世界上的一切都可以數(shù)字化并用二進(jìn)制數(shù)表示，大多數(shù)問題都可以計(jì)算。

1 計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)（CS）是一門研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、程序系統(tǒng)（即軟件）、人工智能以及計(jì)算本身的本質(zhì)和問題的學(xué)科。計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門系統(tǒng)學(xué)科，涵蓋與計(jì)算和信息處理相關(guān)的各種主題，從抽象的算法分析、形式語法等，到更具體的主題，如編程語言、編程、軟件和硬件。包括4個主要領(lǐng)域：計(jì)算理論、算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程方法和編程語言、以及計(jì)算機(jī)元件和體系結(jié)構(gòu)。以及軟件工程、人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、并行計(jì)算、分布式計(jì)算、人機(jī)交互、機(jī)器翻譯、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、操作系統(tǒng)以及數(shù)值和符號計(jì)算等一些重要領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)是執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的機(jī)器。大多數(shù)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都基于馮·諾依曼架構(gòu)。其核心思想是“存儲程序、程序控制”。只要指令清晰，輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，程序啟動后就會自動運(yùn)行，結(jié)果也是預(yù)期的。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的一大特點(diǎn)是速度快，每秒可達(dá)到10億條機(jī)器指令（Intel Core i9主頻為5GHz，中國超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)天河二號峰值計(jì)算速度為每秒5.491016次）每秒3.391016次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的連續(xù)計(jì)算速度），使一切成為可能。

2 計(jì)算思維計(jì)算思維（CT）是運(yùn)用計(jì)算機(jī)邏輯和計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念來解決問題和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的思維。它是一種將計(jì)算抽象然后具體化的思維。

2.1 分解復(fù)雜的問題也可以通過將其分解為我們知道如何處理的更小的部分來解決。然后通過解決子問題，逐步解決整個問題。 2.2 抽象思維和模式識別抽象思維是指對問題或數(shù)據(jù)的共同屬性或特征進(jìn)行識別和分類，并總結(jié)或提取特定模式的能力。例如，將實(shí)際的領(lǐng)域問題抽象概括為某種已知的模型或建模（以便使用模型來解決）?？蚣苁且环N準(zhǔn)程序，它抽象了應(yīng)用程序的共同結(jié)構(gòu)特征，并基于某種通用的基本（程序）結(jié)構(gòu)形式來實(shí)現(xiàn)。它結(jié)合了應(yīng)用程序中“不可變”的事物（尤其是基本組件之間）。交互）是固定的并自動提供。數(shù)據(jù)類型是相似數(shù)據(jù)共同特征的抽象。通過數(shù)據(jù)類型的概念，可以對雜亂的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類組織和邏輯化，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。模式識別需要我們觀察數(shù)據(jù)并找到相同的模式、趨勢和模式。 2.3 算法思想算法是解決問題或執(zhí)行任務(wù)所需的一系列步驟。開發(fā)算法時，首先使用分解方法將問題分解為小部分，然后找到相同的信息或模式，過濾掉不重要的細(xì)節(jié)，捕獲主要信息，最后使用有序的步驟局部地解決問題。算法中的每一步都必須精確、明確且無錯誤。盡管領(lǐng)域問題是多種多樣且不斷變化的，但問題的解決方案（或獲得解決方案的思維）是有規(guī)律的，特別是在特定計(jì)算機(jī)環(huán)境的附加約束下。這些解決問題的固定套路可以稱為算法思想。 2.3.1分而治之的思想面對現(xiàn)實(shí)世界和問題的復(fù)雜性，我們需要有把大事分成小事、分而治之的思想。例如，算法分治法、貪心法、動態(tài)規(guī)劃法、遞歸等都是分治思想的全部或全部體現(xiàn)。計(jì)算機(jī)科學(xué)最重要的表現(xiàn)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次抽象和模塊化分解。

分而治之的思想在各種算法中無處不在，比如歸并排序。當(dāng)一組數(shù)據(jù)分解為只有一個數(shù)據(jù)時，必須是有序的，然后兩兩合并，形成整體有序（遞歸分解、遞歸合并）。例如，快速排序還遞歸地保持?jǐn)?shù)據(jù)的前一段和下一段相對有序。二分查找也是分治法的一種應(yīng)用。將線性數(shù)組組織成左右有序的二叉查找樹或者自上而下的有序堆來實(shí)現(xiàn)二分查找，也是分而治之思想的一種應(yīng)用。遞歸思維通常涉及將問題分解為可以直接解決的規(guī)模，然后逐步回歸以解決最終或整體解決方案。

基于遞歸思想，C++語言通過指針的概念提供了一種稱為函數(shù)指針的特殊數(shù)據(jù)類型，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)一，推導(dǎo)出程序就是數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)就是程序的計(jì)算思維本質(zhì)。

2.3.2 解空間枚舉或遍歷的思想

2.3.2.1 線性結(jié)構(gòu)解空間的暴力枚舉。 2.3.2.2 非線性結(jié)構(gòu)解空間的遍歷（基于二維規(guī)則窮舉），如回溯法（DFS輔助）、分支定界法（BFS輔助）等都屬于此類。

2.3.3迭代思維，例如計(jì)算中的表達(dá)式可以用舊值不斷迭代新值，計(jì)算機(jī)科學(xué)中程序的迭代開發(fā)和版本的不斷迭代。 2.3.4 遞歸思維，解決問題消除了正向推理，有時逆向推理可能會更容易。

3 編程編程就是針對特定問題或任務(wù)，以計(jì)算思維為指導(dǎo)，以編程語言為工具，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并用編程語言進(jìn)行描述。編程過程通常包括問題、任務(wù)或需求分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)、程序編寫、測試、調(diào)試、優(yōu)化迭代等不同階段。

4 三者關(guān)系計(jì)算機(jī)科學(xué)------計(jì)算思維------編程(------理論----------------實(shí)踐- - ----) 做什么如何用計(jì)算機(jī)來做如何使用一些通用方法或算法來做。如何用特殊的編程語言進(jìn)行編碼。完