人教版高中生物必修從生物圈到細胞-課件

第一章緒論1.0一些習慣1.1課程意義1.2研究對象1.3學習方法1.4基本知識1.5習題

4/2/20241江蘇大學計算機科學與通信工程學院第一章緒論1.0一些習慣4/1/20241江蘇大學計算機評分方法：平時30分作業(yè)表現(xiàn)：10分上課表現(xiàn)：10分出席率：10分卷面總分100分您的得分：max（卷面得分×70％＋平時分，卷面得分）往年成績：最好：及格率32/33最差：40分以下14/244/2/20242江蘇大學計算機科學與通信工程學院評分方法：平時30分您的得分：max（卷面得分×70％＋平時作業(yè)要求：1、作業(yè)本要注明班級、學號、姓名（如圖）；2、題目必須抄寫；3、只準用一個作業(yè)本，寫完后方可更換；4、交作業(yè)：必須在上課前由班長收齊，放到講臺上兩節(jié)課中間休息時間、或者是下課后交作業(yè)者，不記入平時分練習本姓名你想在上課的時候抄作業(yè)？沒門^_^班級，學號4/2/20243江蘇大學計算機科學與通信工程學院作業(yè)要求：1、作業(yè)本要注明班級、學號、姓名（如圖）；2、題目上課要求：可以睡覺：可以說話但是：1、班上沒有別人說話時，不要說；2、班上說話的聲音很大時不要說

但是1、你已經(jīng)睡了15分鐘時，不要睡了；2、班上已經(jīng)有三個同學已經(jīng)搶你之前睡覺了，你就要堅持，不能睡了1、必須帶：書、筆記本、作業(yè)本；2、必須記筆記；3、隨時準備做課堂作業(yè)；4、手機請關(guān)機；5、無特殊情況不準遲到、早退；不許在上課時間走動、換座位；4/2/20244江蘇大學計算機科學與通信工程學院上課要求：可以睡覺：可以說話但是：出

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法點名一共十分：如果我只點一次名，這次就十分；如果點了兩次名，每次5分；如果你來了，但是上課講話，影響教學活動的正常開展，那么我發(fā)現(xiàn)一次：1、按缺課一次計算，2、從上課表現(xiàn)10分里倒扣5分。3、如果倒扣分超過了20分，對不起，今年你不用上這門課，明年另請高明教你，我不會給你成績，0分我都不給。4/2/20245江蘇大學計算機科學與通信工程學院出

席

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法點名一共十分：如果你來了，但是上課第一章緒論1.0一些習慣1.1課程意義

1.2研究對象1.3學習方法1.4基本知識1.5習題

4/2/20246江蘇大學計算機科學與通信工程學院第一章緒論1.0一些習慣4/1/20246江蘇大學計算機1.1.1計算機科學與技術(shù)學科人才的專業(yè)能力需求

計算科學思維能力——抽象思維能力、邏輯思維能力算法設(shè)計與分析的能力程序設(shè)計與實現(xiàn)的能力計算系統(tǒng)的認知、分析、設(shè)計和應(yīng)用能力計算科學思維能力，也稱計算機思維能力，其培養(yǎng)要求是學科本身所決定的。4/2/20247江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.1.1計算機科學與技術(shù)學科人才的專業(yè)能力需求

計算科學1.1.2計算機科學與技術(shù)要解決的根本問題計算機科學與技術(shù)所要解決的根本問題是什么能被有效地自動化

現(xiàn)代計算機技術(shù)認為，要想有效地自動化，必須經(jīng)過抽象進行形式化處理。這就要求相應(yīng)的從業(yè)人員能夠研究和理解形式化的對象，并對它們進行形式化的處理。只有具備了計算科學思維能力，才能進行什么能被有效地自動化這一計算機學科的主題所包含的工作4/2/20248江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.1.2計算機科學與技術(shù)要解決的根本問題計算機科學與技術(shù)圖1.1自動化、形式化與計算科學思維4/2/20249江蘇大學計算機科學與通信工程學院圖1.1自動化、形式化與計算科學思維4/1/20249江蘇計算科學思維能力的培養(yǎng)主要是由基礎(chǔ)理論系列課程實現(xiàn)的

該系列內(nèi)容上主要由在數(shù)學分析、高等代數(shù)、數(shù)值分析、概率與數(shù)理統(tǒng)計、集合論與圖論、近世代數(shù)、數(shù)理邏輯，以及形式語言與自動機理論、數(shù)學建模等，這些課程構(gòu)成了一個梯級訓練系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，連續(xù)數(shù)學、離散數(shù)學、計算模型三部分內(nèi)容按階段展開，對應(yīng)于本學科的學生在大學期間思維方式和能力變化與提高過程的三個步驟。為達到學生思維能力逐步朝著“計算科學思維”不斷進步的的客觀要求，就要完成學科特需的抽象思維能力和邏輯思維方法的培養(yǎng)。4/2/202410江蘇大學計算機科學與通信工程學院計算科學思維能力的培養(yǎng)主要是由基礎(chǔ)理論系列課程實現(xiàn)的4/1/圖1.2計算科學思維的梯級訓練系統(tǒng)4/2/202411江蘇大學計算機科學與通信工程學院圖1.2計算科學思維的梯級訓練系統(tǒng)4/1/202411江蘇

在中學階段所學的數(shù)學是具體、靜止的運算；到了數(shù)學分析階段，通過連續(xù)變量和函數(shù)，把運動帶入問題考慮的范圍中。而到了離散數(shù)學階段，開始考慮基本的運算系統(tǒng)，這些系統(tǒng)是更抽象、更一般的系統(tǒng)，他的運算對象呈現(xiàn)出更為明顯的抽象和離散的特性；而形式語言與自動機理論階段，研究的是計算系統(tǒng)，他的運算對象呈現(xiàn)出的是在更高級別上抽象出來的形式化特征，它的運算往往呈現(xiàn)出模型化的特征。這種更為一般的、形式化的運算正是計算機科學與技術(shù)所研究的計算4/2/202412江蘇大學計算機科學與通信工程學院在中學階段所學的數(shù)學是具體、靜止的1.1.3形式語言與自動機的應(yīng)用20世紀50年代，人們用巴克斯范式(BNF:BackusNormalForm)成功地描述了高級語言ALGOL-60，而巴克斯范式是形式語言中上下文無關(guān)文法(ContextFreeGrammar)的一種表示形式。此后，形式語言在20世紀60年代得到了很大發(fā)展，尤其是上下文無關(guān)文法被作為計算機程序設(shè)計語言文法的最佳近似描述。后來，上下文無關(guān)文法又被用到了模式匹配、模型化處理等方面，這些內(nèi)容都是算法設(shè)計與分析、計算復(fù)雜性理論、可計算性等研究的基礎(chǔ)。(計算科學的三個組成部分)總之，形式語言與自動機理論在編譯原理、人工智能、電路設(shè)計、現(xiàn)代密碼學協(xié)議及通信等領(lǐng)域有極為廣泛的應(yīng)用。實際上，形式語言與自動機理論除了在計算機科學領(lǐng)域中的直接應(yīng)用之外，更在計算機學科人才的培養(yǎng)中占有重要的地位，GRE考試中題目，美國一些計算機學家還將形式語言的學科及相應(yīng)的修養(yǎng)作為衡量一個人是否受過良好的計算機學科訓練的重要標準。4/2/202413江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.1.3形式語言與自動機的應(yīng)用20世紀50年代，人們用巴1.1.4學習形式語言與自動機的意義最好的計算機設(shè)計硬出自完美的構(gòu)思展示計算機新的、簡單的、更加優(yōu)美的一面，而不是一臺復(fù)雜的機器提高審美意識，幫助建立更加優(yōu)秀的系統(tǒng)擴展你的思維，培養(yǎng)具有“持久價值”的能力思考能力清楚而準確的表達自己的能力解決問題的能力知道問題什么時候還沒有解決的能力4/2/202414江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.1.4學習形式語言與自動機的意義最好的計算機設(shè)計硬出自第一章緒論1.0一些習慣1.1課程意義1.2研究對象

1.3學習方法1.4基本知識1.5習題

4/2/202415江蘇大學計算機科學與通信工程學院第一章緒論1.0一些習慣4/1/202415江蘇大學計算1.2.1語言是形式語言與自動機的研究對象語言，除了需要組成句子的基本的字之外，還需要組合這些字的規(guī)則(生成規(guī)則、理解語義規(guī)則等)4/2/202416江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.2.1語言是形式語言與自動機的研究對象語言，除了需要組成世界上語言眾多，程序設(shè)計語言更是達千種，幾乎每一種都有其特定的語法規(guī)則，盡管如此，但所有的語言都有一個共同點“由一個有限字母表上的字母的集合依靠一定的語法規(guī)則所組成的”。

語言的這種共同性表明：可以用統(tǒng)一的抽象的方法來討論、研究程序設(shè)計語言。形式語言與自動機是描述同一對象“語言”的兩種不同的數(shù)學模型或數(shù)學系統(tǒng)，它們給語言以形式性的嚴格描述，并將由此發(fā)展出來的知識理論用到適當?shù)哪Ｐ椭?，從而指導科學與實踐。4/2/202417江蘇大學計算機科學與通信工程學院世界上語言眾多，程序設(shè)計語言更是達千種，幾乎每一種都有其特定1.2.2形式語言與自動機是

將數(shù)學系統(tǒng)應(yīng)用于計算科學的模型形式語言與自動機理論是計算科學的基礎(chǔ)，計算科學方法論強調(diào)的“抽象”、“理論”、“設(shè)計”三個學科形態(tài)，在形式語言與自動機的課程中都得到了強調(diào)：抽象方法的掌握、理論工具的使用以及不同級別抽象層次上的設(shè)計。形式語言與自動機，就是通過抽象，對形式化的語言結(jié)構(gòu)進行描述，包括生成規(guī)則與識別規(guī)則，進而對抽象結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的性質(zhì)、理論進行研究，從而獲得各種科學成果。4/2/202418江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.2.2形式語言與自動機是

將數(shù)學系統(tǒng)應(yīng)用于計算科學的模型1.2.3形式語言與自動機的區(qū)分形式語言給出了對語言的語法規(guī)則進行描述和分類的形式化方法，或者說是產(chǎn)生語言的形式化規(guī)則；自動機則是能夠識別語言的自動裝置。4/2/202419江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.2.3形式語言與自動機的區(qū)分4/1/202419江蘇大第一章緒論1.0一些習慣1.1課程意義1.2研究對象1.3學習方法

1.4基本知識1.5習題

4/2/202420江蘇大學計算機科學與通信工程學院第一章緒論1.0一些習慣4/1/202420江蘇大學計算對理論學習感興趣的唯一途徑就是努力學習并掌握它，反之也成立。為具體應(yīng)用設(shè)計一個新的程序設(shè)計語言字符串搜索和模式匹配一個問題需要的計算時間，超出了你能提供的計算能力4/2/202421江蘇大學計算機科學與通信工程學院對理論學習感興趣的唯一途徑就是努力學習并掌握它，反之也成立。推薦的一些學習方法：形象化的感知：對低層次的細節(jié)要強調(diào)培養(yǎng)直覺和輪廓感，而不是一開始就投入正確性與等價性的歸納證明清楚的概念：區(qū)分并熟悉術(shù)語的意義，避免概念的模糊不清與混淆做題，必不可少的聯(lián)系，復(fù)習定義和概念，通過挑戰(zhàn)性的問題引發(fā)思考的興趣4/2/202422江蘇大學計算機科學與通信工程學院推薦的一些學習方法：4/1/202422江蘇大學計算機科學與第一章緒論1.0一些習慣1.1課程意義1.2研究對象1.3學習方法1.4基本知識

1.5習題

4/2/202423江蘇大學計算機科學與通信工程學院第一章緒論1.0一些習慣4/1/202423江蘇大學計算1.4.1發(fā)展歷史1951年-1956年，克林(Kleene)從識別的角度研究語言，給出了語言的一種描述?？肆衷谘芯可窠?jīng)細胞中建立了自動機，用自動機來識別語言——對于按照一定規(guī)則構(gòu)造的任何一個自動機，該自動機就定義了一個語言，這個語言由該自動機所能識別的所有句子組成。1956年，喬姆斯基(Chomsky)通過抽象將語言定義為由一個字母表中的字母組成的一些串的集合：對任何語言，給定一個字母表，在字母表上按照一定的規(guī)則產(chǎn)生一個文法(grammar)，該文法產(chǎn)生的所有句子組成的集合就是該文法產(chǎn)生的語言。4/2/202424江蘇大學計算機科學與通信工程學院1.4.1發(fā)展歷史1951年-1956年，克林(Kleen

判斷一個句子是否某語言的合法的句子，需要判斷該句子是否能夠由該語言對應(yīng)的文法產(chǎn)生出來：如果能，就是合法的；如果不能，就是非法的。1959年，喬姆斯基(Chomsky)根據(jù)語言的文法特性，將語言劃分為三大類：上下文有關(guān)語言(CSL:ContextSensitiveLanguage)、上下文有關(guān)語言(CFL:ContextFreeLanguage)和正則語言(RL:RegularLanguage)。以上三種語言分別為1型、2型和3型，還有一種0型語言，也稱為短語結(jié)構(gòu)語言(PSL:PhraseStructureLanguage)或遞歸可枚舉集(RecursivelyEnumerableSet)4/2/202425江蘇大學計算機科學與通信工程學院判斷一個句子是否某語言的合法的句子，需要語言的兩種不同的描述引起了人們的研究興趣，這兩種方法描述的是同一種東西，它們應(yīng)該是等價的。它們是否等價？如果等價是否能夠互相轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換的正確性能證明嗎？怎么轉(zhuǎn)換，是否可以自動進行？1959年喬姆斯基(Chomsky)將他本人的成果和克林的成果結(jié)合起來，不僅確定了文法和自動機分別從生成和識別的角度去表達語言，而且證明了文法與自動機的等價性。此時，形式語言才真正誕生，并且具備了數(shù)學意義上的邏輯與結(jié)構(gòu)的美感。4/2/202426江蘇大學計算機科學與通信工程學院語言的兩種不同的描述引起了人們的研究興趣，這兩種方法描述的是1.4.2定義、定理和證明1