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大学计算机第1讲计算机计算与计算思维
计算机概述与发展历程
计算基础概念与原理
计算思维及其重要性
编程语言与算法初步了解
数据结构与问题解决策略探讨
总结回顾与拓展延伸
目录
计算机概述与发展历程
总结词
计算机是一种能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的电子机器。
要点一
要点二
详细描述
计算机是一种能够存储、处理和传输数据的电子设备，它可以根据预先设定的程序进行高速运算和逻辑判断，实现信息处理和数据计算等功能。根据不同的分类标准，计算机可以分为多种类型，如根据处理方式可分为模拟计算机、数字计算机和混合计算机；根据规模可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。
计算机的发展经历了从机械式计算机、电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机到微处理器的发展历程。
总结词
计算机的发展历程可以追溯到17世纪的机械式计算机，随着电子技术的不断发展，先后出现了电子管、晶体管和集成电路等不同类型的计算机。随着微型处理器和集成电路的出现，计算机逐渐变得便携化和普及化，成为现代社会不可或缺的信息处理工具。
详细描述
计算机技术在各个领域都有广泛的应用，如科学计算、数据处理、人工智能、自动化制造等。
总结词
在科学计算领域，计算机可以进行大规模数值模拟和计算，为科学研究提供强大的支持；在数据处理领域，计算机可以对大量数据进行存储、处理和分析，广泛应用于金融、医疗、交通等行业；在人工智能领域，计算机可以模拟人类的思维和行为，实现机器学习、自然语言处理等功能；在自动化制造领域，计算机可以实现自动化生产线控制、机器人操作等生产过程。
详细描述
计算基础概念与原理
人类最常用的数制，以10为基数，使用0-9的数字符号表示数值。
十进制数制
不同数制下数值的运算规则，包括加法、减法、乘法和除法等运算。
运算规则
计算机内部使用的数制，以2为基数，使用0和1的数字符号表示数值。
二进制数制
一种简化的数制，以16为基数，使用0-9和A-F的数字符号表示数值。
十六进制数制
将一种数制转换为另一种数制的过程，包括二进制、八进制、十进制和十六进制之间的转换。
数制转换
02
01
03
04
05
逻辑运算
逻辑代数中的基本运算，包括与（AND）、或（OR）、非（NOT）等逻辑运算。
逻辑表达式
使用逻辑运算符将逻辑变量组合起来的数学表达式。
真值表
表示逻辑表达式中各种输入条件下输出值的表格。
程序控制
计算机按照程序指令执行操作的过程，包括取指令、分析指令和执行指令等步骤。
指令执行过程
计算机执行一条指令的过程，包括取指令、分析指令、执行指令和写回结果等步骤。
指令系统
计算机中可执行的指令集合，包括算术运算、逻辑运算、控制转移等指令。
存储器
计算机中用于存储数据和程序的部件，分为内存储器和外存储器两类。
计算思维及其重要性
计算思维是一种运用计算机科学基本概念和原理来解决问题的思维方式。它强调抽象、分解、算法和递归等核心概念的应用。
计算思维具有明确性、逻辑性、合理性和可预测性等特点，能够帮助人们更有效地解决复杂问题。
计算思维特点
计算思维定义
将现实问题转化为计算机可处理的形式化表示，通过抽象简化问题复杂性。
抽象化
将复杂问题分解为若干个较小的子问题，逐一解决，以降低问题难度。
分解问题
运用计算机科学中的算法设计思想，寻找解决问题的有效方法。
算法设计
利用递归原理，将问题分解为更小的子问题，最终实现问题的求解。
递归思考
学习计算机科学基础
掌握计算机科学的基本概念和原理，培养计算思维能力。
实践解决问题
通过解决实际问题，提高计算思维能力，积累经验。
学习算法和数据结构
深入学习算法和数据结构，培养逻辑思维和问题解决能力。
参与编程和项目实践
通过编程实践和项目开发，提高实际操作能力和计算思维能力。
编程语言与算法初步了解
03
算法表示方法
常用的算法表示方法有自然语言、伪代码和流程图等。
01
算法概念
算法是一系列解决问题的步骤，它具有明确性、有限性、能行性和信息性。
02
算法特性
一个好的算法应该具备正确性、可读性、健壮性和效率等特性。
冒泡排序：冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
二分查找：二分查找是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。搜索过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是目标值，则搜索过程结束；如果目标值大于或小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且同样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。
Dijkstra算法：Dijkstra算法是一种用于解决最短路径问题的贪心算法。它可以在有向图或者无向图中找到从源节点到所有其他节点的最短路径。
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