计算科学：国家发展的重要标志

4.1.3.1　什么是计算科学

计算科学是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统的研究。全部计算科学的根本问题是——什么能（有效地）自动进行？什么不能（有效地）自动进行？计算科学在学科内容上分为计算科学基础层、计算科学专业层和计算科学应用层三个层次，分别指代计算科学的基础理论、基本开发技术、应用以及其他硬件设备三个部分。

基础层面主要是一些数理理论、逻辑理论等；专业基础层面主要涵盖软件开发学、软件技术、计算机网络与通信、算法分析、程序等等；应用层面主要是人机交互、机器智能、数据表示等等。研究计算科学还要涉及计算模型的问题，而要了解计算模型就要先认识形式化和形式化方法。所以要清楚形式、形式化、形式化方法三者的含义。形式是事物的内容存在的外在方式、形状和结构的总和。所谓形式化是将事物的内容与形式相分离，用事物的某种形式来表示事物。形式化方法是在对事物描述形式化的基础上，通过研究事物的形式变化规律来研究事物变化规律的全体方法的总称。

目前，计算科学已经成为一个庞大的学科，并在2005年，IEEE／CS和ACM已经将计算机科学、信息系统、软件工程、计算机工程、信息技术五个分支学科划分为计算科学。

4.1.3.2　计算科学、科学计算与教育教学(www.xing528.com)

计算不等于数学，但是对于数学的研究却是以计算为核心开始的，于是提出了计算科学。科学计算的基础是计算机，但是科学计算并不局限于计算机，犹如实验不等于火箭、飞船、望远镜等一样。

科学计算的核心是计算科学，物质基础是计算机。目前，科学计算已经在国防、经济、数值天气、工程、航天航空、自然科学等方面发挥了重要的作用。而未来，大规模科学计算是国家综合国力发展的重要标志。

因此，在教育教学过程中，通过一定的教育指导，使学习者计算科学能力得以提高，对科学计算有极大的帮助，也得以将学习者的思维方式“计算”化、科学化。