1.3.3 计算思维概述

从“结绳记事”到机械计算机，计算工具在不同历史时期发挥着重要作用。图灵的思想是计算机科学中可计算性理论的基础。在计算工具不断演化的过程之中，人类的思维也在进化。

思维是人类具有的高级认识活动。按照信息论的观点,思维是对新输入信息与脑内储存知识、经验进行的一系列复杂的心智操作过程。计算思维并非现在才有，它早已萌芽，并随着计算工具的发展而发展。例如，算盘就是一种没有存储设备的计算机（人脑作为存储设备），提供了一种用计算方法来解决问题的思维和能力；图灵机是现代数字计算机的数学模型，是有存储设备和控制器的；现代计算机的出现强化了计算思维的意义和作用。计算工具的发展、计算环境的演变、计算科学的形成、计算文明的迭代中处处都蕴含着思维的火花。图灵奖得主艾兹格·迪杰斯特拉（Edsger Dijkstra）说过：“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响我们的思维能力。”

2006年，美国卡内基-梅隆大学的周以真（Jeannette M.Wing）教授提出：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计和人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动（智力工具、技能、手段）。当人们必须求解一个特定的问题时，首先会问：解决这个问题有多么困难？怎样才是最佳的解决方案？计算机科学根据坚实的理论基础来准确地回答这些问题，此外在解决问题的过程中必须考虑机器的指令系统、资源约束和操作环境等因素。

计算思维就是通过嵌入、转化和仿真等方法，把一个看起来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。计算思维是一种科学的思维方法，学习和培养计算思维在当今社会已成主流。但学习的内容和要求是相对的，对不同人群应该有不同的要求。计算思维不是悬空的、不可捉摸的抽象概念，而是体现在各个学科中的一种思维。正如学习数学的过程就是培养理论思维的过程，学习物理的过程就是培养实证思维的过程，学习程序设计，其中的算法思维就是计算思维。