计算机与计算思维2概要

2. 经济学
数据挖掘和计算智能方法在电子商务上广泛使用（广告投放， 在线拍卖等） 计量经济学日益受到重视，很多麻省理工学院的计算机博士 在华尔街作金融分析师
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计算思维对其它学科的影响
3.医疗
医疗信息系统的建设大幅提高了诊断的效率和准确性， 例如远程医疗的发展 可视化技术的发展使得虚拟结肠镜检查成为可能。
4. 数学
发现E8李群
证明四色定理 密码学
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计算思维对其它学科的影响
5.化学
用量子计算技术合成新人工化学合成物 用优化和搜索算法寻找最优化学反应条件，提高产量
6. 娱乐
游戏
电影
梦工厂用hp的数据中心进行电影“怪物史莱克”特效渲染 卢卡斯电影公司用一个包含200个节点的数据中心制作电 影“加勒比海盗”
计算机与计算思维
计算与计算设备的应用与发展是人类社会文明发 展的必然产物——计算问题不处不在、计 算机“无所不能”
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计算思维的提出
Edsger_Dijkstra 我们所使用的工具影响着我们的思 维方式和思维习惯,从而也将深刻的 影响着我们的思维能力.
人工智能四大先驱之一 现代编程语言的主要贡献者之一 第七位图灵奖获得者
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计算思维理解
用四个字来概括：
抽象、算法
用八个字来概括：
合理抽象、高效算法
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计算思维对其它学科的影响
1.工程(电子/土木/机械/航天)
复杂计算可以提高设计精度，节省成本，提升质量 波音777完全采用计算机模拟设计和测试的，没有经过现实的 风洞测试
运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系 统设计、以及人类行为理解的涵盖了计算机科 学之广度的一系列思维活动。
本质：抽象，自动化
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模拟-应用之魂
实验和理论思维无法解决的问题
大量复杂问题求解、宏大系统建立、大型工程组织都可通过 计算模拟 核爆炸、蛋白质生成、大型飞机、舰艇设计…
Computational Thinking
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计算思维
2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系 主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美国 计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上给出，并定义的计算思维 （Computational Thinking）。周教授认为： 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。
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计算思维对其它学科的影响
7.天文物理
核试验模拟 基于高性能计算机模拟飓风的形成和发展，使得科学家可以 看到飓风的内部 地震的游戏模拟和预测
Baidu Nhomakorabea
8. 生物
霰弹枪算法大大提高了人类基因组测序工作的速度 蛋白质相互作者用的动力学行为可以通过计算方法
模拟
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计算思维的概念
计算思维的关键：用计算机模拟现实世界
可计算性：
什么能（有效地）自动进行 什么不能（有效地）自动进行
图灵机：不是一种具体的机器 ,而是一种思想模型,可制造一 算法问题 ：计算过程的可行操作和效率问题 种十分简单但运算能力极强的计算装置,用来计算所有能想像 算法：是指解题方案准确而完整的描述，是一系列解决问 得到的可计算函数。 题的清晰指令或步骤。
网络通世界 存储知古今
计算机不能干什么？
不能替人拿主意、定方案。。。
计算晓天下
人机分界面恰在于"思考"二字,即把计算机所不具备的直 觉、综合、机敏,甚至艺术家的灵感留给人,由人来创造 性地开发各种所需的算法、模型、方法
计算机是工具，帮助提升人的能力
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美科学家Stephen Wolfram 科学巨著:A New Kind of Science
程序代码 =数学 细胞自动机 传统的科学建立在 基础上
新的科学建立在计算机程序上
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计算机能干什么？
。
人类的需要—缺啥补啥！
多记一些数据、多接收一些信息、算得快一些,交流更方便些。。 以亿次的计算,求解繁复的微分方程和方程组,描绘超乎想象的图像, 模拟无法实现或耗资巨大的过程等等
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科学方法与科学思维
科学方法
实验方法、理论方法、计算方法
科学思维
实证思维（重现、自洽、预见）实验：物理 逻辑思维（公理、规则、结论）推理：数学 计算思维（能行、构造、模拟）使自动：计算机
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科学方法与科学思维
计算思维（能行、构造、模拟）使自动： 计算机
Computational thinking will be a fundamental skill used by everyone in the world by the middle of the 21st Century.
Jeannette M. Wing 周以真 卡内基-梅隆大学教授
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