大学计算机--计算思维的视角：计算机程序概述

# 1. 介绍

## 1.1 为什么计算思维对于大学计算机专业很重要

计算思维是指一种解决问题的思维方式和方法，它强调通过分解问题、抽象问题、模式识别、算法设计等过程来解决复杂的问题。在大学计算机专业中，计算思维被认为是培养学生解决问题能力和创新能力的基础。

计算思维的重要性体现在以下几个方面：

首先，计算思维培养了学生的逻辑思维能力。在计算机领域，逻辑思维是至关重要的，它可以帮助学生理清复杂问题的关系，正确地设计和实现计算机程序。

其次，计算思维培养了学生的系统思维能力。计算机程序是由多个组成部分和相互关联的模块构成的，学生需要具备将一个复杂问题分解成多个简单问题并将它们组合起来解决的能力。

此外，计算思维培养了学生的创新思维能力。计算机领域是一个不断进步和创新的领域，学生需要具备不断学习和创新的能力来适应变化的需求。

## 1.2 什么是计算机程序

计算机程序是一系列按照特定顺序组织的指令，用于告诉计算机执行特定的任务或解决特定的问题。计算机程序可以被看作是一种人与计算机之间进行交流的方式。

计算机程序的基本概念包括：

- 指令：计算机程序由一条条指令组成，每条指令用于执行特定操作或控制特定流程。
- 数据：计算机程序需要使用和处理数据来完成任务或解决问题。
- 控制流程：计算机程序按照特定的顺序执行指令，通过控制流程来实现特定的功能。

计算机程序的设计和编写是计算机专业学生必备的技能之一。合理设计和编写的计算机程序可以提高工作效率、解决实际问题，并且帮助学生更好地理解计算机的工作原理和机制。

# 2. 计算思维的基础知识

计算思维是指通过运用计算机科学的方法论来解决问题的一种思维方式。它强调抽象、逻辑思维和算法等基本概念和原则。计算思维帮助人们从计算机科学的角度思考和解决问题，提升问题解决的效率和精度。

### 2.1 认识计算思维的概念和原则

计算思维的概念包括：
- 抽象：将问题抽象成一系列的步骤和操作，从而将复杂的问题简化为可处理的框架。
- 自动化：利用编程和算法来实现复杂任务的自动化处理。
- 并行化：通过同时执行多个任务来提高问题处理的效率。
- 优化：不断优化算法和程序，以获得更高的效率和更好的结果。

计算思维的原则包括：
- 基于逻辑和创造性思维
- 强调问题的分解和模块化
- 重视算法和数据结构的设计
- 注重实践和迭代的过程

### 2.2 计算思维的发展历程

计算思维的发展历程可以追溯到图灵等早期计算机科学家的工作。随着计算机的发展和应用的普及，计算思维逐渐成为了一种重要的思维方式。在现代社会中，计算思维已经渗透到了各行各业，不仅对计算机专业人才