对计算科学的认识11.doc

对计算科学的认识XXX（河北工业大学计算机学院xxxx班，天津132934 ）摘要：对计算科学的简要介绍及浅识，由计算科学的发展对计算科学学习进行讨论，经计算科学导论所学做专业规划关键词：计算科学学习；专业规划；1引言当计算机遍布全球，计算机帮人类机械的计算着，改变着社会，而这些离不开计算科学的不断 发展通过对计算科学导论的学习可使我们更深层次的了解计算科学，更好的走入计算机在这高 速变化的世界，想要跟上时代的脚步就要不断学习计算科学不仅让我们深入了解计算机还让我们 学着思考问题寻找算法2计算科学简介计算科学主要描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用 的系统研究全部计算科学的基本问题是，什么能自动运行，什么不能自动运行本科学来源于对 数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工 计算和手工劳动的梦想成为现实计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也 应运而生计算科学是研究用如何从计算科学看实际问题并求解，从而才能让计算机帮人类解决问 题。

计算科学涉及多学科领域，包括应用数学，数值分析，计算机科学等计算科学着眼于解决实 际问题的方法和科学工程问题的解决方案，计算机模型和计算机模拟技术已成为研究的一个重是对 要组成部分本科学的研究需要一些专业知识，数学建模，数值分析，算法开发，软件实现，程序 的执行、分析、验证和计算结果的可视化⑴计算科学的学习有助于算法的设计思维建立，算法是计算科学的重要部分，是编写程序的前提 算法的特性1、 收敛性（有穷性）：一个算法必须保证执行有限步之后结束；2、 确定性：算法的是确定的步骤；3、 可执行性：能够精确地运行；4、 输入：一个算法要有输入，可以是算法本身定初始条件；5、 输出：没有输出的算法是没有意义的有了算法还要进行算法测试，可以通过初始思想，证明算法是正确的也可以更新，找出算法的错误 算法可用伪代码或可执行代码描述，为了考虑效率还要进行算法分析，可以从算法的时间复杂度和 空间复杂度两个方面分析想要写好算法需要积累大量知识，计算科学可教会我们如何不断积累学 习、如何思考、用计算科学解决问题3对计算科学的认识计算机不断升级，但机器只能进行数值运算，只有将实际问题转化为数学数学模型，因为是解 决现实生活中的实际问题，这之间涉及很多领域，这就要求我们要了解很多领域知识。

将数学模型 转为离散数值解形式，然后写出算法，这就要求我们有很好数学基础，这也是我真正明白数学对计 算机的重要性，对数学的学习不是一味的记公式，数学是从实际生活当中抽象出来的理论，人们之 所以要将实际抽象成理论，目的就在于想用抽象出来的理论去更好的指导实践所以应该还要学习 数学思维，才能自己以实际问题建立数学模型在计算科学教育界，高等学校的教师们都普遍承认数学教育对学生学习计算机专业知识的重要 性数学教育对计算科学专业人才培养的两个目的：一是通过教学使我们掌握数学基础知识；二是 使我们实现思维方式或思维过程的数学化所谓的思维方式的数学化是指从普通人的思维方式转向 数学家工作的思维方式我们要实现思维方式数学化必须分两个阶段来完成第一阶段，通过对空 间解析几何、数学分析、高等代数、常微分方程、概率统计、计算方法等数学课程的学习，以便于 习惯于数学语言和数学符号系统对研究的数学对象进彳丁严格的分析、计算、推演，为以后课程打下 坚实的基础，初步实现思维方式的数学化，初步达到数学上的某种成熟性第二阶段，数学学习转 向以计算科学为背景的离散数学和理论计算机科学的学习，特别是通过对数理逻辑的系统学习，以 便于将思维方式逐步上升为系统的理性思维方式，进一步实现思维方式的数学化。

因此，在此学习 期间我们应该注意数学知识的学习，以便于专业的学习O由“计算科学导论”的学习，我才体会到在计算机科学中，计算比实现计算的技术更重要只 有打下坚实的理论基础，特别是数学基础，学习计算机科学技术才能事半功倍计算科学为人类认知世界提供了一种可能的有前途的方法，可能会引起人类世界观自然观的巨 大变革计算机科学和信息科学的极大成就促进了计算概念的普遍化计算主义强纲领认为物理世界是 可计算的，算法决定物理过程进而，认知可计算主义为意识提供了一种主流的解释方法，为人工 智能技术的发展提供了理论支撑生命过程可计算主义为理解生命以及基因技术的发展和基于生命 科学的计算机技术等提供了理论纲领计算科学的学习可以由理论更深层次的了解机器计算、了解计算机当初图灵机的发明打开了 现代计算机的大门和发展之路，如今计算机硬件水平是在翻翻上涨，每年、每半年就会有新一代的 更出色的硬件上市，CPU运算速度、硬盘容量几乎打到5年前不敢相信的水平，而国内的硬件水平 也在逐日上升高速更新的电脑也在带动着硬件市场的发展技术也在不断更新换代，由当初的机 器指令、汇编语言到如今的高级语言，所以学会以门技术是不够的，要深入了解计算机才不会局限 于技术。

想要以最快的速度接受并利用新技术关键还是在于你对计算机科学地把握程度只有建立 在高起点理论基础之上的计算机科学技术，才有巨大的潜力和发展前景4专业规划现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）各种 各样的软件使得计算机的用途大大增强而软件开发也是了一个重要课题和发展方向软件开发的 理论基础即是计算模型随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展在各种高级程序设计语言 中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设 计在程序设计语言中已非常的流行之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通 过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想进入20世纪90年代之后，并行计算机 和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并 行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种 并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同 阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础。

计算机技术的不断进步也推动者其它科学的发展，推动社会的进步如今的很多产品设计都借 助计算机完成，计算机模拟用强大的计算仿真为人类解决了很多问题强大的计算仿真，作为完整 的设计过程的一个必不可少的工具例如，波音777是数字设计的第一个喷气式客机，采用二维实 体建模，这其中还包括很多新的数学建模在整个设计过程中，飞机是预装在计算机上，不需要昂 贵的全尺寸的标记我想计算科学提高能为为这类数值模拟和设计和分析过程中发挥越来越重要的 作用计算模拟技术离不开计算科学的基础随着计算科学的不断进步，计算科学将在设计中发挥 越来越重要的国外计算科学计算科学迅速发展的多学科领域的科学与工程，连接数学和计算机科学CSE着眼 于解要决问题的方法和强大的工具的发展的科学和工程问题的解决方案中国将发挥重的主导作用， 对未来的科学发现的过程回可以借助计算科学与计算机技术来帮补其它领域研发，比如现在生物方 面有人尝试蛋白对接算法，建立计算模型，研究蛋白质结构、之间的作用这也许能为人类带来新 的发现大学学习应该培养创新能力和课程实践能力，真正达到学以致的目的社会需要的是有专 业素质和学习能力的人才，计算机专业为宽口径，更应该加强素质和能力的培养。

计算机专业信息 量大，自由性强，发展方向多，对于一个热爱学习，勇于实践的人来说，这样的专业足以使他奉献 一生计算机也可进入一个新的领域并改变它5结论学习计算科学是计算机人必不可少的，计算机的发展与计算科学的发展相互联系，“计算科学导 论”的学习是我对计算机有了新的认识，使我门建立思考问题的习惯，学会用知识解决问题全面 学习，不能只注重某些计算机操作技术，而忽略了基础理论的学习，否则不仅仅限制了自己将研究 工作不断推向深入，而且有可能使自己在学科发展中处于被动地位在计算机应用领域，科学计算 是一个长久不衰的方向，计算科学的学习是必要的，无论将来选择哪个方向，计算科学都是必要的 基础让我们更好的用计算机帮人们去解决我们也可以以计算科学的思想去去解决全新的问题，计 算科学的发展会推动社会的进步参考文献[1] Purdue University, CSE website (http://www. cse. purdue. edu/).[2] Scientific Computing World, May 2007 (http://www. scientific-)。