計算思維的本質(zhì)是抽象和自動化。對于 C 語言程序來說，抽象就是使用程序、函數(shù)、函數(shù)調(diào)用以及數(shù)據(jù)類型、常量、變量、數(shù)組和鏈表等元素描述現(xiàn)實(shí)生活中的系統(tǒng)、功能、功能調(diào)用以及單個特征或特征組合等，自動化則體現(xiàn)為函數(shù)內(nèi)部的語句在 EIP 寄存器加法操作支持下順序自動地執(zhí)行以及函數(shù)之間的調(diào)用在內(nèi)存堆棧區(qū)支持下自動地進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。最后，針對計算思維的抽象和自動化特征，給出了 C 語言程序設(shè)計課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核內(nèi)容上的一些建議和措施。

　　一、C 語言程序中的計算思維本質(zhì)之一：抽象

　　有些 C 語言程序設(shè)計課程教學(xué)的一開始就提倡使用案例教學(xué)。這雖然能夠使得學(xué)生可以迅速進(jìn)入實(shí)際編程環(huán)節(jié)并建立直觀感性認(rèn)識，但案例教學(xué)由于往往出現(xiàn)“程序就是編程工具”的工具論現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)“只知其然，而不知其所以然” 的學(xué)習(xí)后果，不利于學(xué)生的后續(xù)發(fā)展。對于 C 語言程序來說，抽象指的是使用符號系統(tǒng)對求解問題進(jìn)行精確而嚴(yán)格的描述，抽象的過程就是對實(shí)際系統(tǒng)建模的過程。實(shí)際上，程序是用來描述現(xiàn)實(shí)生活中某個實(shí)際存在的或不存在的系統(tǒng)。程序就是對系統(tǒng)的抽象。系統(tǒng)之所以存在，是因?yàn)橄到y(tǒng)具有一些關(guān)鍵特征和核心功能。程序中對系統(tǒng)特征進(jìn)行抽象的就是操作對象，對系統(tǒng)功能進(jìn)行抽象的就是函數(shù)。系統(tǒng)功能往往有多個且存在著復(fù)雜的調(diào)用關(guān)系。例如，求一個函數(shù)定積分的功能必然涉及求函數(shù)在某一個點(diǎn)的取值功能，如果該函數(shù)比較復(fù)雜且含有正弦、余弦和正切等三角函數(shù)，還需要繼續(xù)調(diào)用求這些三角函數(shù)值的功能，形成多級調(diào)用；有時函數(shù)執(zhí)行過程中還需要調(diào)用本身，形成遞歸調(diào)用。 C 語言程序中的操作對象分為變量和常量。常量是對系統(tǒng)中的取值不變的特征進(jìn)行抽象，如圓的圓周率；而變量是對系統(tǒng)中取值可以改變的特征進(jìn)行抽象，如圓的半徑。不管是哪類特征，都會有一個取值范圍以及所允許的操作。例如，對于課程成績，其取值范圍一般是從 0～100，而允許對該特征進(jìn)行的操作可以是加法和減法等算術(shù)操作以及大于和小于等比較運(yùn)算；而對于課程名字這一特征，就不能進(jìn)行加法和減法這樣的算術(shù)操作。C 語言程序中用來對特征的取值范圍及允許的操作進(jìn)行抽象的概念是數(shù)據(jù)類型。C 語言程序中的抽象模塊如表 1 所示。現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常需要描述多個相同數(shù)據(jù)類型的一個系統(tǒng)特征，如所有同學(xué)的高等數(shù)學(xué)課程的成績，可以使用一維數(shù)組來進(jìn)行描述；而描述多個不同數(shù)據(jù)類型的多個系統(tǒng)特征，如學(xué)生的姓名、學(xué)生的身高和學(xué)生的年齡等，可以使用結(jié)構(gòu)體來進(jìn)行描述；如果要描述多個相同數(shù)據(jù)類型的多個系統(tǒng)特征，如全班所有同學(xué)的高等數(shù)學(xué)和大學(xué)英語課程的成績，則可以使用二維數(shù)組來進(jìn)行描述。