计算思维-武汉理工大学计算机试验教学中心共42页

助教TA简介
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赵惜墨
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教学内容
Chapter 1. 引论 Chapter 2. 计算系统的基本思维 Chapter 3. 问题求解框架 Chapter 4. 典型的计算思维：算法与复杂性 Chapter 5. 典型的计算思维：数据抽象、设计与挖掘 Chapter 6. 典型的计算思维：互联网与网络化思维
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1.1 什么是计算？
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1.1 什么是计算？----让我们重新审视这个古老的问题
✓简单的算术计算：如“3 + 2 = 5”、“3 *2 = 6”等。 ✓ 广义的计算：如对数与指数、微分与积分等。
归纳起来，计算是指“数据”在“运算符”的操作下，按“规则”进行的数
据变换。 为此，人们想到设计一些简单的规则，让机械来重复的执行完成计算。这促
“计算机科学”：是研究计算机理论方面的学科，包括硬件、软件等计算系 统的设计和建造，在硬件、软件、互联网等方面研究使用计算机的新方式和新 方法等。
“计算手段”：当前，计算手段已发展为与理论手段和实验手段并存的科学 研究的第三种手段 。计算手段是指科学家通过建立仿真的分析模型和有效的算 法，利用计算工具来进行规律预测和发现。目前依靠计算手段发现和预测规律 成为不同学科的科学家进行研究的重要手段。 “计算科学”：计算手段与各学科结合形成了所谓的计算科学，如计算物理 学、计算化学、计算生物学、计算经济学等。
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1.3.1 来自计算工具发展的启示

何条件下，算法只有唯一的一条执行路径，即对于相同的输入只能得到相同的输出。 ③ 可行性：算法中的每一步都应当可以有效执行，并得到确切结果。 ④ 输入：一个算法应该有零个或多个输入。 ⑤ 输出：一个算法应该有一个或多个输出。
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任务一 计算思维基础
三、算法的表示→1．自然语言
自然语言就是人们日常使用的语言，可以使用汉语、英语或其他语言。用自然语言表示的算法通俗 易懂，易于理解，下面通过实例来具体介绍。
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任务一 计算思维基础
三、算法的表示→2．流程图
（2）3种基本结构 ③ 循环结构。循环结构又称重复结构，即反复执行某一部分操作，直到条件不成立时终止循环。按照判定条件出现的位置不
同，可以将循环结构分为当型循环结构和直到型循环结构。
当型循环结构如右图所示，先判断循环条件P是否成立， 如果成立就执行A框中指定的操作，执行完A框后再判 断循环条件P是否成立，如果成立，接着执行A框。如 此反复，直到循环条件P不成立为止，结束循环。
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任务一 计算思维基础
三、算法的表示→1．自然语言
例3：求S=1+2+3+…+n的值。 • （1）输入n的值。 • （2）引入变量i，其初始值为1，S的初始值为0。 • （3）将S加上i的结果赋给S。 • （4）i的值加1。 • （5）判断i的值是否大于n，如果大于n，则执行步骤（6），否则回到步骤（3） 继续往下执行。 • （6）输出S的值。
三、算法的表示→2．流程图
（2）3种基本结构
例6：将例3的算法用流程图表示。 本实例的流程图可以采用当型循环结构来表示，如左所 示。先判断i的值是否小于等于n，如果成立，才执行循 环体（S=S+i和i自加1），接下来再判断i的值，如此循 环下去，直到i的值小于等于n不成立为止。此实例也可 以用直到型循环结构来表示（见右图），先执行循环体， 再进行判断，这种情况下无论判断条件是否成立，循环 体中的语句至少会执行一次。

① “数据”的表示 ② “计算规则”的表示 ③ 数据和计算规则的存储 ④ 计算规则的“自动执行”
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1.1.2 思维概述
1. 思维与思维过程
① 分析与综合 ② 比较 ③ 抽象与概括
2. 三种科学思维
① 实证思维：实验思维 ② 逻辑思维：理论思维 ③ 计算思维：构造思维
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1.1.3 计算思维的引入
1. 计算思维的含义
① 机器人、专家系统、模式识别、智能检索
6. 网络应用 7. 多媒体技术的应用
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1.3 高性能计算机 1.3.1 并行计算 1.3.2 分布式计算 1.3.3 集群计算 1.3.4 云计算
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1.3.1 并行计算
1. 并行计算（Parallel Computing）：
指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程。
① 计算思维是概念化思维，不是程序化思维。 ② 计算思维是基础的技能，不是机械的技能。 ③ 计算思维是人的思维，不是计算机的思维。 ④ 计算思维是思想，不是人造品。 ⑤ 计算思维是数学和工程互补的思维，不是数学性的思维。 ⑥ 计算思维面向所有的人，所有领域。7源自1.1.3 计算思维的引入
2. 计算思维的特点
① 算盘时代 ② 机械时代 ③ 机电时代
加法器
差分机
制表机
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1.2.1 计算机的发展
2. 计算机的诞生
1946年2月14日诞生，是美国宾夕法尼亚大学研制的 “电子数值积分计算机”（ENIAC）。
1. 5000次加法/秒 2. 保存80个字节 3. 体重28吨 4. 占地170m2 5. 18800只电子管 6. 1500个继电器 7. 功率150KW 13
三级分层：云软件、云平台、云设备。

大学计算机基础
5.1 文字处理软件Word
• 图文混排及表格
– 插入图片 – 形状与SmartArt – 艺术字 – 文本框 – 公式 – 表格
大学计算机基础
5.1 文字处理软件Word
• 页面布局、引用及文档打印
– 分隔符 – 页眉、页脚、页码 – 目录与样式 – 题注与交叉引用 – 脚注与尾注 – 分栏、水印 – 边框和底纹 – 打印长文档
大学计算机基础
5.3 演示文稿PowerPoint
• 演示文稿基本操作
– 演示文稿的创建和保存 – 设置主题 – 幻灯片基本操作
• 母版设置
大学计算机基础
5.3 演示文稿PowerPoint
• 多媒体元素操作
– 插入声音或视频
• 所支持的声音文件格式为WAV、MID、RMI、AIF、MP3等 • 所支持的影片格式为AVI、CDA、MLV、MPG、MOV、
DAT等
大学计算机基础
5.3 演示文稿PowerPoint
• 多媒体元素操作
– 插入SWF动画
• 显示“开发工具”选项卡 • 打开“控件”命令组“其他控件” • 选择“Shockwave Flash Object”命令 • 控件属性设置框中设置“Movie”参数
大学计算机基础
5.3 演示文稿PowerPoint
• 电子表格基本操作
– 单元格区域的选择 – 数据的输入 – 自动填充数据 – 编辑单元格、行和列 – 数据区及单元格的删除
• （1）清除数据内容 • （2）彻底删除被选区
大学计算机基础
5.2 电子表格软件Excel
• 工作表管理和格式化
– 工作表的添加、删除、重命名 – 工作表的移动和复制 – 工作表窗口的拆分和冻结 – 单元格格式的设置 – 字体、对齐方式、边框底纹的设置 – 行高和列宽调整 – 条件格式设置