计算思维导论01-计算思维和计算
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大学计算机基础知识点第一章计算思维与计算机1、三大科学思维——理论思维(以数学为基础的理论思维)、实验思维以物理为基础的实验思维、计算思维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涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动.3、计算思维的本质:抽象+自动化4、计算机是一种能存储程序和数据,自动执行程序、快速而精确地完成对各种数字化信息处理的电子设备5、1946年(美)宾夕法尼亚大学第一台数字电子计算机 ENIAC诞生。
6、按照计算机所使用的逻辑部件将计算机的发展分为四代:第一代:(1946-1957) 电子管时代第二代:(1958-1964) 晶体管时代第三代:(1965-1970) 中小规模集成电路第四代:(1971-至今) 大规模、超大规模集成电路(出现网络,使用面日益广泛)7、存储程序的工作原理是:在计算机中设置存储器,将程序和数据存放到存储器中,计算机按照程序指定的逻辑顺序依次取出存储器中的内容进行处理,直到得出结果。
计算机有两个基本能力:一是能够存储程序和数据二是能够自动地执行程序程序(Program) :是指可以连续执行的一条条指令的集合指令(Instruction) :是指计算机完成某一种操作的命令指令是一组二进制代码操作码:指出进行什么操作地址码:是规定操作数的值或地址、操作结果的地址及下一条指令的地址等计算机硬件系统第二章⏹数制(Numbering System)即表示数值的方法,有进位计数制和非进位计数制两种⏹进位计数制的基本特点如下:☐使用固定个数的数码表示数值的大小☐逢R进一☐采用位权表示法数制的转换二进制、八进制、十六进制和十进制之间的转换信息的存储单位(位、字节)除字节外,还有千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB),拍字节(PB)。
它们的换算关系原码、反码、补码之间的转换ASCII(American Standard Code for Information Interchange)码,即美国标准信息交换代码。
第1章引论本章要点:1.什么是计算;2.计算机科学与计算科学的区别;3.来自计算机发展史的启示;4.计算机应用;5.计算机发展趋势。
1.1 什么是计算?简单计算,如我们从幼儿就开始学习和训练的算术运算,如“3 + 2 = 5”“3 2 = 6”等,是指“数据”在“运算符”的操作下,按“规则”进行的数据变换。
我们不断学习和训练的是各种运算符的“规则”及其组合应用,目的是通过计算得到正确的结果。
广义地讲,一个函数如“”把x变成了f(x)就可认为是一次计算,在高中及大学阶段我们不断学习各种计算“规则”并应用这些规则来求解各种问题,得到正确的计算结果。
如对数与指数、微分与积分等。
“规则”可以学习与掌握,但应用“规则”进行计算则可能超出了人的计算能力,即人知道规则但却没有办法得到计算结果。
如何解决呢?一种办法是研究复杂计算的各种简化的等效计算方法(数学)使人可以计算,另一种办法是设计一些简单的规则,让机械来重复的执行完成计算,即考虑能否用机械来代替人按照“规则”自动计算。
例如:能否机械地判断方程“a1x1b1+a2x2b2+…+a n x n b n = c”是否有整数解?”,即机械地证明一个命题是否有解? 是否正确?类似的上述问题,促进了计算机科学和计算科学的诞生和发展,促进了人们思考:◆什么能够被有效地自动计算?现实世界需要计算的问题是很多的,哪些问题是可以自动计算的,哪些问题是可以在有限时间有限空间内自动计算的?这就出现了计算及计算复杂性问题。
以现实世界的各种思维模式为启发,寻找求解复杂问题的有效规则,就出现了算法及算法设计与分析问题。
例如观察人的思维模式而提出的遗传算法、观察蚂蚁行动的规律而提出的蚁群算法等。
◆如何低成本、高效地实现自动计算?如何构建一个高效的计算系统:计算机器的构建问题和软件系统的构建问题。
◆如何方便有效地利用计算系统进行计算?利用已有计算系统,面向各行各业的计算问题求解。
什么能、且如何被有效地自动计算问题就是计算学科的科学家不断在研究和解决的问题。
大学计算机考试知识点分布1.0第1章计算思维与计算机1.1计算思维概论1)了解科学研究的三大方法理论、实验、计算2)了解计算思维的本质抽象、自动化1.2计算机概述1)了解计算机发展的4个阶段及各阶段采用的主要逻辑部件电子管计算机时代(电子管)晶体管计算机时代(晶体管)中、小规模集成电路计算机时代(中、小规模集成电路)大规模和超大规模集成电路计算机时代(大规模集成电路)2)了解计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、人工智能化、多媒体化3)掌握计算机的6个特点○1计算速度快○2计算精度高○3可靠性高○4具有逻辑判断功能、逻辑性强○5存储容量大○6自动化程度高1.3计算机存储程序工作原理1)了解指令的组成格式、指令的执行过程指令包括操作码和地址码。
操作码:表示一条指令的操作特性和功能,即指出进行什么操作地址码:规定操作数的值或地址、操作结果的地址及下一条指令的地址等指令的执行过程可分为取指令、分析指令、执行指令三个阶段。
一系列指令的执行过程实际上就是不断重复这三个阶段。
2)掌握计算机硬件系统的5个组成部分、各部分的组成和作用运算器:计算机中执行各种算术运算和逻辑运算的部件,也叫算术逻辑部件控制器:计算机的神经中枢和指挥中心,是指挥整个计算机各功能部件协调一致动作的部件存储器:计算机中具有记忆功能的部件,用于存储程序和数据,分为主存储器和辅助存储器输入设备:用于将程序和数据输入到计算机中的设备,如键盘、鼠标输出设备:用来将计算机处理的结果进行表示的设备,如显示器、打印机3)掌握存储程序的工作原理在计算机中设置存储器,将程序和数据存放到存储器中,计算机按照程序指定的逻辑顺序依次取出存储器中的内容进行处理,直到得出结果。
第2章计算机中的信息表示2.2信息在计算机中的表示1)掌握不同数制间数的转换(包括小数的转换和整数的转换)2)掌握信息的存储单位(位、字节,千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB),拍字节(PB))以及之间的换算。
关于计算思维-计算机导论计算思维是一种将计算机科学的思维方法和模式应用于日常问题中的思维方式。
这种思维方式通过分析问题、设计算法和解决复杂难题,使人们能够更加高效地思考和解决问题。
本文将介绍计算思维的概念、重要性以及如何应用计算思维来解决实际问题。
一、引言计算思维作为一种跨学科的思维方式,在当今科技发展迅猛的时代显得尤为重要。
计算机科学不仅仅是一门技术学科,更是一种解决问题的方法论,计算思维正是其中的核心。
二、什么是计算思维计算思维是一种将计算机科学的思维方法和模式应用于日常问题中的思维方式。
它通过将问题抽象成为可以被计算机识别和处理的形式,来解决问题。
计算思维强调对问题的逻辑分析和抽象建模的能力,以及基于模型的算法设计和代码实现的能力。
三、计算思维的重要性1. 提高问题解决能力:计算思维能够帮助人们更加系统和有效地解决问题。
通过抽象问题、设计算法和实现代码等步骤,人们能够更加深入地理解问题,并找到最优解决方案。
2. 培养创新精神:计算思维注重创新和灵活的思维方式。
它不仅仅是一种解决问题的方法,更是一种培养创新精神和创造力的途径。
通过思考问题的不同角度和尝试不同的解决方法,人们可以培养出独立思考和创新的能力。
3. 适应信息化时代:计算思维是适应信息化时代的必备能力。
在当今信息爆炸的社会中,我们需要处理大量复杂的信息,而计算思维能够帮助我们更好地整理和分析信息,从而更好地适应信息化时代的挑战。
4. 增强综合素质:计算思维注重问题的整体把握和综合分析能力。
它强调将问题拆解成为更小的子问题,并通过逻辑推理等方法将这些子问题组合起来解决整个问题。
这种综合思维能力对于解决复杂问题和应对挑战至关重要。
四、计算思维的应用实例1. 算法设计和优化:计算思维可以应用于算法设计和优化领域。
通过将问题抽象成为算法的形式,并采用适当的数据结构和算法设计方法,可以得到高效、准确的解决方案。
2. 数据分析与决策:计算思维可以应用于数据分析和决策过程。