Tư duy máy tính là một kỹ năng quan trọng đối với một lập trình viên

Trước khi bạn bắt đầu viết mã để dạy máy tính giải quyết một vấn đề cụ thể, thông thường bạn cần tự hiểu vấn đề, tìm ra giải pháp và chỉ sau đó mới dạy máy tính giải quyết vấn đề đó. Tư duy máy tính là một phương pháp giúp quá trình này nhanh hơn và dễ dàng hơn, nhưng nó không chỉ giới hạn trong lập trình và có thể được áp dụng cho nhiều phần khác nhau trong cuộc sống của chúng ta.

Tư duy Máy tính (CT) là một khái niệm mà các chuyên gia trong ngành gọi là 'quy tắc thành công' và 'kỹ năng sống còn'. Mặc dù tương đối đơn giản, CT có thể hữu ích vượt xa việc chỉ lập trình phần mềm. Thuật ngữ này lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1980 bởi Seymour Papert, một nhà toán học và nhà khoa học máy tính, như một cách để giải quyết các vấn đề và nhiệm vụ liên quan đến lập trình hiệu quả hơn.

CT là một tập hợp các phương pháp liên quan đến việc xử lý một vấn đề phức tạp và chia nhỏ nó thành một loạt các vấn đề nhỏ hơn để dễ quản lý hơn, cũng như thể hiện bản chất của vấn đề và giải pháp theo cách mà máy tính có thể thực hiện.

Tư duy máy tính hoạt động như thế nào?

Tư duy tính toán như một kỹ thuật bao gồm bốn phương pháp chính, đó là phân tách, khái quát hóa/trừu tượng hóa, nhận dạng mẫu/biểu diễn dữ liệu và thuật toán. Tất cả chúng đều quan trọng và hiệu quả như nhau khi được áp dụng (cho một vấn đề) theo đúng thứ tự.

phân hủy

Bạn bắt đầu với phân tách, tức là tách một vấn đề thành một số vấn đề nhỏ hơn để dễ dàng giải quyết từng vấn đề một.

Trừu tượng hóa (khái quát hóa)

Sau đó, bạn tiến hành một nhiệm vụ/vấn đề cụ thể, tập trung hoàn toàn vào thông tin quan trọng để giải quyết nó và bỏ qua tất cả những phần còn lại.

Nhận dạng mẫu (biểu diễn dữ liệu)

Bước tiếp theo là tìm kiếm những điểm tương đồng giữa vấn đề bạn đang giải quyết và các vấn đề khác đã được giải quyết trước đó (với giải pháp có sẵn). Mục tiêu là tìm các mẫu có thể áp dụng cho nhiệm vụ hiện tại của bạn.

thuật toán

Và cuối cùng, khi đã có kết quả của việc áp dụng các bước trước đó, bạn phát triển một thuật toán cho giải pháp cho vấn đề từng bước. Sau đó, một thuật toán có thể được thực hiện bởi máy tính (hoặc bộ não của bạn, đây là nhiệm vụ giải quyết các nhiệm vụ cuối cùng của máy tính trong cuộc sống của bạn).

Sử dụng tư duy tính toán

Biết cách sử dụng CT khi giải quyết các vấn đề và nhiệm vụ mà phần lớn các nhà phát triển phần mềm thường xuyên giải quyết có thể cực kỳ hữu ích trong suốt sự nghiệp viết mã của bạn.

Dưới đây là hướng dẫn nhanh về cách bắt đầu áp dụng tư duy máy tính cho các tác vụ mã hóa hoặc gần như bất kỳ vấn đề nghiêm trọng nào mà bạn có thể gặp phải trong cuộc sống cá nhân của mình.

Áp dụng phân tách

Phân tách là một kỹ thuật khá đơn giản nhưng hiệu quả, có thể giúp bạn xử lý các vấn đề/nhiệm vụ thoạt nhìn có vẻ quá phức tạp, do đó thường gây ra sự trì hoãn và các khó khăn khác. Chìa khóa ở đây là huấn luyện bộ não của bạn sử dụng phân tách một cách thường xuyên, chia một nhiệm vụ thành một số nhiệm vụ nhỏ hơn dễ giải quyết hơn. Mặc dù phân rã có vẻ như là một phương pháp rất đơn giản và thậm chí rõ ràng, nhưng bạn sẽ ngạc nhiên khi có nhiều người không biết về nó, điều này khiến họ gặp khó khăn hơn rất nhiều khi bắt đầu thực hiện các nhiệm vụ lớn, toàn cầu (như học Java, Ví dụ).

Áp dụng trừu tượng

Biết cách áp dụng sự trừu tượng là một khả năng mạnh mẽ nếu bạn biết kỹ thuật này và đã huấn luyện bộ não của bạn sử dụng nó một cách vô thức. Trừu tượng hóa là tập trung hoàn toàn vào thông tin cần thiết để giải quyết nhiệm vụ trong khi bỏ qua mọi thứ khác. Được sử dụng kết hợp với phân tách, về cơ bản, đây là phương pháp tiếp cận hầu hết mọi vấn đề hoặc vấn đề trong cuộc sống của bạn. Khi xử lý các tác vụ lập trình nghiêm ngặt, tính trừu tượng sẽ giúp bạn tập trung và tránh cho bộ não của bạn bị kiệt sức quá nhanh.

Áp dụng nhận dạng mẫu

Nhận dạng mẫu là một kỹ năng khá quan trọng trong viết mã, vì nó cho phép bạn giải quyết các nhiệm vụ nhanh hơn nhiều bằng cách áp dụng các mẫu suy nghĩ mà bộ não của bạn quen thuộc và thoải mái khi sử dụng. Nó cũng là một kỹ thuật mạnh mẽ để áp dụng cho các vấn đề chung trong cuộc sống: chỉ cần cố gắng phân tích bất kỳ vấn đề nào bạn đang gặp phải trong cuộc sống của mình và tìm (và vay mượn) các mẫu từ những khía cạnh trong cuộc sống mà bạn thấy phù hợp, chuyển chúng sang vấn đề hiện tại.

Áp dụng thuật toán

Khi bạn nghĩ về nó, cuộc sống của chúng ta chỉ xoay quanh việc hình thành các thuật toán. Chúng tôi gọi chúng là thói quen. Bộ não của chúng ta có xu hướng dựa vào thói quen mỗi ngày, chỉ vì nó hiệu quả hơn và do đó, thiết thực hơn. Vấn đề duy nhất là hầu hết chúng ta có xu hướng làm điều này một cách vô thức, điều này thường dẫn đến việc hình thành các thuật toán sai và có hại (chúng tôi gọi đó là thói quen xấu hoặc chứng nghiện). Biết cách hình thành các thuật toán hữu ích một cách có ý thức có thể là một kỹ năng sống cực kỳ hữu ích, cho phép bạn đạt được mục tiêu và thành công. Khi nói đến lập trình, biết cách hình thành một thuật toán để giải quyết một vấn đề cụ thể theo cách nhanh chóng và hiệu quả nhất là điều khác biệt giữa một người chỉ biết viết mã với một lập trình viên máy tính chuyên nghiệp có kinh nghiệm.