Myślenie komputacyjne jako kluczowa umiejętność programisty

Zanim zaczniesz kodować, aby nauczyć komputer rozwiązywania określonego problemu, zwykle musisz sam zrozumieć problem, znaleźć rozwiązanie, a dopiero potem nauczyć komputer, jak sobie z nim poradzić. Myślenie komputacyjne to metoda, która przyspiesza i ułatwia ten proces, ale nie ogranicza się tylko do programowania i może być stosowana w różnych obszarach naszego życia.

Myślenie komputacyjne (CT) to koncepcja, którą eksperci branżowi nazywają „kodem do sukcesu” i „niezbędną umiejętnością”. Mimo że jest to stosunkowo proste, tomografia komputerowa może być pomocna daleko poza samym programowaniem. Termin ten został po raz pierwszy zaproponowany w 1980 roku przez Seymoura Paperta, matematyka i informatyka, jako sposób na bardziej efektywne rozwiązywanie różnych problemów i zadań związanych z programowaniem.

CT to zestaw metod, które polegają na podzieleniu złożonego problemu na serię mniejszych problemów, które są łatwiejsze do zarządzania, a także na wyrażeniu istoty problemu i rozwiązania w sposób, w jaki komputer może to zrobić.

Jak działa myślenie komputacyjne?

Myślenie komputacyjne jako technika składa się z czterech głównych metod, którymi są dekompozycja, uogólnienie/abstrakcja, rozpoznawanie wzorców/reprezentacja danych oraz algorytmy. Wszystkie są równie ważne i skuteczne, gdy zostaną zastosowane (do problemu) we właściwej kolejności.

Rozkład

Zaczynasz od dekompozycji, która dzieli problem na kilka mniejszych problemów, które są łatwiejsze do rozwiązania jeden po drugim.

Abstrakcja (uogólnienie)

Następnie przechodzisz do konkretnego zadania/problemu, skupiając się wyłącznie na informacjach ważnych dla jego rozwiązania i ignorując całą resztę.

Rozpoznawanie wzorców (reprezentacja danych)

Następnym krokiem jest poszukiwanie podobieństw między problemem, nad którym obecnie pracujesz, a innymi problemami, które zostały wcześniej rozwiązane (z dostępnym rozwiązaniem). Celem jest znalezienie wzorców, które można zastosować do bieżącego zadania.

Algorytmy

I wreszcie, mając wyniki zastosowania poprzednich kroków, opracowujesz algorytm rozwiązania problemu krok po kroku. Algorytm może wtedy zostać wykonany przez komputer (lub przez mózg, który jest najważniejszym komputerem do rozwiązywania zadań w twoim życiu).

Korzystanie z myślenia komputacyjnego

Wiedza o tym, jak korzystać z CT podczas rozwiązywania problemów i zadań, z którymi większość programistów ma do czynienia na co dzień, może być niezwykle pomocna w całej karierze programisty.

Oto krótki przewodnik, jak zacząć stosować myślenie komputacyjne do zadań związanych z kodowaniem lub do wszelkich poważnych problemów, z którymi możesz mieć do czynienia w życiu osobistym.

Stosowanie rozkładu

Dekompozycja to dość prosta, ale potężna technika, która może pomóc w radzeniu sobie z problemami/zadaniami, które na pierwszy rzut oka wydają się zbyt skomplikowane, a przez to często powodują prokrastynację i inne trudności. Kluczem tutaj jest wytrenowanie mózgu w regularnym używaniu rozkładu, dzieląc zadanie na kilka mniejszych zadań, które są łatwiejsze do rozwiązania. Chociaż dekompozycja może wydawać się bardzo prostą, a nawet oczywistą metodą, zdziwiłbyś się, jak wiele osób nie jest jej świadomych, co znacznie utrudnia im rozpoczęcie pracy nad dużymi, globalnymi zadaniami (takimi jak nauka Javy, Na przykład).

Zastosowanie abstrakcji

Umiejętność zastosowania abstrakcji jest potężną umiejętnością, jeśli znasz tę technikę i wytrenowałeś swój mózg, aby używał jej nieświadomie. Abstrakcja polega na skupieniu się wyłącznie na informacjach potrzebnych do rozwiązania zadania, ignorując wszystko inne. Używany w połączeniu z dekompozycją, jest to w zasadzie metoda podejścia do prawie każdego problemu lub problemu w twoim życiu. W przypadku zadań stricte programistycznych abstrakcja pomaga się skoncentrować i uniknąć zbyt szybkiego wyczerpania mózgu.

Stosowanie rozpoznawania wzorców

Rozpoznawanie wzorców jest dość ważną umiejętnością w kodowaniu, ponieważ pozwala znacznie szybciej rozwiązywać zadania, stosując schematy myślowe, które twój mózg zna i wygodnie z nich korzysta. Jest to również potężna technika, którą można zastosować w przypadku ogólnych problemów życiowych: po prostu spróbuj przeanalizować wszelkie problemy, przed którymi stoisz w swoim życiu, i znajdź (i zapożycz) wzorce z tych części swojego życia, które działają zadowalająco, przenosząc je na bieżący problem.

Stosowanie algorytmów

Kiedy się nad tym zastanowić, nasze życie polega na tworzeniu algorytmów. Nazywamy je nawykami. Nasz mózg ma tendencję do polegania na nawykach każdego dnia, tylko dlatego, że jest bardziej wydajny, a przez to praktyczny. Jedynym problemem jest to, że większość z nas robi to nieświadomie, co często skutkuje tworzeniem błędnych i szkodliwych algorytmów (nazywamy je złymi nawykami lub nałogami). Wiedza o tym, jak świadomie tworzyć przydatne algorytmy, może być niezwykle korzystną umiejętnością życiową, pozwalającą osiągnąć zamierzone cele i odnieść sukces. Jeśli chodzi o programowanie, wiedza o tym, jak utworzyć algorytm w celu rozwiązania konkretnego problemu w najbardziej szybki i efektywny sposób, odróżnia osobę, która po prostu wie, jak kodować, od doświadczonego profesjonalnego programisty komputerowego.