计算思维导论出版时间:2012年版内容简介 内容提要在“计算思维”日益突显其重要性并不断被大家推崇的今天,作为计算思维导论方面的一本教材,本书以狭义计算思维为主线,适度拓展广义计算思维的知识。在强化计算思维方法论的前提下,尽量简化计算理论与技术方面的内容。本书共7章,依次介绍计算思维概论、计算思维之计算(理论)基础、计算思维之逻辑基础、计算思维之方法学、计算思维之算法基础、程序设计中的特定思维以及其他学科中的计算思维等。本书的特点一是知识面比较广、内容非常丰富;二是尽量体现“实例化、生活化、故事化、图文并茂”的指导思想,以增强可读性;三是内容比较新颖。本书可作为高等院校计算机专业和非计算机专业学生的入门教材,也可供相关教学人员和技术人员参考学习。目录第1章 计算思维概论1.1 科学研究的三大方法--理论、实验和计算1.1.1 理论、实验和计算1.1.2 科学计算与计算方法1.2 关于计算思维1.2.1 科学思维1.2.2 什么是计算思维?1.2.3 思维科学与计算思维1.3 狭义计算思维与广义计算思维1.3.1 狭义计算思维1.3.2 广义计算思维1.3.3 计算思维的应用1.4 计算思维的研究现状1.5 计算思维的学习方法【阅读材料】 第1章 计算思维概论1.1 科学研究的三大方法--理论、实验和计算1.1.1 理论、实验和计算1.1.2 科学计算与计算方法1.2 关于计算思维1.2.1 科学思维1.2.2 什么是计算思维?1.2.3 思维科学与计算思维1.3 狭义计算思维与广义计算思维1.3.1 狭义计算思维1.3.2 广义计算思维1.3.3 计算思维的应用1.4 计算思维的研究现状1.5 计算思维的学习方法【阅读材料】原始计算方法及其演化第2章 计算思维之计算(理论)基础2.1 揭开数据表示的面纱2.1.1 计算机为什么采用二进制而不是十进制?2.1.2 数据和符号的机器内部表示法2.1.3 鸿沟与代价2.2 “九九归一”的加法运算2.3 图灵机及其计算思想2.3.1 阿兰•图灵其人2.3.2 图灵机模型2.3.3 图灵机的工作原理2.3.4 图灵机的计算能力2.4 冯诺依曼机及其工作原理2.4.1 冯•诺依曼其人2.4.2 冯•诺依曼型计算机的组成2.4.3 冯•诺依曼型计算机的特点2.4.4 现代计算机的演化2.5 冯•诺依曼计算机特点及其局限性2.5.1 冯•诺依曼计算机的局限性2.5.2 冯•诺依曼型计算机的改进2.6 非传统计算方法与技术2.6.1 光计算机2.6.2 超导计算机2.6.3 生物计算机2.6.4 智能计算机2.6.5 大规模并行计算技术2.7 计算机系统之哲学与计算机之系统哲学2.7.1 RISC与CISC2.7.2 存储器分级及其多级存储体系2.7.3 内存与外存2.7.4 串行与并行2.7.5 硬件与软件——相互依赖,相补相成2.8 计算机什么都能计算吗?2.8.1 事实胜于雄辩2.8.2 可计算性与计算复杂性【阅读材料】PC机系统的硬件组成第3章 计算思维之逻辑基础3.1 逻辑与思维3.1.1 逻辑是什么3.1.2 逻辑形式的表示3.1.3 逻辑与思维3.1.4 逻辑思维形式的基本规律3.1.5 语言、思维与程序3.2 布尔逻辑、命题逻辑与谓词逻辑3.2.1 布尔与布尔逻辑3.2.2 命题逻辑3.2.3 谓词逻辑3.3 逻辑运算与逻辑推理3.3.1 位层次上的逻辑运算3.3.2 模式层次上的逻辑运算3.3.3 逻辑表达式与求值3.3.4 归纳逻辑与推理3.3.5 逻辑推理与人工智能3.4 逻辑思维与算法(程序)设计3.5 逻辑思维的实例化训练【阅读材料】计算机软件及其软件系统第4章 计算思维之方法学4.1 问题求解过程4.1.1 人类解决客观世界问题的思维过程4.1.2 借助于计算机的问题求解过程4.1.3 两种问题求解过程的对比4.2 数学模型——问题的抽象表示4.3 数据存储结构4.3.1 顺序存储结构4.3.2 链式存储结构4.3.3 索引存储结构4.3.4 散列存储结构4.4 程序设计方法论4.4.1 面向过程的结构化设计方法学4.4.2 面向对象程序设计方法学4.5 时空及其转换4.6 抽象4.6.1 什么是抽象?4.6.2 计算学科中的抽象4.6.3 抽象的层次性4.6.4 程序中的抽象4.6.5 抽象与模型4.6.6 抽象与计算机语言4.7 局部化与信息隐藏4.7.1 局部化4.7.2 信息隐藏4.8 精确、近似与模糊4.9 折衷与中庸之道4.10 问题描述与甚高级语言【阅读材料】MATLAB问题表示与计算第5章 计算思维之算法基础5.1 算法5.1.1 什么是算法?5.1.2 算法的性质5.1.3 算法的种类5.1.4 算法的表示(描述)5.1.5 算法与程序5.1.6 算法的比较与分析5.2 算法设计的基本思想与方法5.2.1 穷举法(也称枚举法)5.2.2 递推法5.2.3 递归法5.2.4 回溯法*5.2.5 分治法5.2.6 仿生法*——蚁群算法5.2.7 并行算法*5.2.8 小结5.3 几个常用的经典算法5.3.1 累加和、连乘积与最大(小)值5.3.2 查找5.3.3 排序5.3.4 其他【阅读材料】计算机语言概述第6章 程序设计中的特定思维6.1 数据的类型与本质6.1.1 我们熟悉的数与数据6.1.2 计算机世界中的数据6.1.3 数据的类型与本质6.2 变量的特定含义6.2.1 “先定义,后使用”6.2.2 变量得有自己“好听”的名字6.2.3 变量是有类型的6.2.4 变量的作用域6.2.5 变量的生命周期6.3 有穷与无穷6.3.1 数据的有穷性6.3.2 程序的有穷性6.4 程序的基本控制结构6.4.1 顺序结构6.4.2 条件选择结构6.4.3 循环结构6.5 问题求解的本质过程6.6 效率与可读性6.7 程序的构造特性6.8 上下文无关文法6.9 二义性6.10 严谨性【阅读材料】Python语言第7章 其他学科中的计算思维7.1 方程求根7.1.1 二分法7.1.2 简单迭代法7.1.3 牛顿(Newton)法7.1.4 其它求根方法7.2 定积分的计算7.2.1 问题求解的基本思路与方法7.2.2 求解算法7.3 求解圆周率π7.3.1 关于圆周率的计算7.3.2 圆周率的计算史7.3.3 圆周率的计算方法7.3.4 圆周率的计算永无止境7.3.5 研究圆周率的意义7.4 有限元计算7.4.1 有限元方法的诞生7.4.2 什么是有限元法?7.4.3 有限元方法的基本思想7.4.4 有限元法求解问题的步骤7.4.5 有限元方法的应用7.4.6 有限元方法中的计算思维7.5 数值天气预报7.5.1 天气预报的发展7.5.2 现代数值天气预报原理7.5.3 天气预报对计算技术永无止境的需求7.6 蒙特•卡罗法7.6.1 蒙特•卡罗方法导引7.6.2 蒙特•卡罗方法的基本思想与过程7.6.3 蒙特•卡罗方法的应用与分析7.7 巡航导弹制导系统7.7.1 制导方法分类7.7.2 “战斧”式巡航导弹【阅读材料】《红楼梦》作者之争附录附录A ASCII码字符集附录B 几种常用进位制数值对照表附录C 计算机发展史大事记参考文献 上一篇: 信息物理融合系统导论 下一篇: 计算几何及应用 2011年版