战德臣《大学计算机-计算思维导论》大学计算机第8讲-怎样研究算法-排序算法研究示例
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大学计算机科学导论:算法与程序设计基础1. 概述本文将介绍大学计算机科学导论中的重要内容,主要聚焦于算法与程序设计基础。
我们将探讨什么是算法以及为什么它对计算机科学至关重要,同时还将涵盖程序设计的基础知识和技巧。
2. 算法的概念和意义2.1 什么是算法?算法是一系列解决问题或完成任务的有序步骤。
它们在计算机科学领域起着至关重要的作用,可以用来解决各种实际问题。
我们将详细介绍算法的特征和常见的描述方法。
2.2 算法复杂度分析除了了解如何设计和描述算法,我们还需要了解如何评估它们的效率。
这一部分将介绍如何进行时间复杂度和空间复杂度分析,帮助我们选择最优的算法。
2.3 常见的经典算法在计算机科学中,有许多经典的算法被广泛应用于实际问题中。
我们将介绍一些常见的排序、搜索、图论等经典算法,并为每个算法提供示例代码和解析。
3. 程序设计基础3.1 编程语言学习算法和程序设计基础的关键是掌握一门编程语言。
我们将介绍几种常见的编程语言,如C、Python、Java,并对其特性及适用场景进行比较。
3.2 数据结构数据结构在程序设计中起着核心作用,它们是组织和存储数据的方式。
本节将介绍常见的数据结构,如数组、链表、栈、队列等,并探讨它们的应用场景和操作。
3.3 基本算法思想掌握各种算法思想对于问题求解至关重要。
我们将介绍分治法、贪心法、动态规划等常见的算法思想,并提供相应的例子展示如何应用这些思想解决实际问题。
4. 实践与应用4.1 算法与程序设计项目实战理论知识只有经过实践才能更好地掌握。
我们将鼓励学生参与算法与程序设计相关的项目实战,通过实际编写代码来巩固所学知识,并学习如何协作和解决实际问题。
4.2 实际应用场景本节将介绍算法与程序设计在现实生活中的应用场景,如图像处理、网络安全、人工智能等。
学生将了解到自己学习所掌握的知识在实际领域中的具体应用。
5. 结语大学计算机科学导论中的算法与程序设计基础是计算机科学领域的核心内容之一,掌握这些知识对于日后深入研究和从事相关行业至关重要。
大学计算思维导论教学大纲课程概述《大学计算思维导论》是高等学校本科非计算机专业的一门必修公共基础课,该课程是培养学生通过现代工具及媒体构建知识、提升能力的重要课程。
本课程的任务是使学生通过本课程的学习培养学生计算思维解能力,了解计算机基础理论知识,具备计算机基本操作、数据库基本应用、网络应用、多媒体技术应用、程序设计、信息系统设计与开发等方面的技能,培养学生利用计算机解决常见实际问题的能力以及终身学习的意识与能力。
课程大纲自学内容(一)Windows操作系统的基本应用CZ01-01 Windows的桌面CZ01-02 文件的操作CZ01-03 任务计划自学内容(二)办公软件Word2010Word2010的基本应用表格制作图文混排CZ02-01 WORD的基本操作CZ02-02 WORD的文档编辑CZ02-03 WORD中文档设置CZ02-04 文档排版高级应用CZ02-05 文档排版基本应用CZ02-06 WORD中表格的制作CZ02-07 WORD中表格的排序与公式CZ02-08 WORD的图文混排CZ02-09 文档特殊格式设置CZ02-10 WORD的艺术字和SmartArt图形CZ02-11 WORD实例1 古文排版CZ02-12 WORD实例2 大数据自学内容(三)电子表格Excel的基本应用Excel2010的基本应用Excel2010公式与常用函数数据分析与图表创建Excel打印设置拓展案例CZ03-01 Excel的基本操作与数据输入CZ03-02 Excel工作表的格式化CZ03-03 Excel的公式和函数CZ03-04 Excel的简单函数CZ03-05 Excel的条件函数ifCZ03-06 Excel的条件计数函数CZ03-07 Excel的排名函数RankCZ03-08 Excel的时间间隔函数CZ03-09 Excel的纵向查找函数VLookupCZ03-10 Excel的数据排序CZ03-11 Excel的数据筛选CZ03-12 Excel的图表CZ03-13 Excel的实例1 成绩单的制作CZ03-14 Excel的实例2 报到率的计算自学内容(四)演示文稿PowerPoint的基本应用演示文稿的创建与修饰动画效果设置CZ04-01 PowerPoint 2010概述CZ04-02 PowerPoint的创建演示文稿功能CZ04-03 PowerPoint幻灯片里的文字编辑功能CZ04-04 PowerPoint幻灯片里的图片编辑功能CZ04-05 PowerPoint中幻灯片里的绘制图形功能CZ04-06 PowerPoint幻灯片里的插入音频和视频功能CZ04-07 PowerPoint幻灯片里的动画功能CZ04-08 PowerPoint幻灯片里的创建超链接、设置幻灯片切换CZ04-09 PowerPoint中演示文稿的放映设置与控制第2讲信息技术基础信息技术基础课件02-01 进制与进制转换02-02 基于计算机的信息处理02-03 BCD码与ASCII码02-04 多媒体信息编码信息技术基础章节测试第3讲操作系统基础操作系统基础课件03-01 文件管理03-02 作业管理03-03 操作系统的分类操作系统基础测试题第4讲计算机网络08-09-移动互联网08-10-搜索引擎计算机网络课件08-01 计算机网络概述08-02-计算机局域网08-03-Internet概述08-04-IP地址与MAC地址08-05-www服务08-06-计算机病毒与网络安全08-07-云计算08-08-物联网计算机网络单元测试第5讲多媒体技术及应用多媒体技术及应用课件06-01 多媒体技术的基本概念06-02 音频处理技术06-03 图形图像处理技术06-04 动画处理技术06-05 视频处理技术06-06 多媒体数据压缩技术06-07 虚拟现实技术06-08 增强现实技术06-09 3D打印技术多媒体技术及应用章节测试第6讲数据库技术基础数据库技术基础课件到底多大才算是大数据07-01 数据库技术基本概念07-02 数据库管理系统的基本功能07-03 关系模型07-04 ACCESS的基本操作07-05 ACCESS的查询07-06 ACCESS的窗体07-07 ACCESS的报表07-08 ACCESS的宏07-09 关系运算07-10 结构化查询语言-数据定义07-11 结构化查询语言-数据操作07-12 结构化查询语言-数据查询07-13 大数据07-14 ACCESS综合实例1-艺体文专业07-15 ACCESS综合实例2-艺体文专业07-16 ACCESS综合实例3-理工农经管专业ACCESS练习(理工农经管专业完成)数据库技术基础单元测试ACCESS练习(艺体文专业完成)第7讲算法与数据结构本章课件可视化计算工具RaptorRaptor基本应用例题04-01 算法概述04-02 算法的描述04-03 数据结构概述04-04 线性结构04-05 树04-06 图04-07 raptor的基本操作04-08 raptor的选择表示04-09 raptor的循环表示04-10 raptor的常用函数04-11 raptor的数组04-12 累加算法与连乘算法04-13 统计算法04-14 最值问题04-15 排序04-16 查找算法与数据结构测试可视化计算Raptor的应用(理工农经管专业完成)可视化计算Raptor的应用(艺体文专业完成)第8讲程序设计基础程序设计基础课件05-01 程序设计的概念05-02 程序设计的基本原则05-03 程序设计的基本控制结构05-04 VS2010实现C程序05-05 VS2013实现VB程序程序设计基础章节测试第9讲软件工程软件工程课件09-01 软件生命周期09-02 分析阶段09-03 设计阶段09-04 实现、测试与文档软件工程单元测试第1讲计算机与计算思维计算机与计算思维PPT01-01 计算机的发展与应用领域01-02 计算机应用系统的计算模式01-03 计算思维概述计算机与计算思维章节测试预备知识该课程为大学一年级学生的必修课,学生应具备中学阶段《信息技术》课程所达到的基本要求,能够熟练操作计算机,并能掌握常用软件的基本功能的使用。
大一计算思维知识点计算思维是指通过对问题的分析、建模和求解,利用计算机或者人的计算能力来解决问题的一种思维方式。
它是现代社会必备的一种能力,也是大一学生需要掌握的重要知识点。
本文将介绍大一计算思维的三个主要知识点:算法与流程控制、数据结构与算法分析、计算机编程与实现。
一、算法与流程控制1.1 算法概述算法是一种问题求解的方法,它由一系列清晰而有序的步骤组成,可以用来解决特定问题。
算法的设计需要考虑问题的规模、效率和可行性。
1.2 算法的特性算法具有以下几个重要特性:- 输入:算法的输入参数或数据。
- 输出:算法的输出结果。
- 确定性:对于相同的输入,算法必须有相同的输出。
- 可行性:算法的每一步都是可行的,可以通过有限次的操作得到结果。
- 有限性:算法在执行有限的步骤之后终止。
1.3 常用的流程控制结构大一学生需要掌握常见的流程控制结构,包括顺序结构、选择结构和循环结构。
- 顺序结构:按照指定的顺序逐步执行程序。
- 选择结构:根据条件的真假选择不同的执行路径。
- 循环结构:重复执行一段代码,直到满足退出条件。
二、数据结构与算法分析2.1 数据结构概述数据结构是指组织和存储数据的方式,它关注数据的逻辑关系和操作。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树等。
2.2 算法分析在实际应用中,我们需要比较不同算法的效率。
算法分析是对算法运行时间和空间复杂度的评估。
常用的算法分析方法有大O表示法、平均情况复杂度和最坏情况复杂度等。
2.3 常见的算法- 排序算法:包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
- 查找算法:包括线性查找、二分查找等。
- 图算法:包括深度优先搜索、广度优先搜索等。
三、计算机编程与实现3.1 编程语言大一学生通常学习C、C++、Java等编程语言。
通过学习编程语言,学生可以将算法和数据结构转化为具体的代码实现。
3.2 常见的编程任务- 程序的输入和输出:包括标准输入输出、文件输入输出等。
大学计算机—计算思维导论CAP教学大纲计算手段已发展为科学研究第三种手段,研制和应用各学科相关计算系统,计算+、互联网+、大数据+,智能+,最本质就是计算思维,计算思维已成为各专业学生都应掌握的思维方式,与计算思维融合,是各学科学生创新的源泉。
本课程为你介绍计算学科所蕴含的经典的计算思维,是所有本科生必修的通识教育课程。
本课程是大学先修课,即你在高中阶段或上大学之前完成本课程的学习并获得结课认证证书后,在入学时参加必要的测试考核(主要确认你确实学习过),通过后则你可在大学阶段免修该课程直接获得学分,这样为你大学的学习节省时间和精力,使你在大学期间可做更多自己想要做的事情。
《大学计算机》是一门什么课程呢?(1)大学计算机是面向大学一年级学生开设的,与大学数学、大学物理有一样地位的通识类思维教育课程。
它不是讲授计算机及其软件(如Office,Access,IE等)如何使用的课程;它也不是仅仅训练学生程序设计内容的课程;它是讲授每个大学生都应具备的计算思维的课程,大学生创造性思维培养离不开计算思维的培养。
(2)计算思维是互联网与信息时代每个人都应具备的一种思维方式。
互联网公司(如阿里巴巴、Facebook、Apple、腾讯等)的成功应归属于计算思维运用的成功;1998年诺贝尔化学奖授予一个量子化学计算手段的研究者说明:计算思维对非计算机学科人才实现复合性跨学科创新是非常重要的。
(3)大学阶段应更多地训练“思维”,而不应仅着眼于“知识”即事实的学习。
计算机学科知识的膨胀速度是非常快的,“知识”的学习必须有所选择,因此应学习计算机学科经典的、对人们现在和未来有深刻影响的思维模式;“知识”随着“思维”讲解而介绍,“思维”随着“知识”的贯通而形成,“能力”随着“思维”的理解而提高。
《大学计算机》课程应围绕着大学计算思维教育空间-计算之树,进行内容的组织和学习。
(I)计算与程序,主要讲授计算与计算思维,符号化、计算化和自动化,计算系统与程序构造,程序构造方法:递归与迭代,这些是由社会/自然到计算的、最基本的抽象和自动化机制;--理解计算机最本质的内容。
中国大学教学 2013年第2期56 战德臣,哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院教授;聂兰顺,哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院副教授。
计算思维与大学计算机课程改革的基本思路战德臣 聂兰顺摘要:当前已经形成了“大学计算机”课程核心价值就是培养学生的“计算思维”、应该以计算思维为导向进行大学计算机课程改革的共识。
但怎样培养计算思维,大学计算机课程究竟讲授什么内容才是培养计算思维,非计算机专业学生对计算思维的需求究竟是什么?针对这些问题,本文从计算技术与计算系统的发展阐述了“核心”的计算思维,给出了大学计算机所面对的知识空间,进而通过分析非计算机专业学生未来对计算思维能力的需求,给出了大学计算机课程改革的一个解决方案。
关键词:计算思维;大学计算机;计算系统;非计算机专业从20世纪90年代末期教育部倡议在大学开展“计算机文化”教育开始,经历了以流行软件学习与掌握为主的“计算机文化基础”教育阶段,以素养与应用驱动的计算机共性知识讲授为主的“计算机应用基础”教育阶段。
随着认识的不断深入,一些问题和矛盾也困惑着人们,如面对专业教育与计算机教育平衡的学时数问题、面对快速发展的计算机技术的教学内容取舍问题、理论内容与应用技能的教学与训练平衡问题等。
在这样的背景下,陈国良院士和李廉教授发起并组织了若干次关于“计算思维”的研讨会,对什么是“计算思维”及计算思维与理论思维、实验思维的关系作出了科学的论述。
教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会和高等教育出版社等组织了若干次大学计算机论坛,探讨了“计算思维”的形式和内涵等。
以哈尔滨工业大学、浙江大学等为代表的高等院校已经对“大学计算机”的计算思维教学做了若干年的改革实践,积累了很多经验,C9院校联合发表了关于以计算思维改造大学计算机课程的联合声明,这些都为大学计算机面向计算思维教育的改革奠定了很好的基础。
可以说大家已经形成了“大学计算机”课程的核心价值就是培养学生的“计算思维”、应该以计算思维为导向进行大学计算机课程改革的共识,面向“计算思维”的大学计算机教育的基本思路已经深入人心。
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。
《计算机导论》教学大纲说明:教师可根据课时和学校特点适当选择、调整教学安排。
一、课程简介实证思维、逻辑思维和计算思维是人类认识世界和改造世界的三大思维。
计算机的出现为人类认识世界和改造世界提供了一种更有效的手段,以计算机技术和计算机科学为基础的计算思维已成为人们必须具备的基础性思维。
如何以计算机思维为切入点,通过重构《大学计算机》的课程体系和知识结构,促进计算思维能力培养,提升大学生综合素质和创新能力是大学计算机课程改革面临的重要课题。
这些不断变化的情况要求对目前《大学计算机》的课程体系进行改革。
所以,如何明确、恰当地将计算思维融入知识体系,培养当代大学生用计算机解决和处理问题的思维和能力,从而提升大学生的综合素质,强化创新实践能力是当前的迫切要求。
1.教学目标(1)基本目标《大学计算机》教学不仅承担着传承知识,更肩负着创新知识的使命。
因此,在传授知识的同时更应培养学生的学习能力、解决问题的能力、交流能力、团队合作能力和创新能力,使他们能更快地适应未来工作的需求。
分层次课程体系体现《大学计算机》课程教学的实效性和针对性, 以“全面提高计算机公共课程教学质量,培养学生良好的信息化素养, 计算思维品质和计算机应用技能,为学生的后续专业学习提供良好的支持”为核心目标。
(2)高级目标研究性教学在培养学生的综合能力的过程中将发挥越来越重要的作用,它将成为综合性实践课程的主要教学方法。
学习的过程是参与的过程,是创造的过程而非盲目接受的过程。
学生积极的思维习惯和探究问题的意识应该在课程教学中得到培养。
在实现基本目标的基础上,实现高级目标:♦提升学习愿望,学习目标;♦增强学生的自我意识;♦运用已有知识学习新事物;♦教授特定领域和特定课程的学习策略;♦潜移默化,完善学生的人格。
2.实践环节实践性教学内容的设置遵循以下原则:(1)课程实验采用集中实验和自主实险相结合的原则。
其中,集中实验根据课程安排到统一的实验室进行实验;自主实验则由学生利用自己的机器或学校内外公有计算机实验室自主完成实验任务。
计算思维的教学内容与方法研究——以“算法”和“系统”
两种问题求解的计算思维为例
聂兰顺;战德臣;宋巧红
【期刊名称】《工业和信息化教育》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】当前已经形成了“大学计算机”课程核心价值就是培养学生的计算思维、应该以计算思维为导向进行“大学计算机”课程改革的共识.但应培养哪些计算思维,怎样培养这些计算思维,计算思维应该通过哪些教学内容以何种教学方法进行讲
授和培养?针对这些问题,本文以“算法”和“系统”两种问题求解的计算思维作为案例,探讨了计算思维的教学内容和教学方法.
【总页数】7页(P21-27)
【作者】聂兰顺;战德臣;宋巧红
【作者单位】哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨 150001
【正文语种】中文
【中图分类】G642
【相关文献】
1.基于计算思维的问题求解教学模式构建与探究r—以初中信息技术图像采集为例[J], 李应聪
2.基于计算思维的农业问题求解的教学方法研究 [J], 张璠;滕桂法;常淑惠;张昱婷
3.财经院校引入《问题求解与计算思维》课程的思考--以上海对外经贸大学为例[J], 张晓黎
4.面向计算思维训练的算法可视化教学系统研究 [J], 李晓鸿;刘丛;骆嘉伟
5.人工智能问题求解与计算思维教学初探\r——以南京航空航天大学为例 [J], 朱玉莲;刘佳;江爱华
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