导论:1、大学计算机——1、计算机与问题求解

时间:2024-01-28 17:57:58

本文是北京理工大学MOOC大学计算机课程的个人笔记

一、计算机与问题求解

1、基于计算机的问题求解方法

解决问题的方法不止一种
需要具备学习能力——随时跟进新技术!
问题驱动解决方案
(2)程序:是主要途径&大学生必修课

(1)计算机软件

(2)计算机程序

用程序的方法(此方法)实现
计算和控制
是进行问题求解的主要途径
例子:08奥运会2008个人用像素点的方法组成“舞动北京”的图案

(3)基于计算机系统平台的工程问题的求解方法

工程=大问题——用:系统平台
大规模&复杂问题求解:是系统级问题,是系统工程,需要多种系统平台支持(硬件、软件、网络、并行方法等)
多平台、多软件、多资源整合的系统

统一求解过程(5步):清晰的陈述问题——>输入、输出、接口信息——>抽象多个简单数据集,解答问题——>设计解决方案&转换成程序——>测试

例子:天气预报网格计算系统(5部分)

资源网络(核心)使用网格技术整合为一个计算平台,实现超级计算机的海量数据计算处理功能

2、问题描述、抽象、建模、问题求解

(1)抽象

具体
|(反义)
抽象:从众多事物中抽取出共同的、本质的特征;把具体问题简单化。
抽象的原因/好处:从个别中把握一般,从现象中把握本质
形成:框架、概念、模型

!!!抽象是面向问题的!!!
(针对不同问题,抽象出的特点是不同的)

(2)建模

建模:

  • 对事物进行抽象而得到的无歧义的书面描述
  • 有一个输入/因,又一个输出/果
  • 用模型描述系统的因果关系/相互关系的过程
  • 是问题求解的精确描述,是计算的依据。
    建模的手段和方法:是多种多样的
  1. 数学建模
    • 用计算得到的结果来解释实际问题,并接受实际的检验
    • 数学公式、几何图形
  2. 数据建模
    • 数据特征的抽象,计算机技术
    • 数据库
  3. UML建模
    • 面向对象的建模语言标准
    • UML类图
  4. 可视化建模
  5. 3D建模

(3)面向计算机的问题分析

  • 计算机与人的思维方式不同,双方互补
  • 人需要先:
    • 问题描述分析+抽象+建模
    • 为模型设计算法+编写程序
    • 输入
  • 计算机才能工作——计算

3、计算机科学的知识领域

(1)体系

  • 计算机学科
    • 计算机科学(理论)
      • 理论计算机科学
      • 实验计算机科学(应用)
    • 计算机技术

(2)三大研究方向

系统结构

  • 系统结构、并行体系、嵌入式、信息安全软件与理论
  • 可计算性和计算复杂性、程序设计语言的设计与实现、计算模型实用算法、软件工程、分布式应用
  • 人工智能、语言学、图形学、数据与知识管理、平台支持

(3)计算机科学与技术专业的知识领域