第1章引论本章要点：1.什么是计算；2•计算机科学与计算科学的区别；3•来自计算机发展史的启示；4•计算机应用；5•计算机发展趋势。1.1什么是计算?简单计算，如我们从幼儿就开始学习和训练的算术运算，如“3+2=5”“3x2=6”等,是指“数据”在“运算符”的操作下，按“规则”进行的数据变换。我们不断学习和训练的是各种运算符的“规则”及其组合应用，目的是通过计算得到正确的结果。广义地讲，一个函数如“”把x变成了f(x)就可认为是一次计算，在高中及大学阶段我们不断学习各种计算“规则”并应用这些规则来求解各种问题，得到正确的计算结果。如对数与指数、微分与积分等。“规则”可以学习与掌握，但应用“规则”进行计算则可能超出了人的计算能力，即人知道规则但却没有办法得到计算结果。如何解决呢？一种办法是研究复杂计算的各种简化的等效计算方法(数学)使人可以计算，另一种办法是设计一些简单的规则，让机械来重复的执行完成计算，即考虑能否用机械来代替人按照“规则”自动计算。例如：能否机械地判断方程“a1X1b]+a2X2b2+・・・+axbn=c”是否有整数解？”，即机械地1122nn证明一个命题是否有解？是否正确？类似的上述问题，促进了计算机科学和计算科学的诞生和发展，促进了人们思考：♦什么能够被有效地自动计算？现实世界需要计算的问题是很多的，哪些问题是可以自动计算的，哪些问题是可以在有限时间有限空间内自动计算的？这就出现了计算及计算复杂性问题。以现实世界的各种思维模式为启发，寻找求解复杂问题的有效规则，就出现了算法及算法设计与分析问题。例如观察人的思维模式而提出的遗传算法、观察蚂蚁行动的规律而提出的蚁群算♦如何低成本、高效地实现自动计算？如何构建一个高效的计算系统：计算机器的构建问题和软件系统的构建问题。♦如何方便有效地利用计算系统进行计算？利用已有计算系统，面向各行各业的计算问题求解。什么能、且如何被有效地自动计算问题就是计算学科的科学家不断在研究和解决的问题。2大学计算机-计算思维导论第1章引论34大学计算机-计算思维导论第1章引论56大学计算机-计算思维导论第1章引论78大学计算机-计算思维导论第1章引论910大学计算机-计算思维导论第1章引论1112大学计算机-计算思维导论第1章引论132011年06月，超级计算机500强第一名，日本.KComputer。运行速度为每秒&16千万亿次浮点计算(Petaflops)，68544个SPARC64VIIIfx处理器组成，每个处理器均内置8个内核，总内核数量为548352个。投资超过12.5亿美元。14大学计算机-计算思维导论第1章引论1516大学计算机-计算思维导论第1章引论1718大学计算机-计算思维导论第1章引论19未来，计算机学科向何处去？欧盟在其科学研究框架中提出了“未来互联网(Futureinternet)[i5]”技术，IBM提出了“智慧地球(SmartPlanet)[16]”技术，为我们指明了方向。20大学计算机-计算思维导论第1章引论21
