小議計(jì)算思維對(duì)信息技術(shù)推動(dòng)的作用

張乃文

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入，信息技術(shù)水平成為評(píng)價(jià)世界各國(guó)綜合實(shí)力的一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算思維是信息時(shí)代下衍生的一種科學(xué)思維邏輯，是幫助人類通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備理性分析數(shù)據(jù)解決問題的方法，因此計(jì)算思維與信息技術(shù)關(guān)系密切。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維 信息技術(shù) 作用

1計(jì)算思維的基本內(nèi)涵與主要特點(diǎn)

自從1980年美國(guó)麻省理工學(xué)校提出計(jì)算思維這一概念后，在世界引發(fā)了很大的熱潮，專家學(xué)者對(duì)計(jì)算思維的定義各不相同，在這些論文中我們總結(jié)出了計(jì)算思維的本質(zhì)：計(jì)算思維是利用邏輯思維將問題抽象化，通過信息技術(shù)解決實(shí)際問題的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的主要特點(diǎn)是抽象性、邏輯性以及自動(dòng)性[1]。不同于圖靈時(shí)代的思維模式，信息時(shí)代下要求的思維模式是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的，要將實(shí)際問題抽象成代碼模型，排除情感因素，邏輯思考，進(jìn)而形成了一套自動(dòng)化的操作系統(tǒng)。這就是計(jì)算思維衍生的過程，也是其具備的主要特點(diǎn)。

2計(jì)算思維與信息技術(shù)的潛在聯(lián)系

2.1 計(jì)算思維是信息技術(shù)發(fā)展根基

信息技術(shù)是圍繞人類社會(huì)發(fā)展而產(chǎn)生的，是人類為了便捷生活、提高效率、認(rèn)識(shí)世界而研發(fā)的新技術(shù)，既是信息時(shí)代的產(chǎn)物，也是推動(dòng)時(shí)代進(jìn)步的密鑰。信息技術(shù)依賴于計(jì)算機(jī)解決問題，而計(jì)算思維則是提供了更加高效智能使用計(jì)算機(jī)的一種思維模式。其核心思想是將技術(shù)發(fā)展中的計(jì)算統(tǒng)計(jì)問題通過計(jì)算思維化繁為簡(jiǎn)、更加高效的解決。在對(duì)中國(guó)知網(wǎng)統(tǒng)計(jì)的論文來看，有83%的論文將計(jì)算思維和信息技術(shù)聯(lián)系到了一起，更是有59.71%的論文中提出了計(jì)算思維是信息技術(shù)的根基這一論點(diǎn)。這種現(xiàn)象尤其以2014年之后更為顯著，探索描述兩者關(guān)系的文章在2014年達(dá)到了26篇，較前一年增長(zhǎng)了136.36%。朱亞宗教授更是將計(jì)算思維列為信息時(shí)代三大素養(yǎng)之一。雖然計(jì)算思維近幾年才受到關(guān)注，但計(jì)算思維在人類社會(huì)進(jìn)步中一直起著關(guān)鍵性作用。由此可見，計(jì)算思維是信息技術(shù)的核心素養(yǎng)，也是信息技術(shù)的發(fā)展根基[2]。

2.2 信息技術(shù)是計(jì)算思維價(jià)值表現(xiàn)

2017年國(guó)家工信部出臺(tái)了《中國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)白皮書》，可以從中發(fā)現(xiàn)我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，全國(guó)信息技術(shù)行業(yè)規(guī)模較前期增長(zhǎng)了13.9%，總利潤(rùn)5.5萬億元，增速達(dá)16%，市場(chǎng)占比提高了近3個(gè)百分點(diǎn)。作為信息技術(shù)的發(fā)展根基，計(jì)算思維引導(dǎo)人類的思想認(rèn)知不斷貼近信息技術(shù)，帶領(lǐng)人類不斷深入開拓創(chuàng)新，是當(dāng)代最具價(jià)值的核心素養(yǎng)。計(jì)算思維的價(jià)值在信息技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展、壯大的過程中得到了體現(xiàn)，每一次信息技術(shù)領(lǐng)域取得的成功都是借助計(jì)算思維的推動(dòng)作用[3]。

2.3 計(jì)算思維與信息技術(shù)相互依存

2012年教育部正式下發(fā)了以計(jì)算思維為主體的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)項(xiàng)目，全國(guó)已有150所高校開設(shè)了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，著力培養(yǎng)年輕一代的計(jì)算思維能力。這一學(xué)科是將數(shù)學(xué)和信息結(jié)合起來通過計(jì)算機(jī)處理問題的專業(yè)。計(jì)算思維對(duì)解決專業(yè)中的數(shù)學(xué)問題、數(shù)據(jù)計(jì)算問題都有很大的輔助作用。與此同時(shí)，學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)中不斷的拓展計(jì)算思維的深度，延伸其應(yīng)用領(lǐng)域。由此可見，計(jì)算思維是信息技術(shù)的發(fā)展根基，信息技術(shù)是計(jì)算思維的價(jià)值表現(xiàn)，兩者相互作用，共同推動(dòng)時(shí)代的向前發(fā)展。

3 計(jì)算思維對(duì)信息技術(shù)的推動(dòng)作用

3.1 提高信息數(shù)據(jù)的處理效率

運(yùn)行速度一直是信息技術(shù)不斷追求提升的關(guān)鍵，如何在保證準(zhǔn)確度的同時(shí)提高信息數(shù)據(jù)的處理效率是信息技術(shù)發(fā)展中的難題。比如2018年的雙十一不光實(shí)現(xiàn)了2135億的收益，還保證了每個(gè)用戶的使用體驗(yàn)。零點(diǎn)時(shí)段3000萬人的同時(shí)訪問竟沒有造成服務(wù)器癱瘓，阿里技術(shù)對(duì)此給出了解密—《十年牧馬記》。報(bào)告中清楚的說明了阿里技術(shù)通過計(jì)算思維不斷提高大數(shù)據(jù)處理效率的方法，運(yùn)用計(jì)算思維改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式，將處理速度提高到了4.72億條/秒。由此可見，計(jì)算思維是提高信息技術(shù)運(yùn)算能力的強(qiáng)有力武器。

3.2 拓寬信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該是生產(chǎn)生活的各個(gè)行業(yè)，無論是工業(yè)中的自動(dòng)生產(chǎn)線還是農(nóng)業(yè)中的大棚無土栽培、以及日常生活中的人工智能，都需要應(yīng)用信息技術(shù)。在2018年10月18日召開的“U10大數(shù)據(jù)價(jià)值峰會(huì)”上，工程院院士倪光南指出我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展水平位于第二梯隊(duì)，較發(fā)達(dá)國(guó)家仍有不足，主要體現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域的狹窄上，新一代信息技術(shù)并沒有與我國(guó)傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合起來，需要拓寬信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。這就需要我們運(yùn)用計(jì)算思維，理性分析傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，用0/1的二進(jìn)制代碼把傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展方向與信息技術(shù)緊密結(jié)合起來。由此可見，計(jì)算思維對(duì)拓寬信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域起到了決定性作用。

3.3 解決應(yīng)用層面的實(shí)際問題

信息技術(shù)的研究是為了解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題，僅僅止步在理論階段的信息技術(shù)水平對(duì)人類發(fā)展并無幫助?？茖W(xué)思維是幫助信息技術(shù)從理論走向?qū)嶋H的關(guān)鍵，通過科學(xué)思維，可以將實(shí)際問題抽象化，更好的用邏輯思維解決問題。比如物理專業(yè)的量子力學(xué)，學(xué)生要在大腦中分析量子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，單純的運(yùn)算并不能解決微觀世界的力學(xué)問題。計(jì)算思維的運(yùn)用還可以幫助人類攻克很多技術(shù)難題，比如人工智能的應(yīng)用，生產(chǎn)工具正是因?yàn)橛杏?jì)算思維做基礎(chǔ)，才能具有人的智慧性。

4 結(jié)語

綜上所述，計(jì)算思維是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的核心思想，是解決數(shù)學(xué)、物理等偏重邏輯思維的學(xué)科問題的輔助思想。只有將計(jì)算思維跟信息與計(jì)算科學(xué)的專業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合起來，才能保證人才具備解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)而推動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算科學(xué)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 范文翔，張一春，李義.國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維研究與發(fā)展綜述[J].黑遠(yuǎn)程教育雜志，2018（02）.

[2] 賀軍.信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J].數(shù)字通信世界，2018（06）.

[3] 張立國(guó).計(jì)算思維：信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究，2018（05）.