当前课程知识点：计算机基础与应用 > 第1章 计算思维概述 > 1.3 计算思维的基本方法及应用简介 > 1.3计算思维的基本方法及应用简介
现在
我们来一起学习第三节
计算思维的基本方法及应用简介
计算思维建立在计算过程的
能力和限制之上
由人和计算机执行
计算思维的基本方法有7种
我们一起来看一下
1.计算思维
可通过约简 嵌入
转化和仿真等方法
把一个看来困难的问题
重新解释成一个
我们知道问题
该怎样解决的思维方法
2.计算思维是一种递归的思维
3.计算思维是一种采用抽象和分解
来控制庞杂的任务
或者是进行
巨大复杂系统设计的方法
是一种基于关注点分离的方法
4.计算思维是一种选择合适的方式
去陈述一个问题
或对一个问题的相关方面
进行建模
使其便于处理的
一种思维方法
5.计算思维是按照
预防 保护
以及通过冗余
容错 纠错的方式
并从最坏情况
进行系统恢复的
一种思维方法
6.计算思维是利用
启发式推理寻求解答
也就是在不确定情况下的
规划 学习和调度的一种思维方法
7.计算思维是利用
海量数据来加快计算
在时间和空间之间
在处理能力和存储容量之间
进行折中的一种思维方法
随着计算机的广泛应用
计算思维可有效帮助
各学科的专业人才
跨越鸿沟
下面
我们通过两个例子的学习
来进行理解
例如
我们来统计来自不同国家的
多位客户的人均年收入
其解题思路如下
首先
利用计算思维的抽象方法
对问题进行数学建模
则求解人均年收入的
数学建模公式为
其次
在Excel中计算
相应国家的各个客户的年收入之和
可以用SUMIF( )函数来实现
而计算相应国家的客户人数
可通过COUNTIF( )函数来实现
考虑到以后数据的不断增长
所以在设计时
要充分利用Excel的
数据自动填充功能
这也体现出
计算思维的自动化特征
在单元格的引用上
应该采用混合引用方式
因此
可以在单元格F2中输入如下内容
最后
选中单元格F2
向下拖动
一直拖到单元格F4
这样就可以自动产生
所需要的结果
再例如
我们要绘制sin(x)乘以cos(x)的图形
sin(x)的图形
我们在中学已经学过
cos(x)的图形
我们在中学也学过
而sin(x) 乘以cos(x)的图形
是什么样
大家能够勾画得出来吗
在这里
我们可以采用计算思维的关注点
分离方法
先把问题分解成为sin(x)和cos(x)
两个知识点
然后再对它们相乘
在编写程序时
会调用多个库
这就用到计算思维的抽象化特征
程序可以编写为
观察程序
我们可以看到
整个程序仅用了6行代码
相当的简洁
其中
程序的第1行是指
调用了数学计算库math
程序的第2行是指
调用了图形库pyplot
程序的第3行是指
调用了数值数组计算库numpy
这三个库
涉及到了问题的数学计算
图形生成 数值处理
程序的第4行是空行
使用空行对程序进行分隔
有助于程序的分块理解和阅读
程序的第5行是指
Ｘ轴的取值范围是0到12.5
平均分成100份
程序的第6行是指
调用绘图函数函数中有X的值
Ｙ的计算表达式
程序中的第7行是指
使用图形的显示命令来显示图形
运行结果如图所示
观察图形
再和sin(x)
cos(x)相比较
可以发现
在相同的Ｘ轴的取值范围内
也就是0到12.5 之间
它们的周期不相同
它们Ｙ轴的振幅也不相同
sin(x)和cos(x)
各产生两个完整波形
Ｙ轴的振幅在正负一之间
而sin(x) 乘以cos(x)则产生四个波形
Ｙ轴的振幅不超过正负0.6
这也是用Python进行可视化计算
给我们带来的直观效果
本章的讲解就到这里
谢谢大家
-1.1 计算思维概述
-1.2 计算思维的定义、特征、基本原理和本质
-1.3 计算思维的基本方法及应用简介
-2.1 计算机发展历程
-2.2 计算机系统组成
-2.3 计算机基本工作原理
-2.4 微型计算机硬件组成
-2.5 计算机网络简介
--2.5 计算机网络课后作业
-第2章 课后作业
-3.1 信息表示与计算机中的数制
-3.2 计算机不同数制间的转换
-3.3 计算机中数据的表示
-3.4信息编码
--3.4信息编码
--3.4信息编码
-第3章 课后作业
-4.1 操作系统概述
-4.2 Windows10的基本操作
-4.3 Windows10的文件管理
-第4章 课后作业
-5-1.1Word 2010的操作界面与文档编辑
-5-1.2 Word 2010的文档排版与图文混排
-5-1.3Word 2010的表格操作
-5-1.4Word 2010 其他功能和页面设置
--5.1.4Word 2010 其他功能和页面设置--沙莉
-5-2.1Power Point 2010 基础操作
-5-3.1Excel 2010概述
-5-3.2Excel 2010 公式和函数
-5-3.3Excel 2010 工作表的格式化
-5-3.4 Excel 2010数据的图表化
-5-3.5Excel 2010 数据管理和打印设置
-第5章 Word课后作业
-第5章 Excel课后作业
-第5章 PowerPoint课后作业
-6.1 程序设计基本方法
-6.2 Python语言的发展和特点
-6.3 Python语言开发环境配置
-6.4 程序的基本编写方法
-第6章 课后作业
-7.1Python程序基础
-7.2Python程序基本语法元素
-7.3turtle库的基本命令
--第7章 课后作业
-8.1程序的控制结构
-8.2程序的分支结构
-8.3程序的循环结构
-8.4程序的异常处理
-第8章 课后作业
-9.1基本数据类型
-9.2数据类型的运算
-9.3字符串数据类型
-第9章 课后作业
-10.1 集合类型-集合
-10.2 序列类型
-10.3 列表
--10.3 列表
--10.3 列表
-10.4 元组
--10.4 元组
--10.4 元组
-10.5 映射类型 -字典
-第10章作业
-11.1 函数的概念和分类
-11.2 函数的定义和调用
-11.3 函数的参数
-11.4 函数的返回值
-11.5 变量的作用域
-第11章作业
-12.1.1 文件概述
-12.1.2 打开或创建文件
-12.1.3 数据写入文件
-12.1.4 读取数据和关闭文件
-12.2 CSV文件
-12.3.1 编辑Excel工作簿
-12.3.2 编辑Excel工作表
-12.3.3 编辑Excel单元格
-12.4.1-5 图像文件
-12.4.6-7 Image的常用属性、函数和方法
-第12章作业
-13.1 科学计算的含义
-13.2 方程问题的求解
-13.3 微积分问题的求解
-13.4 数学函数的可视化
-第13章作业
