大学计算机CAP-：-基于计算机的问题求解-课件.pptx

1、粒子群算法粒子群算法计算机与问题求解第一讲北京理工大学北京理工大学李凤霞本章导学学什么 基于计算机的问题求解方法基于计算机的问题求解方法 问题描述与抽象问题描述与抽象 计算机科学的知识领域计算机科学的知识领域 基于计算机的问题求解方法基于计算机的问题求解方法 问题描述与抽象问题描述与抽象 计算机科学的知识领域计算机科学的知识领域 问题描述、抽象与建模问题描述、抽象与建模 面向计算机的问题分析面向计算机的问题分析 计算机科学计算机科学 计算机学科计算机学科 计算机科学的知识领域计算机科学的知识领域本章导学学什么揭秘揭秘2008北京奥运会北京奥运会开幕式活字开幕式活字印刷的实现印刷的实现实用软件实

2、用软件文档制作-思维训练思维训练为校报排版为校报排版 实验1图灵机模型图灵机模型本章导学怎么学呢知识扩展知识扩展通过这一章学习通过这一章学习,我们应该掌握：我们应该掌握：基于计算机的问题求解方法抽象与建模的概念面向计算机的问题描述方法计算机科学与计算机学科的区别了解大学生应该具有哪些计算机科学知识本章导学学习目标拓展学习：问题导入、推荐读物实验书中的练习与思考、综合应用本章导学学习方法本章主要是一些基本概念，建议的学习方法：本章主要是一些基本概念，建议的学习方法：阅读：结合应用背景查阅大量资料并认真阅读北京理工大学北京理工大学李凤霞实验驱动：完成实验，了解图灵模型，并逐步了解计算机科学与自己的

3、关联。你不需要背什么，只要了解计算机科学的你不需要背什么，只要了解计算机科学的概貌，了解计算机与你的关联是什么。概貌，了解计算机与你的关联是什么。第一讲粒子群算法计算机与问题求解 基于计算机的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法 基于计算机程序的问题求解方法 基于系统的工程问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法计算机上有病毒了！磁盘上的碎片太多了！计算机启动太慢了！基于计算机软件的问题求解方法我们遇到了这样一些问题：解决方法可以是：查杀病毒软件磁盘整理软件系统配置实用程序（msconfig）计算机维护问题一些生活中的应用问题：把照片里的人换个样 制作一个求职演说报告统计学生成绩 基于

4、计算机软件的问题求解方法PhotoshopOfficeExcel或数据库PS 基于计算机软件的问题求解方法3dmaxmaya一些相对专业的问题：制作一个鸟巢的三维模型 求解数学中正弦拟合 MATLAB 导弹穿甲战斗部侵彻钢板的毁伤分析投资组合优化投资组合优化等高线等高线正弦拟合正弦拟合 基于计算机软件的问题求解方法ANSYSls dyna穿甲战斗部侵彻钢板的毁伤分析ANSYS-有限元计算的软件包ls-dyna-可视动力分析程序问题描述软件名称问题描述软件名称文件与信息下载讯雷下载视频制作影视屏王文档浏览HedExLite压缩软件WinRAR图像浏览ACDSee计算机安全使用360杀毒音频浏览酷

5、狗音乐播放器硬盘检测工具HDTunePro视频浏览超级解霸数 学 建 模Mathematica图像制作美图秀秀电路设计Protel三维动画制作3DSmax机械制图AutoCAD，Pro/E 基于计算机软件的问题求解方法软件名称与功能 基于计算机的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法你需要具备学习能力应对新技术的跟进！思考：所有计算机可解的问题都有可用的软件吗？第一讲粒子群算法粒子群算法计算机与问题求解 基于计算机的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法基于计算机软件的问题求解方法 基于计算机程序的问题求解方法基于计算机程序的问题求解方法 基于系统的工程问

6、题求解方法基于系统的工程问题求解方法 基于计算机程序的问题求解方法基于计算机程序的问题求解方法思考：所有计算机可解的问思考：所有计算机可解的问题都有现成的软件吗？题都有现成的软件吗？这样的问题有软件可解决吗？这样的问题有软件可解决吗？中国印中国印舞动的北京舞动的北京 基于计算机软件的问题求解方法基于计算机软件的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法基于计算机软件的问题求解方法素材图案处理后图案排位计算总面积计算总面积-求每个人的面积（间距）求每个人的面积（间距）-填充点填充点-调整调整-填充点填充点满意满意 基于计算机软件的问题求解方法基于计算机软件的问题求解方法用计算机程序进行问题求用计

7、算机程序进行问题求解，这是必不可少的方法解，这是必不可少的方法 基于计算机的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法基于计算机软件的问题求解方法 基于计算机程序的问题求解方法基于计算机程序的问题求解方法第一讲粒子群算法计算机与问题求解 基于计算机的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法 基于计算机程序的问题求解方法 基于系统的工程问题求解方法基于系统的工程问题求解方法什么系统？什么工程？计算机系统平台 大问题！数据并行计算存储管理架构单机系统多屏系统基于计算机的问题求解方法基于系统的工程问题求解方法问题求解、计算机、方法问题求解、计算机、方法网络大数据关注的焦点是 计算机应用领域的问题求

8、解方法计算 问题带来解决方案！手术导航基于系统的工程问题求解方法Windows NT/UNIX服务器客户端巨型机集群服务器资源网络卫星接收系统应用服务器预报业务操作平台客户端客户端数据库服务器天气预报网格计算系统一个实例天气预报 密集观测设置 即时数据采集 实时计算处理Windows NT/UNIX客户端集群资源网络应用服务器预报业务操作平台客户端客户端数据库服务器天气预报网格计算系统 接收卫星接收系统巨型机保存共享信息处理服务器服务器信息发布查询计算平台计算平台通过网格技术整合为一个计算平台，实现超级计算机的海量数据计算处理功能基于系统的工程问题求解方法一个由多平台、多软件、多资源整合的系统

9、，这是当代计算机重要的应用基于系统的工程问题求解方法问题导入因特网梅森素数大搜索项目思路：利用大量普通计算机的闲置时间来获得相当于超级计算机的运算能力做法：动用了30多万台计算机联网来进行网格计算，计算能力已超过最先进的超级计算机，运算速度也超过每秒350万亿次。基于系统的工程问题求解方法大规模问题、复杂问题的求解是一个系统级的问题，需要多种系统平台支持（硬件、软件、网络、并行等），是系统工程基于系统的工程问题求解方法基于计算机系统的工程问题求解过程：清晰的陈述问题 描述输入、输出和接口信息 对于多个简单的数据集抽象的解答问题 设计解决方案并将其转换成计算机程序 利用多种方案和数据测试该答案。

10、基于系统的工程问题求解方法练习与思考练习与思考1-2 请了解查找你所学专业领域的计算机应用系统实例，了解其用途，把这个系统的组成及各部分的功能作简单描述。并思考，这个系统对你实验室是否有用？是否可用？为什么？基于计算机软件的问题求解方法用计算机程序进行问题求解，这是必不可少的方法 基于计算机的问题求解方法 基于计算机软件的问题求解方法 基于计算机程序的问题求解方法第一讲粒子群算法粒子群算法计算机与问题求解计算机科学的知识领域计算机科学的知识领域什么是计算机科学？什么是计算机科学？什么是计算机学科什么是计算机学科?计算机科学计算机科学:是研究计算机及其周围各种现象是研究计算机及其周围各种现象计算

11、机科学包含哪些知识领域计算机科学包含哪些知识领域 和规律的科学和规律的科学;计算机科学的分类计算机科学的分类:理论计算机科学理论计算机科学 实验计算机科学实验计算机科学 是一门包含各种各样是一门包含各种各样与计算和信与计算和信息处理相关主题的系统学科息处理相关主题的系统学科。计算理论、计算机理论、计算机科学计算理论、计算机理论、计算机科学基础、计算机科学数学基础基础、计算机科学数学基础 关注于控制原理和系统实现关注于控制原理和系统实现计算机学科计算机学科:研究计算机的设计制造；研究计算机的设计制造；利用计算机利用计算机进行信息获取，表示，存储，处理控制进行信息获取，表示，存储，处理控制等的理论

12、、原则、方法和技术的学科等的理论、原则、方法和技术的学科什么是计算机学科什么是计算机学科?计算机学科包括计算机学科包括:计算机科学计算机科学计算理论、计算机理论、计算机科学基础、计算机科学数学基础计算理论、计算机理论、计算机科学基础、计算机科学数学基础 计算机技术计算机技术 侧重于研究侧重于研究现象揭示规律现象揭示规律重于研制计算机和研究使用计算重于研制计算机和研究使用计算机进行处理的方法和技术手段机进行处理的方法和技术手段计算机学科大三个研究方向计算机学科大三个研究方向 计算机系统结构计算机系统结构 计算机应用计算机应用 计算机软件与理论计算机软件与理论计算理论、计算机理论、计算机科学基础、

13、计算机科学数学基础计算理论、计算机理论、计算机科学基础、计算机科学数学基础 软件工程与方法、分布对象计算、计算语义学、可计算性软件工程与方法、分布对象计算、计算语义学、可计算性和计算复杂性、程序设计语言的设计与实现、各种高效实和计算复杂性、程序设计语言的设计与实现、各种高效实用的计算模型、一般难解问题的高效实用算法、面向应用用的计算模型、一般难解问题的高效实用算法、面向应用的大尺度难解问题的工程实用算法的大尺度难解问题的工程实用算法系统结构；并行体系系统结构；并行体系嵌入式；信息安全机制嵌入式；信息安全机制人工智能、语言学、图形学、数人工智能、语言学、图形学、数据与知识管理、平台支持据与知识管

14、理、平台支持计算机学科与技术专业的知识领域计算机学科与技术专业的知识领域01.离散结构离散结构(DiscreteStructures-DS)02.程序设计基础程序设计基础(ProgrammingFundamentals-PF)03.算法和复杂性算法和复杂性(Algorithms&Complexity-AL)04.程序设计语言程序设计语言(ProgrammingLanguages-PL)05.计算机结构与组织计算机结构与组织(Architecture&Organization-AR)06.操作系统操作系统(OperatingSystems-OS)07.人人-机交互机交互(Human-Comput

15、erInteraction-HC)08.图形学与可视计算图形学与可视计算(Graphics&VisualComputing-GR)09.智能系统智能系统(IntelligentSystems-IS)10.信息管理信息管理(InformationManagement-IM)11.以网络为中心的计算以网络为中心的计算(Net-CentricComputing-NC)12.软件工程软件工程(SoftwareEngineering-SE)13.数值计算科学数值计算科学(ComputationalScience-CN)14.社会道德和职业问题社会道德和职业问题(Social&ProfessionalIs

16、sues-SP)面向计算机的问题分析面向计算机的问题分析练习与思考练习与思考查阅你本科课程设置，了解与计算机科学与技术查阅你本科课程设置，了解与计算机科学与技术知识领域相关的课程有哪些？查找国外排名较好地学校，调研知识领域相关的课程有哪些？查找国外排名较好地学校，调研其交叉课程的设置情况。其交叉课程的设置情况。大学计算机课程导学课程主页介绍了：为谁开设 最终目标 教学内容 组织形式 考核要求北京理工大学北京理工大学李凤霞课程导学学什么北京理工大学北京理工大学李凤霞我们需要知道：学什么？怎么学？学什么？怎么学？支撑平台信息处理计算文化课程导学学什么我们需要知道：原理概念北京理工大学北京理工大学李

17、凤霞第一讲第二讲第三讲计算机与问题求解信息数字化基础计算机硬件平台第四讲第五讲第六讲第七讲第八讲第九讲第十讲计算机软件平台计算机网络平台多媒体信息处理数据组织与管理计算与计算学科算法与程序设计计算机技术前沿课程导学学什么基础理论系统平台信息处理计算文化技术应用引导创新我们需要知道：学什么 怎么学？课程导学怎么学知识扩展每周一故事每周一故事讲与章节技术相关的故事追求：软件应用每周一案例练与大学需求相关的应用思维训练每周一实验每周一实验视频做与重点难点相关的验证追求：深刻理解启发思维追求：需求牵引 举一反三课程规划课程导学怎么学教学资源虚拟实验：为重点、难点而设计涉及104个知识点让系统结构摸得到

18、让信息流动看得见让原理概念可实现综合应用 验课程导学怎么学教学资源教材：强调大学大学的计算机涉及理论、系统、技术和计算思维能力培养方法目的是启发引导目标是拓展创新理念是思维培养教材资源问题导入-开篇情景问题-章中练习与思考-节后推荐读物章尾拓展学习 实书课程导学怎么学MOOC平台强调自学与交流鼓励参与并协作作业练习讨论答疑互评考试平台学习途径：视频+教材+虚拟实验+练习+讨论+知识扩展+思维训练+软件应用目的在于：培养计算思维，引导创新思维开始吧！大学计算机课程导学我们的课程团队有：讲原理概念的讲系统平台的讲信息处理的讲计算与算法的讲故事的讲软件应用的讲虚拟实验的数字化并不神秘，我们当不断探索，必将会其乐无穷！