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計算機(jī)科學(xué)方法論及計算方式論文
摘要：時代在發(fā)展，科技在進(jìn)步。走在時代前沿的科技互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛宣布自己的企業(yè)即將步入云和移動時代，這也成了公司吸納計算機(jī)科學(xué)專業(yè)人才的優(yōu)勢。能夠?qū)W習(xí)和實現(xiàn)更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，是社會之幸，人類之福。但“云計算”之所以能處于這么高端的前沿地位，不得不說是站在“計算機(jī)科學(xué)”這位巨人肩膀上的。在計算機(jī)科學(xué)中，方法論和計算方式是兩個獨立學(xué)科。前者側(cè)重計算機(jī)科學(xué)的進(jìn)化過程，后者則側(cè)重于解決問題的靈活變通，但兩者又有著不容忽視的關(guān)聯(lián)。認(rèn)識到以上幾點，將計算機(jī)科學(xué)的方法論和計算方式相結(jié)合，這對學(xué)生和相關(guān)學(xué)者在該領(lǐng)域的研究是具有極大意義的。
【關(guān)鍵詞】計算機(jī)科學(xué)；方法論；計算方式
1計算機(jī)科學(xué)方法論的論“道”
計算機(jī)科學(xué)方法論是董榮勝和古天龍聯(lián)手構(gòu)建的學(xué)科體系，研究計算機(jī)性質(zhì)特點和計算方法兩大點。計算機(jī)方法論是一個理論體系，是對計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域認(rèn)知過程的研究，是認(rèn)識計算機(jī)領(lǐng)域的一種工具或方法。上面提到的計算機(jī)科學(xué)方法論的側(cè)重點，可分為計算機(jī)科學(xué)的特點、學(xué)科形態(tài)，歷史及發(fā)展趨勢、學(xué)習(xí)方法、知識體系的結(jié)構(gòu)、分類等。計算機(jī)科學(xué)方法論的學(xué)習(xí)可歸為以下幾點：（1）加強(qiáng)計算機(jī)科學(xué)系統(tǒng)化與科學(xué)化的認(rèn)知。（2）加強(qiáng)計算機(jī)科學(xué)本質(zhì)統(tǒng)一的尋求認(rèn)知。（3）加強(qiáng)計算機(jī)科學(xué)涵蓋內(nèi)容的框架認(rèn)知。（4）加強(qiáng)計算機(jī)科學(xué)方法論和計算方法交集內(nèi)容的關(guān)注認(rèn)知。1984年，ACM的“Computingasadiscipline”報告中提出了計算機(jī)科學(xué)定義矩陣（二維）的概念，并細(xì)化了二維定義矩陣的內(nèi)容，即計算科學(xué)本質(zhì)，這在計算機(jī)科學(xué)發(fā)展史上有著劃時代的意義。計算機(jī)科學(xué)方法論就是以二維定義矩陣為學(xué)科理論基礎(chǔ)的，了解二維定義矩陣應(yīng)當(dāng)從兩方面入手，一是本質(zhì)了解，內(nèi)容有抽象、理論以及設(shè)計，二是分支了解，內(nèi)容是學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域。計算機(jī)科學(xué)方法論更像我們傳統(tǒng)理念中的論“道”。
2計算機(jī)科學(xué)計算方式的論“術(shù)”
計算機(jī)科學(xué)計算方式是在計算機(jī)科學(xué)的理論基礎(chǔ)上解決問題、設(shè)計方案、進(jìn)而達(dá)到目的，更像是一種思維的運(yùn)用。這種計算思維涵蓋范圍極廣，本質(zhì)是抽象的、自動化的。當(dāng)這種思維應(yīng)用到計算機(jī)科學(xué)時，就需要一個介質(zhì)幫它實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)變，即模型。思維計算是方法，計算機(jī)建模是媒介，兩者結(jié)合就是計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，計算方式和計算思維的相互轉(zhuǎn)換。計算機(jī)科學(xué)計算方法有以下特點：（1）計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的計算方法不僅僅是公式，更是一種計算思維的應(yīng)用。（2）計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的計算方法在解決實際問題中靈活多變，與人類相關(guān)聯(lián)，主觀機(jī)動性強(qiáng)。（3）計算機(jī)科學(xué)計算方法和計算機(jī)科學(xué)計算思維是等價的。在“Computingasadiscipline”報告中，矩陣是將理論轉(zhuǎn)換為實際的“框架”，這個“框架”是傳統(tǒng)計算科學(xué)經(jīng)過洗禮后形成的新學(xué)科，橫跨了兩個領(lǐng)域，所以將其命名為二維定義矩陣�！翱蚣堋敝饕芯坑嬎銠C(jī)領(lǐng)域的實踐設(shè)計和其與其它分支領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)。計算機(jī)科學(xué)的計算方式更像我們傳統(tǒng)理念中的論“術(shù)”。
3論計算機(jī)科學(xué)“道”與“術(shù)”的結(jié)合
通過以上介紹，我們可發(fā)現(xiàn)計算機(jī)科學(xué)方法論和計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的計算方法在研究內(nèi)容和科學(xué)愿景上有著驚人的相似。兩者都體現(xiàn)了人類思維運(yùn)用的精妙，以數(shù)學(xué)的形式進(jìn)行公式化、標(biāo)準(zhǔn)化的歸納總結(jié)，演化成科學(xué)技術(shù)構(gòu)造迭代的具體形式，兩者之間有著千絲萬縷的聯(lián)系。數(shù)學(xué)計算是把數(shù)學(xué)當(dāng)做研究工具，表達(dá)事物所處環(huán)境的狀態(tài)、關(guān)系、演變過程，具有抽象性、精準(zhǔn)性、普遍性。計算機(jī)科學(xué)方法論中提到的二維定義矩陣，及計算方式，只是數(shù)學(xué)計算的一小部分。計算機(jī)領(lǐng)域二維定義矩陣和建模都是通過一些數(shù)學(xué)計算將抽象問題簡化，從而解決問題。建模要求嚴(yán)謹(jǐn)，必須能夠真實反映出研究對象的某一局部、側(cè)面，甚至是整體結(jié)構(gòu)的本質(zhì)及演變規(guī)律。這些模型化的手段建立在數(shù)學(xué)方法的理論基礎(chǔ)上，實施過程也與計算機(jī)科學(xué)方法論的抽象、理論、設(shè)計三大學(xué)科要點相得益彰。方法論和計算方式的第二個紐帶是計算機(jī)領(lǐng)域中的科學(xué)系統(tǒng)。科學(xué)系統(tǒng)是數(shù)學(xué)計算的結(jié)果，存在著因果的關(guān)系。數(shù)學(xué)計算在計算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展的歷程中遵循了靈動而不散亂，多變而整體的兩大原則，經(jīng)過無數(shù)次實踐運(yùn)算進(jìn)行優(yōu)化塑造出模型。所以，在千萬個模型的創(chuàng)建過程中，形成了解決各種復(fù)雜問題的方案，即系統(tǒng)科學(xué)或科學(xué)系統(tǒng)。其在計算機(jī)領(lǐng)域的作用共有以下幾點：（1）調(diào)控系統(tǒng)、改造系統(tǒng)、創(chuàng)造系統(tǒng)；（2）集最佳方案與管理手段為一體；（3）在數(shù)據(jù)計算基礎(chǔ)上提供創(chuàng)新思想模型。作為計算機(jī)領(lǐng)域數(shù)學(xué)計算的成果和系統(tǒng)流程方案的集合體，科學(xué)系統(tǒng)中也細(xì)分了很多分析方案。如常用的數(shù)據(jù)信息，功能模擬，整體優(yōu)化等等。但凡種種，都要從系統(tǒng)的組成、效用、結(jié)構(gòu)等要素入手，進(jìn)行例證考察。巧合的是，上面所說的科學(xué)系統(tǒng)中的要素分析也是計算機(jī)科學(xué)方法論中注重的一個大方向。綜上所述，計算機(jī)科學(xué)方法論代表的是計算機(jī)領(lǐng)域的“道”，是對學(xué)科形成理論進(jìn)行相關(guān)研究，側(cè)重點在于理論的塑造過程。計算機(jī)科學(xué)的計算方式代表的是計算機(jī)領(lǐng)域的“術(shù)”，意在解決學(xué)科中各種難題。
4結(jié)語
計算機(jī)科學(xué)的方法論及其計算方式各具特色，卻又相互關(guān)聯(lián)，是“道”與“術(shù)”的相輔相成、相互補(bǔ)充。它們共同的出發(fā)點都是服務(wù)計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，服務(wù)于數(shù)據(jù)信息匯總，服務(wù)于專業(yè)人才的未來就業(yè)，服務(wù)于科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，服務(wù)于社會價值的創(chuàng)造。
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