《计算文化与计算思维基础》重点内容

《计算文化与计算思维基础》

——赵国

栋

第一章认识计算文化与计算思维

１、什么是计算?什么是计算科学?

计算是依据一定的法则对有关符号串进行变换的过程。

计算机科学既是构造计算机器的学科，而是基于自动计算进行问题求解的学科。

2、计算思维主要包括哪些内容?

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领域的一系列思维活动；

计算思维综合了数学思维（求解问题的方法)、工程思维(设计、评价大型复杂系统)和科学思维(理解可计算性、智能、心理和人类行为）。

3、计算思维与数学思维有什么区别和联系?

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。

数学思维就是数学地思考问题和解决问题的思维活动形式，也就是人们通常所指的数学思维能力，即能够用数学的观点去思考问题和解决问题的能力。比如转化与划归，从一般到特殊、特殊到一般，函数／映射的思想,等等。

计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。

4、简述图灵机模型

图灵机模型是指给出固定的程序,模型能够按照程序和输入完全确定性地运行。

5、冯·诺依曼提出的程序存储计算机方案的要点有哪些?

“存储程序”的计算机方案包含以下三个要点：

（1）采用二进制的形式表示数据和指令。

（2）将指令和数据存放在存储器中。

（3）由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成计算机。

6、计算机的发展经历了几代？

1）第一代（１946-１9５8）——电子管计算机时代

2）第二代(１959-１9６４)——晶体管计算机时代

3）第三代（１965-１9７0)——中小规模集成电路时代

4）第四代（197１年至今）——大规模和超大规模集成电路时代

书上黑色字体:

1、在计算机科学中,当一个问题的描述及其求解方法或求解过程可以用构造性数学形式来描述，而且该问题所涉及的论域为有穷或虽为无穷但存在有穷表示时，则该问题就一定能用计算机来求解，所以计算机科学研究和解决的是什么能计算且被有效地自动计算的问题。

2、计算思维是人类除了理论思维、实验思维以外，应具备的第三种思维方式。

3、计算机是一种用严密的数学语言来描述的计算机器。

4、１946年2月,世界上第一台电子数字计算机“埃尼阿克”(ENＩＡC)在美国宾夕法尼亚大学诞生。

第二章信息在计算机内的表示

1、什么是信息和信息技术？各自的主要特征有哪些？

信息：

(1) 信息是不确定性内容的减少或消除。

(２）信息是控制系统进行调节活动时,与外界相互作用、相互交换的内容。

（3)信息是事物运动的状态和状态变化的形式。

(4）信息是经过加工、能够对接受者的行为和决策产生影响的数据。

特征：信息是人们对客观存在的一切实物的反映,是通过载体所发出的消息、指令、数据、信号中所包含的一切可传递和交换的知识内容。

信息技术：

广义而言，信息技术是指能充分利用与扩展人类信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和。该定义强调的是从哲学上阐述信息技术与人的本质关系。

中义而言,信息技术是指对信息进行采集、传输、存储、加工、表达的各种技术之和。该定义强调的是人们对信息技术功能与过程的一般理解。

狭义而言,信息技术是指利用计算机、网络、广播电视等各种硬件设备、软件工具与科学方法,对图文声像等各种信息进行获取、加工、存储、传输与使用的技术之和、该定义强调的是信息技术的现代化与高科技含量。

特征:信息技术的特征应从如下两方面来理解:

1)信息技术具有技术的一般特征——技术性。具体表现为：方法的科学性，工具设备的先进性,技能的熟练性，经验的丰富性，作用过程的快捷性,功能的高效性等。

2)信息技术具有区别于其它技术的特征——信息性。具体表现为:信息技术的服务主体是信息，核心功能是提高信息处理与利用的效率、效益。由信息的秉性决定信息技术还具有普遍性、客观性、相对性、动态性、共享性、可变换性等特性。

2、进行以下数制转换：

2１3D=（）Ｂ=（）H=()O

3E1H=(）B=（）D＝( )O

１11B=( ）H=（)O=( ）D

11010101;Ｄ5;325 解法举例：B:２７+26+２４＋22＋20;H：15×161+5×160;O：3×8２+2×81＋５×80

111１１0０0０1；993；17４1

2Ｄ6B;26５５3;11627

3、某台计算机的机器数占8位，写出十进制数5７的原码、反码和补码。

57D=110111ＢN=＋11０111 ［N]原=011０111 [N]反＝01101１1[N］补＝01101１１

４、什么是ASCⅡ码？BCD码的作用及其编码的方法是什么？

美国标准信息交换码(Aｍeriｃａn ＳtandａrｄCodｅfｏｒInfｏrmaｔiｏｎInｔerchange),简称ＡＳCＩI码。

用二进制数码来表示十进制数，称为“二—十进制编码”,简称BCD(Binary—Cｏded Dｅcimal）码。因为十进制数有0～9这１0个数码，显然需要4位二进制数码以不同的状态分别表示它们。而４位二进制数码可编码组合成16种不同的状态,因此,选择其中的１０种状态作为BCD码的方案有很多种,而常用的为8421码。

5、汉字编码有哪几类?各有什么作用?

可分为4类,即汉字输入码、汉字交换码、汉字内码和汉字字形码。

汉字输入码:汉字输入码是为从计算机外部输入汉字而编制的汉字编码,也称汉字外部码，简称外码。

汉字交换码:汉字交换码是指在不同汉字信息系统之间进行汉字交换时所使用的编码。

汉字内码:汉字内码是汉字在信息处理系统内部最基础的表现形成,是信息处理系统内部存储、处理、传输汉字而使用的编码,简称内码。

汉字字形码：汉字字形码是表示汉字字形信息的编码,在显示或打印时使用。

６、对于1616的汉字点阵，一个汉字的存储需要多少字节?

3２Ｂ

1B（byｔe）=８ｂit（点)

1KB(Kibibｙtｅ)=210B