计算思维与计算机基础.ppt

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1、第1章计算思维与计算机基础主讲人姜永生1.1计算思维1．思维的概念思维是思维主体处理信息及意识的活动，是人脑对客观事物间接的和概括的反映。思维主体可包括自然进化而形成的动物（如人）与将来逐渐发展完善的人工智能产品。思维活动的对象是信息及意识。信息是能被思维主体识别的事物现象及表象；意识是思维活动的产物。意识以信息的形式储存、表现和输出，意识传播的实质是信息传播；意识往往又会成为思维主体进行下一步思维的基础。1.1计算思维2．思维的基本特征♥概括性是指在大量感性材料的基础上，通过比较、分析、综合，把一类事物共同的特征和规律抽取出来，加以概括，并得

2、出认识。如2只老虎，5辆汽车等。♥间接性是指人们借助一定的媒介和知识经验对客观事物进行间接的认识。思维的间接性，把本无直接关系的现象联系在一起，并揭露出事物的本质。如警察通过罪犯在现场留下的痕迹，推断出罪犯在现场作案时的场景。1.1计算思维3．思维的认知方式♥分析与综合分析是将事物的属性表征进行分解，分别加以考察的逻辑方法。综合是在思维中把对象的各个部分或因素结合成为一个统一体加以考察的逻辑方法。♥比较与分类比较是将各种事物的属性表征进行对比，以确定它们之间的相异或相同关系。分类是根据事物的共同性与差异性进行划分，把具有相同属性的事物归入一类。

3、1.1计算思维3．思维的认知方式♥归纳与演绎归纳是从个别性的前提推出一般性的结论，前提与结论之间的联系是或然性的。演绎是从一般性的前提推出个别性的结论，前提与结论之间的联系是必然性的。♥抽象与概括抽象是将事物的本质属性抽取出来，舍弃事物的非本质属性。概括是将抽取出来的本质属性综合起来，并推广到同类事物中去的思维方法。1.1计算思维实证思维逻辑思维计算思维4．思维的分类根据思维过程中是以日常经验还是以理论、设计构造为指导来划分实证思维以观察和总结（归纳的方式，不是数学归纳）自然规律（包括人类社会活动）为特征。逻辑思维是以科学的原理、定理、定律等理

4、论为依据，对问题进行分析、判断的思维。运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的思维活动。1.1计算思维1234计算思维是概念化，不是程序化.计算思维是根本的，不是刻板的技能。计算思维是人的，不是计算机的思维方式。计算思维是数学和工程思维的互补与融合。5.计算思维的特性计算思维是思想，不是人造物。51.2计算机基础知识1.2.1计算机的基本概念计算机（Computer）全称：电子计算机，俗称电脑，是一种具有算术运算和逻辑判断能力，并能通过预先编好的程序来自动完成海量数据加工处理的现代化智能电子设备。

5、1.2.2计算机的产生与发展1.世界上第一台电子计算机叫埃尼阿克（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，电子数字积分计算机，ENIAC），它于1946年2月15日在美国宣告诞生。1.2计算机基础知识2.计算机产生的理论奠基♥《论可计算数在判定问题中的应用》♥冯•诺依曼体系结构设计思想计算机硬件体系：计算机硬件体系是由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。采用二进制：二进制编码是计算机唯一能够直接识别的语言。二进制电路简单、可靠且具有很强的逻辑功能.存储程序思想：指令和数据不加区别混合

6、存储在同一个存储器中，让计算机能自动执行程序指令和数据。1.2计算机基础知识3.计算机的发展代年份电子元器件数据处理方法运算速度应用领域11946~1957电子管汇编语言、代码程序5千~3万次/秒国防及高科技21958~1964晶体管高级程序语言数十万~几百万次/秒工程设计、数据处理31965~1971集成电路结构化、模块化程序设计、实时处理数百万~几千万次/秒工业控制、数据处理41971~至今大规模超大规模集成电路分时、实时数据处理、计算机网络上亿条指令/秒工业、生活等各方面1.2计算机基础知识3.微型计算机的发展阶段代年份字长代表性处理器芯

7、片11971~19734位~8位Intel4004、800821974~19778位Intel808031978~198516位Intel80386、8048641986~200032位Pentium及PentiumPro52000~至今64位IntelItanium（安腾），AMDAthlon64（速龙）量子计算机分子计算机神经计算机生物计算机纳米计算机光子计算机1.2计算机基础知识4.计算机未来发展方向1.2.3数据与信息♥数据（data）是载荷或记录信息的、按一定规则排列组合的物理符号。数据可以是数字、文字、图像，也可以是计算机代码。♥信

8、息（Information）是数据的内在与解释，是数据中有意义的内容，是以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。在计算机系统中，各种字母、数