MATLAB和Simulink计算思维

计算思维是制定问题及其解决方案的过程。虽然它的根源是计算机科学，但很多额外的学科已经将计算思维作为一种必要的、基本的方法来教育本科生甚至K-12阶段的学生。

计算思维包括在用编程语言或其他可运行的应用软件来表达数学、科学和工程问题时应用传统的计算机编程技术。思考者的想法以一种可重用和可维护的形式被表达和捕获，计算机可以产生解决方案。例如，计算思维在工作时地球科学家建立数学模型预测气候变化或地震活动的影响。同样的,神经科学家使用算法来分析信号数据通过脑电波和肌肉运动来设计最佳的假体。在这两种情况下，他们都使用计算模型来表达科学和工程概念。

近年来，在多个科学和数学学科的教育家，如地球科学，生物学,物理美国国家科学基金会(NSF)、美国国立卫生研究院(NIH)、欧盟(EU)和其他以科学为重点的组织资助了大量工作，以改变他们的课程、课程，甚至整个部门纳入应用计算。他们的共同目标是将计算思维最佳实践和软件工具融入教学、思考、学习，并最终融入工作场所，如气象研究站、金融投资公司以及专注于自动驾驶和先进决策支持技术的公司。

通过计算思维，学生可以用逻辑的、可扩展的方式解决大大小小的问题。如图1所示，计算思维框架由四个主要过程和技巧组成¹：

1. 分解:把大的、复杂的问题分解成更小的、更易于管理的、可以解决的问题
2. 模式识别:注意问题之间的相似之处以及之前解决问题的方法
3. 抽象:识别不相关的信息，只关注对解决问题重要的信息
4. 算法:设计简单，可扩展的步骤来解决系列中更小，更易于管理的问题

灌输计算思维能力需要与相关科学和数学课程相匹配的软件工具，包括相关的家庭作业和研究项目。软件必须与学生一起成长，因为他们的量化和编程技能都在发展。计算思维的操作化包括以下任务数据分析，算法开发，模型设计,代码生成．

MATLAB^®而且动态仿真模块^®支持并启用这些计算思维任务，以及相关的应用程序，例如计算金融而且生物学；数据分析,包括机器学习而且深度学习；而且信号处理而且图像处理．

1“计算思维入门”，Bitesize, BBC, 2018年10月。https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zp92mp3/revision/1．