上海大学生活中的计算思维阅读报告 (1)

计算思维本质及基础方法概览
朱子卿17122812
（2018年1月7日）
文献信息
李暾. 《计算思维导论——一种跨学科的方法》. 清华大学出版社IBSN 978-7-302-44225-7 2016.9 第一至四章
文献概述
本书是一本介绍计算思维的面向教授计算思维的讲师和学习计算思维课程学生的教材类书籍。

主要通过介绍计算思维的基本概念与基本技能、计算机问题求解方法、计算思维技术在计算机问题和实际问题上的一些应用这三个板块，来强调系统化问题的求解中计算思维抽象和自动化的效用。

收获体会
本书虽只有三十万字，但信息量巨大，专业性、学术性也较强，故这两周的闲暇时间不足以将其完全消化，这里只将阅读前四章的体会与收获做一个总结。

通过对本书前四章内容的学习，我大致了解了计算、算法、可计算性等概念的本质特征，并依此对计算思维的构成与方法有了更深一层次的理解。

还通过对递归这一典型的计算思维技巧的了解具体地体会到了计算思维的运用。

以下是阅读此书具体的收获：
（一）计算、算法的定义和特征
计算，即是从一个出发点，根据已知条件，按照一组定义良好的操作序列得到预期结果的过程。

而其中一组定义良好的操作序列即被称作“算法”。

算法是一种过程性知识（区别于陈述性知识），它可以用来解决可计算的问题，即求解一系列机械系统单一的问题。

算法的特点大致有四个，一是具有输入（0个及以上）与输出（至少一个）；二是过程定义的明确性；三是有限性，即通过有限步得出结果；四是有效性，即每一步算法必须足够基本。

算法的结构由顺序、选择、循环三种基本结构组成，其他复杂的结构都是由这几种结构组合而来。

（二）计算思维的本质与特征
计算思维是一种通过计算机科学的概念来求解问题、设计系统、理解人类行为的思维，本质上即为为问题进行建模（抽象化）和模拟（自动化）的思维。

计算思维有以下几个特点：一是计算思维是一种概念化而非程序化的思维，它并非单纯运用于编程，而是可以用在计算机和非计算机的其他几乎一切与计算有关的领域内；二是计算思维是一种思维能力而非单纯的技能，是具有高度抽象性与灵活性的；三是计算思维是人的思维而非计算机的思维，是一种如何运用计算（包括借助计算机）来解决问题的能力而非模仿计算机的“思维”；四是计算思维是一种数学和工程学思维结合的思维模式，既有工程学从解决实际问题出发的思想，也有各种数学建模方法的运用，有考虑问题实际意义的实用性，有时也可以构建出超物理的各种系统。

我们解决问题的一般过程主要有理解问题→制定计划→执行→检查结果这几个步骤。

计算思维在其中扮演的角色即是根据问题的特征建模分析（抽象化），并制定出合适的算法让计算机执行（自动化），之后根据结果检查改进。

即解决问题的第一第二步和最后一步。

（三）递归的运用及改进（动态编程）
递归，是计算思维的一个典型方法，即是把一个问题用类似于数学归纳法的反向分析，将一个复杂任务拆分成多个相同（相似）的任务“分而治之”，从而达到快速规范、自动化解决问题的一种方法。

递归有两大要素，一是基础项，即可直接得到结果的问题项；二是递归项，即需要根据其他问题的解进行求解的一系列相同的简单问题。

动态编程，一种对递归算法改进的思想，是针对递归计算中大量重复计算增加算法时间复杂性的问题的一种解决方法。

它引进一种“字典”的储存步骤，将一个步骤之前所有的递归得到的值储存起来，在此步骤运算时可直接调用，减少了大量的重复计算，加快了运算过程。

以上就是我对资料的一些体会，谢谢！。