计算机 是一种用来存储和处理(如修改、转移或者重写)信息的装置,它可以完成各种复杂的计算,也可以存储大量的数据。计算机科学是一门研究如何运用计算机技术来解决问题的学问,研究内容包括 计算机系统 、编程规则、数据与分析、网络,以及计算机对我们生活的影响。计算机比我们人类更擅于存储和分享海量数据,快速解决复杂的计算问题,甚至比我们人类更擅于学习。 计算机科学家的工作就是运用计算机的能力来开发新技术,造福我们的生活。
计算机运行所需要的所有基本硬件(你能看到和摸到的那些部件)和软件(程序)。
计算机技术影响着我们的生活和思维方式,它能帮我们解决问题、改善生活,让我们过得更开心、更安全。
举几个例子:
计算机引导宇宙飞船飞向月球和火星。
机器人帮助医生完成高精度的手术。
计算机为电影和游戏制作逼真的视觉和声音特效。
为了解决问题,计算机科学家不仅要运用现有的技术,还要创造新的技术,他们通过编写程序告诉计算机如何更好更快地完成任务,还能教计算机如何学习新知识。成为一名计算机科学家,意味着你需要从一名 使用者 转变成一名 创造者 。
计算机科学是一门解决问题的学问,这门学问要研究计算机及其设计,还有计算机处理信息的方式。
我们通过一些例子来看看哪些 属于 计算机科学,哪些 不属于 计算机科学。
“ 不属于计算机科学 ”中的这些例子只是在使用技术,而“ 属于计算机科学 ”中的例子则是在创造新的技术。
计算机科学可以分为以下五大主要研究领域:
计算机系统指的是能够运行程序和处理信息的设备,比如台式电脑、笔记本电脑和智能手机。有很多电子设备内置了微型计算机,也能够通过 程序 来控制,如洗碗机、电视、智能手表,甚至是某些灯泡。
算法
和编程指的是通过编写程序(代码)来告诉计算机应该做什么。程序可以很复杂,如iTunes、Safari浏览器
、谷歌(Google Chrome)浏览器,或者罗布乐思(Roblox)虚拟世界,这些程序包含成千上万条指令。程序也可以很简单,比如可以只输出一句话:“Hello,world!”(你好,世界!)
程序是一系列做事的步骤(或者说是一个算法),这些步骤被翻译成计算机可以理解的指令(代码)。
用人类的语言编写的一张步骤清单,用来告诉一个人应该如何完成一项任务。
编写一个程序一般分为两个步骤:
第一步: 计算机科学家编写一张清单,写清楚他想让程序如何一步一步地完成工作。
第二步: 计算机科学家将他的清单翻译成一种计算机能够理解的语言(代码),这样一来,算法就变成了程序。
计算机很强大,但它们不够聪明,只能按照人类的指示来完成工作,而程序的作用就是告诉计算机该如何完成工作。
数据与分析 指的是对资料进行收集、存储、整理和研究,帮助我们从中发现这些数据到底代表什么意思。例如,在一个性格测试项目中,我们需要提问并收集回答(比如“你喜欢和很多朋友一起玩游戏吗?”或者“你空闲的时候都喜欢做些什么?”),把这些回答记录下来,并通过研究这些回答来分析一个人的性格。再举一个简单的例子,我们可以收集和存储游戏中的得分,并从中找出哪个玩家赢了,或者谁是目前的最高分。
没有经过整理和组织的原始资料。
整理、描述和理解数据的过程。
计算机非常擅长海量数据的存储、分享和计算,因此成了数据分析的强大工具。
网络 指的是连接在一起的一组设备(如台式电脑、笔记本电脑和服务器),这些设备可以共享信息,也可以共享一些资源,如打印机。 互联网 是一个巨大的国际网络,可以把几百万台计算机连接在一起。对网络和互联网的研究可以帮助我们更好、更安全地分享信息。
研究计算机的影响,包括研究计算机如何影响我们的生活、文化、安全、法律和行为。我们能够创造新的技术,但这并不意味着我们应该去创造某些新技术。
我们还要想一想这些新技术将如何影响他人的生活。
举个例子,如果你编写一个程序,可以入侵任何人的手机、删除他们最喜欢的照片,这样会带来怎样的后果?
我们需要考虑的问题:
这样做会如何影响受害者的生活?
你的行为会如何影响你的朋友?
法律是否禁止使用这样的程序?
即便我们自己不用,仅仅分享这样的程序算不算违法?
对别人来说,这种新技术到底是会让生活变得更好,还是更糟?
1. 什么是计算机科学?
2. 以下哪一种最有可能不属于计算机系统?
A. 手机
B. 新款电视
C. 图书
D. 电子书阅读器
3. 什么是程序?为什么计算机需要程序?
4. 以下哪项不是对计算机科学家的描述?
A. 研究一些有趣的问题,比如,如何用算法让快递变得更快
B. 构建一个计算机系统来解决某种问题
C. 玩电脑游戏
D. 研究一种如何对人们的生活产生影响的新的计算机技术?
5. 什么是计算机系统?请你举几个计算机系统的例子。
6. 计算机科学家通过构建系统来帮助农民为社会生产更多的食物,这一进步最符合计算机科学五大领域中的哪一个?
7. 使用者和创造者的区别是什么?
8. 一组相互连接在一起的计算机被称为什么?
9. 通过研究学生的考试成绩来了解整个班级的学习情况,这个例子属于计算机科学的哪个领域?
10. 讲一讲,算法是什么?
答案见下面
1 .计算机科学是一门研究如何运用计算机技术来解决问题的学问。
2 . C 。
3 .程序是用计算机能理解的语言来编码的一系列指令。没有程序,计算机就无法理解人类想让它做什么。
4 . C 。
5 .计算机系统指的是能够运行程序和处理信息的设备。例如,台式电脑、笔记本电脑、智能手机,以及其他可以运行程序的设备。
6 .计算机的影响。尽管这五大领域在为农民开发更好的工具的过程中都有所涉及,但是我们要强调的是对社会产生的有利影响,因此这个例子属于计算机的影响。
7 .使用者只是取出使用程序或者内容,而创造者则是去创造内容供使用者来使用。
8 .网络,或者计算机网络。
9 .数据与分析。
10 .算法是用人类的语言编写的一张步骤清单,用来告诉一个人应该如何完成一项任务。