計(jì)算科學(xué)它的意義課件

計(jì)算科學(xué)它的意義11、用道德的示范來(lái)造就一個(gè)人，顯然比用法律來(lái)約束他更有價(jià)值。——希臘12、法律是無(wú)私的，對(duì)誰(shuí)都一視同仁。在每件事上，她都不徇私情?！旭R斯13、公正的法律限制不了好的自由，因?yàn)楹萌瞬粫?huì)去做法律不允許的事情?！诘?4、法律是為了保護(hù)無(wú)辜而制定的?！獝?ài)略特15、像房子一樣，法律和法律都是相互依存的?！擞?jì)算科學(xué)它的意義計(jì)算科學(xué)它的意義11、用道德的示范來(lái)造就一個(gè)人，顯然比用法律來(lái)約束他更有價(jià)值?！ＥD12、法律是無(wú)私的，對(duì)誰(shuí)都一視同仁。在每件事上，她都不徇私情。——托馬斯13、公正的法律限制不了好的自由，因?yàn)楹萌瞬粫?huì)去做法律不允許的事情。——弗勞德14、法律是為了保護(hù)無(wú)辜而制定的?！獝?ài)略特15、像房子一樣，法律和法律都是相互依存的?！说谌掠?jì)算科學(xué):它的意義、內(nèi)容和方法先介紹三個(gè)基本術(shù)語(yǔ),它們是科學(xué)、技術(shù)和工程?？茖W(xué)是關(guān)于自然、社會(huì)和思維的發(fā)展與變化規(guī)律的知識(shí)體系。技術(shù)是泛指根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)原理而發(fā)展形成的各種工藝操作方法、技能和技巧。工程是指將科學(xué)原理應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門(mén)中去而形成的各門(mén)學(xué)科的總稱。3.1什么是計(jì)算科學(xué)?計(jì)算科學(xué)是對(duì)描述和變換信息的算法過(guò)程,包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、效率分析、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)的研究。全部計(jì)算科學(xué)的基本問(wèn)題是,什么能(有效地)自動(dòng)進(jìn)行,什么不能(有效地)自動(dòng)進(jìn)行。本學(xué)科來(lái)源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究,形成于本世紀(jì)30年代后期?，F(xiàn)在,計(jì)算已成為繼理論、實(shí)驗(yàn)之后的第三種科學(xué)形態(tài)。3.2學(xué)科的基本問(wèn)題個(gè)學(xué)科如果沒(méi)有問(wèn)題需要解決,這個(gè)學(xué)科的生命就結(jié)束了。每一個(gè)學(xué)科在發(fā)展的不同時(shí)期,都存在一些基本問(wèn)題和重大問(wèn)題,它們的解決推動(dòng)了學(xué)科持續(xù)的發(fā)展。那么,哪些是計(jì)算科學(xué)學(xué)科發(fā)展的重大問(wèn)題和基本問(wèn)題呢?重大問(wèn)題是比較容易理解的,而且,相對(duì)于不同時(shí)期,重大問(wèn)題既是相對(duì)的,也是比較多的。例如,學(xué)科發(fā)展早期提出的什么是可計(jì)算與不可計(jì)算的概念,50年代末60年代初提出的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的形式化描述問(wèn)題,60年代末70年代初提出的操作系統(tǒng)中的并發(fā)控制問(wèn)題,等等。然而,在學(xué)科經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展后,當(dāng)我們今天以科學(xué)哲學(xué)的觀點(diǎn)回顧歷史的進(jìn)程,系統(tǒng)總結(jié)學(xué)科的內(nèi)容時(shí),可以發(fā)現(xiàn):如同數(shù)學(xué)等一些基礎(chǔ)學(xué)科一樣,在學(xué)科各個(gè)分支學(xué)隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，我們農(nóng)村小學(xué)也相繼配置了“電子白板”，使農(nóng)村小學(xué)的學(xué)生與城里的學(xué)生一樣享受到了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。交互式教學(xué)媒體作為一種新技術(shù)、新工具、新的教學(xué)平臺(tái)，它能更好地優(yōu)化我們的課堂教學(xué)，優(yōu)化課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率……下面我就談?wù)劷换ナ浇虒W(xué)媒體在農(nóng)村小學(xué)課堂中的應(yīng)用：1.運(yùn)用交互式教學(xué)媒體，豐富教學(xué)內(nèi)容和信息量在以往用課件授課的過(guò)程中，教師要走到主控臺(tái)前操作計(jì)算機(jī)，機(jī)械地把課件內(nèi)容展示給學(xué)生，教學(xué)過(guò)程顯得不流暢，學(xué)生往往不能像預(yù)想的那樣積極主動(dòng)地參與到教師精心設(shè)計(jì)的活動(dòng)環(huán)節(jié)中去，課堂教學(xué)似乎失去了活力的源頭。而用交互式教學(xué)媒體授課的過(guò)程中，教師只需在白板上點(diǎn)擊需要的工具或圖標(biāo)，既可實(shí)現(xiàn)所需要的操作，又為教師提供了一個(gè)書(shū)寫(xiě)板書(shū)的空白區(qū)域。由于交互式教學(xué)媒體系統(tǒng)與各種軟件能很好地兼容，其自帶資源庫(kù)中存放有各學(xué)科的圖片、活動(dòng)掛圖、音像資料、學(xué)科工具等，教師可以靈活方便地引用所需的信息資源和教學(xué)軟件，極大地豐富了教學(xué)信息。2.運(yùn)用互式教學(xué)媒體，活躍課堂氣氛3.運(yùn)用交互式教學(xué)媒體，強(qiáng)化重點(diǎn)、突破難點(diǎn)交互式教學(xué)媒體中的某些工具，例如放大、批注、聚光燈、屏幕捕獲等，可以對(duì)具體的細(xì)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行放大、標(biāo)注、聚光燈照射、截取圖像等，引起了學(xué)生的關(guān)注，貼近教學(xué)需求。白板的拉幕動(dòng)能、隱藏功能可以一次又一次地刺激學(xué)生回答問(wèn)題，從而使知識(shí)和概念在演示中更加清晰明了，拓展了學(xué)生思考問(wèn)題的角度和方式。通過(guò)充分調(diào)用交互式教學(xué)媒體的這些功能，教師可設(shè)計(jì)豐富的教學(xué)活動(dòng)；通過(guò)對(duì)比、歸納、突出、梳理、回放等形式的應(yīng)用，教師可幫助學(xué)生理解、建構(gòu)知識(shí)。4.運(yùn)用交互式教學(xué)媒體，改進(jìn)教學(xué)方法當(dāng)今時(shí)代，科學(xué)技術(shù)日新月異，信息技術(shù)不斷發(fā)展，交互式教學(xué)媒體為課堂教學(xué)提供了廣闊的空間。在課堂教學(xué)中，運(yùn)用交互式教學(xué)媒體，極大地改進(jìn)了教學(xué)方法，推動(dòng)了課程教學(xué)與信息資源的有機(jī)結(jié)合。它不僅提高了教師的教育技術(shù)能力和運(yùn)用能力，而且還能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)去搜集所需的教學(xué)資源。如展示許多與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的優(yōu)質(zhì)資源，這樣就能極大地滿足學(xué)生多元化和個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。5.運(yùn)用交互式教學(xué)媒體，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)交互式教學(xué)媒體為我們農(nóng)村小學(xué)的新課程改革提供了一種新型的教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)。我們農(nóng)村教師利用白板以更感性、更直接的方式授課，能使學(xué)生更加積極地參與到教學(xué)過(guò)程中，大大地提高了師生互動(dòng)的機(jī)會(huì)，縮短了城鄉(xiāng)學(xué)校之間的距離，使農(nóng)村的學(xué)生享受到了和城里學(xué)生一樣的待遇。交互式教學(xué)媒體猶如天邊冉冉升起的啟明星，它照亮了我們農(nóng)村課堂教學(xué)的天空，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，營(yíng)造了寬松、和諧、愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓課堂充滿生命氣息，課堂教學(xué)因“黑板”變“白板”而更精彩。一、題的回顧英語(yǔ)學(xué)習(xí)策略問(wèn)題可追溯到20世紀(jì)70年代,當(dāng)時(shí)世界外語(yǔ)教學(xué)的研究從如何“教”轉(zhuǎn)移到如何“學(xué)”上。Rubin于1975年率先描述了英語(yǔ)學(xué)習(xí)成功者的學(xué)習(xí)策略及其特征后,從學(xué)生的角度研究如何學(xué)習(xí)英語(yǔ)日益增多。Rubin、Oxford、Ellis以及文秋芳等的研究成果指出:語(yǔ)言學(xué)習(xí)策略本身并沒(méi)有明顯的好壞之分,它們的成效高低要看學(xué)習(xí)者使用的是否恰當(dāng);而學(xué)習(xí)成功者能夠選擇對(duì)解決問(wèn)題最合適的策略,并靈活地根據(jù)實(shí)際情形加以調(diào)整且善于監(jiān)測(cè)這些策略的有效程度。恰當(dāng)使用學(xué)習(xí)策略,提高外語(yǔ)學(xué)習(xí)效果,培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的能力已成為時(shí)代的要求。因此,筆者在此就是要對(duì)還未引起許多農(nóng)村教師足夠重視和研究的英語(yǔ)學(xué)習(xí)策略培訓(xùn)問(wèn)題進(jìn)行研究和探討,促使學(xué)生通過(guò)恰當(dāng)使用英語(yǔ)學(xué)習(xí)策略,提高英語(yǔ)學(xué)習(xí)效果,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。二、研究的起因1.在教學(xué)過(guò)程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)有困難,他們智能正常但因某些原因造成英語(yǔ)學(xué)習(xí)有障礙、達(dá)不到教學(xué)大綱和教材所規(guī)定的基本要求,即所謂的英語(yǔ)學(xué)習(xí)困難生,到底是什么原因造成了這些英語(yǔ)學(xué)習(xí)困難生呢?2.《全日制義務(wù)教育普通高級(jí)中學(xué)英語(yǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)》(中華人民共和國(guó)教育部,2001)建議:中學(xué)英語(yǔ)教學(xué)須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)策略的指導(dǎo),為他們終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)(P23)?！缎抡n標(biāo)》明確規(guī)定:“使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和形成有效的學(xué)習(xí)策略,是英語(yǔ)課程的重要任務(wù)之一。”(P1)(1)在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生是一個(gè)積極主動(dòng)的參與者,是學(xué)習(xí)的主體。(2)學(xué)習(xí)英語(yǔ)需要勤學(xué)苦練,另一方面勤學(xué)苦練需要講求策略和方法,才能勤學(xué)有成、苦練有果。英語(yǔ)學(xué)習(xí)策略的作用就是使學(xué)習(xí)者把時(shí)間和精力科學(xué)地加以使用,使英語(yǔ)學(xué)習(xí)不僅是有效勞動(dòng),而且是高效勞動(dòng)。三、研究的目的筆者進(jìn)行此項(xiàng)研究的目的,就是希望能通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和訪談,了解造成英語(yǔ)學(xué)習(xí)困難的原因,總結(jié)出一些培訓(xùn)學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)策略的好的、有價(jià)值的、可供其他教師參考的建議。四、理論來(lái)源1.BernardWeiner的歸因理論(AttributionTheory)所謂歸因,是指人們把自己所感知到的成功和失敗歸咎于某種原因。將人們主要的歸因分為四種:能力、努力、運(yùn)氣和任務(wù)程度。能力高低和努力程度為內(nèi)部原因,任務(wù)難易和運(yùn)氣好壞為外部原因。(劉學(xué)惠,2000;P33)2.Oxford(1990)將策略(strategy)定義為“specificactionstakenbythelearnertomakelearningeasier,faster,moreenjoyable,moreself-directed,moreeffective,andmoretransferabletonewsituations”(P8)根據(jù)Oxford的看法,文秋芳認(rèn)為策略即指學(xué)生為學(xué)好英語(yǔ)所采取的一系列行動(dòng)。五、如何進(jìn)行研究本次問(wèn)卷調(diào)查采用了面談加問(wèn)卷調(diào)查的方法,一般來(lái)說(shuō),班主任所教的科目學(xué)生學(xué)得要用心些,為此,筆者選取了自己所教并擔(dān)任班主任的初二(5)班,共59個(gè)學(xué)生。問(wèn)卷題目主要圍繞教育部制訂的《英語(yǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)》(實(shí)驗(yàn)稿)有關(guān)學(xué)習(xí)策略(五級(jí))(適用于初中生)的四個(gè)方面:認(rèn)知策略、調(diào)控策略、交際策略和資源策略,共設(shè)計(jì)了29個(gè)選擇題,其中涉及認(rèn)知策略11項(xiàng),調(diào)控策略8項(xiàng),交際策略6項(xiàng),資源策略4項(xiàng)。具體內(nèi)容,此處略。六、對(duì)策與建議1.學(xué)生們只有把英語(yǔ)學(xué)習(xí)的目的與自己全部生活的目標(biāo)聯(lián)系起來(lái)、統(tǒng)一起來(lái),才能把英語(yǔ)學(xué)習(xí)真正作為自己生活的一個(gè)組成部分,才能真正主動(dòng)地、積極地學(xué)習(xí)。幼兒學(xué)習(xí)母語(yǔ)效率非常之高原因就在于那是其自身的生活需要、發(fā)展需要,擴(kuò)大個(gè)人與社會(huì)和大千世界聯(lián)系的需要,而且中學(xué)生還具備比幼兒智力高的優(yōu)勢(shì)。2.學(xué)生們要明確自己學(xué)英語(yǔ)的目標(biāo):學(xué)好英語(yǔ)可以認(rèn)識(shí)世界、走向世界;學(xué)習(xí)英語(yǔ)的表層價(jià)值是掌握新的交際工具,而其深層價(jià)值是增添新的思維方式,提高思維能力;英語(yǔ)學(xué)習(xí)成功的重要條件之一,就是堅(jiān)強(qiáng)的意志和必勝的決心和信心,這也是一個(gè)人開(kāi)拓生活、謀求發(fā)展所應(yīng)具備的重要修養(yǎng);英語(yǔ)在現(xiàn)代社會(huì)生活中已成為工作、學(xué)習(xí)和日常生活的重要工具。3.從改變學(xué)習(xí)習(xí)慣入手。學(xué)習(xí)策略一般都滲透在一個(gè)人的日常行為習(xí)慣之中,所以我們進(jìn)行學(xué)習(xí)的主要障礙是不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣,改變習(xí)慣就是提高學(xué)習(xí)策略水平。4.樹(shù)立自信,堅(jiān)信“你開(kāi)口,就成功”。這也是“瘋狂英語(yǔ)”在初學(xué)者中受歡迎的原因。5.經(jīng)常對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)步情況和策略的成效進(jìn)行反思,并及時(shí)做出調(diào)整,在一件事情上做成功了,就有了新的模式,今后就會(huì)照該模式做下去;對(duì)自己用過(guò)的學(xué)習(xí)方法進(jìn)行反思,如讀課文時(shí),記有生詞的句子,這個(gè)方法就比獨(dú)立記生詞好。七、結(jié)論綜上所述,我們發(fā)現(xiàn)能夠努力培養(yǎng)良好的英語(yǔ)學(xué)習(xí)策略的學(xué)生就是英語(yǔ)能力較強(qiáng)的學(xué)生。因此,我們只有讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)策略、熟悉學(xué)習(xí)策略、運(yùn)用適合自己的學(xué)習(xí)策略,才能讓學(xué)生由“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”,改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí),提高教學(xué)質(zhì)量;才能更有效地促進(jìn)教師的教;也才能讓學(xué)生獲得終身受用的東西――掌握獲取知識(shí)的策略。第三章計(jì)算科學(xué):它的意義、內(nèi)容和方法先介紹三個(gè)基本術(shù)語(yǔ),它們是科學(xué)、技術(shù)和工程?？茖W(xué)是關(guān)于自然、社會(huì)和思維的發(fā)展與變化規(guī)律的知識(shí)體系。技術(shù)是泛指根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)原理而發(fā)展形成的各種工藝操作方法、技能和技巧。工程是指將科學(xué)原理應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門(mén)中去而形成的各門(mén)學(xué)科的總稱。3.1什么是計(jì)算科學(xué)?計(jì)算科學(xué)是對(duì)描述和變換信息的算法過(guò)程,包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、效率分析、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)的研究。全部計(jì)算科學(xué)的基本問(wèn)題是,什么能(有效地)自動(dòng)進(jìn)行,什么不能(有效地)自動(dòng)進(jìn)行。本學(xué)科來(lái)源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究,形成于本世紀(jì)30年代后期?，F(xiàn)在,計(jì)算已成為繼理論、實(shí)驗(yàn)之后的第三種科學(xué)形態(tài)。3.2學(xué)科的基本問(wèn)題個(gè)學(xué)科如果沒(méi)有問(wèn)題需要解決,這個(gè)學(xué)科的生命就結(jié)束了。每一個(gè)學(xué)科在發(fā)展的不同時(shí)期,都存在一些基本問(wèn)題和重大問(wèn)題,它們的解決推動(dòng)了學(xué)科持續(xù)的發(fā)展。那么,哪些是計(jì)算科學(xué)學(xué)科發(fā)展的重大問(wèn)題和基本問(wèn)題呢?重大問(wèn)題是比較容易理解的,而且,相對(duì)于不同時(shí)期,重大問(wèn)題既是相對(duì)的,也是比較多的。例如,學(xué)科發(fā)展早期提出的什么是可計(jì)算與不可計(jì)算的概念,50年代末60年代初提出的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的形式化描述問(wèn)題,60年代末70年代初提出的操作系統(tǒng)中的并發(fā)控制問(wèn)題,等等。然而,在學(xué)科經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展后,當(dāng)我們今天以科學(xué)哲學(xué)的觀點(diǎn)回顧歷史的進(jìn)程,系統(tǒng)總結(jié)學(xué)科的內(nèi)容時(shí),可以發(fā)現(xiàn):如同數(shù)學(xué)等一些基礎(chǔ)學(xué)科一樣,在學(xué)科各個(gè)分支學(xué)科方向的發(fā)展進(jìn)程中,不斷地出現(xiàn)了一些在表現(xiàn)形式上雖然不同,但在科學(xué)哲學(xué)的解釋下本質(zhì)上是相同或相近的問(wèn)題,即學(xué)科研究與發(fā)展普遍關(guān)心的基本問(wèn)題。這些基本問(wèn)題主要有如下三個(gè)(1)計(jì)算的平臺(tái)與環(huán)境問(wèn)題(2)計(jì)算過(guò)程的能行操作與效率問(wèn)題(3)計(jì)算的正確性問(wèn)題在學(xué)科發(fā)展的歷程中,不斷地追求制造出各種新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),拓展和提高計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用水平這樣兩個(gè)目標(biāo),圍繞學(xué)科的三個(gè)基本問(wèn)題使學(xué)科的發(fā)展形成了三條相對(duì)獨(dú)立的主線,形成了許多相對(duì)獨(dú)立的分支學(xué)科和研究方向。同時(shí),我們也注意到,在學(xué)科的發(fā)展過(guò)程中,不同時(shí)期,圍繞著學(xué)科的一些重大問(wèn)題和基本問(wèn)題,若干方向便構(gòu)成了所謂的主流方向,由主流方向又形成了學(xué)科的發(fā)展主線計(jì)算的平臺(tái)與環(huán)境問(wèn)題是不難理解的。歷史上,為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算,人們首先想到了要發(fā)明和制造自動(dòng)計(jì)算機(jī)器,不僅要從理論上提供計(jì)算的平臺(tái)—觀察和描述計(jì)算起點(diǎn),或者證明問(wèn)題本身不可解,而且要實(shí)際制造出針對(duì)各種待處理問(wèn)題特點(diǎn)和要求的自動(dòng)計(jì)算機(jī)器。進(jìn)一步,從廣義的計(jì)算的概念出發(fā),計(jì)算的平臺(tái)在使用上還必須比較方便,于是派生出計(jì)算環(huán)境的概念。據(jù)此,不難看出,理論研究中提出的各種計(jì)算模型,各種實(shí)際的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,各種計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu),各種軟件開(kāi)發(fā)工具與環(huán)境,編譯程序與操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等都是圍繞這一基本問(wèn)題發(fā)展而來(lái)的,其內(nèi)容實(shí)質(zhì)可歸結(jié)為計(jì)算的模型問(wèn)題,也就是說(shuō),這個(gè)基本問(wèn)題實(shí)際上關(guān)心的是計(jì)算問(wèn)題在理論上是否能行的問(wèn)題。當(dāng)然,這里所說(shuō)的計(jì)算模型是廣義的。之一。一個(gè)問(wèn)題在判明為可計(jì)算的性質(zhì)后,從具體解決這個(gè)問(wèn)題著眼,必須按照能行可構(gòu)造的特點(diǎn)與要求,給出實(shí)際解決該問(wèn)題的一步一步的具體操作,同時(shí)還必須確保這樣一種過(guò)程的開(kāi)銷成本是我們能夠承受的。圍繞這一問(wèn)題,學(xué)科發(fā)展了大量與之相關(guān)的研究?jī)?nèi)容與分支學(xué)科方向。例如,數(shù)值與非數(shù)值計(jì)算方法,算法設(shè)計(jì)與分析,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)與效率分析,以計(jì)算機(jī)部件為背景的集成電路技術(shù),密碼學(xué)與快速算法,演化計(jì)算,數(shù)字系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì),程序設(shè)計(jì)方法學(xué)(程序推導(dǎo)與程序變換技術(shù)),自動(dòng)布線,RISC技術(shù),人工智能的邏輯基礎(chǔ)等分支學(xué)科的內(nèi)容都是圍繞這一基本問(wèn)題展開(kāi)、發(fā)展而形成的。顯然,計(jì)算操作的能行與效率問(wèn)題也涉及到了計(jì)算模型的問(wèn)題,但是,這里所說(shuō)的計(jì)算模型既包括類似于具有狀態(tài)轉(zhuǎn)換特征的那一類計(jì)算模型,也包括數(shù)學(xué)建摸這類計(jì)算模型。不難看出,這基本問(wèn)題的核心是算法問(wèn)題。這也輔助說(shuō)明了在計(jì)算科學(xué)發(fā)展的早期,當(dāng)計(jì)算的平臺(tái)與環(huán)境、計(jì)算的正確性問(wèn)題尚不突出時(shí),為什么學(xué)術(shù)界將本學(xué)科看成是算法的學(xué)問(wèn)。計(jì)算的正確性是任何計(jì)算工作都不能回避的問(wèn)題,特別是使用自動(dòng)計(jì)算機(jī)器進(jìn)行的各種計(jì)算。一個(gè)計(jì)算問(wèn)題在給出了能行操作序列并解決了其效率問(wèn)題之后,必須確保計(jì)算的正確性,否則,計(jì)算是無(wú)意義的,也是容易產(chǎn)生不利影響的圍繞這一基本問(wèn)題,長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)科發(fā)展了一些相關(guān)的分支學(xué)科與研究方向,例如,算法理論(數(shù)值與非數(shù)值算法設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)),程序理論(程序設(shè)計(jì)方法學(xué)),程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)義學(xué),進(jìn)程代數(shù)與分布式事件代數(shù),程序測(cè)試技術(shù)電路測(cè)試技術(shù),軟件工程技術(shù)(形式化的軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)),計(jì)算語(yǔ)言學(xué),容錯(cuò)理論與技術(shù),Petri網(wǎng)理論,CSP理論,CCS理論,分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等都是針對(duì)為解決這一基本問(wèn)題而發(fā)展形成的。今天,計(jì)算的正確性問(wèn)題常常歸結(jié)為各種語(yǔ)言的語(yǔ)義問(wèn)題,這也從一個(gè)側(cè)面提示了計(jì)算的正確性問(wèn)題可以歸結(jié)為語(yǔ)義學(xué)問(wèn)題,揭示了語(yǔ)義學(xué)在整個(gè)學(xué)科中的重要地位上述基本問(wèn)題普遍出現(xiàn)在學(xué)科的各個(gè)分支學(xué)科和研究方向之中,是學(xué)科研究與發(fā)展中經(jīng)常面對(duì)而又必須解決的問(wèn)題。循著這一線索,我們不難看出,整個(gè)學(xué)科正是在圍繞這些基本問(wèn)題和不同時(shí)期重大問(wèn)題而展開(kāi)的研究與發(fā)展中形成了學(xué)科的發(fā)展主線與主流方向。3.3計(jì)算科學(xué)發(fā)展主線從科學(xué)哲學(xué)的角度,將計(jì)算科學(xué)的學(xué)科內(nèi)容按照基礎(chǔ)理論、基本開(kāi)發(fā)技術(shù)、應(yīng)用以及它們與硬件設(shè)備聯(lián)系的緊密程度可分成三個(gè)層面。第一層面是計(jì)算科學(xué)的應(yīng)用層,它包括人工智能應(yīng)用與系統(tǒng),信息、管理與決策系統(tǒng),移動(dòng)計(jì)算、計(jì)算可視化、科學(xué)計(jì)算等計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)方向。其中,人工智能應(yīng)用與系統(tǒng)涵蓋人工智能,機(jī)器人,神經(jīng)元計(jì)算,知識(shí)工程,自然語(yǔ)言處理與機(jī)器翻譯,自動(dòng)推理等方向;信息、管理與決策系統(tǒng)涵蓋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)管理技術(shù),數(shù)據(jù)表示與存儲(chǔ)(包括多媒體技術(shù)),數(shù)據(jù)與信息檢索,管理信息系統(tǒng),計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng),決策系統(tǒng)等方向;計(jì)算可視化涵蓋計(jì)算機(jī)圖形學(xué),計(jì)算幾何,模式識(shí)別與圖像處理等方向;第二層面是計(jì)算科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)層,它是為應(yīng)用層提供技術(shù)和環(huán)境的一個(gè)層面,包括軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù),程序設(shè)計(jì)科學(xué),計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu),電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)。其中,軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)涵蓋順序、并行與分布式軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué),如軟件工程技術(shù),軟件開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境等方向;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)涵蓋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù),數(shù)據(jù)通信技術(shù),以及信息保密與安全技術(shù)等方向;程序設(shè)計(jì)科學(xué)涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù),數(shù)值與符號(hào)計(jì)算,算法設(shè)計(jì)與分析(包括并行與分布式算法設(shè)計(jì)與分析),程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的文法與語(yǔ)義(指程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的文法與語(yǔ)義描述),程序設(shè)計(jì)方法學(xué),程序理論等方向;電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)涵蓋數(shù)字邏輯技術(shù),計(jì)算機(jī)組成原理,故障診斷與器件測(cè)試技術(shù),操作系統(tǒng),編譯技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù),容錯(cuò)技術(shù)等方向;第三層面是計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)層,它包括計(jì)算的數(shù)學(xué)理論,高等邏輯等內(nèi)容。其中,計(jì)算的數(shù)學(xué)理論涵蓋可計(jì)算性(遞歸論)與計(jì)