抽象、理论和设计是计算学科中的3个学科形态，反映了人们从感性认识到理性认识，再由理性认识回到实践的一种认识过程。这3个概念源于一般科学技术方法论，是计算学科中的3个最基本概念。
1．抽象
在一般科学技术方法论中，科学抽象是指在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法。具体到计算学科，将抽象列为第一个学科形态，理论列为第二个学科形态。按客观现象的研究过程，抽象形态包括以下4个步骤的内容。
① 形成假设。
② 建造模型并坐车预测。
③ 设计实验并收集数据。
④ 对结构进行分析。
2．理论
科学认识由感性阶段上升为理性阶段，就形成了科学理论。科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体系，它是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。在计算学科中，从统一合理的发展过程来看，理论形态包括下面4个步骤的内容。
① 表述研究对象的特征（定义和公理）。
② 假设对象之间的基本性质和对象之间可能存在的关系（定理）。
③ 确定这些关系是否为真（证明）。
④ 结论。
3．设计
设计源于工程并用于系统或设备的开发，并实现给定的任务。设计形态具有较强的实践性、社会性和综合性。在计算学科中，从为解决某个问题而实现系统或装置的过程来看，设计形态包括以下4个步骤的内容。
① 需求分析。
② 建立规格说明。
③ 设计并实现该系统。
④ 对系统进行测试和分析。
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