只要具有思维品质中的独创性，就能创造性地解 决问题
不同层次上的计算机思维均可得到同质性的发展
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科学界一般认为，科学 方法分为理论、实验 和计算三大类
与三大科学方法相对的 是三大科学思维，理 论思维以数学为基础， 实验思维以物理等学 科为基础，计算思维 以计算机科学为基础
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理论思维
用于广泛目的的软件和硬件系统的设计、建造；
各种信息的处理、规范和管理；
用计算机开展的科研活动；
使计算机系统具有智能行为；
创建和使用通信和娱乐媒体；
寻找和收集与任何目的有关大的家好信息等
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计算思维的宏观结构
本章涉及的“计算”包含了computation和 computing的内容
对于计算机基础学习而言，了解计算思维的宏观 特性，对于个人专业发展具有重要意义
这一生存周期以计算 理论为始点，以计 算应用为终点
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计算意义与计算思维小结
“计算思维”是面向所有的人，所有学科的，应 当具有普适性，但这种普适的内部是有差异的
计算机科学是新兴学科，其内容日新月异，以及 人的智力水于有高低之分，人们已掌握的计算 机知识各有差异，不同人的计算思维具有很大 差别，因此计算思维具有层次性
计算思维的层次包括计算理论思维、计算技术思 维、计算工程思维、计算工具思维、计算服务 思维和计算应用思维六个层次思维组成
它们分别对应计算理论、计算技术、计算工程、 计算工具、计算服务和计算应用
每个层次上的思维都至少包含许多不同的思维过 程、思维模式和思维规律
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计算思维的结构化
结构化源于软件开发 的结构化系统分析、 结构化设计和结构 化程序设计
计算机科学与技术及信息 技术则是现代服务型经济 发展的根本保障
Software as a service (SaaS) 和服务计算（service computing）正在引起关注
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云计算模型示意
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计算思维的智能化
计算思维的智能化促进 了交通管理的智能化、 业务流程的智能化、电 子服务的智能化
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第1章 计算机与计算思维
《大学计算机基础》
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本章提要
计算意义与计算思维 计算科学方法概论 可计算性与计算过程 计算思维的跨学科交融 计算机学科的核心概念
与问题求解
计算思维的技能
科学思维 逻辑思维 算法思维 效率思维 创新思维 伦理思维
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计算思维（Computational thinking,CT）由美国 Carnegie Mellon 大学计算机科学教授周以真女士 于2006年提出
重要的案例
计算机体系结构
多核CPU
GPGPU（通用图形处 理器）
网络体系结构
ISO/OSI 参考模型
TCP/IP模型
Intel Core 2 Duo Processor
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计算思维的过程化
计算思维源于并服务 于由计算理论、计 算技术、计算工程、 计算工具、计算服 务和计算应用构成 的计算思维生存周 期
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计算思维的人性化
计算思维的人性化促进 了人－机交互的人性 化、计算工具的人性 化和社会的进步
计算和信息技术对人类 产生的负面影响同样 不可小视
信息社会中的“宅人”
数码相机 vs.胶片工业
数字印刷 vs. 铅字印刷
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人性化设计 笔记本电脑支架
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计算思维的层次化
层次化源于社会组织和分工
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8
计算思维的网络化
通过网络可以求解的问题
信息查询 交流与沟通 资源的发布与共享
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计算思维的移动化
移动通信与地理信息 系统的结合，产生了 新的计算模式：与位 置有关的计算
利用GPS定位，可以找 到周边的服务设施
通过移动信号基站，发 现客户所需要的服务： 天气、旅游、购物等
移动通讯设备的广泛应用，
并且引人入胜的科学问题
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Computation vs. Computing
Computation 是可用数学表示的任何形式的信息处理 的概念，它包括简单的计算和人的思维（human thinking）
所以，计算思维无论是由人或机器执行，都是建立在计算 处理的能力和限制之上的
Computing 意味着任何面向目标的需要、受益于和创 造计算机的活动,包括
她认为，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
计算思维代表着一种普遍的态度和一类普适的技 能，每一个人都应热心于它的学习和运用
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计算思维的特征
• 是概念化的抽象思维而不只是程序设计 • 是基本的而不是死记硬背的技能 • 是人的而不是计算机的思维方式 • 是数学和工程思维的互补与融合 • 是思想而不是人造品 • 面向所有的人和所有地方 • 关注依旧亟待理解和解决的智力上极有挑战性
电子服务和社会生活的 智能化的需求反过来促 进计算思维智能化的进 一步发展
智能化能够缓解交通拥堵？
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计算思维的工程化
计算思维从计算理论、计算 技术、计算工程、计算工具、 计算服务和计算应用的转化 就是计算思维的工程化
计算思维的工程化促进了诸 如计算机、手机、平板电脑 等计算工具和系统的发展， 后者反过来促进了计算思维 的工程化
催生了诸多新型的商业应用 模式
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计算思维的信息化
计算思维的信息化促进了 政务、商务、教育和社会 的信息化
小学校园的门禁系统与移动 通信结合，产生学生在校、 离校信息服务
信用卡消费信息与移动通信 和因特网结合，产生实时消 费报告和无纸化账单报告
校园一卡通
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计算思维的服务化
中国经济发展正在向服务 型经济转型
理论源于数学，理论 思维支撑着所有的 学科领域。正如数 一样，定义是理 论思维的灵魂，定 理和证明则是它的 精髓
公理化方法是最重要
的理论思维方法，
科学界一般认为，
公理化方法是世界
科学技术革命推动
的源头。
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实验思维
实验思维方法可以分为以下 三个步骤：
第一大班：经济11~14
讲课：周一 7、8节 周四1、2节 上机：周四 9、10节（19：00~21：00）
第二大班: 经济15~18
讲课：周一5、6节 周四5、6节 上机：周四7、8节
机器安排
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教师： 贾应智
E-Mail: ying.zhi.
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