计算机是人的一种工具，最初和算盘类似，都是便于计算。人类社会在发展过程中，特别是近几千年，不断的高度集中化和复杂化，产生的信息量也指数级增长，对计算工具的要求同样水涨船高，进而使简单的算盘演变成现代计算机。现代计算机有三大功能，分别是数值计算、逻辑运算和存储记忆功能。从最简单的算盘出发，这种计算机的本质是什么呢？人为的通过信息输入实现信息的处理和输出，讲人话就是需要我们人为的输入信息，以珠算口诀作为规则，实现要求的计算，最后得到我们看到的珠算结果，也就是说，计算机需要有能量才能工作，需要信息的控制才能工作。类似算盘，现代计算机同样是这样的情况，只是我们可以设定相关的程序，让电脑自己计算。本文主要讲述两个知识点，以方便大家认识计算机，分别是计算机的发展历程和计算思维体系，以便更好理解现代计算机衍生出来的一系列事物。知识点一：计算机的发展历程图1 计算机发展历程现代计算机的发展距今不到100年，其速度之快超乎想象，而且计算机的发展逐渐甚至彻底改变人们的生活，使得人与人，人与物之间的关系变的奇特，加快了人类对自然世界的改造和人类社会规律的认识。计算机才发展到第四代，从1946年电子管计算机的发展，系统从庞大的外设到如今掌上电脑大小，已经有质的提升。1936年，图灵提出的图灵机理论奠定了计算机的基础，所谓的图灵机，是一种数学模型，它告诉人们，如何利用信息控制机械，实现计算。也就是说，计算的本质是一种机械运动，但它需要信息（指令）控制。这种本质直到今天都没有改变，至于计算是如何通过机械运动实现的，这就涉及到香农的一项发明—开关电路。今天所有的集成电路里面其实都是各种各样的开关电路，神奇的开关电路，形成了0和1两种状态，通过这两种状态有序的排列组成了今天的计算机底层运算逻辑。图2 神奇的开关电路计算机的发展从能量角度来看，是不断提高能量利用率的过程，从体积来看是不断将系统微型化，系统化的过程。基础设施的发展，比如电子管，晶体管，集成电路，大规模集成电路的发展使得计算机飞速发展，而摩尔定律的提出（集成电路的性能每两年就会翻一番），将整个产业界推向了现代计算机的高潮。随着大数据，人工智能的发展，计算机逐步在转向人工智能计算机的发展，虽然现在只是研制和理论突破方向，相信随着技术的发展，这将是一件非常诱人的工具，能极大的改变人类社会，丰富我们已有的精神世界。人类发展的历程就是从宏观和微观两个极端方向去突破限制，以达到我们人类社会认识的边界，那么科学家和工程师们是怎么做到这一点的呢？简单地讲就是用信息置换能量。根据计算机发展历程，总结为以下四点：计算机本身是计算工具；基础设备的发展促进系统的发展；设备的微型化，集成化是系统成熟的标志；技术和理论的突破是新生代产品诞生的前提条件。知识点二：计算思维体系考虑下面日常生活中的事例：当你女儿早晨去学校时，她把当天需要的东西放进背包，这就是预置和缓存；当你儿子弄丢他的手套时，你建议他沿走过的路寻找，这就是回推；在什么时候停止租用滑雪板而为自己买一付呢？这就是在线算法；在超市付账时，你应当去排哪个队呢？这就是多服务器系统的性能模型；为什么停电时你的电话仍然可用？这就是失败的无关性和设计的冗余性；完全自动的大众图灵测试如何区分计算机和人类，即CAPTCHA程序是怎样鉴别人类的？这就是充分利用求解人工智能难题之艰难来挫败计算代理程序。---来自百度百科结合日常生活，将计算思维的方式和方法运用起来，一方面可以指导和理解社会化问题，另外一方面可以加强我们对计算思维的理解。计算思维的方法新起，从宏观角度看是随着计算机科学的发展，展示出来的解决问题的一种方式，图3中可以看出计算机形成和计算思维的关系，将社会和自然的计算表达和推理抽象出来，用社会和自然所接受的形式体现计算及结果。图3 计算机形成和计算思维转换计算思维是数理思维发展到一定程度的高级形态，是把一个看起来困难的问题通过问题的分析分解、联想等方法，分解成一个个简单、具体的问题。它对人思维能力的要求相比数理思维要更高。将计算思维分开，可以将其描述成一种解决问题的方式，从分析问题，规律、模式识别，将问题抽象化和算法开发和执行等几个步骤。图4 计算思维的过程举个例子：假设在现在你需要为4人家庭做一餐晚饭,要求有汤有素菜有荤菜，你应该怎么做？这个日常的生活问题可以运用“计算思维”去理解或解决：1、分析问题——分析确定要做什么菜，要有肉、素、汤，列举要做什么菜，比如做炖鸡汤，西红柿炒鸡蛋、爆炒羊肉、白灼菜心等几个菜，这些菜需要购买什么食材；2、规律、模式识别——明确几道菜的做法和规律，羊肉要爆炒，出锅很快，白灼菜心也是快手菜，炖鸡汤需要时间，小火慢炖，西红柿炒鸡蛋需要事先打好鸡蛋，时间适中，他们大多数都需要油、盐、葱等佐料。3、将问题抽象化——为了避免菜凉，几道菜都要差不多时间出锅，所以需要将菜品制作按时间排序，抽象为排序问题。4、算法开发和执行——最后列明制作菜品的一些细节，化为清晰明确的流程并执行，切鸡肉、姜——炖鸡汤——切蒜、葱、羊肉腌制——打鸡蛋、切西红柿、洗菜心等等。就这样，准备家庭晚餐的日常问题，就应用计算思维解决了。（以上案例来自文章《人人都应具备的“计算思维”——21世纪核心技能之一》）计算思维不是一门学科，而是一种解决问题的方法，这种思维是将问题分解，并且利用所掌握的计算知识找出解决问题的办法。无论你是学校的学生还是资深的职业人士，无论你进行科学探索，还是从事文学艺术创作，计算思维都能助你一臂之力。计算机科学是计算的学问，它研究什么是可计算的，怎样去计算。
计算机思维的本质是抽象与自动化，特点是形式化、程序化和机械化。计算思维的6个特征如下：
(1)概念化，不是程序化。
计算机科学不是计算机编程，像计算机科学家那样去思维意味着远不止于计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维。
(2)根本的，不是刻板的技能。
根本技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的；刻板技能意味着机械地重复。
(3)是人的，不是计算机的思维方式。
计算思维是人类求解问题的一条途径，并不是要使人类像计算机那样去思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪颖且富有想象力，是人类赋予了计算机激情。
(4)数学和工程思维的互补和融合。
计算机科学在本质上源自数学思维，因为像所有的科学一样，其形式化基础建于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，基本计算设备的限制迫使计算机科学家必须计算性地思考，不能只是数学性地思考。
(5)是思想，不是人造物。
不只是软件、硬件等人造物以物理形式到处呈现并时时刻刻触及人们的生活，更重要的是接近和求解问题、管理日常生活、与他人交流和互动，计算的概念无处不在。
(6)面向所有的人，所有地方。
当计算思维真正融入人类活动，以至于不再表现为一种显式哲学时，它将成为一种现实。
