コンピュータサイエンスの基本的な事実とワークシート

コンピュータサイエンス コンピュータの一般的な研究です。アルゴリズム、プログラミング、データ構造、設計、アーキテクチャなどの重要な概念をカバーしています。コンピュテーショナルシンキングは、この分野の基盤であり、新しいテクノロジーの開発に役立つスキルが含まれます。

コンピュータサイエンスの基礎の詳細については、以下のファクトファイルを参照してください。または、28ページのコンピュータサイエンスの基礎ワークシートパックをダウンロードして、教室や家庭環境で利用することもできます。

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重要な事実と情報

コンピュータサイエンスの簡単な歴史

最も古い算術オブジェクトであるレボンボとイシャンゴの骨は、南アフリカ紀元前35、000〜20、000年頃これらの骨には表面全体に多数のマークがあり、これらがカウントに使用された可能性があることを示しています。
4000年前、最も初期のコンピューティングツールが発明されました。そろばんは、粘土または木で作られた板とビーズのひもの柱を持っていました。
市内の貿易と商業の成長により、シュメール人は新しい計算方法を開発する必要があると考えました。シュメールのそろばんは紀元前2700年から2300年の間に最初に現れました。
古代ギリシャ人アンティキティラメカニズムを開発しました。この機器は、天体の動きを追跡し、航海を支援するために使用されました。アンティキティラメカニズムは、紀元前100年にさかのぼる最も初期の既知のアナログコンピューターです。
1703年に、ドイツの数学者であるゴットフリートウィルヘルムライプニッツによって2進数システムが導入されました。
1820年、チャールズバベッジは、現代のコンピューターのプロトタイプとして機能する階差機関を設計しました。
エイダ・ラブレスはしばしば「最初のプログラマー」と呼ばれます。 1843年に、彼女はバベッジの分析エンジンに関するメモを公開し、それがどのように計算を実行できるかを詳しく説明しました。彼女のメモには、世界で最初に公開されたコンピュータープログラムであるベルヌーイ数アルゴリズムが含まれていました。この画期的なデバイスは、兵器の計算を実行するために使用されました。
その間第二次世界大戦、アメリカ ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）と呼ばれる最初のプログラム可能なデジタルコンピューターを構築しました。

コンピュータサイエンスの基礎：計算的思考

コンピュテーショナルシンキングは、コンピューティングだけでなく日常生活でも役立つ一連の「メンタルツール」です。
それには、問題を分析し、一見不可能と思われる問題を対処可能な障害に変換し、可能な限り最良の解決策を考え出すことが含まれます。
2015年、Computing of Schoolsは、コンピュテーショナルシンキングの主要な要素を特定しました。
- 論理的推論
- アルゴリズム的思考
- 抽象化
- 分解
- 一般化
- 評価
論理的推論 理にかなっている考え方を使用することです。それは人々が既存の真実に照らしてそれを調べそしてそれを体系的かつ秩序だった方法で考えることによって問題を理解することを可能にします。
この思考プロセスは、人々が世界がどのように機能し、なぜそれがそのように機能するのかを理解するのに役立ちます。
コンピュータプログラムのエラーをテストして修正するプロセスには、論理的推論が不可欠です。
アルゴリズム的思考 人々が特定の問題を解決するための構造化された詳細な「アクションプラン」を設計できるようにします。
アルゴリズムは、一般的なコンピューティングの概念です。これは、特定のタスクを実行するための一連のステップまたは詳細なステップバイステップの指示として定義されます。
人々は気づかないうちに、誰かに新しいスキルを教えたり、料理のレシピに従うなど、毎日アルゴリズム的思考を使用します。
抽象化 人々がタスクやオブジェクトの重要な詳細に集中し、気を散らすものを取り除くことができます。
この基本的なスキルは、問題を単純化し、理解と解決を容易にするのに役立ちます。
抽象化の目標は、特定の目的に役立つ重要な機能またはパターンを抽出することです。
分解複雑なアイデア/問題/システムをより小さな部分に分解し、それらを分析、理解、および管理しやすくするプロセスです。
大規模なコンピューターシステムを設計したり、複雑なマシンを構築したりする場合、これらのタスクを分解すると、複数の人が同時にプロジェクトに取り組むことができます。割り当てられたコンポーネントを構築、テスト、および改善できます。
一般化 は、古いソリューションで同様の機能またはパターンを探し、これらを適応させて、より広範囲の新しい問題を解決しています。
パターンを特定することで、人々は問題、タスク、またはシステムをすばやく分析し、それがどのように機能するかを理解できます。彼らは簡単に予測を行い、ルールを構築し、解決策を策定することができます。
問題を解決するための一般的なアプローチを持つことで、人々はより効率的に作業することができます。
評価コンピュテーショナルシンキングプロセスの重要な部分です。ソリューションは、適用またはプログラムする前に評価する必要があります。
尋ねるべき質問：これらの解決策は与えられた問題を完全に満たしますか？それらは効率的に機能しますか？わかりやすいですか？
プロジェクトの成功には、評価が不可欠です。コンピューティングでは、評価はプログラマーがエラーを回避し、コーディングプロセスを非常にスムーズにするのに役立ちます。
デバッグは評価プロセスに含まれています。この方法は、コンピュータプログラムで見つかったエラーを特定して修正するために使用されます。

コンピュータサイエンスの基礎ワークシート

これは、28の詳細なページにわたるコンピュータサイエンスの基礎について知る必要があるすべてを含む素晴らしいバンドルです。これらはコンピュータの一般的な研究であるコンピュータサイエンスについて学生に教えるのに最適な、すぐに使用できるコンピュータサイエンスの基礎ワークシート。アルゴリズム、プログラミング、データ構造、設計、アーキテクチャなどの重要な概念をカバーしています。コンピュテーショナルシンキングは、この分野の基盤であり、新しいテクノロジーの開発に役立つスキルが含まれます。