基于HTML5的计算思维微课设计与实现——数据组织开题报告

 2022-09-24 10:12:42

1. 研究目的与意义

随着计算机的迅速发展,互联网以及应用程序早已走进人们的生活,联合国的一份最新研究报告提到到2014年底,全世界互联网用户数量突破30亿,而这个数字相当于全球人口数量的百分之四十。可见互联网已经在人类生活中扮演着极其重要的角色,甚至已经到了不可或缺的地步。

无论是对于互联网还是应用程序来说数据都是一个很重要的部分,计算机的迅速发展带来的必然是数据量的迅速扩大,所以说数据的组织就显得尤为重要。数据组织是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程。程序构造的基本方法是数据组织 数据处理,数据组织相当于组织和提供各种素材,数据处理则是将这些素材进行加工处理得到最后的成品。所以说如果没有数据组织,程序的编写将变得异常困难,数据的处理也将变得非常困难甚至寸步难行。

计算机知识的更新速度超过了大多数人的想象,这也增大了人们掌握它们的难度。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计,以及人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维的本质是抽象和自动化,可以从很基本的东西不断构造出更加复杂的东西。所以我们将数据组织和计算思维进行结合是具有现实意义的,这将帮助人们更容易地使用计算机。

2. 课题关键问题和重难点

本课题要解决的关键问题:

(1)研究数据组织的出现原因、特性、功能等方,面,深入研究其工作过程。

(2)将数据组织进行通俗化、形象化、生动化,并详细设计展示的过程。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

三、文献综述(或调研报告)

1、前言

随着计算机的发展越来越快,计算机专业的相关内容也越来越深入,这样,计算机专业内容也就离普通人越来越远。现有的计算机书籍对这些只有教科书式的介绍,很枯燥乏味,而这些介绍中也许会有更多的专业独有的名词。这样对于非计算机专业人士和新入门人士将难上加难。所以将这些计算机专业内容进行通俗化、生动化就显得很重要。

2、数据组织的含义和方法

含义

数据组织是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程。程序构造的基本方法是数据组织 数据处理,数据组织相当于组织和提供各种素材,数据处理则是将这些素材进行加工处理得到最后的成品。

方法

数据组织一般分为外存数据组织和内存数据组织两大类。

内存数据组织方法

简单数据组织方法:简单数据组织方法一般用于少量、相互之间没有太大关系的数据组织。

线性数据组织方法:线性数据组织方法一般用于同类的批量数据的组织。

层次数据组织方法:这种方法一般用于具有严格的上下级关系的数据,比如一个单位的行政机构、家谱图等等。

网状数据处理方法:网状数据处理方法是最复杂的一种数据组织方式,这种方法允许任意两个数据时间都可以存在关系。

外存数据组织方法

文件:针对大容量数据,必须将其存储在外存中,为了对这些数据进行有效的管理,操作系统中都提供了相应的文件系统,以文件的方式组织数据。

数据库技术

3、计算思维

人类在认识世界和改造世界的科学活动过程中离不开思维活动。思维的作用不仅是作为个人产生了对于物质世界的理解和洞察,更重要的是思维活动促进了人类之间的交流,从而可以使人类获得了知识交流和传承的能力,这个意义的重要性是不言而喻的。早期人类表达思维结果的方式一定是相当模糊和凌乱的,因此早期人类对于知识的传承是困难和缓慢的。正因为如此,人类对于自身的思维活动很早就开展了研究,并且提出了一些原则,这些原则揭示了思维活动的以下关键特点:1.思维活动的载体是语言和文字,不通过语言和文 字表达出来的思维是无意义的。 2.思维的表达方式必须遵循一定的格式,需要符合一定的语法和语义规则。只有符合语法和语义规则的表 达才能被其他人所理解。 3.为了使别人相信自己的思维结论,必须采取合理的表达方式,说明获得结论的理由,以使别人不去重复 思维的过程而相信你的结论。这就是思维逻辑。

计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计,以及人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维的本质是抽象和自动化。如同所有人都具备读、 写、算能力一样,计算思维是必须具备的思维能力。为便于理解,在给出计算思维清晰定义的同时,周以真教授还对计算思维进行了更细致的阐述:计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法,把一个困难的问题阐释为如何求解它的思维方法。计算思维是一种递归思维,是一种并行处理,是一种把代码译成数据又能把数据译成代码,是一种多维分 析推广的类型检查方法。计算思维是一种采用抽象和分解的方法来控制庞杂 的任务或进行巨型复杂系统的设计,是基于关注点分离 的方法(SoC 方法)。 计算思维是一种选择合适的方式陈述一个问题,或对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法。 计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式,并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法。计算思维是利用启发式推理寻求解答,即在不确定 情况下的规划、学习和调度的思维方法。计算思维是利用海量数据来加快计算,在时间和空间之间、在处理能力和存储容量之间进行折中的思维方法。 在理解计算思维时,要特别注意以下几个问题:像计算机科学家那样去思维意味着远远不止能为计算机编程,还要求能够在抽象的多个层次上思维。计算机科学不只是关于计算机,就像音乐产业不只是关于麦克风一样。计算思维是一种根本技能,是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。计算思维是人类求解问题的一条途径,但决非要使人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷,人类聪颖且富有想象力。是人类赋予计算机激情,反过来,是计算机给了人类强大的计算能力,人类应该好好利用这种力量去解决各种需要大量计算的问题。计算思维是思想不是人造品。计算机科学不只是 将软硬件等人造物呈现给我们的生活,更重要的是计算的概念,它被人们用来求解问题、管理日常生活以及与 他人进行交流和互动。计算机科学在本质上源自数学思维,它的形式化基 础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维,因为我们建造的是能够与现实世界互动的系统。所以计算思维是数学与工程思维的互补与融合。计算思维无处不在,当计算思维真正融入人类活动的整体时,它作为一个问题解决的有效工具,人人都应掌握,处处都会被使用。

4、参考文献

[1]沈军,翟玉庆. 大学计算机基础面向应用思维的解析方法

[2]陈国良,董荣胜. 计算思维与大学计算机基础教育[J]. 中国大学教学,2011,01:7-11 32.

[3]李廉. 计算思维概念与挑战[J]. 中国大学教学,2012,01:7-12.

[4]龚沛曾,杨志强. 大学计算机基础教学中的计算思维培养[J].3 中国大学教学,2012,05:51-54.

[5]战德臣,聂兰顺. 计算思维与大学计算机课程改革的基本思路[J]. 中国大学教学,2013,02:56-60.

[6]李锋,王吉庆. 计算思维:信息技术课程的一种内在价值[J]. 中国电化教育,2013,08:19-23.

[7]蒋宗礼. 计算思维之我见[J]. 中国大学教学,2013,09:5-10.

4. 研究方案

利用HTML5实现四个小部分

(1)首先引入问题:用计算机工作需要程序,而写程序就需要数据组织,那么在程序中究竟是如何进行数据组织的呢。

(2)给出数据组织的两个基本方法,以c 为例:1变量和常量的组织方法、多个同类型量通过数组组织、多个不同类型量通过结构体组织;2将上面的方法联合起来的基本方法为:并列、嵌套、关联指针、绑定引用;

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5. 工作计划

第1~2周:查阅资料,撰写开题报告与外文翻译。

第3周:查阅相关资料,了解本课题的研究前景与开发背景;进行需求分析,进一步细化需求。

第4~5周:详细设计。确定演示方案。

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