首页 > 编程知识 正文

对计算机思维的理解与感受,编程思维四个步骤详解

时间:2023-05-03 19:36:45 阅读:166092 作者:1370

计算机思维是指在学习和应用计算机学科理论和技能的过程中,体验获得的思想方法和工作方法。

它分为三个层次:

首先是宏观层面包括对“可计算”思想的理解,即如何使用计算机这一工具,将在虚拟世界中处理问题的方式转变为解决现实生活中各种实际问题的方式。 也就是说,在计算机思维中,必须为现实问题找到计算机的解决方案。

无论是谷歌让计算机下围棋,还是实现计算机运转,都必须首先应对现实问题和虚拟世界问题。 《数学之美》这本书里说的内容都是这个水平。

接下来是“中观”层面,“中观”一词由lhzdhb教授发明。 要理解中观,计算机操作系统就是一个很好的例子。

所有操作系统都需要根据任务的优先级和可用资源,设计调配资源并协调计算机各个部分的方法,并针对每个任务进行总体优化。 好的操作系统,不是做某件事特别好,而是在资源有限的情况下总体上让人感觉特别顺畅的东西。 例如苹果的操作系统就是这样。

其次,举一个比较学术的例子,就是计算机科学中的递归原理。 分解大事,从小事做起,一步一步干净利落,自上而下设计,自下而上回归,非常美丽。

为了便于理解递归,请举出这样的例子。 如果我想管理公司,我该怎么办? 这家公司的首席执行官只需要管理几个下属的副总裁就可以了。

副总裁该怎么办? 用同样的方法管理自己事业部下面的几个总监就可以了。 同样,总监管理经理,经理管理一线员工。 首席执行官不需要在意如何管理所有员工。 我个人也认为递归是计算机科学的精髓。

第三个层面是微观这才是具体的技能,但还不是简单的编程等技能,有以下几个方面。

a )设计在计算机内部组织和检索信息的技能(addressing )。

计算机内外各种资源必须合理编号存储、编号访问,需要合理的编号方式和与之相匹配的高效访问算法,这是实现计算机各种APP应用好坏的关键。 在生活中,它和我们处理各种事情的合理性一样。

b )缓存。 为了让任何事情都有余地,经常提前准备数据和程序是缓存。 这样在大事迫在眉睫的时候,准备好了,空间可以回旋。

编写程序,是计算机业者必须掌握的,属于“雕虫小技”。

总结起来,是这样三个词:

1 .宏观:找到现实世界与虚拟世界的对应

2 .中观:有限资源中全局最好

3 .微观:合理组织和利用资源,做到事有余。

计算机思维是全方位的,不能用一两句话来概括。 简而言之,我们需要处理这七种关系。

1.大和小

2.快和慢

人的进化很慢,每个世纪只有百分之几。 总体来说,经济和社会发展也很慢,是每年最大数量%。 因此,人本身并不适应非常迅速的发展变化。 但是计算机本身的发展在18个月内翻了一番,大约10年内翻了一百倍,在智能时代人类的思维必须适应这种快速的变化。

3.多维度和单一维度

总体来说,人脑是线性处理事务的,看问题往往只是一个角度,也没有能力综合很多角度。 但计算机具有这种能力,因此占有多维度的便宜。

4.网络和个体

人的思维是个人行为,决定不互相干扰。 这有好的一面,但也很难集中和叠加很多人的智慧。 事实上,群体智慧的简单叠加甚至比不上个人智慧。 但是,人工智能是基于网络效应,由许多相互连接的计算机共同工作产生的。

5.自顶向下和自底向上

自上而下工作这一点是计算机的精髓,人适合自下而上。 在某些组织内,自下而上的做法容易调动团体积极性,但也容易造成资源浪费。 这一点稍后将专门举例说明。

6.全局和局部

人在做事的时候,仅限于自己的认知,通常得到的是局部最优,失去了全局优化的可能性。 计算机有处理大量数量的能力和自上而下的方法,使得全局优化变得容易。 这在Alpha GO与人的对战中得到了完美的体现。

7.成本和表现

很多时候,我喜欢强调对错,追求绝对的公平,追求最好的结果。 但从工程的角度来说,好事和坏事只是在固定成本下相对表现出来的。 在计算机中无论是软件的设计还是硬件的设计,都平衡着性能和成本的关系。

此外,要掌握计算机思维,必须了解以下两个原则。

一、等价性原则

在大多数情况下,难题a和比较简单的问题b是等价的。 但是,尽管很难,但人们常常会给某个问题就解决某个问题,给个a就解决了a。 计算机试图解决等价,但这是一个更简单的问题。

二、模块化原则

我们在生活中,做桌椅,直接做。 在电脑世界里,永远都是一些非常简单、可以大量复制的乐高积木块,然后用这么多简单的模块来制作复杂的桌椅。

版权声明:该文观点仅代表作者本人。处理文章:请发送邮件至 三1五14八八95#扣扣.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。