计算思维概述

计算思维的基本概念
计算思维是人类利用计算机和计算机思维模型来解决问题和优化过程
的思维方式和方法。

它涵盖了数学、逻辑、算法设计和计算机编程等多个
方面。

其中，数学是计算思维的基本工具，逻辑是计算思维的基本理论，
算法设计和计算机编程则是计算思维的具体应用和实现。

在计算思维中，
人们通过分析问题的本质、定义计算模型、设计算法并用程序实现来解决
问题，同时还要懂得如何通过计算方法来优化过程，从而实现高效、准确、可靠的计算。

这些基本概念构成了计算思维的核心内容，也是计算机科学
和工程中的基本知识。

计算思维的4大基本特征1、计算思维的定义及意义计算思维是指通过数学、逻辑、科学等方法对问题进行分析、推理、解决的思维方式。

随着社会的发展和科技的进步，计算思维越发重要，成为了现代社会生活和工作的必备技能。

计算思维的培养不仅可以提高个人的解决问题的能力，还有助于拓展人们的思维方式和创造力，培养创新精神，为未来的发展打下坚实的基础。

2、计算思维的4大基本特征计算思维的4大基本特征是抽象化、逻辑性、算法性和可视性。

2.1、抽象化抽象化是指将具体的事物或问题进行概括、简化，提炼出其中的本质特征或规律。

抽象化的过程中需要对信息进行分类、筛选、归纳，摒弃无关因素，保留重要信息，从而得出问题的本质及其解决方法。

抽象化是计算思维的基础，是从具体到抽象的认知过程，有助于培养人们捕捉问题本质的能力。

2.2、逻辑性逻辑性是指运用逻辑原则和规律进行推理和判断的能力。

在计算思维中，逻辑思维是非常重要的，因为计算思维需要遵循一定的规律和原则，而逻辑思维可以帮助我们正确理解问题和分析问题，明确事物之间的关系和联系，对问题进行合理的归纳、推理、演绎。

2.3、算法性算法性是指将解决问题的思路和方法，制定成为一定的步骤或程序，从而得出正确的解决方案。

计算思维需要运用到很多算法，如排序、查找、加密、压缩等，而这些算法的运用需要严格按照规定的步骤进行实现。

算法性的特点，让计算思维的解决问题方式具有方法性和规范性，有助于培养人们的计算能力。

2.4、可视化可视化是指利用图表、模型等手段将信息和问题表现为形象的视觉化形式。

视觉化有助于人们更清晰地理解和分析问题，让问题和解决方法更易于理解和呈现，从而提高计算思维的效率。

在现代科技与信息时代，可视化的特点被广泛应用在数据分析、可视化交互设计、数学建模等领域，是非常重要的计算思维特征。

3、计算思维的实际应用计算思维在现代社会的应用十分广泛。

例如，在教育领域，计算思维已成为越来越多国家的课程标准；在商业领域，计算思维被用于数据分析、市场研究、运营管理等方面；在科技领域，计算思维被广泛应用于人工智能、机器学习、大数据、区块链等前沿领域；在日常生活和工作中，计算思维能够帮我们更快、更准确地解决问题，并加强创新能力。

1. 计算和自动计算时需要考虑以下4个问题： （1）数据的表示。 （2）数据的存储及自动存储。 （3）计算规则的表示。 （4）计算规则的执行与自动执行。 提示： 计算工具的发展过程就是人们不断追求计算的机械化、自 动化和智能化，尝试各种计算工具，实现数据的表示、存 储和自动存储数据、计算规则的表示、执行和自动执行计 算规则的过程。
计算与自动计算
2．计算科学的基本问题 计算科学的基本问题是“什么能够被有效地自动计算， 什么不能被有效地自动计算？” (1)哪些问题可以在有限时间和有限空间内自动计算，计 算的时间和空间复杂度怎样？ (2)通过人类的各种思维模式，如何设计有效的计算方法 ，以减少计算的时间和空间复杂度。
1.3 计算工具的发展史
2．计算机的雏形——机械式计算器
1. 机械式计算器可以自动完成计算，操作者不需要了解 算法.
2. 1642年，帕斯卡加法器 3. 1673年，莱布尼兹乘法器 4. 1822年，差分机 5. 库塔（Curta）
3．电子计算机
1. 电子计算机能够自动自动存储数据，能够理解和自动 执行任意的复杂规则，能进行任意形式的计算。
1 计算思维和计算
天津科技大学 计算机公共基础系
1
目录
1.1 计算思维概述 1.2 计算与自动计算 1.3 计算工具的发展史
1.1计算思维概述
计算思维是指计算机、软件以及计算相关学科的科学家 和工程技术人员的思维方法。
计算思维定义
美国CMU大学周以真教授： 计算思维是运用计算科学的基础概
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。
1.3.2 元器件的发展
1. 元器件发展中经历了电子管、晶体管、集成电路三个 阶段

④ ICER Final Report of the Northwest Regional Meeting • 内容及建议
以上四个文件分析了美国计算教育出现的问题，报告建议在美国国家科学基金的资助下全面 改革美国的计算教育。以下两个问题和一个建议值得我们注意： ① 大学第一年计算机课程的构建问题； ② 多学科的融合问题； ③ 报告建议加强美国中小学学生抽象思维与写作能力的训练，目的，使学生平稳过渡到
（3）“讨论”出服务排队的核心方法：
–先来先服务（FCFS) –短任务优先（SJF) –最短剩余时间优先（SRTF) –优先级调度（HPF) –时间片轮转（RR)
例4 装箱问题模拟
问题：用尽可能少的箱子装下若干物体
#include <stdio.h> main() {
int i, j, Cur, N, Max=0; static int S[1001]; scanf("%d", &N); for(i=1; i<=N; i++) {
科学的美不逊于艺术的美。
1.1 科学与科学思维
1. 科学的概念
词源
“science”来源于拉丁文”scientia”, 意为“知识 与学问”。
达尔文
“科学就是整理事实，从中发现规律，作出结 论。”
科学是运用范畴、定理和定律等思维形式反映现 实世界中各种现象的本质和运动规律的知识体系。
1.1 科学与科学思维
2. 科学的分类 广义科学
自然科学：以自然界为主要研究对象，运用实证、理性和 臻美等方法，解释自然的奥秘。
人文科学：以人类为主要研究对象，，运用实地考察、诠 释和启示等方法，认识人、人性和人生的意义，提升人的精 神素质和思想境界。

什么是计算思维计算思维的含义你知道计算思维吗?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。

下面小编为你整理计算思维，希望能帮到你。

什么叫计算思维计算思维的含义计算思维是数字时代人人都应具备的基本技能。

计算思维与理论思维和实验思维一起构成了科技创新的三大支柱。

美国卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)Jeannette M. Wing 教授2006年3月在美国计算机权威期刊Communication of the ACM上将计算思维定义为：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。

计算思维具有如下特征：(1)计算思维是概念化的抽象思维，而非程序思维。

(2)计算思维是人的思维，而非机器的思维。

(3)计算思维是思想，而非人造品。

(4)计算思维与数学和工程思维互补和融合。

(5)计算思维面向所有的人，所有的领域。

(6)如同“读、写、算”一样，计算思维是一种基本技能。

计算思维教育实践途径计算思维培养，具体到中小学教育实践中，必须要有一个依托工具和抓手。

中小学信息技术课程中，如何渗透计算思维教育，可以从如下几个方面尝试。

(一)在计算机程序设计教学中渗透计算思维通过计算机程序设计教学培养学生的计算思维，是中小学信息技术教师最容易上手的做法。

对于计算思维的培养，宜选择可视化的、模块化的、易于学习的程序设计软件。

LOGO语言是一种早期的编程语言，也是一种与自然语言非常接近的编程语言，它通过“绘图”的方式来学习编程，对初学者特别是儿童进行寓教于乐的教学方式。

至今还有很多人使用LOGO语言教学生程序设计，2012韩国对小学教师职前培训增加的计算思维的内容，就是借助LOGO语言的算法学习项目实施的。

Scratch是一种新式的程序语言，可以让你用非常简单的方式，创造属于你自己的故事、动画、游戏、音乐甚至是绘画，并且可以轻易的分享至网络上。

Computational Th只和计算机有关，它和我们的生 活息息相关。
一、计算改变了什么？ 二、什么是计算？ 三、什么是计算思维？
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一、计算改变了什么
一．计算改变了科学家的思考方式
– 计算生物学改变着生物学家的思考方式 – 数学机械化改变着数学家的思考方式 – 计算博弈理论改变着经济学家的思考方式 – 社会计算改变社会学家的思考方式
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计算生物学改变着生物学家的思考方式
最典型的案例： 人类的基因工程----耗时10年，耗资数百亿美元。 散弹枪算法提出来后，用于基因测序----耗时几天，耗 资千把美元就能测一个基因。 （因为大量的繁杂的工作由计算机完成，大大解放了生 物学家，从而改变着生物学家的思考方式）
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数学机械化改变着数学家的思考方式
•“计算思维”是美国卡内基梅隆大学周以真教授提出的一种 理论。 •周以真认为：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行为，它涵盖了计算机科学的 周M一.以W系真in列（g，思英）文维，名活美Je国动an计。n算et机te
科学家。卡内基-梅隆大学 教授。美国国家自然基金会 计算与信息科学工程部助理 部长。ACM和IEEE会士。
Next x
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百元买白鸡
• 公鸡每只5元，母鸡每只3元，小鸡一元3只， 一百元买一百只鸡，问有几种买法？
问题分析： X+Y+Z=100 5X+3Y+Z/3=100
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编程
For x=1 to 100 For y=1 to 100 Z=100-x-y If 5*x+3*y+z/3=100
• 回答10次是与否，就可以猜出该数字。

计算思维概念知识点总结计算思维概念知识点总结计算思维是一种关于解决问题和处理信息的思维方式，强调运用信息技术和计算方法来分析和解决问题。

随着智能时代的到来，计算思维的重要性日益凸显，对于培养创新能力和解决实际问题具有重要意义。

本文将综述计算思维的相关概念和知识点，包括算法思维、抽象思维、系统思维、逻辑思维、创新思维等。

一、算法思维算法思维是指从问题到解决方案的过程中，通过设计和运用算法的思维方式。

算法思维强调问题的分解和解决方案的设计，需要具备分析问题的能力和设计解决方案的能力。

对于初学者而言，可以通过学习和实践编程来培养算法思维，掌握常见的算法和数据结构。

二、抽象思维抽象思维是将事物或问题的共性和关键特征抽取出来，形成概念和模型的思维方式。

抽象思维能够帮助我们理清事物之间的关系和逻辑，从而更好地分析和解决问题。

在计算思维中，抽象思维常见于问题建模、问题转化和解决方案的设计过程中。

三、系统思维系统思维是指从整体和结构的角度来看待问题，考虑事物之间的相互关系和影响。

系统思维能够帮助我们发现问题的本质和内在规律，从而提出更好的解决方案。

在计算思维中，系统思维常见于设计复杂系统和优化方案的过程中。

四、逻辑思维逻辑思维是指按照严谨的逻辑和推理方式来分析和解决问题的思维方式。

逻辑思维能够帮助我们通过推理和演绎来验证和证明问题的正确性，从而提高问题解决的准确性和效率。

在计算思维中，逻辑思维常见于设计算法和程序的过程中。

五、创新思维创新思维是指突破传统思维模式，寻找新的解决方案和方法的思维方式。

创新思维能够帮助我们发现和解决问题的新角度和新思路，从而提出更具创新性和独特性的解决方案。

在计算思维中，创新思维常见于设计新的算法和应用的过程中。

六、综合运用在实际问题解决中，计算思维的不同思维方式往往需要综合运用。

例如，在解决一个复杂问题时，可以先通过系统思维分析问题的整体结构和关键因素，然后运用抽象思维和算法思维进行问题建模和解决方案的设计，最后运用逻辑思维验证解决方案的正确性。

计算思维
1 计算思维概述
1 计算思维概述
1 计算思维概述
1 计算思维概述问题是可以计算的是指可以使用计算机在
有限步骤内解决。从本质上来说，计算机的计算是 数值计算，但是很多非数值问题（如语音、图形、 图像等）是通过转化为数值问题再成为可计算的。
（2）计算复杂性
计算复杂性就是计算机求解问题的难易程度， 其度量标准有2个：时间复杂度和空间复杂度。 （3）图灵测试
图灵测试是人工智能的理论基础。
2 计算思维的方法
2 计算思维的方法
2 计算思维的方法
3 计算思维的实现
3 计算思维的实现
3 计算思维的实现
3 计算思维的实现
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用
4 计算思维的应用

简述计算思维的概念计算思维是一种高级思维活动，它利用计算机和计算系统实现对复杂问题的抽象建模、系统建模、结构性分析和解决、知识发现和重复应用的能力。

它是在新一代教育理论和实践中出现的一种有效的思维，它是以计算机为主要工具实现“探索和发现知识”、“解决问题并模拟实际世界”的思维模式。

计算思维的核心内容是分析性思维，它强调以一种逻辑的方式解决问题，运用计算机模拟实际问题的情境、流程、结构和算法，深入研究问题的本质，重新构造与传统思维完全不同的解决方案。

计算思维的核心理念是从若干方面去分析和研究问题，比一般思维模式更深入及系统，运用计算机技术把数据、运算、模型和算法等层次有机地结合起来，从而最大限度地提高解决问题的效率，提高学习者的分析能力。

另外，计算思维还强调将知识转化为可以使用的信息，把学习结果转化为可操作的算法，结合现实世界中的对象实体，通过模拟这些对象实体，为解决实践问题提供一种有效的思维方法。

有计算思维的支持，解决复杂的甚至是抽象的问题，可以构建出实用的解决方案，让学习者迅速地获得学习成果。

计算思维的核心概念是“以计算为实现手段，以信息技术为基础”，强调以系统化的、综合的方式分析解决问题，让学习者用计算机实现深入研究和复杂的应用技术，引入信息技术的各种新工具来实现实际的解决方案。

计算思维着重处理复杂性、应用技术实现解决方案以及重新设计知识，这意味着计算思维具有高级技术、高级分析、高级决策能力和应用能力，它能够有效助力学习者获得科学思维能力，培养学生探索发现、分析解决问题的能力。

总之，计算思维旨在帮助学习者用更科学、更系统的方式去抽象思考，分析和解决复杂的问题，让学习者通过信息技术的运用，达到最优的学习成果。

它是一种具有未来意义的思维模式，能够帮助学生从信息技术中发掘潜在能力，让他们在学习和生活中更有效地应用技术，发挥实际作用。

实用文档
问题求解中的计算思维
实用文档
• 有铺一座路城问市题需
要铺路，不仅 每栋房子都能 沿着铺好的道 路到达其他所 有的房子，而 且用的石砖最 少。
• 设有三栋房子
和三条路，哪
些路是必须要
铺上石砖的？
பைடு நூலகம்
实用文档
• 如果是5栋房子？
1
2
3
4
5
实用文档
B
A
C
D 1E
实用文档
警察抓小偷
警察局抓了a，b，c，d四名偷窃嫌疑犯，其 中只有一人是小偷，审讯记录如下：
•“计算思维”是美国卡内基梅隆大学周以真教授提出的一种 理论。 •周以真认为：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行为，它涵盖了计算机科学的一 周M系以. 列W真i思n（g维英，文活）名，动J美e。a国nn计e算tte
机科学家。卡内基-梅隆大 学教授。美国国家自然基金 会计算与信息科学工程部助 理部长。ACM和IEEE会士。
实用文档
计算思维的特性
4 数学和工程思维的互补与融合。
计算机科学在本质上源自数学思维，构建虚拟世界的自 由使我们能够超越物理世界去打造各种系统。
实用文档
计算思维的特性
5 是思想，不是人造品。
面向所有的人，所有地方
不只是我们生产的软件、硬件等人造品将以物理形式 到处呈现并时时刻刻触及我们的生活，更重要的还有将我 们用以接近和求解问题、管理日常生活、与他人交流和互 动时计算性的思想；而且，面向所有的人，所有地方。
囚徒困境——博弈策略建模
石头剪刀布游戏的博弈模型
•石头剪刀布是一种相互制约的多元博弈游戏，它是最平衡
的游戏。

简述计算、思维、计算思维的概念计算、思维和计算思维是当今科技发展的三个基本要素，它们在今后的科技革新中扮演着重要的角色。

计算是一种数学和计算机科学技术，通过有效地解决问题来提高效率，而思维则是一种更抽象的过程，涉及到个体如何认知世界，从而得出决策和行动。

计算思维是将这两者结合起来，利用计算机及其相关技术来解决解决复杂问题的方法。

计算是计算机科学的基础。

它可以为计算机系统提供可重复的算法，用于解决有困难的问题。

计算机可以通过定义输入数据、操作和运行算法，来对实际问题进行分析和解决。

计算机系统和计算机软件为人们提供了一些方便快捷的工具，可以有效地搜集和处理大量数据，从而被广泛应用于现代社会的各个领域，如财经、技术和教育。

思维是人脑的一种功能，涉及到识别视觉图像、理解人类语言、抽象问题、判断和推理、归纳和演绎等等。

它也在更大的层面上涉及到理解和解决复杂问题的过程，以及运用逻辑和创造性思维来解决实际问题的能力。

人们运用思维，不仅可以明白社会和世界，而且可以更快地适应新的环境和逆境。

计算思维是将计算和思维结合在一起，通过计算机和关联技术来解决复杂问题的方法。

这种思维方式既可以以抽象的方式思考问题，又可以以实际的方式发现最佳解决方案。

一个计算思维的框架由数据和计算机数据组成，通过足够的工具和技术，可以实现真正的计算思维。

计算思维的发展给当今的社会带来了革命性的变化，有助于人们在复杂的社会环境和棘手的问题中快速解决问题，并且能够更加有效、准确和安全地分析、提出和实现更佳解决方案。

此外，计算思维利用计算机自动处理大量数据，有助于提升系统的可视化和可操作性，有助于将复杂的数据变得更加容易理解。

计算思维还可以为解决实际问题提供有效的解决方案，使我们能够更好地面对挑战，并从中受益。

综上所述，计算、思维和计算思维是科技领域基础性概念，它们以不同的形式存在，但是在联系起来后，则可以实现复杂问题的更为有效和精准的解决。

它们不仅可以为人们解决各种实际问题提供方便，而且可以为未来的科技发展提供宝贵的资源。

简述计算思维的概念计算思维是指运用计算机科学原理和方法，以逻辑思维为基础，利用计算机和信息技术解决问题的一种思维方式。

计算思维强调通过分析、抽象、建模和算法设计等方法，将问题分解为一系列可计算的步骤，从而寻求解决问题的有效策略。

计算思维具有广泛的应用领域，不仅仅局限于计算机科学领域，适用于各个学科和领域。

计算思维的核心是分析和抽象能力。

分析能力是指将复杂问题分解为简单的子问题，以便于逐步解决。

抽象能力是指将问题抽象成通用的模型或概念，以便进行问题的建模和算法设计。

在计算思维中，分析和抽象相辅相成，帮助我们更好地理解问题的本质和结构，并找到解决问题的方法和策略。

计算思维还强调算法设计能力。

算法是一系列解决特定问题的步骤和规则，可以用来实现其中一种功能或达到一些目标。

通过学习和掌握算法设计的基本思想和技巧，我们可以更好地解决各种实际和抽象的问题。

算法设计能力涉及到问题的建模、选择合适的数据结构和算法、考虑边界条件和复杂度等方面，是计算思维中的重要组成部分。

在计算思维中，还有一项重要的概念是信息处理。

信息处理是指利用计算机和信息技术来处理和管理信息，包括获取、存储、传输和分析等方面。

计算机作为信息处理的工具，可以帮助我们更好地处理和利用大量的信息，提高工作效率和决策质量。

信息处理能力是计算思维中必不可少的一项技能，对于解决实际问题和提高工作效率具有重要意义。

计算思维的培养与发展是一个系统的过程。

在教育领域，计算思维已成为一个重要的教学目标。

通过系统的计算思维教育，可以培养学生的逻辑思维、创造力、问题解决能力和合作精神等综合素质。

同时，计算思维的培养也需要结合具体的学科和领域，将计算思维与学科知识相结合，形成综合的学习和应用能力。

计算思维的应用广泛，适用于各个领域和学科。

在自然科学领域，计算思维可以帮助科学家进行数据分析、模拟实验和建立模型，推动科学研究的进展。

在工程领域，计算思维可以用于设计和优化复杂系统、解决实际工程问题，提高工程项目的效率和质量。

信息科技课程标准核心素养：计算思维在当今数字化时代，信息科技已经成为人们工作和生活中不可或缺的一部分。

为了适应这一变化，教育界也开始关注信息科技课程的重要性，以培养学生的信息技术能力和计算思维。

而计算思维作为信息科技课程的核心素养，不仅在学校教育中扮演着重要角色，也成为了适应未来社会发展的必备能力。

一、计算思维概述计算思维是一种利用计算机科学的思维方式，通过抽象化、自动化和分析来解决问题的能力。

它不仅包括了计算机科学知识，还涵盖了逻辑思维、问题分析、算法设计等方面的能力。

有了计算思维，人们能够更好地理解和利用信息技术，解决现实生活中的问题。

二、计算思维的重要性1. 培养创新能力通过培养计算思维，学生能够更好地理解和应用信息技术，激发创新意识，解决现实生活中的问题。

他们能够通过计算机科学的思维方式，寻找新的解决方案，推动科技创新和社会发展。

2. 提升问题解决能力计算思维让学生能够从问题的角度出发，分析、抽象和解决问题。

通过学习计算思维，他们能够培养逻辑思维和系统思维能力，更好地解决复杂的问题。

3. 适应未来发展随着信息科技的快速发展，未来社会对信息技术人才的需求将越来越大。

培养学生的计算思维，可以让他们更好地适应未来社会的发展，成为具有竞争力的人才。

三、信息科技课程标准中的计算思维要求信息科技课程标准中，对学生的计算思维提出了明确要求：学生应具备使用计算机科学相关知识解决问题的能力，包括但不限于问题分析、算法设计、编程实现等方面。

1. 问题分析学生应该能够从现实生活和学科实践中提取问题，进行问题分析，并运用计算机科学相关知识进行解决。

2. 算法设计学生应该具备设计基本算法的能力，能够将问题抽象为算法，并进行适当的优化和改进。

3. 编程实现学生应该掌握至少一种编程语言，并能够熟练运用所学知识进行编程实现，解决问题。

四、信息科技课程标准中的计算思维培养方法为了培养学生的计算思维，信息科技课程标准中也提出了相应的培养方法。

大学计算机计算思维基础计算思维基础主要内容•计算思维的概念•计算思维的特征•计算思维的内涵科学研究及其思维分类1. 科学研究的方法分为三类：理论研究：理论科学实验研究：实验科学计算研究：计算科学2.科学思维的分类理论思维：又称推理思维，以推理和演绎为特征，以数学学科为代表。

实验思维：又称实证思维，以观察和总结自然规律为特征，以物理学科为代表。

计算思维：又称构造思维，以设计和构造为特征，以计算机学科为代表。

周以真的定义（原美国卡内基·梅隆大学教授）：计算思维（Computational Thinking，CT）是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、和理解人类行为等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动。

计算思维定义P.J.Denning观点（ACM 前主席）Denning认为：计算原理可以总结为7类。

计算---Computation通信---Communication协作---Coordination记忆---Recollection自动化-Automation评估---Evaluation设计---Design计算思维定义2011年，国际教育技术协会(ISTE) 和计算机科学教师协会(CSTA) 给计算思维下了一个操作性的定义：计算思维是一个问题解决的过程，该过程包括：①制定问题，并能够利用计算机和其他工具来帮助解决该问题；②符合逻辑地组织和分析数据；③通过抽象（如模型、仿真等）再现数据；④通过算法（一系列有序的步骤）支持自动化的解决方案；⑤识别、分析和实施可能的解决方案，并整合这些最有效的方案和资源；⑥将该问题的求解过程进行推广并移植到更广泛的应用中。

2017/4/9 6计算思维的本质：抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。

计算思维的本质反映了计算的根本问题，即什么能被有效地自动进行。

计算是抽象地自动进行，自动化需要某种计算机去解释现象。

从操作层面上讲，计算就是如何寻找一台计算机去求解问题，选择合适的抽象，选择合适的计算机去解释执行抽象，后者就是自动化。

计算思维概念
计算思维（putational thinking）不是数学计算的能力，也不是运用计算机的能力。

2006年美国卡内基梅隆大学的周以
真教授在acm会刊首次提出，计算思维(putational thinking)是运用计算机科学的思维方式进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等一系列的思维活动。

2011 年，她再次更新定义提出计算思维包括算法、分解、抽象、概括和调试五个基本要素。

计算思维和很多概念一样，在学术界有一定的共识，但也有很多争议。

在共识层面，大多数研究人员同意:
1.计算思维是一种思维过程，可以独立于计算机、互联网、人工智能等技术而存在。

2.这种思维是人类思维而不是计算机思维。

它意味着人们用计算思维来控制计算设备，从而更高效、更快捷地完成仅靠人力无法完成的任务，解决计算时代之前无法想象的问题。

3.这种思维是认识和思考未来世界的正常思维方式。

它教会孩子理解和掌控未来世界。

计算思维经过多年的研究、扩展、归并，其基本思维的流程与要素能够被大致明确为如下关键要素：
（计算思维六要素）
换句话说，计算思维的教育并不要求每个人都成为程序员或工程师，而是在未来时代拥有适应未来的思维模式。

计算思维是人类在未来社会解决问题的重要手段，而不是让人像计算机一样机械操作。

“CT is the thought processes involved in formulating problems and their solutions so that the solutions are
合理抽象 高效算法（算法思维角度） represented in a form that can be effectively carried out by an information-processing agent .” Informally, CT describes the mental activity in formulating a
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请同学们总结什么是计算？
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1.计算
计算（computation）是算法的执行，
从包含算法和输入数据的初始状态开始，经过一系列 的中间状态，直到达到最终的目标状态的过程。
算法（algorithm）是由若干条指令组成的有穷序列。
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计算与产品的加工/生产过程有什么可比之处？ 一组可能的输入值和一组可能的输出值之间的映射关系
（6）数据库技术基础 ◆ 设计一个数据库，本身就是抽象和分解的过程
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计算思维与问题求解
计算思维求解问题的手段： 抽象和自动化。
问题求解的步骤 问题抽象化的描述，问题表示(如何建立模型) 寻找解决方案，问题求解（如何设计算法） 计算机实现过程，效率（如何有效地求解）
现实问题的延伸
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称为函数（function）。
它使每个可能的输入被赋予单一的输出。 对于一个给定的输入，确定其具体输出的值，这一过程称为函
数的计算。 通过对函数的计算，解决问题。 计算机科学的一个基本问题就是找到一种技术，并用其来计算

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1.1.1 计算工具的国内起源
• 现代计算思维最集中体现和最典型特征之一，就是“完备 的计算系统必须是软硬件结合的系统”，计算机如此，手 机也如此。而早在几千年前，中国的先民们就掌握了这一 思想。人们通过熟记相关口诀，然后以古算具为工具，来 进行一些简单的数学计算。这个阶段的计算思维被称之为 中国古代计算思维。如中国唐末盛行的珠算就是这样的计 算系统：算盘即硬件，珠算口诀即软件。 • 当然，体现计算思维这一思想的不仅仅是珠算，还包括更 早的中国古算具——算筹。
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祖冲之与最古老的计算工具——算筹和算盘，以及记载有算筹和算盘口诀算法的《数术记遗》
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• 算盘结合了十进制计数法和一整套计算口诀。明朝以后， 算盘传至日本、朝鲜，继而在世界各地流传开来，并出现 了许多变种。珠算被称之为我国“第五大发明”，至今仍 在加减运算和教育启智领域发挥着电子计算机无法替代的 作用。吴文俊院士认为：“数学机械化思想来源于中国古 算”。对筹算而言，珠算可以更加突出我国古代数学算法 机械化特色。珠算充分利用汉语单字发音特点，将几个计 算步骤概括为若干字一句的珠算口诀，计算时呼出口诀即 可拨出计算结果，整个计算过程类似于计算机通过已编好 的程序来执行计算的过程，所以吴文俊教授将算盘算筹称 为“没有存储设备的简易计算机”。我们把中国古代计算 思维认为是处于萌芽时期的计算思维，这个阶段的计算思 维仅仅应用于解决数值计算问题，还未涉及到逻辑计算等 其他计算问题，而且还未建立起系统的理论和方法体系。
• 1.1 计算工具的发展
• 1.2 计算思维概述 • 1.3 计算思维案例分析
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1.1 计算工具的发展
• 计算思维可以通过计算工具来实现。1972年图灵奖得 主Edsger Dijkstra说过：我们所使用的工具影响着我 们的思维方式和思维习惯，从而也深刻影响着我们的 思维能力。 • 一般而言，计算工具的目标是要实现快速计算、自动 计算。要实现此目标，需要解决4个问题：①数据的表 示；②数据的自动存储；③计算规则的表示；④计算 规则的理解和自动执行。所以，一个完备的计算系统 必须是软硬件结合的可快速自动化计算的系统。