### 1.2.1 計算思維的基本原則 計算思維建立在計算機的能力和限制之上，這是計算思維區別于其他思維方式的一個重 要特征。用計算機解決問題時必須遵循的基本思考原則是：既要充分利用計算機的計算和存 儲能力，又不能超出計算機的能力范圍。 例如，能夠高速執行大量指令是計算機的能力，但每條指令只能進行有限的一些簡單操 作則是計算機的限制，因此我們不能要求計算機去執行無法化歸為簡單操作的復雜任務。又 如，計算機只能表示固定范圍的有限整數，任何算法如果涉及超出范圍的整數，都必須想辦 法繞開這個限制。再如，計算機的主存速度快、容量小、靠電力維持存儲，而磁盤容量大、 不需要電力維持存儲但存取速度慢，因此涉及磁盤數據的應用程序必須尋求高效的索引和緩 沖方法來處理數據，以避免頻繁讀寫磁盤。 雖然計算思維有自己的獨特性，但它同時也吸收了其他領域的一些思維方式。例如，計 算機科學家像數學家一樣建立現實世界的抽象模型，使用形式語言表達思想；像工程師一樣 設計、制造、組裝與現實世界打交道的產品，尋求更好的工藝流程來提高產品質量；像自然 科學家一樣觀察系統行為，形成理論，并通過預測系統行為來檢驗理論；像經濟學家一樣評 估代價與收益，權衡多種選擇的利弊；像手工藝人一樣追求作品的簡潔、精致、美觀，并在 作品中打上體現本人風格的烙印。 計算思維是人的思想和方法，旨在利用計算機解決問題，而不是使人類像計算機一樣做 事。作為“思想和方法”，計算思維是一種解題能力，一般不是可以機械地套用的，只能通過 學習和實踐來培養。計算機雖然機械而笨拙，但人類的思想賦予計算機以活力，裝備了計算 機的人類利用自己的計算思維能夠解決過去無法解決的問題、建造過去無法建造的系統。