計算思維的定義和特征是什么
計算思維的定義和特征是什么
什么是計算思維?周以真于2006年3月首次提出的計算思維有著怎樣的定義?下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的計算思維的定義相關(guān)資料，一起來看看吧!
計算思維的定義
2006年3月，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計算機科學(xué)系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授在美國計算機權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上給出，并定義的計算思維(Computational Thinking)。周教授認為：計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。
以上是關(guān)于計算思維的一個總定義，周教授為了讓人們更易于理解，又將它更進一步地定義為：通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個看來困難的問題重新闡釋成一個我們知道問題怎樣解決的方法;是一種遞歸思維，是一種并行處理，是一種把代碼譯成數(shù)據(jù)又能把數(shù)據(jù)譯成代碼，是一種多維分析推廣的類型檢查方法;是一種采用抽象和分解來控制龐雜的任務(wù)或進行巨大復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計的方法，是基于關(guān)注分離的方法(SoC方法);是一種選擇合適的方式去陳述一個問題，或?qū)σ粋€問題的相關(guān)方面建模使其易于處理的思維方法;是按照預(yù)防、保護及通過冗余、容錯、糾錯的方式，并從最壞情況進行系統(tǒng)恢復(fù)的一種思維方法;是利用啟發(fā)式推理尋求解答，也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;是利用海量數(shù)據(jù)來加快計算，在時間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間進行折衷的思維方法。
計算思維的特征
1)概念化，不是程序化
計算機科學(xué)不是計算機編程。像計算機科學(xué)家那樣去思維意味著遠不止能為計算機編程，還要求能夠在抽象的多個層次上思維。
2)根本的，不是刻板的技能
根本技能是每一個人為了在現(xiàn)代社會中發(fā)揮職能所必須掌握的。刻板技能意味著機械的重復(fù)。具有諷刺意味的是，當(dāng)計算機像人類一樣思考之后，思維可就真的變成機械的了。
3)是人的，不是計算機的思維方式
計算思維是人類求解問題的一條途徑，但決非要使人類像計算機那樣地思考。計算機枯燥且沉悶，人類聰穎且富有想象力。是人類賦予計算機激情。配置了計算設(shè)備，我們就能用自己的智慧去解決那些在計算時代之前不敢嘗試的問題，實現(xiàn)“只有想不到，沒有做不到”的境界。
4)數(shù)學(xué)和工程思維的互補與融合
計算機科學(xué)在本質(zhì)上源自數(shù)學(xué)思維，因為像所有的科學(xué)一樣，其形式化基礎(chǔ)建筑于數(shù)學(xué)之上。計算機科學(xué)又從本質(zhì)上源自工程思維，因為我們建造的是能夠與實際世界互動的系統(tǒng)，基本計算設(shè)備的限制迫使計算機學(xué)家必須計算性地思考，不能只是數(shù)學(xué)性地思考。構(gòu)建虛擬世界的自由使我們能夠設(shè)計超越物理世界的各種系統(tǒng)。
5)是思想，不是人造物
不只是我們生產(chǎn)的軟件硬件等人造物將以物理形式到處呈現(xiàn)并時時刻刻觸及我們的生活，更重要的是還將有我們用以接近和求解問題、管理日常生活、與他人交流和互動的計算概念;而且，面向所有的人，所有地方。 當(dāng)計算思維真正融入人類活動的整體以致不再表現(xiàn)為一種顯式之哲學(xué)的時候，它就將成為一種現(xiàn)實。
計算思維的優(yōu)點和內(nèi)容
計算思維吸取了問題解決所采用的一般數(shù)學(xué)思維方法，現(xiàn)實世界中巨大復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與評估的一般工程思維方法，以及復(fù)雜性、智能、心理、人類行為的理解等的一般科學(xué)思維方法。
優(yōu)點
計算思維建立在計算過程的能力和限制之上，由人由機器執(zhí)行。計算方法和模型使我們敢于去處理那些原本無法由個人獨立完成的問題求解和系統(tǒng)設(shè)計。
內(nèi)容
計算思維中的抽象完全超越物理的時空觀，并完全用符號來表示，其中，數(shù)字抽象只是一類特例。
與數(shù)學(xué)和物理科學(xué)相比，計算思維中的抽象顯得更為豐富，也更為復(fù)雜。數(shù)學(xué)抽象的最大特點是拋開現(xiàn)實事物的物理、化學(xué)和生物學(xué)等特性，而僅保留其量的關(guān)系和空間的形式，而計算思維中的抽象卻不僅僅如此。
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