第01講-計算機-計算-計算思維

計算機是什么羅南超智能樓宇教研室主任旅游信息化與產(chǎn)業(yè)化研究所所長傳統(tǒng)“計算機器”多樣化的“計算機器”，各種設備的“大腦”系統(tǒng)計算機是什么?(1)計算機與各種設備中的計算機?形形色色的計算機形形色色的計算機計算機是什么?(2)各種應用中的計算機?馬克.安德森

前Netscape公司創(chuàng)始人，現(xiàn)風險投資人軟件正在占領全世界形形色色的計算機計算機是什么?(3)計算機除了硬件，還包括軟件?操作系統(tǒng)OS:分時OS,實時OS,網(wǎng)絡OS,并行OS,移動OS,云OS,…中間件，如應用服務器,消息中間件,流程中間件,服務中間件,…硬件(裸機)嵌入式/移動式(設備裸機)網(wǎng)絡化/互聯(lián)化—其他硬件工具軟件語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)計算機輔助設計與制造軟件CAx企業(yè)管理軟件ERP&SCM電子商務各類軟件，網(wǎng)上購物各類在線與非在線娛樂軟件計算類軟件-生物計算、化學計算等嵌入類軟件-車輛、機床等設備云大數(shù)據(jù)服務智能移動各行業(yè)、各領域企業(yè)的計算系統(tǒng)；面向家庭、社會和政府的計算系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應用軟件計算機：硬件vs.軟件計算機是什么?(4)都有哪些硬件和軟件?計算機是什么?計算機是什么?(5)計算機是什么?計算機是什么?是改造自然的一種工具是各種機器的大腦是看不見摸不著但又可為我們服務的軟件是可以為我們創(chuàng)造另一個世界-虛擬世界的工具是可以使我們跨越時空距離的工具它是…

…是幫助我們進行各種計算的工具為什么要學習和怎樣學習

大學計算機課程為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(1)計算學科的供需關系--需要大學計算機計算學科的供需關系計算科學與信息探索科學為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(2)計算科學與信息探索科學已成為科學創(chuàng)新的重要方面支持各學科研究創(chuàng)新的新型計算手段Gap計算思維/計算能力計算機及其通用計算手段的應用當前的非計算機專業(yè)計算機關注點應用計算手段進行各學科研究和創(chuàng)新非計算機專業(yè)學生的未來計算能力知識/技能計算思維的學習和訓練1998年諾貝爾化學獎獎勵給一個計算手段的研究者--JohnPople化學學科工作者利用計算手段進行學科的科學研究各學科人才的計算思維/計算能力需求為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(3)各學科人才需要計算思維，以便形成復合型的創(chuàng)造性思維“看山是山，看水是水”“昨夜西風凋碧樹，獨上高樓，望盡天涯路”“看山不是山，看水不是水”“衣帶漸寬終不悔，為伊銷得人憔悴”“看山還是山，看水還是水”“眾里尋她千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”From王國維“人間詞話”關于“境界”的闡述貫通，看得遠，才能認識準確浮想聯(lián)翩，由此及彼，才能發(fā)現(xiàn)不斷訓練，不斷理解，才能找出本質，才能創(chuàng)新聯(lián)想與貫通訓練與實踐概念與知識“計算機”的思維:

計算機是如何工作的?計算機的功能是如何越來越強大的?利用計算機的思維:

現(xiàn)實世界的各種事物如何利用計算機來進行控制和處理?

計算思維(ComputationalThinking)是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類行為，其本質是抽象和自動化from周以真。計算思維為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(4)站得高，才能看得遠；看得遠，才能看得真思維是創(chuàng)新的源頭，技術與知識是創(chuàng)新的支撐知識vs.貫通知識的思維—計算思維本質可實現(xiàn)啟發(fā)性聯(lián)想知識知識的貫通-思維為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(5)知識與思維的差別在哪里?思維(Thought/Thinking)能力(Ability&Capability)知識/技能(Technique/Skill)計算機語言與程序設計數(shù)據(jù)庫數(shù)學建?；蚍菙?shù)學建模知識與視野拓展KnowledgeExpansion大學計算機計算機專業(yè)導論(計算思維導論)云計算與云服務企業(yè)資源規(guī)劃與供應鏈管理視野：寬度知識面寬，前沿性深度貫通性，深入性技能：練習，練習，…

…思維：好奇、思考、聯(lián)想、貫通訓練與掌握Training啟發(fā)與理解Understanding打通知識脈絡，融貫各門課程，內功強化基礎，外功靈活應變。能力內功(貫通的脈絡)實踐鍛煉,使脈絡貫通思維脈絡(穴位鏈)知識穴位知識vs.思維vs.能力為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(6)大學計算機與其它課程的關系是怎樣的大學計算機課程，能否學好取決于以下要素?你是否有信念和信心?信念和信心將決定你能否學好！你是否堅持?是否保持興趣?堅持聽課，堅持訓練，“鐵杵磨針”，就能學得好！只要聽課，就能有收獲，就會有想法，就會有興趣!

你是否主動思考主動探索?思維的建立是不斷思考的結果，對任何持疑的內容可通過互聯(lián)網(wǎng)進一步探索和學習，或者及時與教師溝通獲得提高！記?。河嬎闼季S的學習，不僅僅是會不會用計算機的問題，而是會不會利用計算思維來解決身邊的或社會/自然問題的問題為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(7)只要堅持，就能學好大學計算機-計算思維導論課程你一定能學好大學計算機-計算思維導論因為在美國，計算思維已被普及到中小學生，他們都能學會，…

因為計算思維的學習不需要太多的數(shù)學基礎，它不是數(shù)學思維，盡管數(shù)學思維對其有很大的影響不要受各自專業(yè)認知的影響和干擾，這些觀點“我學了文科專業(yè)，就學不好計算思維”，“我學了文科專業(yè)就不需要計算思維”是要不得的！為什么要學習和怎樣學習大學計算機課程?(8)你一定能學好大學計算機-計算思維導論你行的，你一定行！你懂的，你會懂的！計算與自動計算簡單計算I：數(shù)據(jù)計算，計算規(guī)則，應用計算規(guī)則進行計算并獲得計算結果復雜計算II：f(x)，函數(shù)，計算規(guī)則及其簡化計算方法，便于人應用規(guī)則進行計算，獲得計算結果復雜計算III：如丟番圖方程，判定，計算規(guī)則，人可能無法完成但卻可由機器自動完成，借助于機器獲得計算結果a1x1b1+a2x2b2+…+anxnbn=c計算與自動計算(1)什么是計算？計算學科的計算vs.數(shù)學學科的計算例如：求ax2+bx+c=0的根人進行計算：規(guī)則可能很復雜,但計算量卻可能很小人需要知道具體的計算規(guī)則特定規(guī)則，只能求:a1x2+a2x=c機器-自動計算：規(guī)則可能很簡單,但計算量卻很大機器也可以采用人所使用的計算規(guī)則一般性的規(guī)則，可以求任意:a1x1b1+a2x2b2+…+anxnbn=c人-求解機器-求解(1)從-n到n，產(chǎn)生x的每一個整數(shù)值；(2)將其依次代入到方程中計算;(3)如果其值使方程式成立，則即為其解；否則不是

計算與自動計算(2)人計算與機器計算的差別?“人”計算vs.“機器”計算利用上述公式計算得到x值自動計算要解決的幾個問題:表示-存儲-執(zhí)行“數(shù)據(jù)”的表示“計算規(guī)則”的表示：程序數(shù)據(jù)與計算規(guī)則的“自動存儲”計算規(guī)則的“自動執(zhí)行”a1x1b1+a2x2b2+…+anxnbn=c計算與自動計算(3)自動計算需要解決什么問題?算盤能被認為是計算機嗎?九層算盤

一、加法口訣

直加滿五加進十加

一:一上一一下五去四一去九進一

二:二上二二下五去三二去八進一

三:三上三三下五去二三去七進一

四:四上四四下五去一四去六進一

五:五上五五去五進一

六:六上六六去四進一六上一去五進一

七:七上七七去三進一七上二去五進一

八:八上八八去二進一八上三去五進一

九:九上九九去一進一九上四去五進一

二、減法口訣

直減破五減退位減

一一下一一上四去五一退一還九

二二下二二上三去五二退一還八

三三下三三上二去五三退一還七

四四下四四上一去五四退一還六

五五下五五退一還五

六六下六六退一還四六退一還五去一

七七下七七退一還三七退一還五去二

八八下八八退一還二八退一還五去三

九九下九九退一還一九退一還五去四

珠算珍品計算與自動計算(4)機械計算的探索?帕斯卡與帕斯卡機(準)第一臺機械計算機

BlaisePascal(1623～1662)1642年研制成功一種齒輪式計算機器

帕斯卡機的意義：它告訴人們“用純機械裝置可代替人的思維和記憶”。開辟了自動計算的道路。計算與自動計算(4)機械計算的探索?萊布尼茨

GottfriedWilhelmLeibniz(1646～1716)，德國數(shù)學家。萊布尼茨機的意義：連續(xù)重復自動執(zhí)行。提出了二進制數(shù)及其計算規(guī)則；數(shù)理邏輯的創(chuàng)始人是基于十進制設計機器，還是基于二進制設計機器？如果基于二進制設計機器，那其處理規(guī)則又是怎樣的呢？計算與自動計算(4)機械計算的探索?其他重要工作1834年：巴貝奇(CharlesBabbage)，分析機的概念可執(zhí)行程序的機器。1805年：杰卡德(J.Jacquard)，打孔卡，實踐了輸入手段問題。1854年：布爾創(chuàng)立布爾代數(shù)，為數(shù)字計算機的電路設計提供了理論基礎?！?請同學課后補充)巴貝奇差分機與分析機計算與自動計算(4)機械計算的探索?計算輔助工具Pascal機械計算機:自動計算--固定的計算規(guī)則Babbage機械計算機:(特定)程序--可有限變化的計算規(guī)則現(xiàn)代計算機：一般程序--任意可變的計算規(guī)則機械計算的簡要發(fā)展歷程是怎樣的？從表示-自動存儲-自動執(zhí)行的角度計算與自動計算(4)機械計算的探索?計算機器計算程序?計算與自動計算(5)小結程序自動執(zhí)行?數(shù)據(jù)計算規(guī)則表示?自動存取?自動執(zhí)行?電子自動計算-元器件電子自動計算-元器件(1)自動計算需要解決的問題?數(shù)據(jù)計算規(guī)則表示?自動存取?自動執(zhí)行?二進制

vs.十進制由元器件到系統(tǒng)電子管時代的計算機器人類第一只電子管(真空二極管),1895電子管計算機ENIAC,1946年,17468只電子管電子自動計算-元器件(2)電子自動計算的突破在哪里？存儲0和1的元器件電子管時代的計算機器

馮.諾伊曼(VonNeumann)電子計算機EDVAC問世將運算和存儲分離，運算速度卻比擁有18000個電子管的“ENIAC”提高了10倍結構上的創(chuàng)新：“馮.諾伊曼計算機”。運算規(guī)則和數(shù)據(jù)是否可事先存儲于存儲器中，以便機器連續(xù)的執(zhí)行呢？運算和存儲怎樣分離呢？?電子自動計算-元器件(2)電子自動計算的突破在哪里？晶體管時代的計算機器人類第一只晶體管(點接觸晶體管),1947第一臺晶體管計算機TRADIC，1953電子自動計算-元器件(3)晶體管發(fā)現(xiàn)的價值在哪里呢？怎樣使體積更小?可靠性更高?可控性更靈活呢??集成電路時代的計算機器集成電路的發(fā)明,1959第三代計算機IBM360,1964J.Kilby，集成電路發(fā)明者封裝后的集成電路芯片電子自動計算-元器件(4)什么是集成電路，其價值又在哪里呢？能否將復雜的電路封裝后作為新電路設計的元件呢？復雜的電路集成封裝應用？超大規(guī)模集成電路(VLSI)時代的計算機器第四代計算機—個人計算機,1981VLSI芯片及其封裝的內部電路電子自動計算-元器件(4)什么是集成電路，其價值又在哪里呢？摩爾定律每18個月芯片能力增長一倍電子管:可自動控制0和1變化的元件晶體管集成電路:可自動實現(xiàn)一定變換的元件超大規(guī)模集成電路(VLSI)自動計算中的元器件的發(fā)展從表示-自動存儲-自動執(zhí)行的角度體積越來越??；可靠性越來越高；電路規(guī)模越來越大；速度越來越快；功能越來越強大；電子自動計算-元器件(5)元器件發(fā)展的軌跡是怎樣的，每個階段要解決什么問題？自動計算中的元器件的發(fā)展啟示InputOutputTransformInput1Output1Transform1Input2Output2Transform2Input3Output3Transform3Input1Output1Transform1Input2Output2Transform2Input3Output3Transform3ABTransform4電子自動計算-元器件(5)元器件發(fā)展的軌跡是怎樣的，每個階段要解決什么問題？電子自動計算-計算機系統(tǒng)電子自動計算-計算機系統(tǒng)(1)自動計算需要解決的問題?數(shù)據(jù)計算規(guī)則表示?自動存取?自動執(zhí)行?二進制

vs.十進制由元器件到系統(tǒng)計算機系統(tǒng)要解決的幾個問題“控制與計算”微處理器“輸入”如何將外部信息輸入到計算機中?“輸出”如何將計算機中信息輸出到外界(顯示或打印)?“永久存儲與臨時存儲”如何將計算機中的信息永久保存或臨時保存?電子自動計算-計算機系統(tǒng)(2)計算機系統(tǒng)的構成包括哪些部分？字長：8位16位32位64位主頻：幾MHz幾百MHz幾GHz晶體管數(shù)量：幾萬幾百萬幾億顆功能/規(guī)模：微處理器微處理器+協(xié)處理器(浮點運算)微處理器+圖形處理單元GPU微處理器+3D處理器+多媒體處理器多核微處理器微處理器的發(fā)展1999PentiumIII2005雙核CORE2010八核-十核COREi系列19748086/80881982Intel802861985Intel803861989Intel804861993Pentium1997PentiumII電子自動計算-計算機系統(tǒng)(3)控制與計算-微處理器-計算機系統(tǒng)的核心？存儲設備存儲設備類別發(fā)展水平固態(tài)硬盤USBRemovablediskFlashRAM磁帶/磁芯/磁鼓存儲磁盤存儲(硬盤與軟盤)光盤存儲(CD-ROM,CDR/W,DVD)汞延遲線納米存儲/量子存儲半導體存儲(ROM/RAM)體積越來越小容量越來越大訪問速度越來越快可靠性越來越高功耗越來越低持久性越來越好DRAM半導體存儲器芯片F(xiàn)lashRAM存儲器U-Disk固態(tài)硬盤磁芯存儲器電子自動計算-計算機系統(tǒng)(4)怎樣解決大規(guī)模快速存儲問題？輸入設備類別發(fā)展水平穿孔紙帶(0/1輸入)鍵盤輸入(符號輸入)鼠標輸入(點輸入)感知輸入(接觸式感知輸入非接觸式感知輸入)輸入設備電子自動計算-計算機系統(tǒng)(5)怎樣解決輸入問題？輸出設備(顯示器)類別發(fā)展水平CRT：陰極射線管(模擬顯示器：黑白與彩色)CRT:字符發(fā)生器(向量式模擬顯示器:輸出字符)CRT:數(shù)字光柵掃描顯示器(基于內存的顯示:輸出圖形)3D顯示器：3維圖形數(shù)字顯示器：高清圖形(液晶、等離子技術)GPU芯片多顯示卡并聯(lián)分辨率越來越高顏色越來越逼真顯示速度越來越快(屏幕刷新速度和圖形處理速度)越來越薄，越清晰可視角度越來越接近平角輸出設備---顯示及顯示控制電子自動計算-計算機系統(tǒng)(6)怎樣解決輸出問題？計算機系統(tǒng)的發(fā)展微處理器存儲設備輸出設備(顯示器)輸入設備類別發(fā)展水平(字長;主頻;晶體管數(shù)目)(8位;

5M;1萬顆)(16位;

20M;10萬顆)(32位;

60M;300萬顆)(32位;

1G;2800萬顆)(64位;

10G;3億顆)(64位;

>10G;>10億顆)穿孔紙帶(0/1輸入)鍵盤輸入(符號輸入)鼠標輸入(點輸入)感知輸入(接觸式感知輸入非接觸式感知輸入)CRT：陰極射線管(模擬顯示器：黑白與彩色)CRT:字符發(fā)生器(向量式模擬顯示器)CRT:數(shù)字光柵掃描顯示器(基于內存的顯示)3D顯示器數(shù)字顯示器(液晶、等離子技術)固態(tài)硬盤USBRemovablediskFlashRAM磁帶/磁芯/磁鼓存儲磁盤存儲(硬盤與軟盤)光盤存儲(CD-ROM,CDR/W,DVD)汞延遲線納米存儲/量子存儲半導體存儲(ROM/RAM)電子自動計算-計算機系統(tǒng)(7)計算機系統(tǒng)各主要部件的發(fā)展趨勢是什么？電子自動計算-計算機系統(tǒng)(8)小結存儲設備輸入控制與計算輸出微處理器中央處理單元CPU內存與外存計算系統(tǒng)之發(fā)展趨勢世界上最小臺式電腦

如同拇指大小平板電腦-AppleIPAD智能手機計算系統(tǒng)之發(fā)展趨勢(1)微型化趨勢是怎樣的?平板電腦-AppleIPAD微型化：可嵌入、可攜帶Amassivelyparallelsupercomputerusingtensof

thousandsofembeddedPowerPCprocessorssupportingalargememoryspace

WithstandardcompilersandmessagepassingenvironmentIBM-BlueGene(藍色基因):MilestoneofanIntelligentMachine大型化：可進行大規(guī)模、復雜計算計算系統(tǒng)之發(fā)展趨勢(2)大型化趨勢是怎樣的？2010.11,超級計算機500強第一名：天河一號A

--中國14336顆IntelXeonX56702.93GHz六核心處理器2048顆我國自主研發(fā)的飛騰FT-1000八核心處理器7168塊NVIDIATeslaM2050高性能計算卡總計:186368個核心,224TB內存。實測運算速度可以達到每秒2570萬億次(這意味著，它計算一天，相當于一臺家用電腦計算800年)大型化：可進行大規(guī)模、復雜計算超級計算機500強計算系統(tǒng)之發(fā)展趨勢(2)大型化趨勢是怎樣的？汽車生產(chǎn)線上的機器人水下機器人智能化理解自然語言，具有自適應性，自主完成復雜功能計算系統(tǒng)之發(fā)展趨勢(3)智能化趨勢是怎樣的？InternetofServicesInternetofNetworksInternetofThingsInternetof3DWorldsForpeopleandenterprises網(wǎng)絡化“未來互聯(lián)網(wǎng)”-FutureInternet機-機相聯(lián)，物-物相聯(lián)，物-人相聯(lián)，人-人相聯(lián)計算系統(tǒng)之發(fā)展趨勢(4)網(wǎng)絡化趨勢是怎樣的？網(wǎng)絡化計算系統(tǒng)之發(fā)展趨勢(4)網(wǎng)絡化趨勢是怎樣的？IBM提出智慧地球，SmartPlanet。交通電力能源物流InstrumentedInterconnectIntelligent什么是計算思維SystemsTheoryAIComp.Bio.GeometricComp.GraphicsHCI：HumanComputerInteractionDistributedSystemsServiceComputingHardwareRoboticsDatabase&DataminingMachineLearningNaturalLanguageComp.EconomicsNetworkingSecurityAlgorithmsArtEconomicsBiologyLinguisticsStatisticsSociology&ServiceologyDesignPsychologyElectricalEngineering什么是計算思維?(1)

為什么提出計算思維？學科的發(fā)展，知識的膨脹計算思維，計算的偉大原理什么是計算思維?(2)計算思維的提出《ComputationalThinking》fromCMU，周以真（JeannetteM.Wing），CommunicationsofACM,Vol.49,No.3,March2006,Pages33-35Computationalthinkingisawayofsolvingproblems,designingsystems,andunderstandinghumanbehaviorthatdrawsonconceptsfundamentaltocomputerscience.Computationalthinkingwillbeafundamentalskillusedbyeveryoneintheworldbythemiddleofthe21stCentury.–Justlikereading,writing,andarithmetic.–Imagineeverypersonknowinghowtothinklikeacomputerscientist!–Computationalthinkingisnotjustforotherscientists,it’sforeveryone.–Thinkinglikeacomputerscientistmeansmorethanbeingabletoprogramacomputer

計算思維的本質就是抽象(Abstraction)與自動化(Automation)，即在不同層面進行抽象，以及將這些抽象“機器化”。什么是計算思維?(3)什么是計算思維？計算思維是人類應具備的第三種思維實驗思維:實驗觀察發(fā)現(xiàn)、推斷與總結.觀察與歸納理論思維:假設/預設定義/性質/定理證明.推理和演繹計算思維:設計,構造與計算.設計與構造計算思維關注的是人類思維中有關可行性、可構造性和可評價性的部分當前環(huán)境下，理論與實驗手段在面臨大規(guī)模數(shù)據(jù)的情況下，不可避免地要用計算手段來輔助進行。國內學者/專家的觀點什么是計算思維?(4)計算思維？構造傳統(tǒng)“計算機器”構造各種新型“計算機器”應用各種新型“計算機器”計算機科學與技術軟件工程、生物計算、信息安全、…

…科學研究的三大手段：理論、實驗和計算計算科學什么是計算思維?(5)從計算學科發(fā)展的角度看計算思維遞歸程序0和1云計算環(huán)境并行分布環(huán)境個人計算環(huán)境馮.諾依曼機算法系統(tǒng)社會/自然的計算化計算/求解的自然化自然現(xiàn)象的計算的表達與推演用社會/自然所接受的形式體現(xiàn)計算及結果局域網(wǎng)/廣域網(wǎng)：機器網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)：信息網(wǎng)絡/廣義資源網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng);知識網(wǎng);服務網(wǎng);社會網(wǎng)抽象自動化事務管理與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)聚集與大數(shù)據(jù)量子計算/光子計算移動計算生物計算計算生物學計算物理學計算化學計算經(jīng)濟學計算統(tǒng)計學計算金融學企業(yè)計算計算工程學服務計算云計算社會計算計算廣告學媒體計算納米計算智能計算計算語言學神經(jīng)計算什么是計算思維?(6)大學計算思維教育空間計算之樹？模型語言協(xié)議系統(tǒng)編譯器編解碼器數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡化大學計算思維教育空間-計算之樹遞歸程序0和1大學計算思維教育空間—計算之樹?(1)

奠基性的計算思維有哪些?計算之樹的第一個維度—計算技術的奠基性思維遞歸程序0和1“0和1”思維--符號化計算化自動化

0和1是實現(xiàn)任何計算的基礎；社會/自然與計算融合的基本手段；0和1是連接硬件與軟件的紐帶；0/1是最基本的抽象與自動化機制。“程序”思維--千變萬化復雜功能的構造、表達與執(zhí)行程序是基本動作(指令)的各種組合，是控制計算系統(tǒng)的基本手段“遞歸”思維--無限事物及重復過程的表達與執(zhí)行方法遞歸是最典型的構造程序的手段；遞歸函數(shù)是可計算函數(shù)的精確的數(shù)學描述；遞歸函數(shù)是研究計算學科理論問題的基礎計算之樹的第一個維度—計算技術的奠基性思維大學計算思維教育空間—計算之樹?(1)奠基性的計算思維有哪些?遞歸程序0和1云計算環(huán)境并行分布環(huán)境個人計算機馮.諾依曼機大學計算思維教育空間—計算之樹?(2)通用計算環(huán)境是如何演化的?計算之樹的第二個維度—通用計算環(huán)境的進化思維個人計算機馮.諾依曼計算機云計算環(huán)境并行分布計算環(huán)境Thetoolsweusehaveaprofoundinfluenceonourthinkinghabits,andtherefore,onourthinkingabilities.fromEdsgerDijkstra,1972TuringAwardsreceiver.大學計算思維教育空間—計算之樹?(2)通用計算環(huán)境是如何演化的?通用計算環(huán)境的進化思維遞歸程序0和1并行分布環(huán)境個人計算環(huán)境馮.諾依曼機算法系統(tǒng)云計算環(huán)境大學計算思維教育空間—計算之樹?(3)為什么算法和系統(tǒng)很重要?計算之樹的第三個維度—交替促進與共同進化的問題求解思維遞歸程序0和1并行分布環(huán)境個人計算環(huán)境馮.諾依曼機算法系統(tǒng)云計算環(huán)境大學計算思維教育空間—計算之樹?(3)為什么算法和系統(tǒng)很重要?計算之樹的第三個維度—交替促進與共同進化的問題求解思維“算法”：問題求解的一種手段—構造與設計算法算法是計算的靈魂；算法強調數(shù)學建模；算法考慮的是可計算性與計算復雜性；算法研究通常被認為是計算學科的理論研究?！跋到y(tǒng)”：問題求解的另一種手段—構造與設計系統(tǒng)系統(tǒng)是改造自然的手段；系統(tǒng)還強調非數(shù)學建模；系統(tǒng)考慮的是如何化復雜為簡單(使其能夠被做出來)；系統(tǒng)還強調結構性、可靠性、安全性等。系統(tǒng)是龍，算法是睛，畫龍要點睛。遞歸程序0和1云計算環(huán)境并行分布環(huán)境個人計算環(huán)境馮.諾依曼機算法系統(tǒng)量子計算/光子計算移動計算生物計算計算生物學計算物理學計算化學計算經(jīng)濟學計算統(tǒng)計學計算金融學企業(yè)計算計算工程學服務計算云計算社會計算計算廣告學媒體計算納米計算智能計算計算語言學神經(jīng)計算大學計算思維教育空間—計算之樹?(4)計算與社會/自然如何融合的?計算之樹的第四個維度—計算與社會/自然環(huán)境的融合思維遞歸程序0和1云計算環(huán)境并行分布環(huán)境個人計算環(huán)境馮.諾依曼機算法系統(tǒng)自然現(xiàn)象的計算的表達與推演社會/自然的計算化抽象用社會/自然所接受的形式體現(xiàn)計算及結果計算/求解的自然化自動化量子計算/光子計算移動計算生物計算計算生物學計算物理學計算化學計算經(jīng)濟學計算統(tǒng)計學計算金融學企業(yè)計算計算工程學服務計算云計算社會計算計算廣告學媒體計算納米計算智能計算計算語言學神經(jīng)計算大學計算思維教育空間—計算之樹?(4)計算與社會/自然如何融合的?遞歸程序0和1云計算環(huán)境并行分布環(huán)境個人計算環(huán)境馮.諾依曼機算法系統(tǒng)量子計算/光子計算移動計算生物計算計算生物學計算物理學計算化學計算經(jīng)濟學計算統(tǒng)計學計算金融學企業(yè)計算計算工程學服務計算云計算