什么是计算思维有哪些要点要素

计算思维包括算法、分解、抽象、概括和调试五个基本要素。

与许多概念一样，计算思维在学术界存在一定的共识，但也有不少争议。在取得共识的层面，多数研究者都认可：

1计算思维是一种思维过程，可以脱离电脑、互联网，人工智能等技术独立存在。

2这种思维是人的思维而不是计算机的思维，是人用计算思维来控制计算设备，从而更高效、快速的完成单纯依靠人力无法完成的任务，解决计算时代之前无法想象的问题。

3这种思维是未来世界认知、思考的常态思维方式，它教会孩子理解并驾驭未来世界。

计算思维的定义是从目前计算机科学所处的水平和角度提出的概念。这个概念可以概括当前计算机工作的特点，但如果作为一种思维方式进行推广可能会在某种程度上限制人们的思维。

从另一个角度看计算思维概念的提出具有非常积极的意义，它从一定程度上简明扼要地指出了计算机科学的核心和本质问题。为其他科学领域的研究人员深入学习和理解计算机科学提供了很好的目标与方向。综上所述计算思维目前还是一个处于研究和探索的定义或概念，有待发展和完善。

1、运算速度快：计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次，微机也可达每秒亿次以上，使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如：卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年，而在现代社会里，用计算机只需几分钟就可完成。

2、计算精确度高：科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

3、逻辑运算能力强：计算机不仅能进行精确计算，还具有逻辑运算功能，能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来，并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。

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发展思路：

教授在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上给出并定义的计算思维，同时还强调计算思维是一项跨学科的基本素养，不仅限于计算机领域。

计算思维不仅仅是在设计程序才会运用到，迁移到其他的课程中，计算思维能够帮助你分析问题、选择工具形成自动化的解决方案、选择最优解以及形成通用的解决方案。

逻辑思维的培养对软件工程非常重要，思维快的能快速编写逻辑代码。可以从一下几个方面进行慢慢培养。

第一：明确学习目的

逻辑思维学习编程对多数IT业人员来说都是非常有用的。学编程，做一名编程人员，从个人角度讲，可以解决在软件使用中所遇到的问题，改进现有软件，可以为自己找到一份理想的工作添加重要得砝码，有利于在求职道路上谋得一个好的职位；从国家的角度，可以为中国的软件产业做出应有的贡献，一名优秀的程序员永远是被争夺的对象。学习编程还能锻炼思维，使我们的逻辑思维更加严密；能够不断享受到创新的乐趣，将一直有机会走在高科技的前沿，因为程序设计本身是一种创造性的工作。知识经济时代给我们带来了无限的机会，要想真正掌握计算机技术，并在IT行业里干出一番事业来，有所作为，具有一定的编程能力是一个基本条件和要求。

第二打好基础，学好基础知识对我们开发也很重要学编程要具备一定的基础，总结之有以下几方面：

首先是数学基础 从计算机发展和应用的历史来看计算机的数学模型和体系结构等都是有数学家提出的，最早的计算机也是为数值计算而设计的。因此，要学好计算机就要有一定的数学基础，出学者有高中水平就差不多了。

其次是逻辑思维能力的培养 学程序设计要有一定的逻辑思维能力，“逻思力”的培养要长时间的实践锻炼。要想成为一名优秀的程序员，最重要的是掌握编程思想。要做到这一点必须在反复的实践、观察、分析、比较、总结中逐渐地积累。因此在学习编程过程中，我们不必等到什么都完全明白了才去动手实践，只要明白了大概，就要敢于自己动手去体验。谁都有第一次。有些问题只有通过实践后才能明白，也只有实践才能把老师和书上的知识变成自己的，高手都是这样成材的。最后是选择一种合适的入门语言 面对各种各样的语言，应按什么样的顺序学呢？程序设计工具不外乎如下几类： 1）本地开发 应用软件开发的工具有：Visual Basic 、Delphi 、VC++ ( C++ Builder ) 等；数据库开发工具有：Visual Foxpro 、Oracle Developer 、Power Builder 等。 2）跨平台开发 开发工具如 Java 等。 3）网络开发 对客户端开发工具如：Java Script 等；对服务器开发工具如：PHP 、ASP 、JSP 、ISAPI 、NSAPI 、CGI 等。 以上不同的环境下几种开发工具中 VB 法简单并容易理解，界面设计是可设化的，易学、易用。选 VB 作为入门的方向对出学者是较为适合的。

第三：注意理解一些重要概念

一本程序设计的书看到的无非就是变量、函数、条件语句、循环语句等概念，但要真正能进行编程应用，需要深入理解这些概念，在理解的基础上应用，不要只简单地学习语法、结构，而要吃透针对这些语法、结构的应用例子，做到举一反三，触类旁通。

第四：掌握编程思想，编程思想使用较多的就是oop编程思想

学习一门语言或开发工具，语法结构、功能调用是次要的，最主要是学习它的思想。例如学习 VC 就要学习 Windows 的内在机理、什么是线程；学习 COM 就要知道VTALBE 、类厂、接口、idl，关键是学一种思想，有了思想，那么我们就可以触类旁通。

第六：多实践、多交流，一切思维来自项目开发的积累

掌握编程思想必须在编程实际工作中去实践和体会。编程起步阶段要经常自己动手设计程序，具体设计时不要拘泥于固定的思维方式，遇到问题要多想几种解决的方案。这就要多交流，各人的思维方式不同、角度各异，各有高招，通过交流可不断吸收别人的长处，丰富编程实践，帮助自己提高水平。亲自动手进行程序设计是创造性思维应用的体现，也是培养逻辑思维的好方法。

第七：养成良好的编程习惯

编程入门不难，但入门后不断学习是十分重要的，相对来说较为漫长。在此期间要注意养成一些良好的编程习惯。编程风格的好坏很大程度影响程序质量。良好的编程风格可以使

程序结构清晰合理，且使程序代码便于维护。如代码的缩进编排、变量命令规则的一致性、代码的注释等。

第八：上网学编程

在网上可以学到很多不同的编程思想、方法、经验和技巧，有大量的工具和作品及相关的辅导材料供下载

8加强计算机理论知识的再学习

思维培养学编程是符合“理论→实践→再理论→再实践”的一个认识过程。一开始要具有一定的计算机理论基础知识，包括编程所需的数学基础知识，具备了入门的条件，就可以

开始编程的实践，从实践中可以发现问题需要加强计算机理论知识的再学习。程序人人皆可编，但当你发现编到一定程度很难再提高的时候，就要回头来学习一些计算机科学和数

学基础理论。学过之后，很多以前遇到的问题都会迎刃而解，使人有豁然开朗之感。因此在学习编程的过程中要不断地针对应用中的困惑和问题深入学习数据结构、算法、计算机

原理、编译原理、操作系统原理、软件工程等计算机科学的理论基础和数理逻辑、代数系统、图论、离散数学等数学理论基础知识。这样经过不断的学习，再努力地实践，编程水平一定会不断提高到一个新高度。

计算机之所以能够比人类大脑更加快速准确地“计算”，正是在计算机克服了人类自然语言上述“三位一体性”的“缺陷”。计算机能够快速、准确地“计算”的最基本的原因，就是硬件与软件的分离、程序与数据的分离。这实际上也就是将我们人类自然语言中的思想与方法、方法与对象、思想与对象实行了分离。

由于这些分离，使得计算机的程序语言中的命令与数据，都能非常精确地指称计算机内存里面的确定区域。

这样，计算机“计算”的时候，就不会像人类大脑那样，左半脑中的一个语词指称的是一个几乎难以确切地划分出“边界”的右半脑中的图景，而是一块有着确定“地址”的内存区域。这样，计算机就能够达到快速准确地“计算”了。

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计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。

计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人由机器执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计。

计算思维中的抽象完全超越物理的时空观，并完全用符号来表示，其中，数字抽象只是一类特例。与数学和物理科学相比，计算思维中的抽象显得更为丰富，也更为复杂。数学抽象的最大特点是抛开现实事物的物理、化学和生物学等特性，而仅保留其量的关系和空间的形式，而计算思维中的抽象却不仅仅如此。

参考资料来源：百度百科-计算思维

参考资料来源：百度百科-计算机思维

有一阵子，日本近藤麻理惠的《改变人生的整理魔法：日本归纳与整理艺术》风靡一时，她教的整理方法可以让你快速将生活的空间整理清楚，提高生活的幸福度。身边所处的环境改变了，整个人的状态也跟着改变了。

现实是我们很多人即使学过一些整理术，还是会在要找某个东西的时候，无法从一堆混乱的物品中快速找出来，好像我们生来就是制造混乱的。按照熵增原理的定义，有序会让熵减少，混乱是熵增加了。以《生命30》的说法，宇宙的大目标是熵不断增加，整个宇宙会越来越混乱，最终达到热寂。

我们普通人，又特别喜欢追求有序的东西，因为一旦混乱增加，我们会感到深深的挫败感，我们无法有效的掌控这个世界。那我们在生活中，是如何制造有序的呢？

计算机的普及，让即使是处于村庄的村干部，也会使用它来办公。我们会自然的将自己的工作内容进行分类管理，比如我是做行政管理的，我就会将把自己的工作简单的分为后勤服务类、对外关系类、文书类、企业文化类等等。当一件事情发生的时候，我会首先判断这个事情属于哪个类别，然后将工作再分派出去，事情做完再将其归入合适的类别。这样做的好处，是分类清晰，方便查找历史数据，写工作总结的时候，拿出分类账本一盘点，就知道自己做了什么事情。

对应到自己家里，没有了计算机来专门记录自己的事情，所有做的事情，一个是自己凭脑子记忆；记不了的，就会求助于家人。老婆经常对我说的一句话就是：

工作生活中出现这样的差异，最大的问题在于家这个环境变化的可能性其实是非常小的，而工作中面临的复杂度要大很多。如果没有清晰的管理方法，可能会让你丢掉饭碗，而家中乱一点，还是一家人，最多就是老婆孩子的一点抱怨。

两种情境，如果对应到计算机中，对应了不同的思维方式和处理问题的方式。计算机其实是一个非常大的存储系统，但计算机存储内容是用0和1来表达的。存储的时候，每个存储位置都要有一个编号，需要找这个编号位置的内容时，是先找到这个编号（计算机的术语叫做地址），然后再把里面的数据取出来，放到需要的地方。

通过某些特征将这个地址找到，就是计算机里的查找。我们在家找东西的时候，因为家的位置相对固定，房间面积有限，只要通过眼睛扫一眼，和大脑中记忆的物品的特征做个简单的比对，就可能找到这个东西。计算机中这个方法叫做顺序查找。

工作中，我们会有无数的文档，我们可以凭借分类在脑子中建立一个简单的索引，快速通过索引按类别查找，有点类似与查字典。这就叫做字典查找法。

但是，我们遇到的应用场景是越来越复杂的，文件会越来越多。这个时候，就会用到二分查找方法。财新传媒总编辑王烁老师举过一个例子：

有可能一次就猜中，也可能最后一次才能猜中，平均要猜1267650600228229401496703205376/2次。但如果每猜一次，我都给你一个反馈这个数字是在所有数的上半区还是下半区，猜中这个数字只需要100次，因为1267650600228229401496703205376刚好是2的100次方。

这个方法就是计算机中的二分查找，但二分查找必须要对数字有一个排序，因为每一次查找都是从一个已经排好序的半区进行。而排序是有成本的。我自己在工作中就会用到一个叫做Search Everything的工具，它的工作方式就是先对所有的文件进行索引排序，然后通过非常快速的关键字查找定位出文件的位置。

生活工作中，是否也可以运用类似的方法呢？安全是可以的，本来我们的大脑对太复杂的事情天然就是有排斥的，我们期待的是更有序的东西。

可以预见的未来，我们的家中可能会有越来越多的智能家居进入，这些家居作为工具，很大程度上会帮助我们记住我们记不住的东西。物品的摆放可能就会像计算机地址一样，每个位置都会有一个地址，需要的时候，智能家居机器就会根据你提供的信息特征，去匹配相应的地址，找到你要的东西。

这个给我们的启发是什么呢？一个简单的找东西，只要去思考了，一定是可以找到更好的解决方法的。比如二分查找。

从二分查找的例子也看到，做任何事情，有反馈和没有反馈的差异是异常巨大的。这就解释了刻意练习这个方法中为什么特别重视“反馈“。

吴军老师讲到：

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