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发信人: JJason (菜鸟), 信区: Programming
标  题: [转载] 作为学科的计算科学(3)
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年01月08日15:12:46 星期三), 站内信件

发信人: enjoy (null), 信区: Computer_Book
标  题: [转载] 作为学科的计算科学(3)
发信站: 南京大学小百合站 (Mon Dec 23 22:41:19 2002)

【以下文字转载自 D_Computer 讨论区】
【原文由 nude 所发表】

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Translated by MIN Yinghua

Inputed by nude.bbs@bbs.nju.edu.cn

First posted @ bbs.nju.edu.cn
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学科形态(Paradigms)

    籍以从事本领域工作的三种主要形态，或称文化方式，提供了我们定义计算学科的
条件。

    第—个形态是理论(theory)，基于数学，按统一的合理的理论发展过程．包含以
下四个步骤：
    (1)特征化研究对象(定义)；
    (2)假设它们之间可能的天系(定理)；
    (3)确定这些关系是否正确(证明)；
    (4)解释结果。
    数学家们认为，当发现错误和矛盾时，上述过程应该反复进行。

    第二种形态是抽象(abstraction)，或称模型化，基于实验科学方法。按客观现象的研
究过程，包含以下四步：
    (1)形成假设；
    (2)构造模型并做出预言；
    (3)设计实验并收集数据；
    (4)分析结果。
    科学家们希望，当模型的预言与实验结果不符时，这些步骤应该反复进行。虽然这
一形态也可以称为“模型化”或“实验”，但我们仍采用“抽象”一词，因为它在学科
里面比较通用。

    第三种形态是设计(design)，基于工程，按为解决某一个问题而构作系统或装置的
过程，包含以下四步：
    (1)叙述要求；
    (2)给定技术条件；
    (3)设计并实现该系统：
    (4)测试该系统。
    工程师希望，当测试表明当的系统不满足技术条件时，上述步骤须反复进行。

    理论是数学科学的根本：应用数学家们都认为，科学的进展都是基于纯数学的。抽
象(模型化)是自然科学的根本：科学家们相信，科学进展的过程基本上都是形成假设，
然后用模型化过程去求证。类似地，设计是工程的根本：工程师们认为，工程进展基本
上都是提出问题，然后通过设计去构造系统，以解决问题。关于数学、科学、工程三者
哪一个更加重要的许多争论实质上都基于一个假定：三个过程(理论、抽象或设计)的某
一个是最基本的。

    然而，仔细考察计算学科可以发现，关于计算的这三个过程是如此紧密的交织在一
起，以致无法分清哪一个更加基本。有许多例子分别表明，抽象和设计阶段出现了理论；
理论和设计阶段需要模型型化，而理论和抽象阶段，始终离不开设计。

    虽然这三种形态是紧密相关的，但毕竟是三种不同的形态，因为它们代表能力不同
的领域。理论关心的是揭示和证明对象之间相互关系的能力。抽象关心的是应用这些关
系去做出对现实世界的预言的能力。而设计则关心这些关系的某些特定的实现，并应用
它们去完成有用的任务。应用数学家、计算科学家和设计工程师一般具有互不相同的专
长。

    并且，计算领域的人们要研究计算工具，以支持人们需要的信息变换过程。例如，
从设计方面说，复杂的VLSI设计和模拟系统处我们能进行微型电路的有效和正确的设
计，程序设计环境使我们能有效地进行软件设计。从模型化来说．超级计算机能评估
数学模型，并做出对现实世界的预言，网络有助于传播科学实验的成果。从理论来说，
计算机可以做定理证明，检查技术条件的相容性，检查反例，演示测试情况。

    计算处于应用数学、科学和工程三者的主要过程的交叉路口。这三个过程在本学科
是同等重要和基本的，它是理论、抽象和设计三者唯—的交汇点。维护它们的力量是把
实验和设计作为信息变换器的共同兴趣、在这些过程各阶段的计算支持的共同兴趣、和
在有效性方面的共同兴趣。

(感谢阅读，待续)

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※ 修改:．nude 于 Dec 20 11:06:17 修改本文．[FROM: 172.16.2.105]
※ 来源:．南京大学小百合站 bbs.nju.edu.cn．[FROM: 172.16.2.105]
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        一年多没有回家了
        挺怀念老家卖的牛肉
        与哈尔滨的酱牛肉有点像
        吃了几次,但怎么都不是老家那味~~

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.229.69]

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