、核反应等。随着经济发展和社会进步，科学研究、经济建设、国防安全等领域对高性能计算设施及环境提出了越来越高的需求，不仅高性能计算的应用需求急剧增大，而且应用范围从传统领域不断扩大到资源环境、航空航天、新材料、新能源、医疗卫生、金融、互联网、文化产业等经济和社会发展的众多领域。 当前，世界和中国面临诸多重大挑战性问题。比如，全球气候出现快速增温的事实使“应对气候变化”成为各国政治、经济和社会发展的重大课题，为了进一步消减“温室效应”和减少碳排放，实现可持续发展的低碳经济，新材料的发现、设计与应用迫在眉睫；随着化石能源的日益枯竭和环境的日趋恶化，新能源的开发势在必行；随着科技的发展，人类迈向太空的脚步逐渐加快，空间资源的争夺和战略性部署竟然愈发激烈，航空航天领域作为此项重大科研技术活动的基础支撑，投入将持续扩大；为了攻克重大疾病、进一步提高人口健康质量，生命科学与新药制造已成为技术发展和经济投入的重要增长点；随着互联网技术不断发展，借助海量数据与高性能计算的力量使得人工智能研究不断取得新的突破，各大互联网企业对高性能计算的投入将持续增加；在国际竞争的大环境下，基础科研实力是高新技术发展的重要源泉，是未来科学和技术发展的内在动力，也是实现国家经济、社会和环境可持续性发展的重要途径，基础科学研究的投入也将持续增长。
计算思维和程序设计能力的培养 摘要：随着信息化技术的发展加快，如何提高计算机人才的程序设计和开发能力显得尤为重要。本文从算法的一题多解入手，探讨对学生计算思维能力的培养。这一方法对培养学生学习兴趣和提高其程序设计及编程实践能力起到了极大的促进作用。采用这个方法进行教学，能达到理想的教学效果。 关键词：算法；程序设计；计算思维；能力培养 1研究背景 数据结构是计算机相关专业的一门重要的专业基础课，是计算机科学的核心课程，是计算机理论与技术的重要基石。它主要研究计算机加工对象的逻辑结构、在计算机中的表示形式以及实现各种基本操作的算法。它是学习操作系统、编译原理、数据库原理、软件工程等计算机专业核心课程的基础，掌握好这门课程的内容，是学习计算机其他相关课程的必备条件。学习数据结构可以培养学生的数据抽象能力、算法设计能力以及构造算法思维方法的能力。 数据结构的学习过程，是算法构造性思维方法的训练过程，技能培养的重要程度不亚于知识传授。本门课程教学难点在于让学生理解、习惯算法构造思维方法。培养学生的数据抽象能力、算法设计能力以及创造性思维方法，才能使其举一反三、触类旁通，从而达到应用知识解决复杂问题的目的。通过数据结构的学习，培养和强化学生计算思维的能力。 程序设计在计算机学科知识体系中处于核心地位，对计算机专业的学生来说不仅是职业技能的培养，也体现着创造性思维的信息素质培养过程。程序设计也是有形表达抽象思维的方法，在程序设计过程中贯穿阅读判断、分析思考、工具利用、抽象表达、综合创造等多项技能，对计算机专业人才素质的培养至关重要[1]。如何培养学生的程序设计和计算思维能力，是我们在教学中思考的一个问题，我们将这一教学理念融入数据结构的教学中，取得了理想的效果。 2数据结构教学面临的困境 我们根据实际应用需要，对数据进行有效地组织、存储和处理，并设计出相应的高效率的算法，这是数据结构课程所要研究和解决的问题。由于数据结构具有抽象性和灵活性等特点，这给教学和学习带来一定的困难[2]。学生学习起来比较吃力，有学生反映，他们课上听懂了，但是一下来做作业，就会不知道如何下手。有部分学生感觉对学习数据结构缺乏兴趣，他们不知道数据结构能用在什么地方、到底有没有用。 3培养学生计算思维能力的重要性
第1章计算机、计算与计算思维 1、各种自动化设备，如数控机床、自助加油站中有计算机吗? (A) YES；(B) NO 答案：A 解释： 本题考核什么是计算机以及计算机的存在形态。 各种自动化设备，都有控制设备工作的控制机构，这些控制机构被认为是自动化设备中的大脑，即可被认为是广义的计算机。 具体内容请参考第一章课件之“什么是计算机及为什么要学计算机”以及第一章课件。 2、计算机包括_____。 (A)台式机、便携机； (B)嵌入在各种设备中的芯片； (C)软件； (D)以上所有。 答案：D 解释： 本题考核什么是计算机以及计算机的存在形态。 台式机、便携机属于计算机；嵌入在各种设备中的芯片也属于计算机；软件也属于计算机，计算机包括硬件和软件。因此(D)是正确的。 具体内容请参考第一章课件之“什么是计算机及为什么要学计算机”以及第一章课件。 3、人类应具备的三大思维能力是指_____。 (A)抽象思维、逻辑思维和形象思维； (B)实验思维、理论思维和计算思维； (C)逆向思维、演绎思维和发散思维。 (D)计算思维、理论思维和辩证思维。 答案：B
大学计算机-计算与信息素养练习题集 解释： 本题考核对计算思维重要性的了解。 人类应具备的三大思维能力就是实验思维、理论思维和计算思维。虽然其他思维也很重要(读者可参阅相关文献了解之)，尤其是对学生创新思维形成很重要，但相比之下，这三种思维更具有普适性。故(B)是正确的； 具体内容请参考第一章课件之“什么是计算思维”以及第一章课件。 4、本课程中拟学习的计算思维是指_____。 (A)计算机相关的知识； (B)算法与程序设计技巧； (C)蕴含在计算学科知识背后的具有贯通性和联想性的内容； (D)知识与技巧的结合。 答案：C 解释： 本题考核对计算思维的理解程度，思维与知识和技巧的关系。将各种知识和技巧贯通起来，形成脉络，便被认为是思维。计算思维是指蕴含在计算学科知识背后的具有贯通性和联想性的内容。因此(C)是正确的。 具体内容请参考第一章课件之“什么是计算思维”以及第一章课件。 5、如何学习计算思维？_____。 (A)为思维而学习知识而不是为知识而学习知识； (B)不断训练，只有这样才能将思维转换为能力； (C)先从贯通知识的角度学习思维，再学习更为细节性的知识，即用思维引导知识的学习； (D)以上所有。 答案：D 解释： 本题考核对计算思维学习方法的了解。需要树立正确的学习态度，即应当为思维而学习知识而不是为知识而学习知识；应当不断训练，只有这样才能将思维转换为能力；应当先从贯通知识的角度学习思维，再学习更为细节性的知识，即用思维引导知识的学习。因此(D)是正确的。 具体内容请参考第一章课件之“什么是计算思维”以及第一章课件。 6、计算学科的计算研究什么? _______。 (A)面向人可执行的一些复杂函数的等效、简便计算方法； (B)面向机器可自动执行的一些复杂函数的等效、简便计算方法；
计算机技术的发展趋势 及实际应用 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
计算机技术的发展趋势及实际应用 导言：二十世纪80年代后，计算机技术的发展日新月异，传统计算机技术将持续发展，新的计算机技术、新领域的计算机技术应用，使计算机技术成为当今与人类息息相关的一门重要科学技术。本文对计算机技术发展和应用的相关方面进行了介绍，包括计算机技术的发展和现状、新型计算机系统和计算机技术、计算机智能化发展等，以及计算机技术的实际应用，如在科学技术前沿阵地的电厂中的应用以及电厂的计算机自动化控制发展趋势。 2016年3月，互联网上，各大门户网站的首页，都大篇幅报道“阿尔法人机大战”，最终人工智能以4：1战胜围棋大师李世石，这是google以研发的人工智能挑战人类智能的方式，宣告其计算机技术人工智能化的重大突破和应用。这篇报道，说明计算机技术的发展，已经走进人工智能发展的时代。 从世界上第一台电子计算机ENIAC问世至今已经将近70年，它的问世对人们的生活有着革命性的影响。20世纪后期，计算机技术开始逐步应用到社会的各个角落，计算机的性能也获得了提升。不管是家庭、还是企业、机关，计算机都广泛地发挥着作用，成为人们工作生活中不可获取的一部分。现今的计算机在运算性能、应用领域和生产成本等各方面取得了空前的发展，其未来的发展趋势在很大程度上决定了很多行业的发展速度，也将会是影响整个社会进步的一个重要因素。 计算机的发展趋势将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化，量子、光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语言能力，使计算机进入人工智能时代。 1.未来计算机技术的发展趋势 1.1多极化趋势 如今，个人计算机已席卷全球，但由于计算机应用的不断深入，对巨型机、大型机的需求也稳步增长，巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域，形成了一种多极化的形势。如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域和国防事业领域，它标志一个国家计算机技术的发展水平。目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行，并正在研制更高速的巨型计算机。 1.2 网络化趋势 网络化是计算机发展的又一个重要趋势。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机网络化，是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来，组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。目前，大到世界范围的通信网，小到实验室内部的局域网已经很普及，因特网（Internet）已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理，提高了资源的使用效率，因而深受广大用户的欢迎，得到了越来越广泛的应用。
计算机技术的发展趋势及实际应用 导言：二十世纪80年代后，计算机技术的发展日新月异，传统计算机技术将持续发展，新的计算机技术、新领域的计算机技术应用，使计算机技术成为当今与人类息息相关的一门重要科学技术。本文对计算机技术发展和应用的相关方面进行了介绍，包括计算机技术的发展和现状、新型计算机系统和计算机技术、计算机智能化发展等，以及计算机技术的实际应用，如在科学技术前沿阵地的电厂中的应用以及电厂的计算机自动化控制发展趋势。 2016年3月，互联网上，各大门户网站的首页，都大篇幅报道“阿尔法人机大战”，最终人工智能以4：1战胜围棋大师李世石，这是google以研发的人工智能挑战人类智能的方式，宣告其计算机技术人工智能化的重大突破和应用。这篇报道，说明计算机技术的发展，已经走进人工智能发展的时代。 从世界上第一台电子计算机ENIAC问世至今已经将近70年，它的问世对人们的生活有着革命性的影响。20世纪后期，计算机技术开始逐步应用到社会的各个角落，计算机的性能也获得了提升。不管是家庭、还是企业、机关，计算机都广泛地发挥着作用，成为人们工作生活中不可获取的一部分。现今的计算机在运算性能、应用领域和生产成本等各方面取得了空前的发展，其未来的发展趋势在很大程度上决定了很多行业的发展速度，也将会是影响整个社会进步的一个重要因素。 计算机的发展趋势将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化，量子、光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语言能力，使计算机进入人工智能时代。 1.未来计算机技术的发展趋势 1.1多极化趋势 如今，个人计算机已席卷全球，但由于计算机应用的不断深入，对巨型机、大型机的需求也稳步增长，巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域，形成了一种多极化的形势。如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域和国防事业领域，它标志一个国家计算机技术的发展水平。目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行，并正在研制更高速的巨型计算机。 1.2 网络化趋势 网络化是计算机发展的又一个重要趋势。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机网络化，是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来，组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。目前，大到世界范围的通信网，小到实验室内部的局域网已经很普及，因特网（Internet）已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理，提高了资源的使用效率，因而深受广大用户的欢迎，得到了越来越广泛的应用。 随着信息技术快速发展，计算机也越来越普及，各种家用电器也开始走向智能化，未来