常見的第一講 計算思維概述

計算思維

計算機(jī)教研室—周旭

Computational Thinking

計算不再只和計算機(jī)有關(guān)，它和我們的生活息息相關(guān)。

一、計算改變了什么？

二、什么是計算？

三、什么是計算思維？

計算思維引言

一、計算改變了什么

計算改變了科學(xué)家的思考方式

計算生物學(xué)改變著生物學(xué)家的思考方式

數(shù)學(xué)機(jī)械化改變著數(shù)學(xué)家的思考方式

計算博弈理論改變著經(jīng)濟(jì)學(xué)家的思考方式

社會計算改變社會學(xué)家的思考方式

計算生物學(xué)改變著生物學(xué)家的思考方式

最典型的案例：

人類的基因工程----耗時10年，耗資數(shù)百億美元。

散彈槍算法提出來后，用于基因測序----耗時幾天，耗資千把美元就能測一個基因。

(因?yàn)榇罅康姆彪s的工作由計算機(jī)完成，大大解放了生物學(xué)家，從而改變著生物學(xué)家的思考方式)

數(shù)學(xué)機(jī)械化改變著數(shù)學(xué)家的思考方式

數(shù)學(xué)機(jī)械化，就是刻板化和規(guī)格化。---吳方法(吳文俊)

數(shù)學(xué)問題的機(jī)械化，就是要求在運(yùn)算或證明過程中，每前進(jìn)一步之后，都有一個確定的、必須選擇的下一步，這樣沿著一條有規(guī)律的、刻板的道路，一直達(dá)到結(jié)論。

吳先生創(chuàng)立了初等幾何定理證明的機(jī)械化方法，國際上稱“吳方法”，首次實(shí)現(xiàn)了高效的幾何定理的機(jī)器證明。

計算博弈理論改變著經(jīng)濟(jì)學(xué)家思考方式

博弈論指的是研究人與人之間行為互動的一般理論。所謂社會，就是互動。

1943年，馮?諾依曼《博弈論和經(jīng)濟(jì)行為》著作首次介紹了博弈論。

博弈論：兩人以上參與，雙方通過不同策略相互競爭的游戲。

博弈：一方采用的策略會對另一方的行為產(chǎn)生影響。

計算思想在諾貝獎獲獎理論中占到70%以上的比例。

社會計算改變社會學(xué)家的思考方式

根據(jù)社會科學(xué)理論，以計算技術(shù)為工具，可以：

研究人類社會的組成、關(guān)系、結(jié)構(gòu)、層次、行為、運(yùn)動等問題；研究社會媒體，促進(jìn)社會人群的交流與合作。

一、計算改變了什么

計算改變了工作方式

數(shù)字化會議

數(shù)字化醫(yī)療

數(shù)字化教學(xué)

數(shù)字化制造

數(shù)字化會議

數(shù)字化醫(yī)療

數(shù)字化教學(xué)

數(shù)字化制造

美國學(xué)者尼葛洛龐帝在其 1996年出版的《數(shù)字化生存》一書中提出的，按照他的解釋，計算不再只與計算機(jī)有關(guān)，它決定我們的生存。

13

尼葛洛龐帝　(Negroponte)為美國麻省理工學(xué)院教授及媒體實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)辦人。西方媒體推崇他為電腦和傳播科技領(lǐng)域最具影響力的大師之一， 1996年7月被《時代》周刊列為當(dāng)代最重要的未來學(xué)家之一。

計算改變了世界

二、什么是計算

計算的定義：

計算是指運(yùn)用事先規(guī)定的規(guī)則，將一組數(shù)值變換為另一(所需的)數(shù)值的過程。

對某一類問題，如能找到一組確定的規(guī)則，當(dāng)給出這類問題中的任一具體問題后，按規(guī)則可以完全機(jī)械地在有限步內(nèi)求出結(jié)果，則說這類問題是可計算的。這種規(guī)則就是算法。

猜數(shù)游戲：有自然數(shù)1--1000，隨機(jī)選取其中的一個數(shù)，請大家猜數(shù)。

回答10次是與否，就可以猜出該數(shù)字。

開始游戲

二分查找法

3.計算思維的特征

計算工具與思維方式的相互影響

家迪科斯徹：我們使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力。

計算思維是各個專業(yè)求解問題的基本途徑。

3. 計算思維的特征

計算思維的定義

“計算思維”是美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)周以真教授提出的一種理論。

周以真認(rèn)為：計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為，它涵蓋了計算機(jī)科學(xué)的一系列思維活動。

周以真(英文名Jeannette M. Wing，)，美國計算機(jī)科學(xué)家。卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)教授。美國國家自然基金會計算與信息科學(xué)工程部助理部長。ACM和IEEE會士。

問題求解中的計算思維

系統(tǒng)設(shè)計

問題求解

人類行為理解

有一座城市需要鋪路，不僅每棟房子都能沿著鋪好的道路到達(dá)其他所有的房子，而且用的石磚最少。

設(shè)有三棟房子和三條路，哪些路是必須要鋪上石磚的？

鋪路問題

如果是5棟房子？

1

2

3

4

5

B

3

C

3

E

1

D

3

A

1

問題建模

圖論中最小路徑算法

警察抓小偷

警察局抓了a，b，c，d四名偷竊嫌疑犯，其中只有一人是小偷，審訊記錄如下：

A說：我不是小偷

B說：c是小偷

C說：小偷肯定是d

D說：c在冤枉人

四個人中，三個人說的是真話，一個人說的是假話，請問誰是小偷？

問題分析

數(shù)學(xué)建模

將a,b,c,d四個人進(jìn)行編號為1,2,3,4。

用變量x存放小偷的編號。

依次將x=1,x=2,x=3,x=4代入問題系統(tǒng)，

檢驗(yàn)“三真一假”是否成立。

計算

1

A說：我不是小偷

2

B說：c是小偷

3

C說：小偷肯定是d

4

D說：c在冤枉人

5

三真一假

1

X≠1 1or0

2

X=3 1or0

3

X=4 1or0

4

X≠4 1or0

5

3

編程實(shí)現(xiàn)

For x=1 to 4

I

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机思维概述ppt,常见的第一讲 计算思维概述.ppt的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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