大学计算机基础及应用（Python篇）课件：计算机与计算思维.pptx

计算机与计算思维;?学习目标;1、计算机概述;2.电子计算机的发展

自1946年第一台电子计算机ENIAC诞生，至今，计算机的发展至少经历了四代，并正在向更新一代迈进。

（1）第一代计算机：电子管计算机(1946-1957)

（2）第二代计算机：晶体管计算机(1958-1964)

（3）第三代计算机：中小规模集成电路计算机(1965-1970)

（4）第四代计算机：大规模集成电路计算机(1971年至今)

（5）第五代计算机;1.1.2计算机的分类

可以根据信号类型、用途、规模与性能等对计算机进行分类。

按所处理信号的不同可以分为数字计算机和模拟计算机。数字计算机处理的是以电压的高低等形式表示的离散的物理信号，该离散信号可以表示0和1组成的二进制数字，即数字计算机处理的是数字信号（0和1组成的数字串）。数字计算机的计算精度高，抗干扰能力强。现在使用的计算机都是数字计算机。模拟计算机处理的是连续变化的模拟量，如电压、电流、温度等物理量的变化曲线。这种计算机精度低，抗干扰能力差，应用面窄。19世纪末到20世纪30年代，模拟计算机的研制曾活跃过一个时期，但最终还是被数字计算机所取代。;按用途的不同可以分为通用计算机和专用计算机。通用计算机硬件系统是标准的，并具有较好的扩展性，可以运行多种解决不同领域问题的软件，现在使用的计算机大多是通用计算机。专用计算机的软硬件全部根据应用系统的要求配置，专门用于解决某个特定问题，如工业控制计算机、飞船测控计算机等。

按规模与性能的不同可以分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、工作站和微型计算机，这也是比较常见的一种分类方法。;1.1.3计算机的特点和应用

ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真空电子管，晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。总体来说，计算机具有以下特点：;（1）运算速度快

（2）计算精确度高

（3）逻辑运算能力强

（4）存储容量大

（5）自动化程度高

（6）性价比高;2.计算机的应用

目前，计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的主要应用领域如下：

（1）科学计算

（2）数据处理

（3）计算机辅助技术

（4）过程控制

（5）人工智能

（6）网络应用;1.2计算思维基础

人类通过思考自身的计算方式，研究是否能由外部机器模拟，代替我们实现计算的过程，从而诞生了计算工具，并且在不断的科技进步和发展中发明了现代电子计算机。在此思想的指引下，还产生了人工智能，即用外部机器模仿和实现人类的智能活动。随着计算机的日益“强大”，它在很多应用领域中所表现出的智能也日益突出，成为人脑的延伸。;1.2.1计算思维的概念

2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（JeannetteM.Wing）教授在美国计算机权威期刊《CommunicationsoftheACM》杂志提出：“Computationalthinkinginvolvessolvingproblems,designingsystems,andunderstandinghumanbehavior,bydrawingontheconceptsfundamentaltocomputerscience.Computationalthinkingincludesarangeofmentaltoolsthatreflectthebreadthofthefieldofcomputerscience.”周教授认为：计算思维是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一系列思维活动（智力工具、技能、手段）。;1.2.2狭义计算思维与广义计算思维

计算思维被称为适合于每个人的“一种普遍的认识和一类普适的技能”，与阅读、写作一样；计算思维旨在教会我们每个人像计算机科学家一样去思考；计算思维的训练、计算能力的提升将会让我们更游刃有余地生活、学习和工作。

计算思维的研究包含两层意思——计算思维研究的内涵和计算思维推广与应用的外延两方面。其中，立足计算机学科本身，研究该学科中涉及的构造性思维就是狭义计算思维。在实践活动中，特别是构造高效的计算方法、研究高性能计算机取得计算成果的过程中