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　　2．计算机类专业人才四大专业基本能力

　　和其他的专业人员一样，一名合格的计算机专业人才，应该具有一些基本能力，包括交流、获取知识与信息的基本能力、专业基本能力、创新能力、工程实现能力、团队合作能力等，其中专业基本能力是指从事某一专业领域的研究、设计、开发、操作等工作所需要的由专业所限定的能力。

　　计算机专业背靠计算学科。由于计算学科在具有较强的工科特征的同时，还具有理科特征。因此，对计算机专业教育来说，需要突出计算学科的这种工科兼理科这一基本特征。而且对计算机类专业大多数人来讲，应该是以工科特征为主，兼有理科特征。所以，专业所需的思维能力和系统构建等能力是两类在具有差异的，同时更具有相互支撑需要的能力。具体地，可以将计算机类专业人才的专业基本能力归纳为计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力。

　　（1）计算思维能力

　　简单地说，计算思维（Computational Thinking，CTK）的核心是基于计算机考虑问题求解。

　　广义地，可以理解为如何有效地利用计算机技术进行问题的求解。也就是说，在拥有了计算机这个工具后，如何有效地将其用于生产、生活和科学实践活动，提高工作效率，高质量地解决遇到的问题。从这个意义上讲，计算思维能力并不是计算机专业人才的“专利”，而是现代人都应该具备的能力。

　　狭义地，可以理解为如何按照计算机求解问题的基本方式去考虑问题的求解，以便构建相应的算法和基本程序等。也就是如何使计算机具有更强的工作能力。主要包括形式化、模型化描述和抽象思维与逻辑思维能力。计算机专业的人员研究一个问题的求解时，首先要解决问题的表示。需要通过抽象进行形式化，建立适当的模型，然后对此抽象描述进行表示和处理。同时，让计算机系统“独立”实现在对问题的求解之前，还要事先在自身的头脑中“构建”并“运行”各个适当抽象级别上的处理系统（过程）。这类活动的有效进行主要靠计算思维能力来支撑。作为计算系统最基本的“成分”，“程序”具有非物理特性，这种非物理特性要求研究人员具有抽象描述、抽象思维和逻辑思维能力。这些都表明本学科基础分支学科的基本教育原理是抽象第一。从这个意义上讲，计算思维能力是计算机专业人才及计算学科专业人才的重要能力。

　　针对计算机专业人才的培养，我们按照狭义的理解探讨计算思维能力。这样可以认为，计算思维能力主要包括：问题的符号表示、问题求解过程的符号表示、逻辑思维、抽象思维、形式化证明、建立模型、实现类计算、实现模型计算、利用计算机技术等。

　　（2）算法设计与分析能力

　　算法是系统工作的基础，对计算机专业人员是非常重要的。要想成为一名优秀的计算机专业人才，其关键之一就是建立算法的概念，具备算法设计与分析能力。算法设计与分析能力主要指对具有相当规模、较复杂问题求解算法的设计与分析，研究算法的可行性和效率。

　　算法设计与分析能力（Algorithm Design and Analysis，ADA）主要包括：简单算法的设计、复杂算法的设计、简单算法的分析、复杂算法的分析、证明理论结果、开发程序设计问题的解、概念验证性程序开发、确定是否有更优的解等。

　　（3）程序设计与实现能力

　　程序设计与实现包括软件和硬件实现。图灵奖的获得者Wirth的观点认为：“在较高的认识层次上，硬件和软件是一样的”，因为问题的求解最终都可以归结为用一定形式的数据表示物质世界的给定系统，并使用算法通过对这些数据的变换来获得相应的处理结果，只不过载体可能不同。程序设计与实现涉及具体载体下的实现策略、方法、过程，追求相应的社会、经济和技术的可行性、效率、成本、效益等。

　　通常需要掌握适当的语言和程序设计思想与方法，用优质的程序实现算法，包括程序设计、软硬件实现、调试、维护。程序设计与实现能力（Program Design and Implementation，PDI）被归纳为3个能力点：小型程序设计、大型程序设计、系统程序设计。