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
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
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