導論:1、大學電腦——1、電腦與問題求解
本文是北京理工大學MOOC大學電腦課程的個人筆記
一、電腦與問題求解
1、基於電腦的問題求解方法
解決問題的方法不止一種
需要具備學習能力——隨時跟進新技術!
問題驅動解決方案
(2)程式:是主要途徑&大學生必修課
(1)電腦軟體
(2)電腦程式
用程式的方法(此方法)實現
計算和控制
是進行問題求解的主要途徑
例子:08奧運會2008個人用像素點的方法組成「舞動北京」的圖案
(3)基於電腦系統平台的工程問題的求解方法
工程=大問題——用:系統平台
大規模&複雜問題求解:是系統級問題,是系統工程,需要多種系統平台支援(硬體、軟體、網路、並行方法等)
多平台、多軟體、多資源整合的系統
統一求解過程(5步):清晰的陳述問題——>輸入、輸出、介面資訊——>抽象多個簡單數據集,解答問題——>設計解決方案&轉換成程式——>測試
例子:天氣預報網格計算系統(5部分)
資源網路(核心)使用網格技術整合為一個計算平台,實現超級電腦的海量數據計算處理功能
2、問題描述、抽象、建模、問題求解
(1)抽象
具體
|(反義)
抽象:從眾多事物中抽取出共同的、本質的特徵;把具體問題簡單化。
抽象的原因/好處:從個別中把握一般,從現象中把握本質
形成:框架、概念、模型
!!!抽象是面向問題的!!!
(針對不同問題,抽象出的特點是不同的)
(2)建模
建模:
- 對事物進行抽象而得到的無歧義的書面描述
- 有一個輸入/因,又一個輸出/果
- 用模型描述系統的因果關係/相互關係的過程
- 是問題求解的精確描述,是計算的依據。
建模的手段和方法:是多種多樣的
- 數學建模
- 用計算得到的結果來解釋實際問題,並接受實際的檢驗
- 數學公式、幾何圖形
- 數據建模
- 數據特徵的抽象,電腦技術
- 資料庫
- UML建模
- 面向對象的建模語言標準
- UML類圖
- 可視化建模
- 3D建模
(3)面向電腦的問題分析
- 電腦與人的思維方式不同,雙方互補
- 人需要先:
- 問題描述分析+抽象+建模
- 為模型設計演算法+編寫程式
- 輸入
- 電腦才能工作——計算
3、電腦科學的知識領域
(1)體系
- 電腦學科
- 電腦科學(理論)
- 理論電腦科學
- 實驗電腦科學(應用)
- 電腦技術
- 電腦科學(理論)
(2)三大研究方向
系統結構
- 系統結構、並行體系、嵌入式、資訊安全軟體與理論
- 可計算性和計算複雜性、程式設計語言的設計與實現、計算模型實用演算法、軟體工程、分散式應用
- 人工智慧、語言學、圖形學、數據與知識管理、平台支援