计算机的发展及计算思维的应用
计算机的发展及计算思维的应用
计算机的发展及计算思维的应用计算机的发展历史可以追溯到早期的计算机原型和电子计算机的诞生。
随着时间的推移，计算机逐渐取得了飞速的发展，不断推动着科技和社会的进步。
计算思维则是作为一种思维方式在这个过程中发挥着重要的作用。
以下是对计算机的发展和计算思维应用的一些探讨。
首先，计算机的发展经历了几个重要阶段。
早期的计算机原型是由机械装置构成的，通过齿轮和滑动计算模型来进行运算。
然而，这些早期的计算机非常庞大和笨重，计算速度也非常缓慢。
进入20世纪，电子计算机的诞生从根本上改变了计算机的形态。
人们通过使用电子元件和电子管来构建电子计算机，这在计算速度和存储能力上都有了巨大的提升。
随后，发展出了晶体管、集成电路和微处理器，计算机的体积越来越小，性能越来越强大。
如今，我们生活在信息时代，计算机已成为日常生活不可或缺的一部分，智能手机、电子平板、个人电脑等等都是计算机的身影。
计算思维是一种基于逻辑和算法思考问题的方式。
计算思维强调将问题拆解为更小的、可处理的组成部分，并通过流程和步骤的定义实现解决方法。
计算思维主要包括分解、模式识别、抽象和算法设计。
分解是将复杂问题分解为更简单的子问题。
模式识别是寻找相似性和重复性，从中发现问题的模式。
抽象是抽取和归纳出事物的共性，忽略细节和个别情况。
算法设计是制定解决问题的具体步骤和流程。
计算思维能够帮助人们有效地解决各种问题，不仅在计算机领域有广泛应用，还在其他领域如科学、工程、商业等起着重要作用。
计算思维的应用在各个领域都有所体现。
在科学研究中，计算思维帮助科学家们处理海量的数据，分析复杂的模式和关系，并模拟实验结果进行预测。
在工程领域，计算思维帮助工程师们设计和优化工艺流程，提高生产效率和质量。
在商业领域，计算思维帮助企业进行数据分析和决策支持，提高运营效率和市场竞争力。
此外，计算思维还能帮助人们解决生活中的各种问题，比如时间管理、资源分配等等。
计算思维的应用已经渗透到方方面面，成为当今社会中不可或缺的一部分。
第1章 计算、计算机与计算思维
2. 圆周率的计算史
（2）圆周率计算--几何法时期
公元263年前后，数学家刘徽提出著名的割圆术。 最先得出精确的圆周率，得出π=3.14，被称为“徽率”。
河北农业大学 信息科学与技术学院
第12页
2. 圆周率的计算史
（2）圆周率计算--几何法时期
• 祖冲之对圆周率的贡献： – 求得圆周率 3.1415926 <π<3.1415927 – 算出π的8位可靠数字，不但是当时 最精密的圆周率，而且保持世界纪录 900多年，被称为“祖率”。
阿兰·图灵(1912-1954)，现代计算机科学的创始人，被称为“计算机之父 ”、“人工智能之父”。 发明了一种理想的通用计算机，是用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算 的过程，被后人称为“图灵机” 。 英国著名数学家 、逻辑学家、密 码学家。在计算 机和人工智能等
领域做出了重要
贡。
河北农业大学 信息科学与技术学院
第12次人口普查共做了6300万人的调查登记，1个
月就完成了统计制表工作。 制表机穿孔卡第一次把数据转变成了二进制信息。 被称为“数据处理”之父。 创办CTR公司，后改名为国际商用机器公司IBM。
河北农业大学 信息科学与技术学院
第24页
2. 机电式计算机---艾肯的继电器计算机
1937年，哈佛大学博士艾肯（1900-
河北农业大学 信息科学与技术学院
第8页
2. 圆周率的计算史
实验时期
几何法 时期
分析法 时期
计算机 时期
河北农业大学 信息科学与技术学院
第9页
2. 圆周率的计算史
（1）圆周率计算---实验时期
以观察或实验为根据，是基于对一个圆的周长和直径的实际测 量而得出。 《周髀算经》记载圆“周三径一”，取π=3。 东汉时期，官方明文规定圆周率取3计算面积的标准，被后人称 为“古率”。
计算思维的作用和意义
计算思维的作用和意义摘要：一、计算思维的定义和特点二、计算思维在现实生活中的应用三、计算思维对个人和社会的影响四、如何培养和提高计算思维能力正文：随着科技的飞速发展，计算思维正逐渐成为一种重要的思维方式。
所谓计算思维，就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。
计算思维具有以下特点：1.抽象性：计算思维能够将复杂的问题进行抽象，提炼出关键信息，有助于更好地理解和解决问题。
2.逻辑性：计算思维强调逻辑推理和证据支持，有助于分析问题、找出解决方案。
3.系统性：计算思维注重从整体角度思考问题，寻求系统中各个部分之间的联系和相互作用。
4.迭代性：计算思维倡导通过不断尝试、迭代优化来解决问题，具有很强的实践性。
计算思维在现实生活中有着广泛的应用。
在学术领域，计算思维有助于解决复杂的科学问题，如数据分析、人工智能等；在工程领域，计算思维被应用于软件开发、系统设计等方面；在商业领域，计算思维有助于优化企业运营和管理。
此外，计算思维在教育、医疗、金融等领域也发挥着重要作用。
计算思维对个人和社会的影响不容忽视。
对于个人而言，掌握计算思维有助于提高解决问题的能力，增强创新意识和团队合作精神。
对于社会而言，计算思维的普及和应用有助于推动科技创新，促进经济社会发展，提高国家竞争力。
那么，如何培养和提高计算思维能力呢？以下几点建议供大家参考：1.学习计算机科学基础知识：掌握计算机科学的基本概念和原理，如编程语言、算法、数据结构等。
2.多参与实践活动：通过实践锻炼自己的问题求解和系统设计能力，如参加编程比赛、加入科技创新项目等。
3.培养数学和逻辑思维：加强数学和逻辑方面的学习，提高自己的推理和分析能力。
4.学会跨学科交叉思考：将计算思维与其他学科知识相结合，开拓思维，提高创新能力。
5.注重团队合作：计算思维的应用往往需要多学科、多领域的合作，学会与他人合作共同解决问题。
人工智能概论课件-第1章 计算机技术与计算思维基础
、
1.1 计算机技术
1.1.1 计算机的发展 计算机的分代 （4）第4代 • CPU：LSI、VLSI（大规模、超大规模集成电路） • 体积更小
（4）第4代 （7•0年速代度中上期千至万今次）/ 秒~数十万亿次/秒 • 软件丰富 • 应用范围扩大：各个领域
1.1计算机技术
1.1.2 计算机的特点
1.1.1 计算机的发展
(1) ENIAC（埃尼阿克） 世界上第一台电子计算机诞生于 1946年，美国宾夕法尼亚大学； (2)规模 18000多个电子管，170平 方米，30吨,功率140千瓦； (3)速度 5000次/秒。
1.1 计算机技术
1.1.1 计算机的发展 • 70多年来发展速度之快大大超出人们的预料： – 性能、体积、价格、··· – 应用领域 – 软件技术和软件产品
1.1 计算机技术
1.1.5 中国计算机发展简史 第二代晶体管计算机研制(1965-1972年)
哈军工（国防科大前身）于1965年2 月成功推出了441B晶体管计算机并小 批量生产了40多台。
1.1 计算机技术
1.1.5 中国计算机发展简史
第三代基于中小规模集成电路的计算机研制(1973-80年代初)
第四代基于超大规模集成电路的计算机研制(80年代中期至今)
《信息技术基础教学课件》第1章计算思维和计算机基础
础
目录
• 计算思维 • 计算机基础 • 信息技术的发展历程 • 信息技术基础课程的学习方法
01
计算思维
计算思维的定义
计算思维：一种解决问题的思维方式， 通过抽象、分解、概括等方式，将复 杂问题转化为可计算的问题，并利用 计算技术 包括理解问题、抽象化、设计解决方 案、实施解决方案以及评估解决方案 的有效性。
理解信息技术在日常生活和工 作中的应用。
培养自主学习和解决问题的能 力。
学习方法与技巧
理论与实践相结合
在学习理论知识的同时，结合实际操 作，加深理解和记忆。
案例分析
通过分析实际案例，了解计算思维和 计算机技术在不同领域的应用。
小组讨论
与同学一起讨论学习内容，互相交流 心得，提高学习效果。
主动探索
积极寻找相关的学习资源，如网络教 程、在线课程等，拓宽知识面。
计算机的工作原理
二进制数制
计算机内部采用二进制数制进行 计算和存储，因为二进制只有0和
1两种状态，易于表示和实现。
指令执行
计算机执行指令的过程包括取指令、 解码、执行和写回等阶段，通过一 系列指令完成程序设定的任务。
数据存储
计算机存储数据的方式包括内存储 器和外存储器，内存储器速度快， 但容量较小，而外存储器容量大， 但速度较慢。
计算机的应用领域
科学计算
计算机在科学计算领域 的应用包括数值计算、 数据处理和模拟实验等。
工业控制
计算机在工业控制领域 的应用包括自动化生产 线、机器人和智能制造
等。
电子商务
计算机在电子商务领域 的应用包括网上购物、 电子支付和物流配送等。
计算机发展历程与计算思维的应用
计算机发展历程与计算思维的应用随着社会经济发展与科技发展，计算机技术已经深入到各行各业，人们的生活与计算机之间形成了紧密联系，了解并熟练使用计算机及其计算思维的应用也成为了时代的新要求。
计算机是一种能迅速而高效的自动完成信息处理，并按照程序对信息进行加工、处理和储存的电子设备。
众所周知，1946年美国宾夕法尼亚大学为了计算弹道轨迹而研制成功了世界第一台计算机埃尼阿克（ENIAC）,这也是人们后来确定的第一代计算机。
这台计算机内部元件使用了电子管，虽然体积庞大，质量达到30吨，但它的计算速度已经比当时最好的机电式计算机快近1000倍。
从此计算机技术成为20世纪发展最快的一门学科，特别是微型计算机的出现和计算机网络的发展，更加有力地推动了信息社会的进步。
在将计算机物理器件的变革作为标志的基础上，人们进而把计算机的发展分为四代。
晶体管计算机是第二代电子计算机。
改善了电子管元件在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大等缺点，它使用了寿命更长效率更高的晶体管。
随着科技的发展与更多新材料的发现使用，中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路分别作为第三代与第四代计算机主要元件出现，使计算机广泛应用于更多领域，为文明的发展做出更大的贡献。
同时，我们知道，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是计算思维。
它建立在计算过程的能力和限制之上，由人由机器执行。
它的计算方法和模型使我们开始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。
从更久远的时代说起，人们的计算方式从手指到石子到草绳结到筹、算盘等工具，再到手摇机械计算器、电子计算机，经历了变革性的改变与发展。
它的核心是基于计算模型两个（环境）和约束的问题求解。
计算机科学是研究计算模型，计算系统的设计，以及如何有效的利用计算系统进行信息处理、实现工程应用的学科，涉及基本模型的研究、软件硬件系统的设计和面向应用的技术研究。
计算思维及其应用
计算思维及其应用计算思维是一种解决问题的思维方式，它强调逻辑思考、分析问题、抽象思维和算法设计等技能。
计算思维的核心是通过将问题分解为更小的子问题，并将其转化为可计算的形式，从而找到解决问题的方法。
计算思维在现代社会中得到广泛应用，不仅在计算机科学领域发展迅速，也渗透到了其他学科和行业中。
计算思维的应用之一是在计算机科学中，它是培养学生解决问题的重要方法。
通过计算思维，学生可以学习到如何分析和解决问题，如何设计算法和编写代码。
计算思维不仅可以帮助学生学习计算机科学的基本概念和技术，还可以培养他们的逻辑思维和创新能力。
计算思维的应用也扩展到了计算机科学以外的领域，如数学、物理、经济等。
在这些领域中，计算思维可以帮助研究人员分析和解决复杂的问题，提高研究的效率和准确性。
另一个重要的应用领域是人工智能和机器学习。
计算思维在这些领域中起到了关键作用。
人工智能和机器学习依赖于大量的数据和复杂的算法，通过计算思维，研究人员可以分析大量的数据，发现数据中的模式和规律，并设计出高效的算法来解决实际问题。
计算思维在人工智能和机器学习中的应用不仅可以提高算法的性能和准确性，还可以帮助人们更好地理解人工智能的原理和机制。
计算思维还在创新和创业中发挥着重要的作用。
创新和创业需要不断地提出新的想法和解决新的问题，而计算思维可以帮助人们快速地分析和解决问题。
通过计算思维，创业者可以发现市场需求，设计新的产品和服务，并开展市场推广。
计算思维还可以帮助创业者分析和优化业务流程，提高企业的效率和竞争力。
因此，计算思维在创新和创业中被广泛应用，并取得了许多成功的案例。
除了以上提到的领域，计算思维还在教育、医疗、交通、金融等各个行业中发挥着重要作用。
在教育领域，计算思维可以帮助学生培养问题解决能力和创新精神。
在医疗领域，计算思维可以帮助医生分析和处理大量的医疗数据，提高医疗诊断和治疗的准确性。
在交通领域，计算思维可以帮助分析和优化交通流量，提高交通运输的效率和安全性。
计算思维的作用和意义
计算思维的作用和意义摘要：一、引言1.计算思维的定义2.计算思维与计算机科学的关系二、计算思维的作用1.解决问题的方式2.跨学科应用3.创新思维的培养三、计算思维的意义1.个体发展2.社会进步3.国家竞争力四、结论1.计算思维的重要性2.普及计算思维的教育意义正文：随着科技的飞速发展，计算机科学领域的研究日益深入，计算思维这一概念逐渐走入人们的视野。
计算思维是一种解决问题、设计系统和理解计算原理的思维方式，它不仅局限于计算机科学，还广泛应用于各个学科领域。
今天，我们就来探讨一下计算思维的作用和意义。
首先，计算思维作为一种解决问题的方式，具有很高的实用价值。
它可以帮助我们用更高效、简洁的方法解决问题，将复杂的问题进行分解、抽象和建模，从而更好地理解问题并找到解决方案。
计算思维教会我们如何利用现有的技术、资源和工具，让我们的生活和工作变得更加便捷。
其次，计算思维具有很强的跨学科应用能力。
在数学、物理、生物、社会科学等领域，计算思维都发挥着重要作用。
通过计算思维，我们可以将不同学科的知识进行整合，发掘潜在的联系，推动跨学科研究的发展。
这对于培养具有创新能力的人才具有重要意义。
此外，计算思维对于个体发展和社会进步具有深远的影响。
在个体层面，掌握计算思维有助于提高逻辑思维、抽象思维和创造力。
在社会层面，计算思维的普及和应用可以推动产业升级、提高国家竞争力。
我国政府高度重视计算思维的教育普及，将其纳入国家战略发展规划，以培养更多具备计算思维的人才，助力国家创新发展。
总之，计算思维在解决问题、跨学科应用、个体发展和社会进步等方面具有重要意义。
随着计算机技术的不断进步，计算思维将会发挥越来越重要的作用。
计算思维的发展史
计算思维的发展史计算思维是指人们在处理问题时，借助逻辑思维和数学方法进行分析、推理和解决的能力。
它的发展历程可以追溯到古代文明的起源，经历了漫长的演化和革新。
本文将从古代的原始计算、数学思维的发展、计算机的出现和计算思维的普及化等几个方面，探讨计算思维的发展史。
一、原始计算：手指、石块与符号早在人类出现的时候，原始的计算思维已经开始萌芽。
原始人利用手指进行计数，通过手指的个数来表示物品的数量。
随着社会的发展，人们开始使用石块等物体作为计数工具，进一步扩大了计数的范围。
同时，人们还开始使用简单的符号来表示数量，这也是最早的计算符号体系之一。
二、数学思维的发展：几何和代数的融合随着人类文明的进步，数学思维逐渐得到了发展。
古希腊是数学思维的重要发源地之一，几何学和代数学是古希腊数学思维的两个重要支柱。
几何学研究空间和形状的关系，代数学研究数量和运算的关系。
这两个学科的融合，为数学思维的进一步发展奠定了基础。
三、计算机的出现：机械计算的革新19世纪末，计算机的雏形开始出现。
巴贝奇的分析机是第一台被公认为计算机的机械装置，它采用了一系列齿轮和滑动规则等结构，能够进行数值计算和数据处理。
这一时期，计算思维逐渐与机械计算的概念相结合，人们开始尝试用机器来模拟人的思维过程。
四、计算思维的普及化：数字化时代的到来20世纪，随着电子技术的迅猛发展，计算机逐渐走向了普及化。
计算思维开始与计算机技术相结合，成为人们解决问题的重要方法。
人们通过编程和算法设计，使计算机能够进行更加复杂的运算和处理，进一步推动了计算思维的发展。
五、计算思维的应用：科学、工程和社会计算思维的发展不仅仅局限于学术领域，它在科学、工程和社会各个领域中都得到了广泛的应用。
在科学研究中，计算思维帮助人们进行数据分析、模拟实验和建立数学模型，加速了科学发现的进程。
在工程设计中，计算思维帮助人们进行工艺流程优化、结构设计和系统控制，提高了生产效率和产品质量。
计算思维在日常生活中的应用有哪些
计算思维在日常生活中的应用有哪些下文是关于计算思维在日常生活中的应用有哪些相关内容，希望对你有一定的帮助：计算思维在日常生活中的应用有哪些(一)计算思维的理解计算思维的理解、必要性及其应用实例分析1·计算思维的理解1.计算思维的概念2006年卡基梅陇大学周以真教授发表了一篇影响深远的题为《computational thinking》的论文，将“计算思维”这一由来已久但很陌生的词语展现给世人。
文中，她使用了”硬科学”的术语对计算思维进行了描述。
我个人总结为：计算思维是一种基于数学与工程、以抽象和自动化为核心的、用于解决问题、设计程序、理解人类行为的概念。
这里请注意，计算思维是一种思维，它以程序为载体，但不仅仅是编程。
它着重于解决人类与机器各自计算的优势以及问题的可计算性。
人类的解决思维是用有限的步骤去解决问题，讲究优化与简洁；而计算机可以从事大量的重复的精确的运算，并乐此不疲。
（我是说，假如运算的循环没有造成它的机器故障的话。
）那么，这个问题是否不一定需要最精确的计算而只要求满足一定的精度？如果是，就可以用计算机来计算。
那么那些事可计算的，可计算性有七大原则：程序运行、传递、协调、记忆、自动化、评估与设计。
【1】2.四色问题的解决计算思维的优势最典型的体现莫过于“四色问题”的解决：四色问题是公认的数学难题，经历几个世纪，经历数百位数学家的努力，它仍巍然不动。
后来有数学家提出四色问题可以进行分类讨论。
只不过嘛，虽然这位数学家明确指出，分类的状况是有限的，仍然数字巨大，非人力所能及。
而后来美国伊利诺伊大学哈肯与阿佩尔利用计算机程序对这有限而众多的情况进行了计算分析，凭借计算机“不畏重复不惧枯燥”、快速高效的优势证明了四色定理。
3.计算思维的人机分工在计算思维的概念中，我们可以通过消减，嵌入，转换与模拟对问题进行处理，化难为易。
将复杂的问题分解成简单的问题，把复杂而枯燥需要精确计算的任务交给计算机，人去解决那些被化为可以解决的问题。
计算机与计算思维
计算机与计算思维计算机与计算思维都是现代科技与信息时代的核心领域，它们相互关联且相辅相成。
计算机是一种能够处理数据、进行逻辑运算的机器，而计算思维则是人类在进行问题解决时运用逻辑、分析、推理等思维方式。
在计算机发展的过程中，计算思维的不断运用和发展推动并促进了计算机科学的进步。
本文将探讨计算机与计算思维的关系，以及计算思维的重要性。
计算机作为一种智能工具，无疑提高了人们的工作效率和生活质量。
它可以完成复杂的计算、存储大量的数据、实时处理大量的信息等。
计算机的发展离不开计算机科学的推动，而计算机科学的本质是计算思维。
计算思维是一种运用逻辑、分析和问题解决能力来处理问题的思维方式。
它主要包括思维模型、算法和抽象思维等。
计算思维能够帮助我们更好地理解问题，并采取合适的方式来解决问题。
计算机科学所运用的计算思维方式包括抽象思维。
在计算机科学中，抽象思维是指通过简化问题来提取问题的本质，从而更好地解决问题。
这种思维方式将问题的复杂性转化为一系列可管理的问题。
例如，计算机程序就是一种抽象，它将复杂的计算过程分解为逻辑上便于理解和实现的小块。
通过抽象，程序员可以将复杂的问题分解为更小的组件，并分别解决它们，最终将这些组件组合成一个能够解决整个问题的程序。
另一种计算思维方式是算法思维。
算法是一个确定的、有穷的、能够解决问题的一系列操作序列。
在计算机科学中，算法是解决问题的关键。
算法思维是将问题的求解过程分解为一系列的步骤，并确定每个步骤的执行顺序、终止条件等。
算法思维强调思考问题的过程，而不仅仅是寻找问题的解答。
通过算法思维，人们可以从逻辑上思考和分析问题，并根据问题的特点来选择合适的算法解决问题。
计算思维的运用不仅可以改进计算机科学领域，也可以用于其他领域。
例如，在教育领域，计算思维可以帮助学生培养逻辑思维和问题解决能力。
它可以帮助学生理解复杂的问题，并通过抽象和算法思维来解决问题。
此外，计算思维还可以帮助学生学习编程。
计算机文化与计算思维
1.3
计算思维
◆ 选择合适的方式去陈述一个问题的方法、对一个问题的相关方面建模
使其易于处理的思维方法；
◆ 按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行
系统恢复的一种思维方法；
◆ 启发式推理，用于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
11
1.2
计算机的诞生和发展
◆ ENIAC（电子数字积分计算机） 1946.2~1955.10 宾州大学 每秒5千次加减运算 没有存储器
采用十进制
第一款商用计算机：UNIVAL 1947年，莫奇莱和埃克特
仅表明电子计算机时代的到来
12
1.2
计算机的诞生和发展
◆ 冯· 诺依曼体系结构计算机 人类第二台计算机；EDVAC（离散变量自动电子计算机） 1945年 冯· 诺依曼参与研制并且发表：关于 EDVAC的报告草案
(n-2)!
┆
20 1! 不能再分解
最小 问题
1.3
计算思维
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 数学抽象是一种特例
示例1.3 哥尼斯堡七桥问题 18世纪经典数学问题
在哥尼斯堡的一个公园里，有七座桥将普雷格尔河中两个岛以及岛 与河岸连接起来。问是否可能从这四块陆地中任一块出发，恰好通过每 座桥一次，再回到起点？
1642年，年仅19岁的法国伟大 科学家帕斯卡引用算盘的原理 ，发明了第一部机械式计算器 ，在他的计算器中有一些互相 联锁的齿轮，一个转过十位的 齿轮会使另一个齿轮转过一位 ，人们可以像拨电话号码盘那 样，把数字拨进去，计算结果 就会出现在另一个窗口中，但 是只能做加减计算。
计算思维的概念、发展史以及应用
计算思维的概念、发展史以及应用计算思维，一种涉及问题解决、抽象、算法设计、形式化表述等多种技能的方法论，自计算机科学诞生以来就起着至关重要的作用。
本文将详细介绍计算思维的概念、发展史以及在教育、科学研究、企业界和日常生活等方面的应用。
一、早期计算机科学计算思维在早期计算机科学中已经有所体现。
20世纪初，随着第一台电子计算机的出现，人们开始运用计算思维来解决各种问题。
例如，二战期间，英国数学家图灵提出的图灵机模型，以抽象的方式描述了计算机的功能，为后来的计算机设计和算法研究奠定了基础。
同时，早期计算机科学家们通过编程语言的研究，推动了计算机科学的快速发展。
二、90年代进入90年代，随着个人计算机的普及和互联网的兴起，计算思维得到了更广泛的应用。
在这个时期，人们开始运用计算思维来解决各种实际问题，如数据挖掘、图像处理、自然语言处理等。
同时，基于互联网的分布式计算和并行计算技术也为计算思维的发展提供了新的机遇。
三、近年来近年来，随着人工智能、大数据、云计算等技术的快速发展，计算思维在科学研究、企业界和日常生活中的应用越来越广泛。
在教育方面，越来越多的学校和教育机构开始注重培养学生的计算思维能力，以适应未来科技发展的需求。
在科学研究方面，计算思维被广泛应用于模拟仿真、数据分析等领域。
在企业界，计算思维被用于优化业务流程、提高运营效率等方面。
在日常生活中，人们通过计算思维来解决各种问题，如优化出行路线、管理个人财务等。
四、计算机科学教育在计算机科学教育中，计算思维的培养显得尤为重要。
通过教授学生基本的编程语言和算法知识，教师可以帮助学生掌握问题解决的方法和技巧。
此外，通过引导学生参与项目实践和团队讨论，教师还可以培养学生的创新能力和团队协作精神。
这些技能对于学生未来的职业发展具有重要意义。
五、科学研究在科学研究中，计算思维也发挥着重要作用。
科学家们利用计算思维进行模拟仿真、数据分析等方面的工作，以揭示自然现象的本质和规律。
计算机与计算思维
计算机与计算思维计算机在现代社会中发挥着重要的作用，而计算思维则是计算机领域的一项基础概念。
本文将探讨计算机与计算思维之间的关系，并介绍计算思维在现代社会中的应用。
一、计算机的发展与计算思维的涌现计算机的发展源远流长，最初的计算装置可以追溯到古代的计算工具，如算盘等。
然而，真正意义上的计算机出现在20世纪，随着电子技术的进步，计算机逐渐走进人们的生活。
计算机的核心是CPU（中央处理器），通过对数据的输入、处理和输出来完成各种任务。
而作为计算机的基石，计算思维在计算机领域的发展中逐渐涌现。
二、计算思维的定义与特点计算思维是一种解决问题的方式，它强调运用计算机科学中的算法和数据处理技术来分析和解决问题。
计算思维的核心特点包括以下几点：1. 抽象化：计算思维通过将问题和数据抽象为符号和模型，使复杂的问题简化为可计算和可实现的形式。
2. 自动化：计算思维追求解决问题的自动化过程，通过建立算法和编写程序实现自动化的问题解决。
3. 模式识别：计算思维强调通过对模式的识别和分析来解决问题，从而实现对数据的有效处理和利用。
4. 算法思维：计算思维强调通过设计和优化算法来解决问题，使问题的解决更加高效和准确。
三、计算思维在现代社会中的应用计算思维不仅仅是计算机科学的基础，而且在现代社会中广泛应用于各个领域。
以下是几个典型的应用例子：1. 数据分析：计算思维通过对大量数据的抽象和自动化处理，帮助人们从数据中找到有用的信息和规律。
例如，在市场营销中，通过对消费者行为数据的分析，可以制定更加精准的营销策略。
2. 人工智能：计算思维是人工智能领域的基础。
通过计算思维的抽象、自动化和算法思维，人工智能可以实现机器学习、自然语言处理和图像识别等高级功能。
3. 创新创意：计算思维通过对问题的抽象和解决思路的优化，帮助人们发现创新的解决方案。
例如，在设计领域，计算思维可以帮助设计师快速生成、调整和优化设计方案。
4. 教育培训：计算思维是培养创新能力和解决问题能力的重要手段。
关于计算思维-计算机导论
关于计算思维-计算机导论计算思维是一种将计算机科学的思维方法和模式应用于日常问题中的思维方式。
这种思维方式通过分析问题、设计算法和解决复杂难题，使人们能够更加高效地思考和解决问题。
本文将介绍计算思维的概念、重要性以及如何应用计算思维来解决实际问题。
一、引言计算思维作为一种跨学科的思维方式，在当今科技发展迅猛的时代显得尤为重要。
计算机科学不仅仅是一门技术学科，更是一种解决问题的方法论，计算思维正是其中的核心。
二、什么是计算思维计算思维是一种将计算机科学的思维方法和模式应用于日常问题中的思维方式。
它通过将问题抽象成为可以被计算机识别和处理的形式，来解决问题。
计算思维强调对问题的逻辑分析和抽象建模的能力，以及基于模型的算法设计和代码实现的能力。
三、计算思维的重要性1. 提高问题解决能力：计算思维能够帮助人们更加系统和有效地解决问题。
通过抽象问题、设计算法和实现代码等步骤，人们能够更加深入地理解问题，并找到最优解决方案。
2. 培养创新精神：计算思维注重创新和灵活的思维方式。
它不仅仅是一种解决问题的方法，更是一种培养创新精神和创造力的途径。
通过思考问题的不同角度和尝试不同的解决方法，人们可以培养出独立思考和创新的能力。
3. 适应信息化时代：计算思维是适应信息化时代的必备能力。
在当今信息爆炸的社会中，我们需要处理大量复杂的信息，而计算思维能够帮助我们更好地整理和分析信息，从而更好地适应信息化时代的挑战。
4. 增强综合素质：计算思维注重问题的整体把握和综合分析能力。
它强调将问题拆解成为更小的子问题，并通过逻辑推理等方法将这些子问题组合起来解决整个问题。
这种综合思维能力对于解决复杂问题和应对挑战至关重要。
四、计算思维的应用实例1. 算法设计和优化：计算思维可以应用于算法设计和优化领域。
通过将问题抽象成为算法的形式，并采用适当的数据结构和算法设计方法，可以得到高效、准确的解决方案。
2. 数据分析与决策：计算思维可以应用于数据分析和决策过程。
计算机-计算与计算思维
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
计算机-计算与计算思维
contents
目录
• 计算与计算思维概述 • 计算机基础知识 • 计算思维的核心概念 • 计算思维在各领域的应用 • 计算思维的培养与教育
01 计算与计算思维概述
计算的定义与历史
定义
计算是指通过某种方式将输入转换为输出的过程，通常涉及信息的处理和转换。
历史
计算的历史可以追溯到古代的算盘和计数系统，而现代计算机的发展则始于20 世纪初，经历了从机械式、电子管式、晶体管式到集成电路、超大规模集成电 路等阶段。
建筑设计
在建筑设计中，计算思维 用于模拟建筑结构的受力、 热传导等物理过程，实现 绿色、节能的设计。
电子设计
在电子设计中，计算思维 用于设计和优化电路板、 集成电路等，提高电子设 备的性能和稳定性。
商业决策
数据分析
通过计算思维，商业分析师可以 处理和分析大量的业务数据，为
决策者提供有价值的洞察。
供应链管理
数据清洗、处理和分析是数据建模的 关键步骤。
系统设计与评估
系统是由相互关联的组件组成的整体。
系统设计需要考虑整体的功能、性能和安全性。
系统评估是对系统性能、可靠性和安全性的评估 和测试。
04 计算思维在各领域的应用
科学计算
物理模拟
通过计算思维，科学家可以使用 计算机模拟复杂的物理现象，如
气候变化、材料力学等。
在工程学领域中，计算思维有助于解决复 杂的系统设计和优化问题，如机械设计、 航空航天工程等。
02 计算机基础知识
计算机硬件组成
01
02
03
04
中央处理器
计算机技术与计算思维基础
即超级计算机，采用并行处理的 体系结构，数以万计的CPU组成，处 理速度达到每秒亿亿次以上。
如：“顶点”峰值每秒18.77亿亿次； “神威·太湖之光”达9.3亿亿次； “天河二号”峰值达每秒5.49亿亿次。
2020/5/15
12
第1章 计算机技术与计算思维基础
2020/5/15
20
第1章 计算机技术与计算思维基础
1.2 计算思维基础
1.2.3 计算思维的本质
抽 象—建模（忽略细节） 自动化—模拟（机械地一步一步自动执行抽象出来的模型）
【例1-3】 哥尼斯堡七桥问题。
C
2020/5/15
D B
A
21
第1章 计算机技术与计算思维基础
1.2 计算思维基础
1.2.4 计算思维的基本方法
1.1 计算机技术
1.1.3 计算机的分类
4.嵌入式计算机
是为特定应用而量身打造的专用计算机。 是将系统和功能软件集成于计算机硬件系统中，即把软件固化 在芯片上，其内部的程序一般不能被改动。 如：家用电器、汽车的一键启动等智能化功能都是由嵌入式计 算机完成的。
2020/5/15
14
第1章 计算机技术与计算思维基础
使用的方法：计算机科学的方法。
2020/5/15
18
第1章 计算机技术与计算思维基础
1.2 计算思维基础
1.2.1 计算思维的定义
3.简单实例
【例1-1】 求阶乘（n!）。 计算机中求n!的方法：递归和迭代。
【例1-2】 求f(x)在[a,b]区间上的积分。
高等数学中，用牛顿-莱布尼兹公式， 计算机中，使用黎曼积分，计算小区间的面积。
计算机思维基础-计算思维概述
《计算思维基础》第1章 计算思维概述 山东省临沂第一中学&临沂大学信息科学与工程学院联合开发内容提要1计算工具与思维方法2计算思维的发展3计算思维的概念4计算思维的结构5学习计算思维的必要性人类进行运算时所运用的工具，也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展变化。
计算的需求推动着计算工具的发展，计算工具的发展使得计算更科学、更先进。
反映了人类认识世界、改造世界的艰辛历程和广阔前景。
算盘纳皮尔算筹计算尺机械计算机 帕斯卡加法器 机械计算机 帕斯卡加法器乘法器雅各织布机差分机分析机1.4 思维与计算思维•思维活动的具有三个关键特点：•1）思维活动的载体是语言和文字，不通过语言和文字表达出来的思维是无意义的。
•2）思维的表达方式必须遵循一定的格式，需要符合一定的语法和语义规则。
只有符合语法和语义规则的表达才能被其他人所理解。
•3）为了使别人相信自己的思维结论，必须采取合理的表达方式，说明获得结论的理由，以使别人不去重复思维的过程而相信你的结论。
这就是思维逻辑。
•符合这样三条原则的思维模式大体上可以分为三种：•1）以观察和归纳自然（包括人类社会活动）规律为特征的实证思维。
•2）以推理和演绎为特征的逻辑思维。
•3）以抽象化和自动化为特征的计算思维。
计算思维中的抽象化与数学（逻辑思维）的抽象化有不同的含义。
• 计算思维的抽象化不仅表现为研究对象的形式化表示，也隐含这种表示应具备有限性、程序性和机械性。
有的学者也把形式化、程序化和机械化作为计算思维的特征。
这三种思维模式各有特点，相辅相成，共同组成了人类认识世界和改造世界的基本科学思维内容。
• 实证思维起源于物理学的研究，集大成者的代表是伽利略、开普勒和牛顿。
开普勒是现代科学中第一个有意识地将自然观察总结成规律，并把这种规律表示出来。
伽利略建立了现代实证主义的科学体系，强调通过观察和实验（实验是把自然现象单纯化，以保证可以仔细研究其中的一个局部）获取自然规律的法则。
计算思维史话
计算思维史话计算机是当今世界上最重要的技术之一，它的发展与计算思维密不可分。
计算思维是指通过计算机进行问题求解的思维方式，是计算机科学中的基础概念之一。
本文将从历史的角度出发，探讨计算思维的发展历程及其对人类社会的影响。
一、计算思维的起源计算思维的起源可以追溯到古代，人类早期的计算方法主要依靠手工计算，如算筹、算盘等。
随着时间的推移，人们开始使用更加先进的计算工具，如计算尺、计算器等。
但这些工具都需要人工操作，计算速度较慢，难以满足人们日益增长的计算需求。
二、计算机的发明20世纪40年代，计算机的发明使得计算思维得以快速发展。
1946年，美国宾夕法尼亚大学的艾克特和莫奇利发明了第一台电子计算机“ENIAC”，它能够进行高速计算，解决了许多科学计算难题。
此后，计算机不断发展，出现了许多型号和种类，如IBM公司的“System/360”、苹果公司的“Macintosh”等。
三、计算思维的发展随着计算机的发展，计算思维也得到了快速发展。
计算思维的核心在于把问题转化为计算机可以处理的形式，通过编程实现问题求解。
计算思维的发展历程可以分为以下几个阶段：1.低级语言阶段计算思维最初的编程语言是机器语言，它是计算机直接能够识别和执行的语言，但是编写机器语言程序非常困难，容易出错，需要对计算机硬件有深入的了解。
随后，汇编语言被发明出来，它是一种较高级的语言，能够更好地利用计算机硬件资源。
汇编语言虽然比机器语言容易编写，但仍然需要对计算机硬件有深入的了解。
2.高级语言阶段随着计算机硬件的发展，高级语言被发明出来，如Fortran、C、C++、Java等。
高级语言使得编程变得更加简单，程序员只需要关注问题本身的逻辑，而不需要关注计算机硬件的细节。
高级语言的出现极大地推动了计算思维的发展。
3.面向对象编程阶段面向对象编程是一种编程范式，它把问题看作是由对象组成的，通过对对象进行操作解决问题。
面向对象编程的发明使得程序员能够更加方便地组织和管理程序，提高了程序的可读性和可维护性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机的发展及计算思维的应用
————海洋技术李雪银1946年第一台电子计算机ENIAC的诞生开辟了一个计算机科学技术的新纪元。
虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。
它一诞生，就立即成了先进生产力的代表，掀开自工业革命后的又一场新的科学技术革命。
随后，1948年晶体管的发明再次大大促进了计算机的发展。
其代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小，于1956年正式运用于计算机的开发中，致使得第二代计算机的产生。
第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能也更加稳定。
其中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。
其于1960年成功地应用在商业领域、大学和政府部门等领域。
虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。
1958年发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。
科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。
于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。
这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。
1964年，美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统，这也是第三代集成电路计算机的诞生。
出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。
不断地发展中计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性也不断增强。
第四代大规模集成电路计算机随之诞生。
到了一九七二年，第一部真正的个人计算机出现了。
70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者。
1981年，IBM推出个人计算机用于家庭、办公室和学校。
计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。
Macintosh提供的图形界面，使用户实现了用鼠标更方便的进行操作。
从ENIAC揭开计算机时代的序幕，到UNIVAC成为迎来计算机时代的宠儿，在几十年的发展中，它已经成为一门复杂的工程技术学科，它的应用从国防、科学计算，到家庭办公、教育娱乐，无所不在。
它的分类从巨型机、大型机、小型机，到工作站、个人电脑，五花八门。
同时也不难看出这里发生了两个根本性的变化：一是计算机已从实验室大步走向社会，正式成为商品交付客户使用；二是计算机已从单纯的军事用途进入公众的数据处理领域，真正引起了社会的强烈反响。
人类通过思考自身的计算方式，研究是否能由外部机器模拟，代替我们实现计算的过程，从而诞生了计算工具，并且在不断的科技进步和发展中发明了现代电子计算机。
随着计算机的日益“强大”，它在很多应用领域中所表现出的智能也日益突出，成为人脑的延伸。
与此同时，人类所制造出的计算机在不断强大和普及的过程中，反过来对人类的学习、工作和生活都产生了深远的影响，同时也大大增强了人类的思维能力和认识能力。
早在1972年，图
“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，灵奖得主Edsger Dii.kstra就曾说：
从而也深刻地影响着我们的思维能力。
”计算思维就是相关学者在审视计算机科学所蕴含的思想和方法时被挖掘出来的，成为与理论思维、实验思维并肩的三种科学思维之一。
2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授在美国计算机权威期刊杂志上给出并定义了计算思维。
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。
是人的，而不是计算机的思维方式。
既然是一种思维方式，那么其应用的领域就不仅仅局限于计算机领域，它可以体现在程序设计、数学建模等操作中，也在大气科学、植物科学与技术等专业中被广泛应用，又比如算法中的递归其本质也是一种计算思维，在管理学界其也是时下最流行的词汇之一，他们认为计算思维正在成为数字时代的一项基本技能，对新时代的知识工作者而言已是一门必修课，必要的计算思维已经成为更好地理解新技术、新服务和新商业模式的第3只眼睛。
这就是计算思维在如今社会中的重要地位。