抽象、理論和設計是計算學科中的3個學科形態，反映了人們從感性認識到理性認識，再由理性認識回到實踐的一種認識過程。這3個概念源於一般科學技術方法論，是計算學科中的3個最基本概念。
1．抽象
在一般科學技術方法論中，科學抽象是指在思維中對同類事物去除其現象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，從而做到從個別中把握一般，從現象中把握本質的認知過程和思維方法。具體到計算學科，將抽象列為第一個學科形態，理論列為第二個學科形態。按客觀現象的研究過程，抽象形態包括以下4個步驟的內容。
① 形成假設。
② 建造模型並坐車預測。
③ 設計實驗並收集數據。
④ 對結構進行分析。
2．理論
科學認識由感性階段上升為理性階段，就形成了科學理論。科學理論是經過實踐檢驗的系統化了的科學知識體系，它是由科學概念、科學原理以及對這些概念、原理的理論論證所組成的體系。在計算學科中，從統一合理的發展過程來看，理論形態包括下面4個步驟的內容。
① 表述研究對象的特徵（定義和公理）。
② 假設對象之間的基本性質和對象之間可能存在的關係（定理）。
③ 確定這些關係是否為真（證明）。
④ 結論。
3．設計
設計源於工程並用於系統或設備的開發，並實現給定的任務。設計形態具有較強的實踐性、社會性和綜合性。在計算學科中，從為解決某個問題而實現系統或裝置的過程來看，設計形態包括以下4個步驟的內容。
① 需求分析。
② 建立規格說明。
③ 設計並實現該系統。
④ 對系統進行測試和分析。
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