这次从计算机的宏观角度对整个计算机行业做个剖析,这里老师引入一个计算之树的模型。
1. 计算之树第一维度——计算思维的奠基行思维
- 0和1思维—>符号话—>计算化—>自动化
- “程序”思维—>千变万化复杂功能的构造、表达与执行
- “递归”思维—>无限事物及重复过程的表达与执行
2. 计算之树第二维度——通用环境的演化思维
- 冯.诺依曼计算机,程序在内存中直接执行
- 个人计算机,程序一般都存放在外存中,需要操作系统把它们加载到内存
- 并行分布计算环境
- 云计算环境
程序执行环境:由CPU-内存环境—>到CPU-存储体系环境—>到多CPU-多存储器环境—>云计算虚拟计算环境
3. 计算之树第三维度—— 交替促进与共同进化的问题求解思维
算法:问题求解的一种手段——构造与设计算法
算法是计算的灵魂;算法强调数学建模;算法考虑的是可计算行与计算复杂度;算法研究通常被认为是计算学科的理论研究。
系统:问题求解的另一中手段——构造与设计系统
系统是改造自然的手段;系统强调非数学建模;系统考虑的是如何化负责为简单(使其能够被做出来);系统强调结构性、可靠性、安全性等。
系统是龙,算法是睛,画龙要点睛。
4. 计算之树第四维度——计算与社会/自然环境的融合思维
发生这两种融合的本质就在于抽象与自动化,如下图3所示:
- 左边,从树枝到树干的过程,是抽象的过程,把社会中的问题抽象成可以用计算机表示的模型;
- 右边,从树干到树枝的过程,是自动化的过程,把计算机算出的数据展示给用户
在解决人、机器、业务等沟通时抽象出来了以下几个事物:
- 模型与系统,解决了业务-计算的问题
- 语言与编译器,解决了人-计算机的问题
- 协议与编码/解码,解决了机器与机器、物体与物体通信的问题