對(duì)于生活在科技和智能自動(dòng)化時(shí)代的孩子們來說，理解計(jì)算機(jī)的思維方式，運(yùn)用計(jì)算思維去解決生活中的問題，被認(rèn)為和聽、說、讀、寫、算一樣,是每個(gè)人必備的思維能力。然而，到底什么才是計(jì)算思維呢？

計(jì)算思維是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基本概念求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為的方式。

——卡內(nèi)基梅隆大學(xué) 周以真教授

對(duì)于計(jì)算思維，不同領(lǐng)域的科學(xué)家有不同理解。總的來說，計(jì)算思維指的是一種解決問題的思維過程，是能夠清晰、抽象地將問題和解決方案用信息處理(機(jī)器或人)，并有效執(zhí)行的過程。

我們可以通過生活中的案例理解一下運(yùn)用計(jì)算思維是如何解決問題的：

查找：如果要在英漢詞典中查一個(gè)英文單詞，相信讀者不會(huì)從第一頁開始一頁頁地翻看，而是會(huì)根據(jù)字典是有序排列的事實(shí)，快速地根據(jù)目錄定位單詞詞條。這正是計(jì)算機(jī)中廣泛使用的索引技術(shù)。計(jì)算機(jī)也是這樣查找文件的，搜索引擎同樣是這樣的原理。

回溯：人們走到一個(gè)岔路口，會(huì)選擇一條路走下去，如果最后發(fā)現(xiàn)此路不通就會(huì)原路返回，返回岔路口選擇另一條路。這種回溯法實(shí)際上是一個(gè)類似枚舉的搜索嘗試過程，主要是在搜索嘗試過程中尋找問題的解，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不滿足求解條件時(shí)，就“回溯”返回，嘗試別的路徑。

計(jì)算機(jī)是通過一步一步地執(zhí)行指令來解決問題的。從問題的計(jì)算機(jī)表示、算法設(shè)計(jì)直到編程實(shí)現(xiàn)，計(jì)算思維貫穿于計(jì)算的全過程。學(xué)習(xí)計(jì)算思維，就是學(xué)會(huì)像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考和解決問題。

計(jì)算思維在編程中如何體現(xiàn)

計(jì)算思維是分解、模式識(shí)別/數(shù)據(jù)表示，泛化/抽象和形成算法的一個(gè)過程。通過分解問題，使用數(shù)據(jù)表示法定義涉及的變量，并創(chuàng)建算法，得出通用的解決方案。

看起來有些復(fù)雜，我們以機(jī)器人設(shè)計(jì)與編程課程中的一節(jié)體驗(yàn)課——《運(yùn)動(dòng)助手計(jì)步器》為例，幫助大家理解算法思維是怎樣的一個(gè)過程。

拆解問題

拆解，即將問題分解為更小、更易管理的部分，然后專注于解決每個(gè)小問題。我們可以將復(fù)雜的問題分解為各個(gè)小部分，直至這些小部分變得簡單而易于解決。

創(chuàng)建可在計(jì)算裝置上實(shí)現(xiàn)的算法和過程時(shí)，分解是一項(xiàng)重要技能，因?yàn)橛?jì)算機(jī)需要非常具體的指令。它們需要得知完成任務(wù)所需的每一個(gè)小步驟。在《運(yùn)動(dòng)助手計(jì)步器》這節(jié)課當(dāng)中，要實(shí)現(xiàn)計(jì)步的功能，就需要分解整個(gè)任務(wù)：

1. 通過加速度傳感器收集橫向運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)

2. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能理解的數(shù)值

3. 橫向的加速度數(shù)值變化超過一定范圍則程序計(jì)算為一步

4. 通過程序，累計(jì)增加的步數(shù)

5.循環(huán)執(zhí)行以上步驟

模式識(shí)別/數(shù)據(jù)表示

計(jì)算機(jī)如何識(shí)別傳感器收集到的加速度變化的數(shù)據(jù)呢？我們可以將步數(shù)設(shè)置為程序中的變量，將步數(shù)設(shè)為大X，將加速度設(shè)為小x。通過變量的賦值，讓計(jì)算機(jī)理解現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)動(dòng)，這一步非常重要。

不同時(shí)間加速度的值，可以設(shè)為x1和x2。x1-x2的絕對(duì)值，大于一定數(shù)值則計(jì)算為一步。在本課中，可以設(shè)置當(dāng)加速度值超過200個(gè)單位的變化時(shí)，計(jì)為一步，運(yùn)動(dòng)步數(shù)(X)增加1。

泛化抽象

泛化抽象的過程，就是抽離出現(xiàn)象的原理與規(guī)律，并通過計(jì)算機(jī)可以理解的方式表示出來。計(jì)步器的原理，是將加速度前后的波動(dòng)，算成步數(shù)。步數(shù)增加后，再重復(fù)執(zhí)行這個(gè)過程。

反映到程序中，每計(jì)一步，輸出數(shù)值，之后重復(fù)執(zhí)行計(jì)步，再輸出數(shù)值。以流程圖來表示這個(gè)過程，可以幫助我們理清整個(gè)程序的邏輯順序。

創(chuàng)建算法

最后一步，就是形成計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的程序，也就是算法。鳳凰機(jī)器人采用圖形化編程軟件，讓程序語言模塊化，編寫程序變得簡單。

該程序的關(guān)鍵在于條件語句的設(shè)置，即“如果為...則...”語句。條件語句的設(shè)置為程序確立了清晰的思路。程序以加速度的變化作為主要變量，通過計(jì)算加速度的波動(dòng)，來計(jì)算步數(shù)，并且可以無限循環(huán)執(zhí)行，達(dá)到不間斷計(jì)步的功能。

計(jì)算思維為什么重要？

通過這樣一個(gè)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)計(jì)步的編程過程，計(jì)算思維的每個(gè)步驟都得到了淋漓盡致地體現(xiàn)。我們?cè)谏钪谐３Ｐ枰纸鈫栴}，抽離問題的本質(zhì)，循序漸進(jìn)地處理問題，這些都是計(jì)算思維的具體體現(xiàn)。

無論孩子未來是否從事計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域

在人工智能時(shí)代，數(shù)字與信息技術(shù)無處不在

每個(gè)人都需要理解智能硬件與程序的原理

理解智能化社會(huì)運(yùn)行的邏輯

擁有更強(qiáng)的分析問題、解決問題的能力

以便于更好地適應(yīng)智能時(shí)代

計(jì)算思維，是孩子終身需要的思維能力！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机思维采用抽象和分解,凤凰机器人----什么是计算思维？凤凰机器人的编程课中是如何体现它的？...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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