计算机导论-计算机，计算及计算思维

在中国大学MOOC上看到这个课程，觉得不错，就想写下笔记，记录观看感受。

高度决定视野、角度改变观念、尺度把握人生。
这个是开场词。
老师从高度，角度，尺度这三个方面来介绍专业，我们应该学什么。

就想吐槽一下，刚才导入本地文件，做一个.md文件的思维导图，然后把之前写的博文全部覆盖了，导致我现在又要写一遍，很气！

为什么要学？

美帝某调查机构调查大学各个学科需求与供给的情况

可见计算机专业的情况还是相当可观的，但是放到我天朝来，是否也是如此，就不得而知了。

然后介绍了计算机学科涉及的内容非常广，所以我们在大学培养思维才是非常关键的。

提出三个重要的思维：理论思维，实验思维，计算思维。
继而我们还需要有复合性思维和创造性思维。

老师讲得还是有点理论哦，不过不着急，后面还会讲易经，那个才是最骚的。

课程内容组织的基本脉络

Q1：针对具体的自然/社会现象如何计算？
Q2：计算如何与社会/自然进行融合？

下面就是我小试牛刀地用了下百度的思维导图。
百度脑图

人-计算：数学

机器-自动计算：计算机科学

|-程序是如何被机器自动执行的：程序vs系统
|-如何编写机器可以执行的程序：语言vs编译
|-怎样构造求解问题的算法：问题->算法->程序

机器_难于计算

|-可求解vs难求解
|-如何降低计算量：计算vs算法
|-怎样研究算法

计算机科学有哪些计算思维需要学习

树根是三个思维：0和1，程序，递归。
树干是计算机环境的演化。
树枝都是由两个方面组成，算法和系统，这个也是学习这门专业不可或缺的两种能力。
树叶是计算科学和自然科学融合的分支学科。

由外到内，从树叶到树干，是自然现象的计算的表达与推演->抽象。
由内到外，从树干到树叶，是用社会/自然所接收的形式体现计算及结果->自动化。

抽象-自动化机制

语言&编译器
协议&编解码器
模型&系统

数据化思维

网络化思维

知识构建次序

贯通的知识才是思维

表层意义->深层含义->集成意义

语义符号化->符号计算化->计算0(和)1化->
0(和)1自动化->分层构造化->构造集成化

社会/自然现象->逻辑->二进制->电路->集成电路->计算机

知识vs思维vs能力

思维->知识/技巧->能力

打通知识脉络，
融贯各门学科，
内功强化基础，
外功灵活应变。

能力——内功（贯通的脉络）
实践——锻炼，使脉络贯通
思维——脉络（穴位链）
知识——穴位

人-计算与机器-计算

人-计算与机器-计算差别

基本计算规则vs程序vs机器

用差分方法计算乘方。
巴贝奇差分机就是利用这种原理制作了人类历史上第一台可编程的机器，来计算乘方。

然后用类c语言演示差分方法计算乘方的过程-程序。
其中利用了迭代的思想。

机器自动计算需要解决的问题

自动计算需要解决的问题

数据与计算规则的表示
自动存取的问题
自动执行的问题

由十进制过渡到二进制
由元器件到系统

元器件发展轨迹

电子管->晶体管->集成电路->超大规模集成电路（VLSI）

计算vs计算系统

计算机系统的五大组成部分
（控制器，计算器）CPU,存储器（内存与外存），输入设备，输出设备。

计算系统

计算系统发展趋势

微型化趋势

微型化：可嵌入，可携带

大型化趋势

大型化：可进行大规模，复杂计算
例如：IBM-BlueGene（蓝色基因）
2010.11中国的天河一号——超级计算机第一名。
2017年超级计算机500强报道。

目前，新一期的全球超级计算机500强榜单19日公布，此外，中国“神威·太湖之光”和“天河二号”第三次携手夺得前两名，而且美国20年来首次无缘前三。

实现核心部件全部国产的中国超算“神威·太湖之光”，一年前以每秒9.3亿亿次的浮点运算速度首次夺冠，速度可达每秒3.39亿亿次的中国超算“天河二号”由此排名第二。

智能化

理解自然语言，具有自适应性，自主完成复杂功能
现在人工智能正是火热时期。

网络化

“未来互联网”-Future Internet

Internet of Services
Internet of 3D Worlds
Internet of Things
Internet of Networks

机-机相联，物-物相联，物-人相联，人-人相联
欧盟提出的物联网的概念。
我就是当时看得新闻，有这个物联网的新兴行业，就报了这个专业，后来感觉这个专业有点坑。

IBM提出智慧地球，Smart Planet。

Instrumented
Interconnect
Intelligent

计算与自动计算

讲述了什么是计算，人计算与机器计算的差别，自动计算需要解决什么问题。

在之前也有讲述。

机械计算的探索

帕斯卡与帕斯卡机-（准）第一台机械计算机

Blaise Pascal (1623～1662) 1642年研制成功一种齿轮式计算机器
帕斯卡机的意义：它告诉人们“用纯机械装置可代替人的思维和记忆”。开辟了自动计算的道路。

莱布尼茨

Gottfried Wilhelm Leibniz (1646～1716)，德国数学家。布尼茨机的意义：连续重复自动执行。
提出了二进制数及其计算规则数理逻辑的创始人

其他重要工作

1834年：巴贝奇(Charles Babbage)，分析机的概念—-可执行程序的机器。

1805 年：杰卡德(J.Jacquard) ，打孔卡，实践了输入手段问题。

1854年：布尔创立布尔代数，为数字计算机的电路设计提供了理论基础。

电子自动计算-元器件

自动计算需要解决的问题?

表示
自动存储
自动执行

电子自动计算的突破在哪里？

电子管时代的计算机器

人类第一只电子管(真空二极管)-1895
电子管计算机ENIAC-1946年,17468只电子管
冯.诺伊曼(Von Neumann)电子计算机EDVAC问世
将运算和存储分离，运算速度却比拥有18000个电子管的“ENIAC”提高了10倍
结构上的创新：“冯.诺伊曼计算机”。

晶体管发现的价值在哪里呢？

人类第一只晶体管(真空二极管)-1947
第一台晶体管计算机TRADIC-1953
集成电路的发明-1959(J.Kilby-集成电路发明者)
第三代计算机IBM360-1964

什么是集成电路，其价值又在哪里呢？

超大规模集成电路(VLSI)时代的计算机器
摩尔定律—-每18个月芯片能力增长一倍

元器件发展的轨迹是怎样的，每个阶段要解决什么问题？

电子管->晶体管->集成电路->超大规模集成电路

体积越来越小；
可靠性越来越高；
电路规模越来越大；
速度越来越快；
功能越来越强大

电子自动计算-计算机系统

分别从计算机系统的五大组成部分讲述了其需要解决的问题。

感觉我这笔记太过详细，以后会精简，把概要记录即可。