什么是計算機思維

計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動,由周以真于2006年3月首次提出 。2010年,周以真教授又指出計算思維是與形式化問題及其解決方案相關的思維過程,其解決問題的表示形式應該能有效地被信息處理代理執行 。
以上是該名詞的創造者,周以真教授給出的定義 。那么如何理解呢,首先設計一個詞匯是計算機科學,計算機到底是不是一門科學,,在以前的很長時間里,都有爭論 。有不少人認為,計算機算不上一門科學,最多算是一門技術或者說是工具 。這樣理解的人,都是因為他們沒有接觸過計算機里面的一個核心概念,算法 。算法可以說是計算機科學的核心,因為有算法,所以,計算機學科開始被認為是一門科學了,而不再簡單的是一門技術或者工具 。
所以計算思維可以被這樣描述一下,要了解一些算法的基本知識 。能用計算機算法里面的一些方法,概念,把我們日常遇到的一些問題用及計算機給解決,這就是算法的一個核心研究內容 。
然后又涉及到一個詞匯,形式化問題 。我們知道數學使用一些符號表示,這些符號是一些形式化的表述 。而算法的核心,其實很大程度上是數學 。所以,在2010年之后,被周教授更近一步給揭示了 。
所以計算機思維,其實就是用計算機解決問題的方法,這種方法用的是算法,算法的核心是數學,你明白了嗎?
計算機思維,英文叫Computational Thinking,一般也稱為計算思維 。
計算機思維是指通過描述問題和解決步驟,讓計算機自動、快速地執行來解決問題的一系列方法 。
簡單來說,就是利用計算機來解決問題的思維 。這其中就涉及到3個層面的認知,也是程序員完成一個編程任務的三個步驟:

  1. 判斷要解決的問題是否可以用計算機來解決
  2. 【什么是計算機思維】能描述計算機執行的過程,也就是設計詳細的解決方案
  3. 能將解決方案通過計算機代碼來實現
在徐志偉的孫曉明《計算機科學導論》中提到,計算思維包括:
  1. 邏輯思維,體現正確性 。強調比特層面的精準性,具備能夠機械地自動執行的特點 。
  2. 算法思維,體現有效性 。強調構造性,即不僅證明問題的解存在,而且要構造出適用于該問題的算法,從而構造出問題的解 。也強調計算過程自動化 。
  3. 網絡思維,體現組合性 。比如聯通性、協議、消息傳遞
  4. 系統思維,也體現組合性 。通過抽象,將模塊組合成為系統,無縫執行計算過程 。
更學術的定義來說:計算機思維是通過運用約簡,嵌入,轉化和仿真等方法,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 。
計算機思維是伴隨著計算機出現而出現的一中新的認知,是信息時代的思維方式 。
什么是計算機思維


我所理解的計算機思維,不是說計算機自己有“思維” 。因為我們知道計算機處理信息靠的是程序員設計的程序來作為它的行動方針的 。即便現在最熱門的人工智能AI也是如此,它依靠程序員設計的程序然后用大數據作為判斷依據,這樣就好像是計算機有思維一樣,但是我們知道計算機的“思維”和我們人類的思維有本質不同 。在未來科學家或許可以真的設計出像我們人類大腦一樣精密的計算機,讓計算機真正擁有自己獨立的思維?
計算機思維涵蓋廣泛,不是一兩句話可以概括的,他可以是一種全新的思維方式,有時候我們做事遵循計算機思維或許會給我們新的啟發和收獲 。
什么是計算機思維


模塊化——懂計算機編程的人知道,計算機處理問題擅長用模塊化的概念,就是如果你設計一個軟件制作一張床,不是像我們想的那樣直接制作一張床出來,而是先制作簡單的可以大量復制的像積木一樣的模塊,然后組建起一張床 。
什么是計算機思維


計算機擅長處理大數,這就決定了計算機優勢,可以把復雜的問題分解成無數簡單計算的小問題,然后不斷重復處理這些簡單小問題,協調起來完成復雜的大難題 。計算思維是通過運用約簡,嵌入,轉化和仿真等方法,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 。
什么是計算機思維


深入學習計算機思維,對于我們行事方法會大有好處,讓我們在瞬息萬變的信息時代立于不敗之地,就是要不斷學習新思維,并保持獨立思考的能力 。

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