關(guān)于計(jì)算機(jī)思維的論文
關(guān)于計(jì)算機(jī)思維的論文
計(jì)算機(jī)思維通過(guò)簡(jiǎn)化,嵌入,轉(zhuǎn)換或者模擬,將看來(lái)困難的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可以解決的問(wèn)題。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于計(jì)算機(jī)思維的論文,希望大家喜歡!
關(guān)于計(jì)算機(jī)思維的論文篇一
《淺談?dòng)?jì)算機(jī)思維》
摘 要:計(jì)算機(jī)在我們的生活中越來(lái)越普及,它的傳播與使用與讓越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到它的用處,并且讓更多的青少年作為一項(xiàng)基本技能來(lái)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的使用。我們過(guò)去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)有數(shù)學(xué)思維,學(xué)習(xí)英語(yǔ)有英語(yǔ)思維,那么我們學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)也有計(jì)算機(jī)的思維方式,這就是計(jì)算機(jī)思維。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);思維;計(jì)算機(jī)操作
計(jì)算機(jī)在我們的生活中越來(lái)越普及,它的傳播與使用與讓越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到它的用處,并且讓更多的青少年作為一項(xiàng)基本技能來(lái)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的使用。我們過(guò)去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)有數(shù)學(xué)思維,學(xué)習(xí)英語(yǔ)有英語(yǔ)思維,那么我們學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)也有計(jì)算機(jī)的思維,那我們知道什么是計(jì)算機(jī)思維,它又有哪些內(nèi)容呢?
一、進(jìn)行備份
計(jì)算機(jī)思維中一個(gè)重要內(nèi)容就是對(duì)于重要的東西進(jìn)行備份,內(nèi)容是指計(jì)算機(jī)中的內(nèi)容,在生活中則是指東西。計(jì)算機(jī)并不是完全可靠,即使你現(xiàn)在使用它時(shí)覺(jué)得是如何得順手,如何地如意,它都會(huì)不期而然地出現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)于重要的內(nèi)容待出問(wèn)題后再如何地后悔或者求人求電腦公司把重要的東西找回來(lái),還可能要花不菲的代價(jià),都不如用多種方式,把重要的內(nèi)容保存起來(lái)。防患于未然永遠(yuǎn)不會(huì)錯(cuò)。
二、三思而后作
計(jì)算機(jī)中的世界是一個(gè)虛擬的世界,無(wú)論有多么真實(shí)都不如現(xiàn)實(shí)真實(shí),現(xiàn)在有許多欺詐行為、高科技犯罪都是通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的,在計(jì)算機(jī)的思維中于是不得不增加一項(xiàng),就是要三思而后操作,特別是對(duì)于自己的網(wǎng)上銀行賬戶(hù),不要輕意地相信網(wǎng)上的每一句話(huà),甚至包括手機(jī)中的電話(huà)也是一樣,多個(gè)渠道進(jìn)行確認(rèn),三思而后操作,沒(méi)有錯(cuò)喲!
三、做好保存
在辦公操作、處理文件時(shí),許多同志都是坐在計(jì)算機(jī)跟前可能幾個(gè)小時(shí)不動(dòng)一下,當(dāng)終于快要完成時(shí),突然中毒,頁(yè)面無(wú)緣無(wú)故地便關(guān)閉了……天啊,忘記保存了,幾個(gè)小時(shí)的辛苦便白費(fèi)了,還有沒(méi)有天理呀?我明明很努力地工作,卻沒(méi)有任何結(jié)果,為什么會(huì)忘記保存?如果不想讓這樣的慘劇在你的身上重演,那就形成一個(gè)習(xí)慣吧――隨時(shí)保存做好的東西。
四、能進(jìn)能退
在對(duì)于文件的處理的時(shí)候除了對(duì)重要的東西進(jìn)行備份以后,還要注意知道進(jìn)行相應(yīng)的操作的時(shí)候知道操作后的結(jié)果是什么,這個(gè)時(shí)候就是要看提示,許多軟件會(huì)提示進(jìn)行該操作后會(huì)出現(xiàn)什么樣的結(jié)果,這樣的提示有時(shí)候很重要,因?yàn)橛行┎僮饕坏┻M(jìn)行就無(wú)法再回到原來(lái)的狀態(tài)。對(duì)于一些無(wú)法撤銷(xiāo)的操作,又必須進(jìn)行這樣的操作時(shí),我們?cè)撛趺崔k呢?可以先進(jìn)行備份,再進(jìn)行操作,保證即使錯(cuò)誤也可以再重來(lái)。
五、菜單思維
菜單思維是計(jì)算機(jī)思維中最特別的一項(xiàng),菜單即menu,起初它是為了到飯店吃飯的客人方便點(diǎn)菜,在計(jì)算機(jī)中它成了一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容,它的出現(xiàn)讓計(jì)算機(jī)的圖形界面更加友好,操作更加方便。一般情況下,菜單中都包括了該軟件的大部分操作,即使不知道相應(yīng)的菜單命令在哪里,一個(gè)一個(gè)地找也不會(huì)費(fèi)很多時(shí)間,所以學(xué)習(xí)菜單就成了學(xué)習(xí)一個(gè)新的軟件的重要內(nèi)容。當(dāng)遇到不知道該怎么辦的操作時(shí),就找菜單幫忙,大部分情況都能解決問(wèn)題,這就是菜單思想。
六、快捷方式操作
在計(jì)算機(jī)中,對(duì)于不同的軟件會(huì)設(shè)計(jì)有許多相應(yīng)的快捷方式,能夠掌握這些快捷方式的操作,會(huì)讓你的工作事半功倍。比如在Word操作中的Ctrl+A是全選、Ctrl+C是復(fù)制、Ctrl+V粘貼、Ctrl+S是保存,這些操作非常地快捷,方便,這些快捷方式的設(shè)置,讓我們的工作更加高效,快捷。
七、內(nèi)容重于形式
現(xiàn)在有一個(gè)流行的趨勢(shì)就是越來(lái)越注重包裝,卻忽視了最重要的內(nèi)容。現(xiàn)在對(duì)于軟件包業(yè)務(wù),我國(guó)做得越來(lái)越多,許多軟件遠(yuǎn)銷(xiāo)國(guó)外,對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)這一塊,包括現(xiàn)在比較熱門(mén)的動(dòng)漫這一塊,界面、畫(huà)面都是做得越來(lái)越精美,但對(duì)于內(nèi)容卻永遠(yuǎn)是創(chuàng)意大于包裝,一個(gè)精美的沒(méi)有創(chuàng)意的作品就如同一個(gè)精美的花瓶,不會(huì)有長(zhǎng)久的生命力。當(dāng)然,也不是因此就說(shuō)包裝就不重要,也是需要的包裝的,但先有創(chuàng)意,再進(jìn)行包裝是軟件開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)。
八、開(kāi)放性思維
由于現(xiàn)在權(quán)威的概念越來(lái)越弱,所以創(chuàng)意就越來(lái)越多,這在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最為突出。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域沒(méi)有權(quán)威,沒(méi)有最好,只有更好。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專(zhuān)家也許很年輕,也許是一個(gè)毛頭小子,不要輕視他們,這與計(jì)算機(jī)的特殊性相關(guān),越年輕思想就越不受約束,能天馬行空地想問(wèn)題,解決問(wèn)題的方法也就會(huì)五花八門(mén),出人意料,無(wú)所不能。
九、售后比售前更重要
在軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域,軟件開(kāi)發(fā)雖然有一套嚴(yán)格的程序,但執(zhí)行得再?lài)?yán)密也難免會(huì)有漏洞,對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)一個(gè)性?xún)r(jià)比再好的計(jì)算機(jī)或軟件都不如它的售后服務(wù)好,來(lái)得重要,沒(méi)有售后服務(wù),再好的軟件或計(jì)算機(jī)也無(wú)人敢買(mǎi),所以在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,售后比售前更重要,做好售后就會(huì)招來(lái)越來(lái)越多地客戶(hù)。
十、定期殺毒
不要相信任何一個(gè)軟件可以保護(hù)你的電腦萬(wàn)無(wú)一失,哪怕有八層防火墻,現(xiàn)在的黑客和病毒無(wú)孔不入,沒(méi)有計(jì)算機(jī)能逃得過(guò)它們的攻擊,除非你不用它。所以養(yǎng)成定期殺毒的好習(xí)慣,會(huì)讓你的計(jì)算機(jī)安全使用得時(shí)間更長(zhǎng)些。當(dāng)然以上只是舉了一些例子,還有許多內(nèi)容也屬于計(jì)算機(jī)思維的內(nèi)容,例如讓界面更友好,不要隨便打開(kāi)陌生的電子郵件,不要隨便相信陌生的聊天內(nèi)容,定期更改計(jì)算機(jī)的密碼,密碼最好設(shè)在12位以后,不要把電腦當(dāng)玩具,以致于沉溺其中不能自拔等等,還有很多的內(nèi)容,隨著更多事例也會(huì)有更多的計(jì)算機(jī)思維出現(xiàn),希望它能讓我們的計(jì)算機(jī)使用得越來(lái)越有效,對(duì)于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的初學(xué)者來(lái)說(shuō),養(yǎng)成了的計(jì)算機(jī)思維會(huì)有非常大的用處。
關(guān)于計(jì)算機(jī)思維的論文篇二
《面向大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的計(jì)算思維案例設(shè)計(jì)》
摘要:以如何將計(jì)算思維理念與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程相結(jié)合為切入點(diǎn),根據(jù)課程內(nèi)容總結(jié)出一系列蘊(yùn)含在各教學(xué)知識(shí)點(diǎn)中的計(jì)算思維案例,這些案例通俗易懂且具有針對(duì)性,貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,提出將計(jì)算思維理念與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合的新思路。
關(guān)鍵詞:計(jì)算思維;案例設(shè)計(jì);大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)
0 引 言
計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)抽象和構(gòu)造、可解,強(qiáng)調(diào)用自動(dòng)方式逐步求解。簡(jiǎn)單講,計(jì)算思維就是計(jì)算機(jī)解題的思維方式,這是現(xiàn)代計(jì)算思維的內(nèi)涵。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)以培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力、培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才為目標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程應(yīng)該定位在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)、應(yīng)用計(jì)算機(jī)和計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題的基本能力上。
計(jì)算機(jī)科學(xué)不只是將軟、硬件等人造物呈現(xiàn)在我們的生活中,更重要的是強(qiáng)調(diào)計(jì)算的概念,它被人們用來(lái)求解問(wèn)題、管理日常生活以及與他人進(jìn)行交流和互動(dòng)。計(jì)算思維在大學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)中非常重要,計(jì)算思維訓(xùn)練不僅能使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制和約束,還有助于學(xué)生進(jìn)行科技發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新,更重要的是使學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)自己的思維對(duì)海量信息進(jìn)行深層次的加工處理,對(duì)于學(xué)生自己想要的新信息,讓學(xué)生學(xué)會(huì)將在數(shù)據(jù)處理中所體現(xiàn)的計(jì)算思維能力靈活應(yīng)用到實(shí)踐中。
1 教學(xué)中引入計(jì)算思維
計(jì)算思維的理念對(duì)于剛剛跨人大學(xué)校園的大一學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象,如何將它以一種恰當(dāng)?shù)姆绞絺魇诮o學(xué)生,是基于計(jì)算思維的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革成敗的關(guān)鍵。建立計(jì)算思維在課程中的表達(dá)體系,將其映射和融入到課程知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)結(jié)構(gòu)體系中,是將計(jì)算思維的理念、方法落在實(shí)處的有效途徑。
大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的很多內(nèi)容都為計(jì)算思維提供了很好的詮釋和生動(dòng)的案例,教師可采用案例教學(xué)方法將計(jì)算思維引入大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中,用簡(jiǎn)單的案例講授復(fù)雜、高深的原理;在案例設(shè)計(jì)時(shí)遵從通俗易懂的原則,使案例更貼近生活。
2 計(jì)算思維的案例設(shè)計(jì)
在選擇和組織基于計(jì)算思維的案例時(shí),教師應(yīng)從簡(jiǎn)明原則出發(fā),以便學(xué)生能夠理解比較抽象的計(jì)算思維基本理論和方法。針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程,按知識(shí)大類(lèi)設(shè)計(jì)的計(jì)算思維案例如下。
2.1 計(jì)算機(jī)信息基礎(chǔ)
案例1:現(xiàn)實(shí)世界可以表示為0和I一用0和1可進(jìn)行邏輯與算術(shù)運(yùn)算→0和1可以用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)→用二極管、三極管等實(shí)現(xiàn)基本門(mén)電路→組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)→芯片(復(fù)雜組合邏輯電路)。具體來(lái)說(shuō),0和1的思維蘊(yùn)含著信息表示,數(shù)值信息和非數(shù)值信息均可用0和1表示,均能夠符號(hào)化、數(shù)字化和被計(jì)算,即任何信息都能以0和l表示,也就能夠被計(jì)算、用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)處理。
案例2:當(dāng)數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在硬盤(pán)或傳送到網(wǎng)絡(luò)時(shí),它們一般不會(huì)發(fā)生改變,但有時(shí)一些故障也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)值突然改變,如電子干擾,而利用類(lèi)似奇偶校驗(yàn)的方法(例如,西文ASCII碼為7位編碼,占1個(gè)字節(jié),空出來(lái)的最高位通常為0,在需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)可以用作奇偶校驗(yàn)的校驗(yàn)位),可以保護(hù)計(jì)算機(jī)中幾乎所有的數(shù)據(jù),避免干擾。事實(shí)上,硬盤(pán)、光盤(pán)、閃存、網(wǎng)絡(luò)下載、電子郵件和網(wǎng)頁(yè)都在數(shù)據(jù)中添加了校驗(yàn)碼,一旦系統(tǒng)中個(gè)別比特發(fā)生錯(cuò)誤,計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)原始數(shù)據(jù),這充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)是按照預(yù)防、保護(hù)及通過(guò)冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)的方式,在發(fā)生最壞情況時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)的一種思維方法。
案例3:對(duì)中國(guó)漢字的信息處理是一種典型的計(jì)算思維應(yīng)用,蘊(yùn)含了構(gòu)造原理。漢字是象形文字,字?jǐn)?shù)繁多,字形復(fù)雜,漢字的信息處理與西方字母數(shù)字類(lèi)信息處理有很大差異。要讓計(jì)算機(jī)表示并處理漢字就要對(duì)漢字進(jìn)行編碼,即確定每個(gè)漢字與一組通用代碼集合的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這樣在輸入設(shè)備通過(guò)輸入法接收漢字信息后,即按對(duì)應(yīng)關(guān)系將其轉(zhuǎn)換為可由一般計(jì)算機(jī)處理的通用字符代碼,然后再對(duì)這些代碼信息的組合進(jìn)行處理,如信息的存儲(chǔ)、傳輸和交換等;處理后的代碼組合可通過(guò)漢字輸出設(shè)備,按照同樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換為漢字字形庫(kù)的相應(yīng)字形,直觀(guān)地顯示或打印出來(lái)。
2.2 計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)
案例1:在計(jì)算機(jī)科學(xué)中,抽象是一種被廣泛使用的計(jì)算思維方法。馮・諾依曼體系結(jié)構(gòu)就是一個(gè)抽象的案例,這一體系結(jié)構(gòu)屏蔽了實(shí)現(xiàn)上的諸多細(xì)節(jié),明確了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)由內(nèi)存、處理單元、控制單元、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5部分組成及各部分之間的關(guān)系,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抽象模型,它為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的研制奠定基礎(chǔ)。
案例2:以鍵盤(pán)輸入與屏幕顯示為例,即:位置→電信號(hào)→編碼→存取/ASCII→解碼一字形→顯示,在學(xué)生理解和掌握這一思維之后,可以很容易地推廣至其他語(yǔ)言文字的處理,這一案例蘊(yùn)含著一種普適的思維――信息處理思維,即物理對(duì)象通過(guò)采集設(shè)備采集相關(guān)信息,然后按一定的編碼規(guī)則使用編碼器進(jìn)行編碼及存儲(chǔ).再用解碼器進(jìn)行解碼、識(shí)別并顯示。
2.3 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)
案例1:操作系統(tǒng)是一個(gè)有多種功能的系統(tǒng)程序,可以看做一個(gè)整體模塊,也可看做由若干個(gè)子模塊按一定的結(jié)構(gòu)方式組成的整體。操作系統(tǒng)的產(chǎn)生和使用本身就充分體現(xiàn)了運(yùn)用計(jì)算思維抽象和分解的方法。操作系統(tǒng)提供的四大功能即進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理,可以對(duì)硬件五大組成部分所涉及的龐大而復(fù)雜的工作進(jìn)行有效的控制和管理,操作系統(tǒng)架起了硬件與用戶(hù)之間溝通的橋梁。
案例2:操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程的管理采用了多道程序并行處理的方式,操作系統(tǒng)以時(shí)間片為單位,輪流為每個(gè)終端用戶(hù)服務(wù)。每個(gè)用戶(hù)輪流使用一個(gè)時(shí)間片,而每個(gè)用戶(hù)并不感到有別的用戶(hù)存在。宏觀(guān)上看是多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用一個(gè)CPU,即并行,微觀(guān)實(shí)現(xiàn)上則是每個(gè)用戶(hù)在不同時(shí)刻輪流使用CPU,交替執(zhí)行,即串行,這種時(shí)間片輪轉(zhuǎn)思想就是一個(gè)古老的、最簡(jiǎn)單、最公平的思想,它大大提高了系統(tǒng)的資源利用率,這是將計(jì)算思維中使用并行方法解決問(wèn)題的思路運(yùn)用到操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)典型實(shí)例。 案例3:存儲(chǔ)管理的設(shè)計(jì)所用到的預(yù)置和緩存技術(shù)也是一種重要的計(jì)算思維方法。一個(gè)很大的程序執(zhí)行時(shí)被操作系統(tǒng)調(diào)用,其運(yùn)行需要的內(nèi)存數(shù)據(jù)都被存到磁盤(pán)內(nèi)的虛擬內(nèi)存,只有需要用到的部分才被加載到主內(nèi)存內(nèi)部運(yùn)行,這是典型的在“小內(nèi)存中求解大問(wèn)題”的技術(shù)。
2.4 計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)
案例1:在計(jì)算機(jī)科學(xué)中,將大規(guī)模的復(fù)雜問(wèn)題分解成若干個(gè)較小規(guī)模的、更簡(jiǎn)單的問(wèn)題加以解決,是一種常用的計(jì)算思維方法,而結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)就是采用了計(jì)算思維中的典型方法――分解。教師可按照“分而治之”的策略,將頂層問(wèn)題的求解目標(biāo)逐層分解成子模塊,每個(gè)模塊完成一定問(wèn)題的求解。整個(gè)程序由有層次的、逐級(jí)細(xì)化的多個(gè)模塊組成,由此構(gòu)成求解整個(gè)問(wèn)題的程序。
案例2:計(jì)算思維反映的是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的思維方法,有些初學(xué)者覺(jué)得計(jì)算機(jī)神乎其神,似乎什么都能干,就想當(dāng)然起來(lái)。例如,某同學(xué)剛學(xué)了幾天C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),想試試自己的能力,找一道求方程3x2+5x_15=0的根的題目,用C語(yǔ)言寫(xiě)出下述的程序段:
上機(jī)一試,才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤一大堆,根本不可能得到想要的解。事實(shí)上,確切地說(shuō),計(jì)算機(jī)只能“計(jì)算”,而如何計(jì)算是需要給出方法的。如果我們自己不知道求解方程的步驟,計(jì)算機(jī)就無(wú)法求解它。換句話(huà)說(shuō),要編程給出方程求解的步驟,計(jì)算機(jī)才能按照程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算。只有很好地理解了這樣的“計(jì)算思維”,我們才能寫(xiě)出下面的程序段:
通過(guò)這個(gè)例子,學(xué)生應(yīng)該明白計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)都是在人腦的指揮下工作的。
2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)
案例1:抽象和分解是計(jì)算思維的兩個(gè)重要特征,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)體現(xiàn)了計(jì)算思維抽象和分解的過(guò)程。建立數(shù)據(jù)庫(kù)需要根據(jù)系統(tǒng)的需求,將客觀(guān)世界的信息轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的二進(jìn)制信息。由于客觀(guān)世界的復(fù)雜性,直接完成這種轉(zhuǎn)換是非常復(fù)雜和困難的。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中,需要將建模分成3個(gè)層次:概念模型、邏輯模型和物理模型。設(shè)計(jì)者依次在這3個(gè)層次上進(jìn)行建模,分別完成一定的信息轉(zhuǎn)換,最終完成客觀(guān)世界信息到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中二進(jìn)制信息的轉(zhuǎn)換,這就是一種將復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行分解而得到答案的例子。以上抽象思維的結(jié)果需要在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),也是將理論成果應(yīng)用于技術(shù)實(shí)踐的過(guò)程,充分體現(xiàn)了自動(dòng)化這一計(jì)算思維的本質(zhì)。
案例2:運(yùn)用多種算法,從海量數(shù)據(jù)中挖掘或抽取出知識(shí),在時(shí)間和空間之間、在處理能力和存儲(chǔ)容量之間進(jìn)行折中的思維方法是典型的計(jì)算思維方法。以數(shù)據(jù)挖掘在零售行業(yè)中的應(yīng)用為例,零售公司跟蹤客戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)情況,發(fā)現(xiàn)某個(gè)客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)了大量的真絲襯衣,這時(shí)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)就在此客戶(hù)和真絲襯衣之間創(chuàng)建關(guān)系;銷(xiāo)售部門(mén)就會(huì)看到此信息,直接將真絲襯衣的當(dāng)前行情及所有相關(guān)資料發(fā)給該客戶(hù)。數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)通過(guò)一定的算法挖掘目標(biāo)客戶(hù)信息,可以幫助企業(yè)提升銷(xiāo)售量。
2.6 多媒體技術(shù)
案例1:數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)就是用最少的編碼表示信號(hào)的技術(shù)。對(duì)我們來(lái)說(shuō),總是希望計(jì)算機(jī)能更高效地表達(dá)信息。減小數(shù)據(jù)存儲(chǔ)占用空間的方法稱(chēng)為壓縮,數(shù)據(jù)壓縮的發(fā)展是創(chuàng)新思維的發(fā)展。人類(lèi)不斷通過(guò)創(chuàng)新性研究總結(jié)出不同的數(shù)據(jù)壓縮算法,在計(jì)算機(jī)多媒體數(shù)據(jù)壓縮過(guò)程中加以應(yīng)用,是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解的一個(gè)典型的計(jì)算思維活動(dòng)。
案例2:在多媒體技術(shù)中,運(yùn)動(dòng)捕捉與三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)就是一個(gè)典型的運(yùn)用建模與仿真的計(jì)算思維方法。例如,采用運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)對(duì)演員動(dòng)作進(jìn)行捕捉,通過(guò)相應(yīng)計(jì)算將動(dòng)作坐標(biāo)映射到任意通過(guò)三維軟件制作的卡通人物模型上,并且可以利用專(zhuān)門(mén)的動(dòng)畫(huà)工具對(duì)動(dòng)作作進(jìn)一步的編輯或增加各種變化,產(chǎn)生新的藝術(shù)效果。
2.7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全
案例1:抽象是計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解中最基本的方法之一。在抽象過(guò)程中,人們剔除細(xì)節(jié),只關(guān)注與理解問(wèn)題和解決問(wèn)題相關(guān)的概念,把注意力集中到事物的本質(zhì)和核心特性上,從而發(fā)現(xiàn)事物本質(zhì)的、重要的規(guī)律。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)中運(yùn)用抽象思維解決復(fù)雜問(wèn)題的典型。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的ISO/OSI體系結(jié)構(gòu)模型的建立將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)分解成7個(gè)層次,每個(gè)層次利用下一層的接口,完成本層的數(shù)據(jù)處理并為上一層次提供更加高層服務(wù)接口。借助7層體系結(jié)構(gòu)模型,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最終完成從用戶(hù)信息到物理線(xiàn)路信息的正確、可靠的轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通信。網(wǎng)絡(luò)分層模型也體現(xiàn)了約簡(jiǎn)、分解、調(diào)度、折中等計(jì)算思維的思想。
案例2:并行是一種重要的計(jì)算思維方法。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有很多運(yùn)用并行技術(shù)提高系統(tǒng)效率的例子,例如,多核處理器技術(shù)就是讓不同的處理器同時(shí)執(zhí)行不同的任務(wù),實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算,以加快計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度;在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,進(jìn)一步加快運(yùn)行速度的方法是讓不同的計(jì)算機(jī)同時(shí)處理問(wèn)題的不同部分,即將多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起,形成分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);另外還有大規(guī)模并行超級(jí)計(jì)算機(jī)(數(shù)千臺(tái)計(jì)算機(jī)緊密聯(lián)系在一起),可將一個(gè)大的任務(wù)劃分成不同部分并分配給不同的計(jì)算機(jī)解決;分布式網(wǎng)絡(luò)“云計(jì)算”則體現(xiàn)了計(jì)算思維中并行處理的特征,而“云”的概念則是計(jì)算思維高度抽象化的體現(xiàn)。
案例3:對(duì)于一些特殊問(wèn)題,從結(jié)論往回推,倒過(guò)來(lái)思考,從求解回到已知條件,或許會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)單化,這樣的思維方式就叫逆向思維。逆向思維也可以看做是應(yīng)用計(jì)算思維求解問(wèn)題的一種手段。
計(jì)算機(jī)病毒之所以能夠破壞計(jì)算機(jī)系統(tǒng),往往是因?yàn)槔昧擞?jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的漏洞。最保險(xiǎn)的防治病毒的方法是設(shè)計(jì)沒(méi)有漏洞的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),但是軟件規(guī)模的龐大、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜程度使得出現(xiàn)漏洞是不可避免的。在病毒防治過(guò)程中,我們可以運(yùn)用逆向思維去利用病毒,從技術(shù)上借鑒病毒傳播和衍生的方式不斷地修補(bǔ)漏洞,完善計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
3 結(jié)語(yǔ)
在教學(xué)中引入與課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的計(jì)算思維案例,可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中體會(huì)計(jì)算思維,在教學(xué)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維能力的逐步提高,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。將計(jì)算思維引入大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的目的是讓學(xué)生能夠在了解計(jì)算機(jī)基本組成和一般工作原理的基礎(chǔ)上,理解一些利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方法和思路,了解計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的局限性,同時(shí)為學(xué)生未來(lái)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究奠定計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的基礎(chǔ)。使用案例教學(xué)作為方法和手段是進(jìn)行計(jì)算思維教育的一種很好的嘗試,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容中能夠詮釋計(jì)算思維思想的案例很多,還需要我們不斷探索與挖掘。