计算思维与大学计算机课程知识体系ppt课件.ppt

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1、“计算思维教学改革白皮书”研制小组浙江大学何钦铭2013年8月15日计算思维与大学计算机课程知识体系内容计算思维表达体系现有知识模块中的计算思维核心概念围绕计算思维教学改革的实施模式案例分析:城市学院“大学计算机基础”课程建设计算思维讨论宏观层面，揭示计算的泛在特征自然、社会和工程系统都禀赋着计算属性计算是人工科学、自然科学微观层面，挖掘计算的内涵特征：疏理学科本质特征和核心方法核心方法、原理的归类、分析具体内涵有不同看法引言计算机基础教学的改革需求解决途径：需要构建相对稳定、能够体现计算机学科思想和方法的核心内容需要更加突出思维方法的训练满足有限的课时应

2、对教学改革的压力和不断更新的技术摆脱以“操作技能”培养学生计算机能力造成的“危机”更好地诠释课程建设的目标，更好地体现基础特征2010年7月，九校联盟(C9)西安会议提出：计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养核心知识（内涵特征）核心方法（内涵特征）独特思维（泛在特征，普适）计算思维表达体系（基本内涵）周以真教授:计算思维能力可以通过熟练地掌握计算机科学的基础概念而得到提高:约简、嵌入、转化、仿真、递归、并行、抽象、分解、建模、预防、保护、恢复、冗余、容错、纠错、启发式推理、规划、学习、调度等ACM和IEEE联合制定的CC1991给出了计算机科学领域

3、里重复出现的12个核心概念：绑定、大问题的复杂性、概念模型和形式模型、一致性和完备性、效率、演化、抽象层次、按空间排序、按时间排序、重用、安全性、折中与结论ACM前主席Denning教授:系统地总结了计算的7类原理，并称之为“伟大的计算原理”计算、通信、协作、记忆、自动化、评估、设计我们的思路借鉴Denning“伟大的计算原理”的分类方法，同时参考CC1991的核心概念和周以真的基础概念普遍性、复现性、广泛影响通过分类的“核心概念”方法来构建计算思维的表述体系计算、抽象、自动化、设计、通信、协作、记忆、评估分类关注点核心概念计算什么能计算，什么不能计算计算

4、的表示、表示的转换、状态和状态转换、按空间排序、按时间排序；可计算性、计算的复杂性抽象关注对象的本质特征概念模型与形式模型、抽象层次、抽象结构、虚拟机自动化信息处理的算法发现形式化方法、程序、算法、迭代、递归、搜索、推理；强人工智能、弱人工智能设计可靠和可信系统的构建模块化、信息隐藏与封装、层次聚集；一致性和完备性、重用、安全性、可靠性、折中与结论通信不同位置间的可靠信息移动信息及其表示、信息量、编码与解码、信息压缩、信息加密；校验与纠错协作多个自主计算机的有效使用同步、并发、死锁、仲裁；事件以及处理、流和共享依赖，协同策略与机制记忆媒体信息的表示、存储和

5、恢复存储体系、对象与存储的动态绑定、层次命名、检索与索引；局部性与缓存、抖动（trashing）评估复杂系统的性能评价模型方法、模拟方法、基准测试；可视化建模与仿真、预测与评价、服务网络模型；负载、吞吐率、反应时间、瓶颈、容量规划分类关注点核心概念计算什么能计算，什么不能计算计算的表示、表示的转换、状态和状态转换、按空间排序、按时间排序；可计算性、计算的复杂性抽象关注对象的本质特征概念模型与形式模型、抽象层次、抽象结构、虚拟机自动化信息处理的算法发现形式化方法、程序、算法、迭代、递归、搜索、推理；强人工智能、弱人工智能设计可靠和可信系统的构建模块化、信息隐

6、藏与封装、层次聚集；一致性和完备性、重用、安全性、可靠性、折中与结论通信不同位置间的可靠信息移动信息及其表示、信息量、编码与解码、信息压缩、信息加密；校验与纠错协作多个自主计算机的有效使用同步、并发、死锁、仲裁；事件以及处理、流和共享依赖，协同策略与机制记忆媒体信息的表示、存储和恢复存储体系、对象与存储的动态绑定、层次命名、检索与索引；局部性与缓存、抖动（trashing）评估复杂系统的性能评价模型方法、模拟方法、基准测试；可视化建模与仿真、预测与评价、服务网络模型；负载、吞吐率、反应时间、瓶颈、容量规划分类关注点核心概念计算什么能计算，什么不能计算计算的

7、表示、表示的转换、状态和状态转换、按空间排序、按时间排序；可计算性、计算的复杂性抽象关注对象的本质特征概念模型与形式模型、抽象层次、抽象结构、虚拟机自动化信息处理的算法发现形式化方法、程序、算法、迭代、递归、搜索、推理；强人工智能、弱人工智能设计可靠和可信系统的构建模块化、信息隐藏与封装、层次聚集；一致性和完备性、重用、安全性、可靠性、折中与结论通信不同位置间的可靠信息移动信息及其表示、信息量、编码与解码、信息压缩、信息加密；校验与纠错协作多个自主计算机的有效使用同步、并发、死锁、仲裁；事件以及处理、流和共享依赖，协同策略与机制记忆媒体信息的表示、存储和恢

8、复存储体系、对象与存储的动态绑定、层次命名、检索与索引；局部性与缓