导论：1、大学计算机——1、计算机与问题求解

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