从头学习计算机之计算思维（第一讲 计算，计算机与计算思维）

计算，计算机与计算思维

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1.计算思维的提出

缘由-学科的发展，知识的膨胀

周以真教授提出计算思维，Dennis提出计算的伟大原理。

《computational Thinking》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。

计算思维的本质就是抽象（abstraction）与自动化（Automation）即在不同层面进行抽象，以及将这些抽象自动化。

计算思维是人类应具备的第三种思维（实验思维，理论思维，计算思维->计算科学）

实验思维：实验-》观察-》发现、推断与总结。---观察与归纳

理论思维：假设、预设-》定义/性质/定理-》证明。---推理和演绎

计算思维：设计，构造与计算。--设计与构造

计算思维关注的是人类思维中有关可行性、可构造性和可评价性的部分

当前环境下，理论与实验手段在棉铃大规模数据的情况下，不可避免的要用计算手段来辅助进行。

（1）计算之树的第一个维度-计算技术的奠基性思维

“0和1”思维—符号化-》计算化-》自动化

0和1是实现任何计算的基础；社会/自然与计算融合的基本手段；0和1是连接硬件与软件的纽带；0和1是最基本的抽象与自动化机制

“程序思维”—千变万化复杂功能的构造、表达与执行

         程序是基本动作（指令）的各种组合，是控制计算系统的基本手段

“递归”思维—无限食物及重复过程的表达与执行方法

         递归是最典型的构造程序的手段；递归函数是可计算函数的精确的数学描述；递归函数是研究计算学科理论问题的基础。

（2）计算指数的第二个维度-通用计算环境的进化思维

（3）计算指数的第三个维度-交替促进与共同进化的问题求解思维

“算法”问题的求解的一种手段—构造与设计算法

算法是计算的灵魂；算法强调数学建模；算法考虑的是可计算性与计算复杂性；算法研究通常被认为是计算学科的理论研究

“系统”问题的求解的一种手段—构造与设计系统

系统是改造自然的手段；系统号强调非数学建模；系统考虑的是如何化复杂为简单（使其能够被做出来）；系统还强调结构性、可靠性、安全性等。

系统是龙，算法是睛。画龙要点睛。

（4）计算指数的第四个维度—计算与社会/自然环境的融合思维

（5）计算思维之树的第五和第六个维度-网络化思维和数据化思维

在大数据环境下没有什么是不能发生的

计算思维的学习方法