[理科版] 第1章 计算与计算思维.pptVIP

1.3 计算科学与计算思维 1.3.1 计算与计算科学 1. 计算的概念 如果我们把一切都看作是信息，对包罗万象的 计算加以抽象，那么计算就是对信息的变换，是某个 系统完成了一次从输入到输出的变换。 例3：三对情侣参加婚礼，三个新郎为A，B，C，三个新娘为X，Y，Z，有人想知道究竟谁和谁结婚，于是就问新人中的三位，得到如下的提示：A说他将和X结婚；X说她的未婚夫是C；C说他将和Z结婚。这人事后知道他们在开玩笑，说的全是假话，那么究竟谁与谁结婚呢？ 解： 步骤1：找出所有可能的新人配对,共6组： ① (A,X)、(B,Y)、(C,Z) ② (A,X)、(B,Z)、(C,Y) ③ (A,Y)、(B,X)、(C,Z) ④ (A,Y)、(B,Z)、(C,X) ⑤ (A,Z)、 (B,X) 、(C,Y) ⑥ (A,Z)、(B,Y)、(C,X) 步骤2：由输入信息A不和X结婚, C不和Z结婚, C不和X结婚。所以 结论：这三对新人中A和Z结婚，B和X结婚，C和Y结婚。 (A,X) (C,Z) (C,X) 不可能结婚，将6组配对中包含上述组合的组去掉，可得到正确的配对是⑤（第5组）。 如果有100对新人、1000对新人 呢？ #include?stdio.h?? ? main()?? ? {?? ? ????char?husband[3]?=?{A,B,C},?wife[3]?=?{X,Y,Z};?? ? ????int?i?,j?,k;?? ? ????for(i=0;i3;i++)?? ? ????????for(j=0;j3;j++)?? ? ????????????for(k=0;k3;k++)?? ? ????????????????if(i!=j??j!=k??i!=k)?/*不能1个新娘配2个新郎*/ ?? ? ????????????????{?? ? ????????????????????/*得到一种配对方式*/?? ? ????????????????????if?(match(i,j,k,wife))?? ? ????????????????????{?? ? ????????????????????????printf(husband??wife\n);?? ? ????????????????????????/*这种配对方式符合题目要求*/?? ? ????????????????????????printf(A---------%c\n,wife[i]);?? ? ????????????????????????printf(B---------%c\n,wife[j]);?? ? ????????????????????????printf(C---------%c\n,wife[k]);?? ? ????????????????????}?? ? ????????????????}?? ? ????????????????getche();?? ? }?? ? ? ? int?match(int?i,int?j,int?k,char?wife[])?? ? {?? ? ????/*A不和X结婚*/?? ? ????if(wife[i]?==?X)?return?0;?? ? ????/*X不和C结婚*/?? ? ????if(wife[k]?==?X)?return?0;?? ? ????/*C不和Z结婚*/?? ? ????if(wife[k]?==?Z)?return?0;?? ? ????return?1;?? ? } ? 2.计算科学 我们能否找到“偷懒”的办法，构建一个系统自动地计算出上述问题的结果？ 如果我们希望构建的系统除了自动地计算上述问题外，只要通过方便的方式把处理步骤置入系统，这个计算工具还能自动地计算其他更复杂的计算问题，我们该如何构建这样的通用系统？ 如果能构建这样的系统，那么应该如何使系统的计算效率更高、使用更方便、更安全可靠？ 如果很多人都拥有这样的系统，我们应该如何共享资源？ 2.计算科学 计算科学是计算的学问——什么是可自动计算的，怎样去自动计算。 计算科学 系统领域 应用领域 计算机体系结构、计算机网络 安全问题、操作系统、算法、 程序设计语言以及软件工程 涵盖了与计算机使用有关的领 域，如数据库和人工智能。 2.计算科学 算法是一组有序的、无歧义的、可执行的步骤的集合，定义了一个解决某一特定类型问题的可终止的运算序列。 用计算机能够理解的规定格式（编程语言）将算法表示出来，并将其输入到计算机中，这种算法表示称作程序，这样的过程称之为程序设计。 程序及其所表示的算法总称为软件，而计