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大家好

这一节我们继续介绍

计算机及计算的本质特征

在上一节里面

我们主要从正面讨论计算机的本质特征

本节多角度

并侧重于讨论计算的本质特征

了解并掌握这些特征

有助于大家更好地理解

什么是计算思维

当然这里所讨论的计算

是建立在计算机之上的计算

非一般意义下的计算

好吧

让大家看看到底有哪一些特别之处

一 计算肯定离不开数

但计算机世界中的数

与数学中的数

在内涵和外延上有着本质的区别

我们先看内涵

计算机中的数有类型的概念

比如

1加2与1.0加2.0

就是完全不一样的计算

1加2.0有点类似于

一只狗加一头猪

而外延呢

也不一样

怎么不一样呢

我们说凡是能输入

且能被存储并处理的都是数据

比如声音 图像等等

二 计算机世界中没有无穷的概念

大家知道

数学里面

很多时候用到了无穷的概念

比如求极限

按泰勒级数方式展开来求

sinX cosX等等

如图所示

而计算机世界中

却没有无穷的概念

也就是说计算机中的数

没有无穷大

或者无穷小

程序语句或指令也不能无穷多

三 计算机只会计算

至于如何计算那是人的事情

比如

你要是不知道下面这个方程如何求解

也别指望计算机会求解

事实上

目前的高级程序设计语言

基本上是面向过程的

而不是面向问题的

也就是说

你不能只告诉计算机一个问题

你要告诉计算机怎么计算

它只是死板的帮你计算而已

当然

也许将来能解决这个问题

四 计算机只会按给定的程序执行

没有任何灵活性可言

比如

你打算出差

这是你事先安排的程序

一 10号上午9点出发

二 打的到火车站

三 乘坐10点15分的火车去北京

四 11日上午8点到北京

五 乘出租车去长城电脑公司办事

六 12日上午9点乘火车返回

七 13日上午8点到家

如果一切顺利

按上述安排执行即可

但现实世界往往会有各种意外

比如到北京后买不到回程票

钱包被盗了

突然生病了

事情没办成等等

对此人可以灵活处理

而机器则不会

五 计算机语言与人类的自然语言

有着本质的区别

首先我们看计算机语言

它语法严格 死板

错一个标点符号都不行

它要求语义明确

不能有二义性

它的句型数量很少

总之

它是人为设计的

用于人与计算机

打交道的一种符号语言

而自然语言呢

它是人类自然演化的

用于人与人之间交流的语言

它没有严格的语法

例如

您先走

您走先

先走吧 您

颠三倒四都能听懂

另外

自然语言可以很简洁

或者模棱两可

它有二义性

并且句型数量非常多

六 计算机擅长逻辑思维

形象思维相对较差

而灵感顿悟思维基本为零

那么

什么是逻辑思维呢

让我们看个简单的例子

该例子说的是

王师傅是卖鞋的

一双鞋进价30元

甩卖20元

一个顾客来买鞋

给了一张50块的钱

王师傅没零钱

于是找邻居换了50元

事后邻居发现钱是假的

王师傅又赔了邻居50元

请问王师傅一共亏了多少钱

你寻求这个问题答案的思维形式

就属于逻辑思维

那么

什么是形象思维呢

现在计算机

包括智能手机

已经可以识别印刷体

手写体文字

这就属于形象思维的范畴

当然

解决形象思维的难度很大

因此

目前计算机的形象思维能力

还相对较弱

有些问题还很难解决

比如

大家看这么一幅画

它里面隐含了

多少种不同类型的动物呢

别说计算机

就是对于人来说

都有一定的难度

最后

我们看看灵感顿悟思维

它是在无意识的情况下

产生的一种突发性的

创造性思维活动

诗人 文学家的神来之笔

军事指挥家的出奇制胜

思想政治家的豁然贯通

科学家 发明家茅塞顿开等等

都属于灵感顿悟思维

比如希格斯教授于1964年

在苏格兰高地散步时突发灵感

预想了上帝粒子的存在

2012年该预想得到了证实

在瑞士

欧洲核子研究委员会会议上

得知这一结果时

希格斯教授热泪盈眶

这就是当时会议的情况

而计算机在这方面的能力基本为零

七 上下文无关文法

无论是汉语还是外语

其语法都不是很严格的

它往往要取决于上下文

甚至语用环境才能确认某些信息

比如

某一天你在参考消息上

看到这么一个小标题

马副总理十八日赴美

谈纺织品贸易

你能明白是什么意思吗

这个马副总理到底是谁啊

如果中国没有姓马的副总理

那么

能涉及纺织品贸易谈判的人

大概只能是东南亚的马来西亚

不会是非洲的马达加斯加

或者马里

也就是说

你能判断出是马来西亚的副总理

去美国谈纺织品贸易

如果中国有姓马的副总理呢

那就不好判断了

如果我们继续往下阅读

看到新华社吉隆坡电

马来西亚等等

您马上就可以得出结论

这就是上下文有关文法

遗憾的是

计算机目前能处理的

还是上下文无关文法

看看这个求三角形面积的实例

该实例来自学生的作业

他前面定义了变量

然后给出了相应的计算式子

和变量的初值

最后希望输出计算结果

但程序是错的

这就是初学者没有真正理解

上下文无关文法的根本原因

八 人工智能

最后说说人工智能

应该说

计算机有一定的智能

比如

国际象棋特级大师卡斯帕罗夫

就输给了计算机深蓝

但是

总体上来说

还比较弱智

仅有的智能

也是人为确定的

它依赖于人们事先编制的程序

至少目前大致是这样

但未来不可估量

这是我们必须知道的

好

本节就先说这么多

尽管我们还可以进一步

归纳出其它特征

谢谢大家