大计基--第1章--基于计算机的问题求解

* 问题没有现成软件可以解决，都需要人们根据具体的问题编制相应的计算机程序加以解决 * 四色问题又称四色猜想、四色定理，是世界三大数学猜想之一(费马猜想、四色猜想和哥德巴赫猜想)。四色定理是一个著名的数学定理，通俗的说法是：每个平面地图都可以只用四种颜色来染色，而且没有两个邻接的区域颜色相同。1976年6月，在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿判断，结果没有一张地图是需要五色的，最终证明了四色定理，轰动了世界。 四色问题，问题也终于成为定理，这是第一个借助计算机证明的定理。 * * * * IEEE 国际电气与电子工程师协会/计算机分会 ACM 美国计算机协会 计算机科学与技术专业课程体系研究工作，发布报告CC2001 我们在此基础上制定了自己的计算机科学与技术专业规范。专业规范提出的基本知识领域包括 * * 共 85 页 第 * 页 大学计算机 大学计算机基础 第一章 基于计算机的问题求解 第二章 计算机信息数字化基础 第三章 计算机的工作原理与硬件体系结构 第四章 计算机软件平台 第五章 计算机网络平台 第六章 数据处理与数据库 第七章 关于计算 第八章 算法与程序设计 第九章 实用软件 第十章 计算机科学前沿技术 1.1 问题描述与抽象 1.2 基于计算机的问题求解方法 2.3 计算机科学学科的知识领域 第1章 基于计算机的问题求解 实验1 图灵机模型与计算机硬件系 统虚拟拆装实验 第二章 计算机数字化基础 问题导入:因特网梅森素数大搜索？ 1.1 问题描述与抽象 1.1.1 问题描述 不仅是靠计算机技术，而更重要的是靠分析问题、解决问题的能力，本课程我们强调的是计算思维的能力 1.1 问题描述与抽象 1.1.2 问题抽象 1. 抽象的概念 2. 实际问题的抽象实例 抽象就是把事物的特点从具体实例里面抽取出来，形成一套适合所有实例的框架。 住宅小区在两个楼前面建一个小型花坛，两个楼横向之间的间距为80米，从花坛到两个楼之间铺两条小路，请问小路要铺多长？ 图1-1 1.1 问题描述与抽象 问题描述——鸡兔同笼 1.1.3 建模与求解 抽象过程 鸡 x 兔 y 数学模型 分析问题和抽象方法不同，求解的途径就不同 1.1 问题描述与抽象 1.1.4 面向计算机的问题分析 1. 面向计算机的问题抽象 计算机抽象包括：过程抽象 数据抽象 过程抽象是针对对象的行为特征 数据抽象就是针对对象的属性 1.1 问题描述与抽象 1.1.4 面向计算机的问题分析 2. 鸡兔同笼问题的计算机求解 面向计算机的问题分析 ----问题所涉及的参数 ----答案要满足的条件 计算机求解过程 鸡兔数量为整数； 鸡兔总数为35； 鸡兔总脚数为94 根据这个流程图，说明用计算机解决该问题与人的思维解决该问题，有哪些相同与不同之处？ 图1-2 1.1 问题描述与抽象 1.1.4 面向计算机的问题分析 [情景问题1-1] 要对n阶方程组求解，理论上是可以用行列式的方法求解得，需要计算n+1个n阶行列式的值，要做的乘法运算是(n！)(n-l)(n+1)次。假如n取值为20，你认为计算机可以做吗？人可以做吗？ [思考与练习1-1] 请分析图1-2中的“判断是否符合条件”这件事计算机需要做多少次？ 1.1 问题描述与抽象 1.2 基于计算机的问题求解方法 2.3 计算机科学学科的知识领域 第1章 基于计算机的问题求解 1.2 基于计算机的问题求解方法 1.2.1 基于计算机软件的问题求解 问题描述 软件名称 问题描述 软件名称 文件与信息下载 讯雷下载 视频制作 影视屏王 文档浏览 HedEx Lite 压缩软件 WinRAR 图像浏览 ACDSee 计算机安全使用 360杀毒 音频浏览 酷狗音乐播放器 硬盘检测工具 HD Tune Pro 视频浏览 超级解霸 数?学?建?模 Mathematica 图像制作 美图秀秀 电路设计 Protel 三维动画制作 3DS max 机械制图 AutoCAD，Pro/E 表1-1 通用问题与求解问题的相应软件 1.2 基于计算机的问题求解方法 1.2.2 基于计算机程序的问题求解 1. 求解问题的程序方法 程序主要包含如下两方面的信息： (1)对程序中操作的描述。 (2)对程序中数据的描述。 计算机程序求解的关键问题? 可计算，即能够形式化描述 有限步骤，即能自动化执行 1.2 基于计算机的问题求解方法 1.2.2 基于计算机程序的问题求解 1. 求解问题的程序方法 1.2 基于计算机的问题求解方法 1.2.