計算機帶來的思維與前沿技術計算機帶來的思維與前沿技術

1計算機帶來的思維與前沿技術

1.1計算機帶來的思維方式

1.計算思維（1）計算思維的定義。計算機和信息科技的普及實際上是在全社會傳播一種計算思維（computationalthinking），是當前一個頗受關注的涉及計算機科學本質問題和未來走向的基礎性概念。計算思維作為一種重要的思維方式，與理論思維、實驗思維共同構成了科學思維的全部內容。美國卡內基梅隆大學的周以真教授（JeannetteM.Wing）首先給出了“計算思維”的定義：運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。

提示：計算思維雖然有著計算機科學的許多特征，但是計算思維本身卻并不是計算機科學的專屬。實際上，即使沒有計算機，計算思維也在逐步地發展，并且有些內容與計算機并沒有關系。但是，正是計算機的出現，給計算思維的研究和發展帶來了根本性的變化。計算思維是一種普適的思維，是概念化思維、人的思維、數學和工程互補融合的思維、面向所有人的思維，同時是現代信息社會中每個人的基本技能。

1.1計算機帶來的思維方式（2）計算思維的本質。計算思維強調一切皆可計算，從物理世界到人類社會模擬，從人類社會再到智能活動，都可認為是計算的某種形式。計算思維最根本的內容，即其本質（essence）是抽象（abstraction）和自動化（automation）。（3）計算思維的特性。計算思維的特性主要表現在以下幾個方面：①概念化，不是程序化。計算機科學不是計算機編程。像計算機科學家那樣去思維意味著遠遠不止能為計算機編程，還要求能夠在抽象的多個層次上思維。②基礎的，不是機械的技能。基礎的技能是每一個人為了在現代社會中發揮職能所必須掌握的。生搬硬套之機械的技能意味著機械的重復。具有諷刺意味的是，只有當計算機科學解決了人工智能的宏偉挑戰——使計算機像人類一樣思考之后，思維才會變成機械的生搬硬套。③人的，不是計算機的思維。計算思維是人類求解問題的一條途徑，但絕非試圖使人類像計算機那樣思考。與枯燥且沉悶的計算機相比，人類聰穎且富有想象力。使用計算思維控制計算設備，用人類自己的智慧去解決那些計算時代之前不敢嘗試的問題，實現一種“只有想不到，沒有做不到”的境界。④數學和工程思維的互補與融合。計算機科學在本質上源自數學思維，因為像所有的科學一樣，它的形式化解析基礎筑于數學之上。計算機科學又從本質上源自工程思維。基本計算設備的限制迫使計算機學家必須計算性地思考，不能只是數學性地思考。

1.1計算機帶來的思維方式

2.互聯網思維（1）認識互聯網思維。隨著互聯網技術作為工具的逐步發展，越來越多的商業形態受到互聯網的沖擊。當這種沖擊不斷加深和變革不斷加劇的時候，互聯網就不再僅僅是一種技術，而是逐漸演變成為一種思維范式，即互聯網思維。這種思維是在（移動）互聯網、云計算、大數據等科技不斷發展的背景下，對市場、用戶、產品、企業價值鏈乃至整個商業生態進行重新審視的思考方式。提示：不是因為有了互聯網，才有了互聯網思維，而是因為互聯網的出現和發展，使得這些思維得以集中爆發。互聯網正在成為現代社會真正的基礎設施之一，就像電力和道路一樣。互聯網不僅僅是用來提高效率的工具，是構建未來生產方式和生活方式的基礎設施，更重要的是，互聯網思維成為一切商業思維的起點。

1.1計算機帶來的思維方式（2）互聯網思維本質。互聯網思維的本質是商業回歸人性。互聯網的發展，讓互動變得更加高效，包括人與人之間的互動，也包括人機互動。Web1.0時代，是門戶時代，具體代表有新浪、搜狐、網易等門戶網站；Web2.0時代，是搜索、社交時代，典型產品有博客、微博等；Web3.0時代，大互聯時代，典型特點是多對多交互。從目前發展來看，現在僅僅是大互聯時代的初期，真正的3.0時代是基于物聯網、大數據和云計算的智能生活時代，是一個“以人為本”的思維指引下的新商業文明時代。互聯網思維，更注重人的價值。基于互聯網的商業模式建立在平等、開放的基礎上，是真正的以人為本的經濟，是一種人性的回歸，讓商業真正回歸人性。

1.1計算機帶來的思維方式（3）互聯網思維模型。互聯網的發展，使得大數據、云計算、社會化網絡等技術成為基礎設施，用戶和品牌之間得以更加便捷地連接和互動，不再只是銷售或服務人員去面對終端用戶，用戶越來越多地參與到廠商的價值鏈條各個環節。因此，在互聯網時代，為了更快、更好地滿足用戶需求，傳統的價值鏈模型就會被互聯網技術和思維進行重構。在重構過程中，產生了互聯網思維模型，具體體現在以下幾個方面：①用戶思維。在價值鏈各個環節中都要“以用戶為中心”去考慮問題，只有深度理解用戶才能生存，沒有認同，就沒有合同。在“以用戶為中心”的互聯網時代，消費者的話語權日益增大，并且影響著企業各環節的決策，以小米為代表的新經濟企業，使得用戶越來越廣泛地參與到產品研發和品牌建設環節之中。可以說，用戶思維是所有互聯網思維的核心，沒有用戶思維，也就不可能領悟好其他思維。②簡約思維。互聯網時代，信息爆炸，用戶的耐心越來越不足，所以，必須在短時間內抓住用戶。簡約思維也即大道至簡，越簡單的東西越容易傳播，同時，在產品設計方面，要做減法，即外觀要簡潔，內在的操作流程要簡化。

1.1計算機帶來的思維方式③極致思維。極致就是超越用戶想象，極致思維就是把產品、服務和用戶體驗做到極致，超越用戶預期。在互聯網時代，只有產品和服務給消費者帶來的體驗足夠好，才可能真正地抓住消費者，贏得人心，這就是一種極致思維的體現。④迭代思維。“敏捷開發”是互聯網產品開發的典型方法論，以用戶為核心、迭代、循序漸進，允許有所不足，不斷試錯，在持續迭代中完善產品。迭代思維中有兩個點：一個是“微”，一個是“快”。“微”，要從細微的用戶需求入手，貼近用戶心理，在用戶參與和反饋中逐步改進；“快”，要求及時、實時關注消費者需求，快速地對消費者需求做出反應，從而使產品更貼近消費者。⑤流量思維。流量意味著體量，體量意味著分量。互聯網產品，大多用免費策略極力爭取用戶、鎖定用戶，只要用戶活躍數量達到臨界點，就會質變，從而帶來商機或價值。注意力經濟時代，先把流量做上去，才有機會思考后面的問題，否則連生存的機會都沒有。

1.1計算機帶來的思維方式⑥社會化思維。社會化商業的核心是網，公司面對的客戶以網的形式存在，這將改變企業生產、銷售、營銷等整個形態。社會化思維要求利用好社會化媒體，一定要站在用戶的角度，以用戶的方式和用戶溝通，同時，關注眾包協作。提示：眾包是以“蜂群思維”和層級架構為核心的互聯網協作模式。維基百科就是典型的眾包產品。另外，小米手機在研發中讓用戶深度參與，實際上也是一種眾包模式。⑦大數據思維。大數據思維是對大數據的認識，對企業資產、關鍵競爭要素的理解。用戶在網絡上一般會產生信息、行為、關系3個層面的數據。這些數據的沉淀，有助于企業進行預測和決策。一切皆可被數據化，企業必須構建自己的大數據平臺，小企業也要有大數據。大數據核心不在大，而在于數據挖掘和預測。

1.1計算機帶來的思維方式

⑧平臺思維。互聯網的平臺思維就是開放、共享和共贏的思維，平臺模式最有可能成就產業巨頭。平臺模式的精髓，在于打造一個多主體共贏互利的生態圈，將來的平臺之爭，一定是生態圈之間的競爭。百度、阿里、騰訊三大互聯網巨頭圍繞搜索、電商、社交各自構筑了強大的產業生態，所以后來者如360其實是很難撼動的。當企業不具備構建生態平臺的實力時，就必須思考怎樣利用現有的平臺。在企業內部，平臺思維同樣會影響企業的組織變革，將企業內部打造成“平臺型組織”，包括阿里巴巴25個事業部的分拆、騰訊六大事業群的調整，都旨在發揮內部組織的平臺化作用，內部平臺化就是要變成自組織而非他組織，自組織是自己來創新。⑨跨界思維。互聯網和新科技的發展，導致很多產業邊界變得模糊，互聯網企業已無孔不入，如零售、圖書、金融、電信、娛樂、交通、媒體等。掌握了用戶和數據資產，就可以參與到跨界競爭，跨界變得越來越普遍。阿里巴巴、騰訊相繼牽頭設立銀行，小米做手機、又做電視，是因為它們一方面掌握著用戶數據，另一方面又具備用戶思維，攜“用戶”以令諸侯，從而贏得跨界競爭。

1.2互聯網環境下的前沿技術

1.云計算（1）云計算的本質。Google、IBM和亞馬遜在2005年提出了云計算的概念，雖然當時這3家對云計算的理解完全不同：IBM是為了賣設備；Google是因為有大量用戶，希望將用戶的應用都搬到網上；亞馬遜則是希望出售計算能力給各個商家和網站。雖然IBM、Google和亞馬遜各有各的特點和市場，但是其目標是通過互聯網共享服務。因此，云計算的本質體現在以下兩個方面：①云計算保證用戶可以隨時隨地訪問和處理信息，并且可以非常方便地與人共享信息。②云計算保證用戶可以使用大量在云端的計算資源，包括處理器CPU和存儲器（包括內存和磁盤），而不需自己購置設備。云計算本身是一個非常復雜的系統工程，它的應用首先離不開巨型數據中心的建設和全球高速光纖主干網的鋪設，這就好比電的普及離不開發電廠和輸電網一樣。因此，云計算的普及要涉及技術、工程和法律等多方面。

1.2互聯網環境下的前沿技術

（2）對IT產業鏈的顛覆。云計算在全社會的普及將從根本上顛覆IT的產業鏈。傳統的IT產業鏈仍以WinTel（Windows+Intel）為主線，以互聯網為輔線。但是，隨著云計算的推廣，WinTel會受到嚴重的沖擊。現在，一些可上網的終端，包括幾乎所有的智能手機、平板電腦、部分上網本采用的都不是英特爾的CPU，而是所謂的基于ARM的CPU。與此同時，一些復雜的大型計算，可以在云計算環境中瞬間得以完成。目前，個人用戶的PC銷量，尤其是臺式機的銷量已經在急劇下降，而平板電腦和筆記本電腦越來越受歡迎。與此同時，隨著云概念的普及，新的產業生態鏈將會形成。例如，基于互聯網開發的公共平臺將會變得越來越重要，在某種程度上替代原來操作系統的作用。

1.2互聯網環境下的前沿技術

2.物聯網物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信。具體而言，物聯網是通過射頻識（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網架構可分為3層，包括感知層、網絡層和應用層。（1）感知層。由各種傳感器構成，包括溫濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源。（2）網絡層。由各種網絡，包括互聯網、廣電網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，是整個物聯網的中樞，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。（3）應用層。應用層是物聯網和用戶的接口，與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。

1.2互聯網環境下的前沿技術目前，物聯網可應用在地震監測、礦井安全、倉庫監控、精細農業、森林火災監控、目標定位與跟蹤、醫療狀況監控等領域。物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。在這個整合的網絡當中，存在能力超級強大的中心計算機集群，能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制。在此基礎上，人類可以以更加精細和動態的方式管理生產與生活，達到“智慧”狀態，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。

1.2互聯網環境下的前沿技術

3.移動互聯網移動互聯網是互聯網與移動通信各自發展后互相融合的新興市場，其核心是互聯網，是桌面互聯網的補充和延伸。目前，智能終端（硬件）、信息服務（軟件）、通信技術（媒介）三者的共同發展，構成了今天的移動互聯網生態鏈。移動互聯網是一種面向用戶的思維，它沒有顛覆傳統行業，只是促使傳統行業朝大多數人期望的方向去發展。移動互聯網與傳統行業的融合發展如圖1-9所示。

1.2互聯網環境下的前沿技術

1.2互聯網環境下的前沿技術移動互聯網相對于傳統互聯網的最大特點是隨時隨地和充分個性化。移動用戶可隨時隨地方便地接入無線網絡，實現無處不在的通信能力；移動互聯網的個性化表現為終端、網絡和內容/應用的個性化，互聯網內容/應用個性化表現在采用社會化網絡服務（SNS）、博客、聚合內容（RSS）、Widget等Web2.0技術與終端個性化和網絡個性化相互結合，使個性化效應極大釋放。

1.2互聯網環境下的前沿技術

4.大數據隨著云計算技術的發展，互聯網的應用越來越廣泛，以微博和博客為代表的新型社交網絡的出現和快速發展，以及以智能手機、平板電腦為代表的新型移動設備的出現，計算機應用產生的數據量呈現爆炸性的增長，最終形成大數據。（1）大數據的概念及特征。對于大數據的概念，目前來說并沒有一個明確的定義。經過多個企業、機構和數據科學家對于大數據的理解闡述，雖然描述不一，但都存在一個普遍共識，即大數據的關鍵是在種類繁多、數量龐大的數據中，快速獲取信息。一般而言，大數