建立 2026-11-12 更新 2026-11-12 SL HL

B1.1 計算思維

計算思維（Computational thinking）是用電腦科學家的方式分析與解決問題的思考方法，包含分解、模式辨識、抽象化與演算法設計四個核心元素。本頁說明這四個元素，以及如何用流程圖與虛擬碼表達演算法、如何用追蹤表檢查演算法是否正確。

計算思維有哪四個元素？

演算法（algorithm） 是解決問題的明確步驟，必須：有明確的輸入與輸出、每一步沒有歧義、在有限步驟內結束。

如何用流程圖表示演算法？

流程圖（flowchart）用標準符號表示步驟：橢圓為開始／結束、平行四邊形為輸入／輸出、長方形為處理、菱形為判斷。

flowchart TD
    A([開始]) --> B[/輸入分數 score/]
    B --> C{score >= 4 ?}
    C -- 是 --> D[/輸出 及格/]
    C -- 否 --> E[/輸出 不及格/]
    D --> F([結束])
    E --> F

如何寫虛擬碼？

虛擬碼（pseudocode）是不拘泥於特定語言語法、但結構清楚的演算法描述。以下找出串列中的最大值：

max ← numbers[0]
loop i from 1 to length(numbers) - 1
    if numbers[i] > max then
        max ← numbers[i]
    end if
end loop
output max

如何用追蹤表檢查演算法？

追蹤表（trace table）逐步記錄每個變數的值，用來找出邏輯錯誤或預測輸出。以 numbers = [3, 8, 2, 9] 執行上面的虛擬碼：

輸出為 9。Paper 2 經常要求完成追蹤表，務必一列一列寫，不要跳步。

還有哪些重要的思考方式？

• 預先思考（thinking ahead）：先想清楚輸入、輸出、前置條件（precondition），例如二元搜尋要求資料已排序。
• 程序化思考（thinking procedurally）：把解法組織成子程序（函式），每個子程序負責一件事。
• 邏輯思考（thinking logically）：找出決策點與條件，確認每一種情況都有處理。
• 並行思考（thinking concurrently）：找出可以同時進行的工作，例如下載多個檔案。

推薦影音

什麼是計算思維？

簡述：GCSE 等級的清楚入門，用生活例子介紹分解、模式辨識、抽象化與演算法，觀念與 IB B1.1 一致。

演算法入門

簡述：Crash Course 介紹什麼是演算法、如何比較演算法效率，並以排序與圖的最短路徑為例，可銜接 B2.4。

練習題

total ← 0
loop n from 1 to 4
    if n mod 2 = 0 then
        total ← total + n
    end if
end loop
output total

count ← 0
loop i from 1 to 10
    input temp
    if temp > 30 then
        count ← count + 1
    end if
end loop
output count