001计算思维PPT课件

举案引思
➢ 3、如图1-1所示，从哪一点出发开始旅行既能游览 每一个景点(A-J表示景点，连线表示通路)，又不走 重复路线？
按照与实践联系的不 理论科学、技术科学、应用科
同
学
按照人类对自然规律 自然科学、实验科学 利用的直接程度
按广义照的人科类学概目念标是的自然不科同学、广人文义科的学科和社学会、科狭学等义所的有科学科学的总称
，狭义的科学概念则专指自然科学，有时甚至直指基础理论科学。
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科学与计算科学
类别
解释或说明
自然科学 Natural Science
古代皇帝和他的大臣下象棋，大臣赢了。皇帝问大臣：“你 想要得到什么奖赏？”大臣向皇帝说：“微臣不敢奢求，只 要皇上按棋盘的格子数，依次给予1粒黄豆，2粒黄豆，4粒 黄豆，8粒黄豆，16粒黄豆，…….按此规律 (每次给出黄豆 的数目是前一次给出黄豆数目的2倍) 给64次就无比地感谢 皇上了”。请问皇帝会答应这个大臣的请赏吗？你能很快 (10秒内)给出答案吗？ ➢ 2、到底谁说真话？ 张三说:李四在说谎; 李四说:王五在说谎; 王五说: 张三和李四都在说谎。 已知三人中只有一人说真话。
计算机学科/Computer Discipline：即计算机 科学与技术，它是研究计算机的设计与制造和利 用计算机进行信息获取、表示、储存、处理、控 制等的理论、原则、方法和技术的学科。
计算机科学侧重研究现象与揭示规律。计算 机技术侧重研பைடு நூலகம்计算机及使用计算机进行信息处 理的方法和技术手段。
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举案引思 ➢ 1、皇帝会答应大臣的请赏？
门科学。 我们相信计算科学是21世纪最重要的技术领域之一，因为它对
整个社会的进步都是十分重要的。计算科学为研究者提供了一个独 特的窗口，他们可以通过它来研究那些不切实际或很难解决的问题 ，为高经济效益提供高级工业方法，如高效设计比价格昂贵又费时 的风洞试验更有效的机翼计算试验。
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科学与计算科学
学科：指高校中讲授或研究知识的分科。 计算学科/Computational Discipline:利用
以自然界为主要研究对象，运用实证、 理性和臻美等方法，揭示自然的奥秘， 获取自然的真知。
人文科学 humanities
以人类作为主要研究对象，运用实地考 察、诠释和启示等方法，认识人、人性 和人生的意义，提升人的精神素质和思 想境界。
社会科学 Social Science
以社会领域为主要研究对象，运用调查、 统计和归纳等方法，把握社会规律，解 决社会问题，促进社会进步。
中国《辞海》对科学定义：科学是运用范畴、 定理和定律等思维形式反映现实世界各种现象的 本质和运动规律的知识体系。
科学的定义：反映现实世界中各种现象及其客 观规律的知识体系。科学作为人类知识的最高 形式，已成为人类社会普遍的文化理念。
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科学与计算科学
科学的种类：
不同分类方式
类别
按照研究对象的不同 自然科学、社会科学、思维科 学
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科学与计算科学
爱因斯坦认为：设法将人们杂乱无 章的感觉经验加以整理，使之符合 逻辑一致的思想系统，就叫科学。
科学作为一种存在的
事物和完整的事物，是人
类认知的事物中最客观的
。但科学在形成过程中，
作为追求的目的，却如同
人类的其他认知一样，是
主观的也是受心理制约的
。
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科学与计算科学
美国《韦伯斯特新世界词典》对科学定义：科 学是从确定研究对象的性质和规律这一目的出发 ，通过观察、调查和实验得到的系统知识。
如何界定自然科学？物理学，化学，…… 计算科学？数学？
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科学与计算科学
美国能源部报告认为：高端计算目前已经与理论研
究、实验手段一起，成为获得科学发现的三大支柱。因
此，理论科学、实验科学和计算科学是推动人类文明进
步和科技发展的重要途径。
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科学与计算科学
二、计算科学与计算学科 计算科学/Computational Science：一种与
发展中的作用和对人的能力发展的影响 ➢计算科学研究与应用（普适计算、网格计算
和云计算、人工智能、物联网等）
科学与计算科学
一、科学的概念 达尔文对科学定义：科学就是整理事实，从中
发现规律并做出结论。
达尔文的定义指出 了科学的内涵，即事实 与规律。科学要发现人 所未知的事实，并以此 为依据，实事求是。至 于规律是指客观事物之 间内在的本质的必然联 系。
数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来 分析和解决科学问题的研究领域。(计算视角)
计算科学/Computing Science：应用高 性能计算能力预测和了解实际世界物质运动 或复杂现象演化规律的科学，它包括数值模 拟、工程仿真高效计算机系统和应用软件等 。(计算机视角)
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科学与计算科学
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科学与计算科学
计算学科是在数学和电子科学基础上发展起来 的一门新兴学科，它既是一门理论性很强的学科 ，又是一门实践性很强的学科。
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科学与计算科学
三、计算机科学与计算机学科
计算机科学/Computer Science：研究计算 机及其周围各种现象和规律的科学。
分类：理论计算机科学、应用计算机科学。
计算科学对其他学科中的问题进行计算机模拟或 者其他形式的计算而形成的诸如计算物理、计算 化学等学科统称为计算学科。(计算视角)
计算学科/Computing Discipline:是对 描述和变换信息的算法过程进行系统的研究 ，它包括算法过程的理论、分析、设计、效 率分析、实现和应用等。(计算机视角)
第一讲
教学目标
➢ 了解科学、计算、计算科学与计算学科、思维与计 算思维的基本概念
➢ 了解计算学科与其它学科之间的关系 ➢ 了解计算思维的作用，学会计算思维的基本方法，
掌握其基本技能 ➢ 了解运用计算机求解问题的基本思路和一般过程
知识要点
➢计算、可计算性以及计算学科的概念 ➢思维、计算思维进行问题求解的一般过程 ➢计算思维在人类社会的经济、科技等各领域