1.2.3 计算思维与计算机的关系
计算思维具有计算机的许多特征,但计算思维本身并不是计算机的专属。即使没有计算机,计算思维也会逐步发展,但是计算机的出现,给计算思维的研究和发展带来了根本性的变化。什么是计算?什么是可计算?什么是可行计算?计算思维的这些性质由于计算机的出现得到了彻底的研究。由此不仅推进了计算机的发展,也推进了计算思维本身的发展。在这个过程中,一些属于计算思维的特点被逐步揭示出来,计算思维和理论思维、实验思维的差别越来越清晰化。计算机及计算思维的内容得到了不断的丰富和发展。
计算机方法论与计算思维研究的重点不同,它更关注计算学科认识理论体系的构建,也就是计算学科概念认知模型的构建。计算机方法论借鉴了一般科学技术方法论的思想,采用了抽象、理论和设计以“认知从感性认识(抽象)到理性认识(理论),再由理性认识(理论)回到实践(设计)”作为唯一原始命题,构建了计算学科认知领域的理论体系,完成了计算学科认知模型框架的构建。从思维角度看,计算科学主要研究思维的概念、方法和内容,并发展为解决问题的一种思维方式,极大地推动了计算思维的发展。
总的来说,计算思维与计算机方法论的研究,就相当于现代数学思维与数学方法论的关系,当然相比于数学,计算机方法论的研究要简单一些。计算思维和计算机方法论的研究内容有坚实的基础,它建立在世界著名计算机组织ACM和IEEE-CS大量研究工作结论的基础上,并且与国外计算思维方面的研究互通互补,积极地吸收国外教育的先进理念。
虽然研究视角不太一样,但是计算思维与计算机方法论注重的都是计算学科最基本的东西。计算思维是从学科思维的简易层面讨论学科的思维方式,计算机方法论是从方法论的角度去讨论学科的本质问题。计算思维直接抓住思维的本质,即抽象(Abstraction)与自动化(Automation)来讨论问题,并用大量的实例讨论它们与数学和物理等学科的不同,以及这种强大的思维能力对其他学科的影响。例如,在对指令和数据的研究中,层次性、迭代表述、循环表述各种组织结构被明确提出来,这些研究成果也使计算思维的具体形式和表达方式更加清晰。