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大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 第三版

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 第三版

作者：徐久成
出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2021-08-03
開本： 16開 頁(yè)數(shù)： 368
本類榜單：教材銷量榜
中 圖 價(jià):¥35.4(6.0折) 定價(jià)  ¥59.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 第三版 版權(quán)信息

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 第三版 內(nèi)容簡(jiǎn)介

《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(第三版)》是講述計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用的教材。《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(第三版)》共8章，分別介紹計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)概論、操作系統(tǒng)概述及Windows 7基礎(chǔ)、Word 2016文字處理、Excel 2016電子表格、PowerPoint 2016演示文稿、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全、多媒體技術(shù)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)等。 《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(第三版)》注重基本原理、基本方法及實(shí)用性，并包含了計(jì)算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)。為了便于讀者理解《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(第三版)》的知識(shí)和操作，每章后面均配有習(xí)題。其中部分習(xí)題放置了二維碼，讀者掃描二維碼即可在手機(jī)上查看答案或視頻講解。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 第三版 目錄

目錄
第1章 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)概論 1
1.1 計(jì)算思維 1
1.1.1 什么是計(jì)算思維 1
1.1.2 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī) 3
1.1.3 應(yīng)用計(jì)算思維求解問(wèn)題的一般過(guò)程 3
1.2 計(jì)算機(jī)概述 5
1.2.1 什么是計(jì)算機(jī) 6
1.2.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 6
1.2.3 計(jì)算機(jī)的分類 8
1.2.4 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 9
1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算基礎(chǔ) 11
1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制 11
1.3.2 常用計(jì)數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 12
1.3.3 二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則 14
1.3.4 信息在計(jì)算機(jī)中的表示 15
1.3.5 信息在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ) 19
1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成 20
1.4.1 馮 諾依曼體系計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 20
1.4.2 計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng) 20
1.4.3 計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng) 20
1.4.4 計(jì)算機(jī)程序及其運(yùn)行原理 21
1.4.5 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 22
1.5 微型計(jì)算機(jī)硬件組成 23
1.5.1 中央處理器 23
1.5.2 主板 25
1.5.3 存儲(chǔ)器 27
1.5.4 微機(jī)總線 31
1.5.5 常用的輸入輸出設(shè)備 31
1.5.6 鍵盤及其基本操作 33
1.6 計(jì)算機(jī)新技術(shù) 34
1.6.1 云計(jì)算 34
1.6.2 大數(shù)據(jù) 36
1.6.3 物聯(lián)網(wǎng) 38
習(xí)題一 39
第2章 操作系統(tǒng) 41
2.1 操作系統(tǒng)概述 41
2.1.1 操作系統(tǒng)的基本概念 41
2.1.2 操作系統(tǒng)的功能 41
2.1.3 主要操作系統(tǒng)介紹 42
2.2 Windows 7基本知識(shí)和基本操作 43
2.2.1 Windows 7的啟動(dòng)與退出 43
2.2.2 鼠標(biāo)和鍵盤操作 44
2.2.3 Windows 7的桌面 45
2.2.4 窗口及其基本操作 50
2.2.5 對(duì)話框與菜單 52
2.2.6 Windows幫助和支持 54
2.3 Windows 7文件和文件夾管理 55
2.3.1 基本概念 55
2.3.2 資源管理器和庫(kù) 57
2.3.3 文件與文件夾的基本操作 58
2.4 Windows 7個(gè)性化設(shè)置 63
2.4.1 控制面板 63
2.4.2 設(shè)置外觀和主題 64
2.4.3 設(shè)置鍵盤和鼠標(biāo) 66
2.4.4 設(shè)置輸入法 67
2.4.5 設(shè)置用戶賬戶 67
2.4.6 設(shè)置桌面小工具 69
2.5 Windows 7軟硬件管理 69
2.5.1 軟件的管理 69
2.5.2 硬件設(shè)備管理 74
2.5.3 注冊(cè)表 75
2.6 Windows 7常用附件 76
2.6.1 寫字板與記事本 76
2.6.2 畫圖 77
2.6.3 計(jì)算器 78
2.6.4 便箋 79
2.6.5 錄音機(jī) 79
習(xí)題二 79
第3章 Word 2016文字處理 81
3.1 Word 2016的窗口組成及視圖模式 81
3.2 文檔的基本操作 84
3.2.1 創(chuàng)建文檔 84
3.2.2 保存文檔 85
3.2.3 打開和關(guān)閉文檔 86
3.2.4 輸入并編輯文本 88
3.2.5 預(yù)覽并打印文檔 93
3.3 文檔的格式化編排 94
3.3.1 設(shè)置字符格式 94
3.3.2 設(shè)置段落格式 95
3.3.3 首字下沉 97
3.3.4 添加邊框和底紋 98
3.3.5 使用制表位 99
3.3.6 設(shè)置頁(yè)面屬性 100
3.4 表格制作 103
3.4.1 創(chuàng)建表格 103
3.4.2 編輯表格 105
3.4.3 格式化表格 108
3.4.4 表格中的數(shù)據(jù)處理 111
3.5 圖文混排 113
3.5.1 插入圖片 113
3.5.2 設(shè)置圖片格式 114
3.5.3 繪制圖形 118
3.5.4 使用SmartArt圖形 120
3.5.5 插入文本框與藝術(shù)字 122
3.5.6 插入公式 123
3.5.7 插入圖表 124
3.6 長(zhǎng)文檔處理 126
3.6.1 使用樣式 126
3.6.2 使用項(xiàng)目符號(hào)和編號(hào) 129
3.6.3 設(shè)置分頁(yè)、分節(jié)和分欄 132
3.6.4 設(shè)置頁(yè)眉、頁(yè)腳和頁(yè)碼 133
3.6.5 使用目錄 135
3.7 郵件合并 137
3.7.1 什么是郵件合并 137
3.7.2 郵件合并的基本方法 138
習(xí)題三 142
第4章 Excel 2016電子表格 144
4.1 Excel 2016概述 144
4.1.1 Excel 2016的工作窗口 144
4.1.2 Excel 2016的基本概念 144
4.2 Excel 2016的基本操作 145
4.2.1 新建工作簿 145
4.2.2 單元格、區(qū)域、行、列的選定 146
4.2.3 數(shù)據(jù)的輸入 146
4.2.4 數(shù)據(jù)的編輯 149
4.3 工作表的編輯和格式化 152
4.3.1 工作表的編輯 152
4.3.2 工作表的格式化 153
4.4 公式和函數(shù) 156
4.4.1 公式 156
4.4.2 函數(shù) 158
4.5 數(shù)據(jù)管理 161
4.5.1 數(shù)據(jù)清單 161
4.5.2 數(shù)據(jù)排序 162
4.5.3 數(shù)據(jù)篩選 163
4.5.4 分類匯總 164
4.5.5 數(shù)據(jù)透視表 165
4.6 圖表操作 167
4.6.1 圖表的創(chuàng)建 167
4.6.2 圖表的編輯及格式化 167
4.7 頁(yè)面設(shè)置和打印 170
4.7.1 設(shè)置打印區(qū)域和分頁(yè) 170
4.7.2 頁(yè)面設(shè)置 171
4.7.3 打印預(yù)覽和打印 174
習(xí)題四 175
第5章 PowerPoint 2016演示文稿 178
5.1 PowerPoint 2016概述 178
5.1.1 PowerPoint 2016的工作界面 178
5.1.2 PowerPoint 2016的基本概念 178
5.2 創(chuàng)建與編輯演示文稿 180
5.2.1 創(chuàng)建演示文稿 180
5.2.2 幻燈片基本操作 180
5.2.3 幻燈片版式設(shè)計(jì) 182
5.2.4 文字的輸入與編輯 183
5.2.5 插入圖片、圖形、藝術(shù)字 183
5.2.6 插入表格和圖表 183
5.2.7 插入視頻和音頻 184
5.3 設(shè)置幻燈片的外觀 186
5.3.1 使用母版 186
5.3.2 使用設(shè)計(jì)主題 188
5.4 設(shè)置幻燈片的動(dòng)態(tài)效果 188
5.4.1 設(shè)置動(dòng)畫效果 188
5.4.2 設(shè)置超鏈接功能 189
5.5 放映演示文稿 191
5.5.1 編輯放映過(guò)程 192
5.5.2 啟動(dòng)演示文稿的放映 195
5.5.3 演示文稿的輸出 195
習(xí)題五 197
第6章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 198
6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 198
6.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念 198
6.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 200
6.1.3 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 202
6.1.4 局域網(wǎng)基本技術(shù) 204
6.1.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 207
6.2 Internet基礎(chǔ) 208
6.2.1 Internet簡(jiǎn)介 208
6.2.2 TCP/IP協(xié)議和Internet地址 208
6.3 Internet的基本服務(wù)功能 212
6.3.1 WWW簡(jiǎn)介 212
6.3.2 使用IE瀏覽網(wǎng)頁(yè) 213
6.3.3 電子郵件 217
6.3.4 文件下載 221
6.3.5 即時(shí)通信軟件 223
6.3.6 Internet的其他服務(wù) 223
6.4 電子文獻(xiàn)檢索與利用 225
6.4.1 常見的全文數(shù)據(jù)庫(kù)檢索系統(tǒng) 225
6.4.2 電子文獻(xiàn)檢索 228
6.4.3 文獻(xiàn)閱讀與利用 232
6.5 網(wǎng)頁(yè)制作基礎(chǔ) 234
6.5.1 HTML簡(jiǎn)介 235
6.5.2 開始使用Dreamweaver 236
6.5.3 創(chuàng)建網(wǎng)頁(yè) 238
6.5.4 向網(wǎng)頁(yè)中添加文本 240
6.5.5 向網(wǎng)頁(yè)中添加圖片 241
6.5.6 在網(wǎng)頁(yè)中使用表格 242
6.5.7 層操作 245
6.5.8 插入超鏈接 247
6.6 信息安全 249
6.6.1 信息安全概述 249
6.6.2 網(wǎng)絡(luò)安全 250
6.6.3 計(jì)算機(jī)病毒及其防治 251
6.6.4 網(wǎng)絡(luò)道德及相關(guān)法規(guī) 254
習(xí)題六 256
第7章 多媒體技術(shù) 257
7.1 多媒體技術(shù)概述 257
7.1.1 多媒體技術(shù)的基本概念 257
7.1.2 多媒體技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用 258
7.1.3 多媒體技術(shù)的發(fā)展方向 259
7.1.4 多媒體中主要的媒體元素 259
7.1.5 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 261
7.2 音頻信息處理 263
7.2.1 常見的音頻文件格式 263
7.2.2 音頻信息采集 264
7.2.3 音頻格式轉(zhuǎn)換 266
7.3 圖像信息處理 268
7.3.1 基礎(chǔ)知識(shí) 268
7.3.2 數(shù)字圖像獲取 271
7.3.3 圖片瀏覽 273
7.3.4 圖像的編輯處理 276
7.4 視頻處理 283
7.4.1 常見的視頻文件格式 283
7.4.2 視頻信息處理 286
7.5 多媒體動(dòng)畫制作 293
7.5.1 多媒體動(dòng)畫基本概念 294
7.5.2 GIF動(dòng)畫制作 295
7.5.3 Flash動(dòng)畫制作 300
習(xí)題七 307
第8章 軟件技術(shù)基礎(chǔ) 308
8.1 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 308
8.1.1 算法的基本概念 308
8.1.2 算法復(fù)雜度 312
8.1.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念 313
8.1.4 線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu) 315
8.1.5 線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 316
8.1.6 棧和隊(duì)列 317
8.1.7 線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu) 320
8.1.8 樹與二叉樹 322
8.1.9 查找與排序方法 326
8.2 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 330
8.2.1 程序設(shè)計(jì)方法與風(fēng)格 330
8.2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 332
8.2.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 333
8.3 軟件工程基礎(chǔ) 337
8.3.1 軟件工程的概念 337
8.3.2 結(jié)構(gòu)化分析方法 342
8.3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法 345
8.3.4 軟件測(cè)試 348
8.3.5 程序的調(diào)試 351
8.4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 352
8.4.1 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 352
8.4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 353
8.4.3 數(shù)據(jù)模型 356
8.4.4 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ) 360
8.4.5 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 364
習(xí)題八 365
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大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 第三版 節(jié)選

第1章 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)概論 20世紀(jì)人類*重大的成就之一就是計(jì)算機(jī)的發(fā)明和計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展。自1946年美國(guó)的莫奇利和？颂匕l(fā)明**臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)以來(lái)，僅僅經(jīng)歷了70多年的時(shí)間，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)都得到飛速的發(fā)展。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)這些名詞已經(jīng)越來(lái)越頻繁地進(jìn)入人們的日常生活，并對(duì)整個(gè)人類社會(huì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行秩序產(chǎn)生了深刻的影響，同時(shí)也對(duì)人們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)思維模式產(chǎn)生了深刻的影響。計(jì)算思維成為并列于實(shí)證思維和邏輯思維的第三種科學(xué)思維模式。本章主要介紹計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。 1.1 計(jì)算思維 1.1.1 什么是計(jì)算思維 “用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太空已經(jīng)過(guò)時(shí)”，這句話雖然過(guò)于絕對(duì)，但也不無(wú)道理——對(duì)于信息時(shí)代的大多數(shù)天文研究者來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在研究的**步不是“看到”，而是“計(jì)算”。如今，天文學(xué)家已經(jīng)更多利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)度觀測(cè)，遠(yuǎn)程控制位于沙漠或偏遠(yuǎn)地區(qū)的望遠(yuǎn)鏡，下載相關(guān)的觀察結(jié)果，然后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。 隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，我們進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的能力有了極大的提高，我們就可以脫離大家認(rèn)為*嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和實(shí)證思維方法，而采用觀察的方法來(lái)研究問(wèn)題，獲取知識(shí)。特別是在人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等無(wú)法采用實(shí)驗(yàn)方法研究的領(lǐng)域，通過(guò)觀察設(shè)備(如傳感器、攝像頭等)作用于各種自然現(xiàn)象、社會(huì)活動(dòng)和人類行為，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，分析和處理這些數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行歸納和提煉。與古代僅僅依靠人的感官來(lái)觀察現(xiàn)象相比，現(xiàn)在依靠傳感器來(lái)觀察現(xiàn)象，數(shù)據(jù)的密度、廣度、準(zhǔn)確性和一致性已經(jīng)不能同日而語(yǔ)了。美國(guó)總統(tǒng)信息技術(shù)咨詢委員會(huì)(PITAC)在《計(jì)算科學(xué)：確保美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力》一文中提出：“雖然計(jì)算本身也是一門學(xué)科，但是其具有促進(jìn)其他學(xué)科發(fā)展的作用。21世紀(jì)科學(xué)上*重要、經(jīng)濟(jì)上*有前途的研究前沿都有可能通過(guò)熟練掌握先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)和運(yùn)用計(jì)算科技而得到解決”。 計(jì)算思維，在許多專家學(xué)者眼中，是人類應(yīng)具有的第三種思維。相比于實(shí)證思維(觀察與歸納)、邏輯思維(推理和演繹)，計(jì)算思維(設(shè)計(jì)與構(gòu)造)關(guān)注的是人類思維中有關(guān)可行性、可構(gòu)造性和可評(píng)價(jià)性的部分。 美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)周以真(Jeannette M. Wing)教授2006年在美國(guó) ACM通信期刊上首次提出了計(jì)算思維的定義。根據(jù)周以真教授對(duì)計(jì)算思維的定義，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)以及人類行為理解等涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維*根本的內(nèi)容即其本質(zhì)是抽象(Abstraction)和自動(dòng)化(Automation)。計(jì)算思維中的抽象超越物理的時(shí)空觀并完全用符號(hào)表示，其中數(shù)字抽象只是一類特例。 計(jì)算思維建立在計(jì)算過(guò)程的能力和限制之上，由人通過(guò)機(jī)器執(zhí)行，其計(jì)算方法和模型使人們敢于去處理那些原本無(wú)法由個(gè)人獨(dú)立完成的問(wèn)題求解和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。周以真教授對(duì)計(jì)算思維定義的詳細(xì)表述體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 (1)計(jì)算思維是通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個(gè)看來(lái)困難的問(wèn)題重新闡釋成一個(gè)我們知道問(wèn)題怎樣解決的思維方法。 (2)計(jì)算思維是一種遞歸思維，是一種并行處理方法，可以把代碼翻譯成數(shù)據(jù)，又能把數(shù)據(jù)翻譯成代碼，是一種多維分析推廣的類型檢查方法。 (3)計(jì)算思維是一種采用抽象和分解來(lái)控制龐雜的任務(wù)或進(jìn)行巨大復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，是一種基于關(guān)注點(diǎn)分離(Separation of Concerns)的方法，簡(jiǎn)稱SOC方法。 (4)計(jì)算思維是一種選擇合適的方式去陳述一個(gè)問(wèn)題，或?qū)σ粋(gè)問(wèn)題的相關(guān)方面建模，使其易于處理的思維方法。 (5)計(jì)算思維是按照預(yù)防、保護(hù)及通過(guò)冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)的方式，并從*壞情況進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)的一種思維方法。 (6)計(jì)算思維是利用啟發(fā)式推理尋求解答，即在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度的思維方法。 (7)計(jì)算思維是利用海量數(shù)據(jù)來(lái)加快計(jì)算，在實(shí)踐和空間之間，在處理能力和存儲(chǔ)容量之間進(jìn)行折中的思維方法。周以真教授指出計(jì)算思維具有以下幾個(gè)方面的特征。 (1)計(jì)算思維是概念化，不是程序化。計(jì)算機(jī)科學(xué)并不僅僅是設(shè)計(jì)程序，還要求能夠在抽象的多個(gè)層次上思維。 (2)計(jì)算思維是根本的，不是刻板的技能。根本技能是每一個(gè)人為了在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮職能所必須掌握的？贪寮寄芤馕吨鴻C(jī)械的重復(fù)。具有諷刺意味的是，當(dāng)計(jì)算機(jī)像人類一樣思考之后，思維可就真的變成機(jī)械的了。 (3)計(jì)算思維是人的，不是計(jì)算機(jī)的思維方式。計(jì)算思維是人類求解問(wèn)題的一條途徑，但絕非要使人類像計(jì)算機(jī)那樣地思考。計(jì)算機(jī)枯燥且沉悶，人類聰穎且富有想象力。人類賦予計(jì)算機(jī)激情，配置了計(jì)算設(shè)備，我們就能用自己的智慧去解決那些在計(jì)算時(shí)代之前不敢嘗試的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“只有想不到，沒(méi)有做不到”的境界。 (4)計(jì)算思維是數(shù)學(xué)和工程思維的互補(bǔ)與融合。和所有學(xué)科的形式化基礎(chǔ)都是建筑在數(shù)學(xué)之上一樣，計(jì)算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上也來(lái)源于數(shù)學(xué)思維。由于人類建造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)能夠與實(shí)際世界互動(dòng)的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上來(lái)源于工程思維。由于基本的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到的限制，迫使計(jì)算機(jī)科學(xué)家必須進(jìn)行計(jì)算性思考，不能只是單純地進(jìn)行數(shù)學(xué)思考，而要開拓視野，用構(gòu)建虛擬世界的自由來(lái)使人類能夠設(shè)計(jì)出超物理世界的各種系統(tǒng)。 (5)計(jì)算思維是思想，不是人造物。計(jì)算思維不是以物理形式到處呈現(xiàn)并時(shí)時(shí)刻刻觸及人們生活的軟硬件等人造物，而是設(shè)計(jì)制造軟硬件中包含的思想，是計(jì)算這一概念用于求解問(wèn)題、管理日常生活以及與他人交流互動(dòng)的思想。 (6)計(jì)算思維面向所有的人、所有的地方。周以真教授指出：當(dāng)計(jì)算思維真正融入人類活動(dòng)的整體以致不再表現(xiàn)為一種顯式之哲學(xué)的時(shí)候，它將成為一種現(xiàn)實(shí)。 2009年7月，李國(guó)杰院士對(duì)周以真教授提出的“計(jì)算思維”定義進(jìn)行了進(jìn)一步的闡述：計(jì)算思維是科學(xué)運(yùn)用計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)概念和基本理論去設(shè)計(jì)系統(tǒng)、解決問(wèn)題以及理解人類行為，通過(guò)合適的方式去表述一個(gè)問(wèn)題，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的相關(guān)方面進(jìn)行建模，尋求并運(yùn)用*有效的方法去解決問(wèn)題。 事實(shí)上，計(jì)算思維已滲透到每個(gè)人的生活之中，成為每個(gè)人日常語(yǔ)言的一部分。例如：當(dāng)你早晨準(zhǔn)備去教室上課時(shí)，需要把當(dāng)天課程相關(guān)的東西放進(jìn)背包，這就是預(yù)置和緩存；當(dāng)你丟失物品時(shí)，一般需要你回憶上次使用它的時(shí)間和地點(diǎn)，這就是回推；當(dāng)你在“雙十一”淘寶購(gòu)物節(jié)購(gòu)物時(shí)，要怎樣不超過(guò)預(yù)算又能拿到*低折扣，這就是在線算法；當(dāng)你在地鐵站購(gòu)票時(shí)，應(yīng)當(dāng)去排哪個(gè)隊(duì)，這就是多服務(wù)器系統(tǒng)的性能模型；當(dāng)停電時(shí)，為什么你的電話仍然可用，這就是失敗的無(wú)關(guān)性和設(shè)計(jì)的冗余性等。在當(dāng)今的知識(shí)信息社會(huì)中，計(jì)算思維代表著一種普遍的認(rèn)識(shí)和一類普適的技能，是“信息環(huán)境下的人”*基礎(chǔ)、*普遍、*實(shí)用和*不可或缺的基礎(chǔ)思維方式。沃爾夫勒姆(Wolfram)在《一種新科學(xué)》一書中指出：自然界的本質(zhì)是計(jì)算？梢赃@樣說(shuō)，計(jì)算思維作為一種用來(lái)解決所有可計(jì)算問(wèn)題的力量，可以幫助“信息環(huán)境下的人”對(duì)各類問(wèn)題進(jìn)行抽象和自動(dòng)化，從而求解問(wèn)題。 1.1.2 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī) 計(jì)算思維以抽象和自動(dòng)化為手段，著眼于問(wèn)題求解和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，是人類改造世界的*基本的思維模式。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)強(qiáng)化了計(jì)算思維的意義和作用：理論與實(shí)踐的過(guò)程變成了實(shí)際可以操作實(shí)現(xiàn)的過(guò)程；實(shí)現(xiàn)了從想法到產(chǎn)品整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化、精確化和可控化；實(shí)現(xiàn)了自然現(xiàn)象與人類社會(huì)行為的模擬；實(shí)現(xiàn)了海量信息的處理分析、復(fù)雜裝置與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、大型工程組織等，大大拓展了人類認(rèn)知世界和求解問(wèn)題的能力和范圍。 計(jì)算思維源于數(shù)學(xué)思維和工程思維的融合，它涉及的*基本問(wèn)題是“什么是可計(jì)算的”。而計(jì)算機(jī)學(xué)科是研究計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用(包括利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息獲取、表示、存儲(chǔ)、處理、控制)的理論、方法和技術(shù)的學(xué)科，其研究核心是描述(抽象)和變化信息的算法過(guò)程，包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、效率分析、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)科學(xué)是計(jì)算的學(xué)問(wèn)——什么是可計(jì)算的，怎樣去計(jì)算。計(jì)算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上源自數(shù)學(xué)思維，因?yàn)橄袼械目茖W(xué)一樣，它的形式化解析基礎(chǔ)筑于數(shù)學(xué)之上。計(jì)算機(jī)科學(xué)又從本質(zhì)上源自工程思維，因?yàn)槲覀兘ㄔ斓氖悄軌蚺c實(shí)際世界互動(dòng)的系統(tǒng)。從計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)學(xué)科的概念、特點(diǎn)來(lái)看，兩者之間存在著高度的契合性。 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)之間存在相輔相成、相互促進(jìn)的關(guān)系。 首先，計(jì)算機(jī)促進(jìn)計(jì)算思維的研究與發(fā)展，計(jì)算機(jī)對(duì)信息的處理速度快、記憶力強(qiáng)的特點(diǎn)，使得原本只能理論上實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，變成實(shí)際可行的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 其次，計(jì)算思維研究推動(dòng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展，在對(duì)計(jì)算思維的廣泛、深入研究過(guò)程中，逐步揭示出一些屬于計(jì)算思維的特點(diǎn)，計(jì)算思維與理論思維、驗(yàn)證思維的差異越來(lái)越明晰。計(jì)算思維的內(nèi)容得到不斷地豐富與發(fā)展。從思維的角度來(lái)說(shuō)，計(jì)算科學(xué)主要研究計(jì)算思維的概念、方法和內(nèi)容，并發(fā)展成為解決問(wèn)題的一種思維方式，極大地推動(dòng)了計(jì)算思維的發(fā)展。 李國(guó)杰院士認(rèn)為：“20世紀(jì)后半葉是以技術(shù)創(chuàng)新和信息技術(shù)發(fā)明為標(biāo)志的時(shí)代，預(yù)計(jì)21世紀(jì)的上半葉將會(huì)興起一場(chǎng)以高性能計(jì)算和仿真、智能科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)、計(jì)算思維為特征的信息科技革命，信息科學(xué)的突破很可能會(huì)使21世紀(jì)下半葉出現(xiàn)一場(chǎng)新的信息技術(shù)革命”。 1.1.3 應(yīng)用計(jì)算思維求解問(wèn)題的一般過(guò)程 國(guó)際教育技術(shù)協(xié)會(huì)(International Society for Technology in Education，ISTE)和計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)(Computer Science Teachers Association，CSTA)指出計(jì)算思維是一個(gè)用來(lái)解決問(wèn)題的過(guò)程，該過(guò)程包括以下六個(gè)步驟。 (1)制定問(wèn)題，能夠使用外界工具(如計(jì)算機(jī)和其他工具等)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 (2)組織和分析數(shù)據(jù)，要符合邏輯。 (3)通過(guò)抽象(如模型、仿真等)重現(xiàn)數(shù)據(jù)。 (4)通過(guò)一系列有序的步驟也就是算法思想，支持自動(dòng)化的解決方案。 (5)識(shí)別、分析和實(shí)施可能的解決方案，找到*有效的方案，并且有效結(jié)合這些步驟和資源。 (6)將該問(wèn)題的求解過(guò)程進(jìn)行推廣并移植到更廣泛的問(wèn)題中。 這里以大家比較熟悉的測(cè)謊問(wèn)題為例，說(shuō)明計(jì)算思維在解決問(wèn)題中的應(yīng)用。 【例1-1】 到底誰(shuí)說(shuō)真話？誰(shuí)說(shuō)謊話？郭靖說(shuō)：蕭峰在說(shuō)謊；蕭峰說(shuō)：張無(wú)忌在說(shuō)謊；張無(wú)忌說(shuō)：郭靖和蕭峰都在說(shuō)謊。已知三人中只有一人說(shuō)真話。根據(jù)以上的陳述，現(xiàn)在要問(wèn)到底誰(shuí)說(shuō)真話？這是一個(gè)非常典型的邏輯推理題，初看上去與計(jì)算沒(méi)有關(guān)系。事實(shí)上可以利用窮舉法求解，即把邏輯推理的敘述性命題數(shù)學(xué)化，再用計(jì)算機(jī)程序的自動(dòng)化，把每一種可能情況中，滿足條件的情況輸出，就可求得命題的解，解題步驟詳述如下。 (1)可以考慮每個(gè)人是否說(shuō)真話，用一個(gè)表達(dá)式來(lái)表示。設(shè)A、B、C分別代表郭靖、蕭峰和張無(wú)忌，各自取值為0(或False)時(shí)表示說(shuō)的是假話，取值為1(或 True)時(shí)表示說(shuō)的是真話。再用S代表說(shuō)真話計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有說(shuō)真話時(shí)，S就加1。如果A、B、C三人中只有一人說(shuō)真話(A+B+C=1)并且S的值為1，說(shuō)明滿足命題給定的前提條件。此時(shí)可得出結(jié)論，即輸出 A、B、C各自的值。其中值為1(或 True)的就是說(shuō)真話的人。 (2)應(yīng)用上一步的抽象規(guī)則數(shù)字化方法描述事實(shí)。 ①**句話，郭靖說(shuō)：“蕭峰在說(shuō)謊”。 用數(shù)學(xué)式子表示為 B==0(或 B==False)； 同時(shí)也表達(dá)了如果郭靖說(shuō)的是真話，則 B==0(或 B==False)表達(dá)式成立。 ②第二句話，蕭峰說(shuō)：“張無(wú)忌在說(shuō)謊”中的“張無(wú)忌在說(shuō)謊”。 用數(shù)學(xué)式子表示為 C==0(或 C==False)； 同時(shí)也表達(dá)了如果蕭峰說(shuō)的是真話，則 C==0(或 C==False)表達(dá)式成立。 ③第三句話，張無(wú)忌說(shuō)：“郭靖和蕭峰都在說(shuō)謊”！肮负褪挿宥荚谡f(shuō)謊”用數(shù)學(xué)式子表示為 A==0 And B==0(或 A==False And B=

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