计算思维基础

三大科学思:

一、理论思维（推理思维）：

        特征：推理和演绎

        代表科目：数学

二、实验思维（实证思维）：

       特征：观察和总结自然规律

       代表科目：物理

三、计算思维（构造思维）：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

       特征：设计和构造

       代表：计算机科学

优点：

        计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人由机器执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那         些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计。

1、计算思维的本质：抽象和自动化

抽象：完全超越物理的时空观，并完全用符号来表示

自动化：机械地一步一步执行，其前提和基础是抽象

2、计算思维特征

*属于人的思维方式，不是计算机的思维方式，是人赋予计算机的

*可由人执行也可由计算机执行

*是概念化，不是程序化

*是思想，不是人造物

3.计算思维的基本问题

*可计算性——问题可使用计算机在有限步骤内解决

*计算复杂性——时间复杂性和空间复杂性

4图灵测试

图灵测试是指测试者在与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。进行多次测试后，如果有超过30%的测试者不能确定出被测试者是人还是机器，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。

5.计算思维基本方法

*计算思维的核心是计算思维方法

计算思维方法：1.来自数学和工程

                           2.来自计算机科学自身

*通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题

*递归方法、并行方法、把数据译成代码又能把代码译成数据的方法，多维分析推广的类型检查方法

*抽象和分解的方法，来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统，基于关注的分离（SOC方法）

*选择合适的方式去陈述一个问题，或者是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方 法

*计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式从最坏情形恢复的一种思维

*利用启发式推理来寻求解答，就是在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法

*利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行权衡的思维方法

6、计算思维应用

计算物理、化学、生物学、经济学等

参照百度百科及同济大学“大学计算机基础”公开课