项目一计算基础.PDFVIP

项目一 计算基础 理解计算及计算思维的概念和意义，理解如何将自然/社会现象表达为符号，然后进行符 号计算，进一步将符号表达为0 和1 （二进制数），用计算机予以实现；0 和1 可将各种计算统 一为逻辑运算，0 和1 是连接计算机软件和硬件的纽带，0 和1 是各种计算自动化的基础。在 此基础上，理解检错和纠错、信息压缩、程序设计、算法、排序、递归与迭代、网络路由与死 锁等经典的计算思维。 任务 1 计算及计算思维 任务目标  掌握计算的概念。  理解自动计算，了解人类追求自动计算的历程。  了解计算系统的组成及发展历程。  掌握计算机科学与计算科学的概念。  掌握计算思维的概念、意义、特性和内容。 情境描述 王海是成都农业科技职业学院的新生，面对同学和朋友的讨论迷茫了：什么是计算？什 么是计算机？计算机只是工具吗？推动人类文明进步和科学发展的三大科学思维理论包括 计算思维吗？针对这些问题，王海废寝忘食，上下求索，终于明白：计算思维是每个人的基 本技能；计算方法和模型使人类敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和 系统设计。 学习内容 1．计算的概念 计算是指 “数据”在 “运算符”的操作下，按 “规则”进行的数据变换。 简单的例子：从幼儿开始学习和训练的算术运算，如 “1+2=3”、“10×8=80”等。 2 b  b2 4ac 较复杂的例子：对 ax +bx+c=0 方程式求解，可直接使用公式x 进行计算。 2a 在高中及大学阶段，我们不断地学习各种函数及其计算规则（对数、指数、微分和积分 等）并应用这些规则来求解各种问题，得到正确的计算结果。 但是，对于方程式a xb1  a xb 2   a xbn c 判断是否有整数解，怎样求解？ 1 1 2 2 n n 这说明，“规则”是可以学习和掌握的，但是应用 “规则”进行计算则有可能超出了人的 2 计算机应用基础项目化教程 （Windows 7+Office 2010 ） 计算能力。也就是说，人们知道规则却没有办法得到计算结果。要解决这个难题，可以有两种 选择：一种是数学中研究的复杂计算的各种简化的等效计算方法；另一种是让机器代替人执照 “规则”自动计算，即机器重复执行人设计的简单规则完成计算。 如上面的方程式求解，可从-n 到 n 产生 x 的每一个整数值，将其依次代入到方程中，如 果方程式成立，则为其解。 ※课堂讨论与训练 2 对于ax +bx+c=0 方程式，如果使用计算机来求解，采取怎样的方法？请用非程序设计语 言进行设计，并演练计算过程。 2．自动计算 根据前面的讨论，一般地，计算与自动计算需要解决以下 4 个问题：  “数据”的表示。  “计算规则”的表示。  数据和计算规则的存储及 “自动存储”。  计算规则的 “自动执行”。 按照这个规律，人类在长期的实践中对自动计算进行了不懈的探索。表 1- 1-1 总结了人类 对自动计算的探索历程。 表1-1-1 人类对自动计算的探索历程 计算工具 功能 方法和效果 备注 算珠表示和存储 “数”；口诀为 “计算规则”；由人 算盘 四则运算 辅助计算工具