1.4.2 计算思维的原理

计算思维的原理包括可计算性原理、形理算一体原理和机算设计原理。所谓“可计算性原理”，亦即计算的可行性原理。1936年，英国科学家图灵提出了计算思维领域的计算可行性问题：怎样判断一类数学问题是否是机械可解的，或者说一些函数是否可计算。所谓“形理算一体原理”，即是针对具体问题应用相关理论进行计算而发现规律的原理。在计算思维领域，就是从物理图像和物理模型出发，寻找相应的数学工具与计算方法进行问题求解。所谓“机算设计原理”，就是利用物理器件和运行规则（算法）相结合完成某个任务的原理。

在计算思维领域，最显著的成果就是计算机的设计原理，比如，电子计算机构成就是5个外部设备（计算器、运算器、存储器、输入设备、输出设备）以及运用二进制和存储程序的概念来达到解决问题的目的。计算科学中的3个学科形态分别是理论、抽象和设计，对应于计算思维和问题求解的3个典型过程：问题表示（如何建立模型）、问题求解（如何设计算法）和效率（如何有效地求解）。