Hesablama düşüncəsi nədir? “Uğurun açarı” və “21-ci əsr üçün həyati bacarıq”.

JavaRush haqqında məqalələrdə biz təkcə Java, onun öyrənilməsi, xüsusiyyətləri və kompüter inkişafı sahəsində sonrakı məşğulluq haqqında danışmır, həm də oxucularımızın hərtərəfli inkişafına “sərmayə qoyuruq”. Bunun üçün biz əsas anlayışlara diqqət yetiririk ki, onların başa düşülməsi nəinki peşəkar proqramçı olmağa imkan verəcək, həm də seçilmiş istiqamətdən asılı olmayaraq gələcəkdə təkmilləşməyə kömək edəcək. Və bu gün belə bir mövzumuz var. Əsas, Cheops piramidası kimi. Məhz: Hesablama düşüncəsi.

Hesablamalı Düşüncə nədir?

Hesablama təfəkkürü (“hesablamalı düşüncə” rus dilində daha uyğun bir termin kimi görünür, lakin RuNet-də bu, daha çox yayılmış birinci variantdır) kompüterin həyata keçirə biləcəyi həll yolu yaratmaq üçün problemə sistemli yanaşma anlayışıdır. . Sadə dillə desək, kompüterə konkret problemi necə həll etməyi öyrətməzdən əvvəl insan problemin özünü və onun həllini başa düşməlidir və kompüter təfəkkürü məhz bunun üçün bir texnikadır. Bu konsepsiya riyaziyyatçı və kompüter alimi Seymur Papert tərəfindən 1980-ci ildə problemlərin daha effektiv həlli üçün nəzəri əsas kimi təklif edilmişdir. 2006-cı ildə kompüter elmləri professoru Jeannette Wing-in bütün insanların sahib olmalı olduğu əsas bacarıq kimi uşaqların təhsilinə hesablama təfəkkürünün tətbiqini təklif edən qeydindən sonra təhsildə bir konsepsiya olaraq hesablama təfəkkürü populyarlıq qazanmağa başladı.

Hesablamalı düşüncənin dörd sütunu

Bir texnika kimi hesablama düşüncəsi dörd əsas metoda əsaslanır.

• Parçalanma.

  Mürəkkəb bir problemi bir sıra kiçik və həll edilə bilən problemlərə bölmək.

• Abstraksiya.

  Yalnız qərar üçün vacib olan məlumatlara diqqət yetirmək və lazımsız detallara məhəl qoymamaq.

• Nümunə tanınması.

  Artıq sübut edilmiş yanaşmaları ona ötürmək üçün nəzərdən keçirilən problemlə artıq həll edilmiş digərləri arasında oxşarlıqları axtarın.

• Alqoritmlər.

  Problemin mərhələli həllinin və ya onun həlli qaydalarının işlənib hazırlanması.

Bütün bu komponentlər kompüter təfəkkürünün eyni dərəcədə vacib komponentləridir. Bu o deməkdir ki, onların hər birini düzgün tətbiq etmədən bu texnikadan səmərəli istifadə etmək mümkün olmayacaq. Kompüter təfəkkürünün düzgün tətbiqi isə proqramlaşdırmanın əsaslarının əsasını təşkil edir.

Kompüter təfəkkürünün həyatda tətbiqi

Ümumiyyətlə, kompüter təfəkkürü bir metod kimi proqramlaşdırmadan çox kənara çıxır və onun komponentləri insanların çoxu tərəfindən müxtəlif mürəkkəblik səviyyəli məsələlərin həlli zamanı daim istifadə olunur. Klassik əsas nümunə: tanımadığı bir şəhərdə A nöqtəsindən B nöqtəsinə getməlisiniz. Hansı yolu tutacağınıza qərar vermək üçün siz:

• Siz bu tapşırığı bir neçə kiçik hissəyə ayırırsınız (parçalanma): xəritəni və mümkün marşrut variantlarını öyrənin, B nöqtəsinə səyahət metodunu seçin və s.
• Daha sonra siz müxtəlif marşrutların cəlbediciliyini onların uzunluğuna, yol boyu maraqlı nöqtələrin olmasına və ya səyahətin asanlığına (abstraksiya) görə qiymətləndirirsiniz.
• Sonra ölçüsü və şəhər mənzərəsi (naxış tanınması) baxımından ən çox oxşar olan digər şəhərlərdə keçmiş səyahət təcrübələrinə əsaslanaraq seçimlərinizi düşünürsünüz.
• Bütün bunlara əsaslanaraq, siz ən uyğun marşrut və daşıma üsulunu (alqoritmləri) seçirsiniz.

Bu əsas nümunədir, lakin hesablama təfəkkürünün daha dərindən dərk edilməsi təkcə texniki sahədə deyil, bir çox sahədə faydalı olacaq. Gündəlik həyatda çoxlu faktorlar və müxtəlif növ məlumatlar olan bir çox mürəkkəb problemləri hesablama düşüncəsindən istifadə etməklə həll etmək olar. Hal-hazırda, bir konsepsiya kimi hesablama düşüncəsi əsas təhsil mövzusu kimi populyarlıq qazanır və ümumiyyətlə nəticələri yaxşılaşdırmaq üçün bir çox iş prosesinə inteqrasiya oluna bilən vacib bir texnikaya çevrilir. “Problemin ən effektiv həllini tapmaq üçün biz daima ən bariz həll variantlarını qiymətləndirərək onların üstünlüklərini və mənfi cəhətlərini tapırıq. Hesablama təfəkkürü bizə mürəkkəb görünən problemi həll edə biləcəyimiz bir problemə çevirməyə imkan verir. Kompüter təfəkkürünün mahiyyəti həm də rekursiv təfəkkür və paralel məlumatların işlənməsidir. Proqramlaşdırmada bu o deməkdir ki, biz kodu verilənlər kimi, verilənləri isə kod kimi şərh edirik. Buraya ölçülü təhlilin ümumiləşdirilməsi kimi növün yoxlanılması və kiməsə və ya nəyəsə birdən çox ad qoymağın həm üstünlükləri, həm də mənfi cəhətlərinin tanınması daxildir. Bu həm də yazılan proqramın keyfiyyətinin təkcə onun düzgün işləməsi və səmərəliliyi baxımından deyil, həm də sadəliyi və zərifliyi nəzərə alınmaqla sistemin estetikası və dizaynı baxımından qiymətləndirilməsidir”, - Jeannette izah edir . Wing, 2006-cı ildə nəşr olunan hesablama təfəkkürünün öyrənilməsinin vacibliyinə dair qeydində.

Hesablama düşüncə bacarıqlarını öyrənmək və inkişaf etdirmək

Kompüter təfəkkürünün bir texnika və intizam kimi öyrənilməsinə gəlincə, bu gün maraqlananlar üçün bu mövzuda kifayət qədər çoxlu materiallar mövcuddur. Beləliklə, Beynəlxalq Təhsil Texnologiyaları Cəmiyyəti (ISTE) hər kəsə Google-un dəstəyi ilə hazırlanmış və texniki mütəxəssislər üçün nəzərdə tutulmuş pulsuz hesablama təfəkkürü kursunu təklif edir. Siz həmçinin , məsələn, Coursera resursunda kompüter təfəkkürü üzrə pulsuz kurs tapa bilərsiniz. Həm müxtəlif səviyyəli tələbələr, həm də müəllimlər üçün hesablama təfəkkürü üzrə proqramlar Karnegi Mellon Universitetində Robototexnika Akademiyası tərəfindən də təklif olunur . Və nəhayət, kompüter təfəkküründə dominant rollardan birini məntiq oynayır. Onu məşq etmək üçün mütəmadi olaraq problem və bulmacaları həll etmək faydalı olacaq , məsələn. Aşağıda dörd əsas hesablama düşüncə texnikasını öyrənmək, inkişaf etdirmək və ardıcıl olaraq istifadə etmək üçün sadə, əsas yanaşma var.

• Parçalanma təcrübəsi.

  Sadəcə bu prinsipi (əlbəttə ki, siz artıq bunu etmirsinizsə) müxtəlif növ tapşırıqlara və həlli vacib olan problemlərə tətbiq etməyə çalışın. Burada hiylə, şüurlu konsentrasiya olmadan davamlı olaraq bu yanaşmadan istifadə etmək üçün zehninizi öyrətməkdir. Bir problemi/tapşırığı bir neçə daha kiçiklərə bölmək çoxları üçün (xüsusilə proqramlaşdırmada) kifayət qədər bayağı bir həll olmasına baxmayaraq, hamı onu necə tətbiq edəcəyini bilmir və bunu müntəzəm yerinə yetirmir.

• Abstraksiya praktikası.

  Abstraksiya sadəcə olaraq konkret problemin həlli üçün ən uyğun və vacib olan məlumatlara diqqət yetirməkdir. O, parçalanma ilə birlikdə işləyir, burada siz problemi bir neçə alt tapşırıqlara bölürsünüz və bir-bir onlara diqqət yetirirsiniz, yalnız mövcud problemi həll etmək üçün lazım olan məlumatları axtarırsınız.

• Nümunəni tanıma bacarıqlarını məşq edin.

  Parçalanma ilə başlayan hesablama təfəkkürü ilə məşq etdikcə nümunəni tanıma bacarıqlarınız da inkişaf edəcək. Buradakı yanaşma parçalanma ilə eynidir - sadəcə başqa, artıq həll edilmiş problemlərlə oxşarlıqlar axtarmağa məşq edin. Nümunələrin tanınması artıq tətbiq olunan və beyninizə tanış olan düşüncə nümunələrindən istifadə edərək problemləri daha sürətli həll etməyə imkan verir.

• Alqoritmlər yaratmaq bacarığını məşq edin

  Burada yenə əsas məsələ beyni bu sistemdən istifadə etmək üçün uyğunlaşdırmaqdır. Həyatımız standart olaraq vərdişlər dediyimiz alqoritmlərlə doludur. Sadəcə alqoritmlərin formalaşmasına şüurlu diqqət yetirmək lazımdır. Üstəlik, bu, təkcə işə və ya məşqə deyil, bir çox başqa gündəlik işlərə də aiddir. Məsələn, bu yaxınlarda haqqında danışdığımız süründürməçiliklə mübarizənin əsası , ümumiyyətlə, alqoritmlərin şüurlu formalaşmasında (naxışların tanınması ilə birlikdə) yatır.

Rəylər

Yaxşı, gəlin bu materialı bizə ən maraqlı və qısa görünən ekspertlərdən bir neçə sitatla yekunlaşdıraq. “Hesablama düşüncəsi 21-ci əsr işçiləri üçün həyati bir bacarıqdır. İnformatika və hesablama təfəkkürünün indi daha adi hala çevrilməsinə baxmayaraq, onlara “ənənəvi proqramlaşdırma”ya uyğunlaşmaqda və öyrəşməkdə kömək etməklə, xüsusən də tələbələrə fayda verə biləcək əsas fənlər kimi hələ də kifayət qədər diqqət yetirilmir, - James Lockwood və Aidan qeyd edir. Mooney, İrlandiyanın Maynooth Universitetinin professorları və Təhsildə Hesablamalı Düşüncə: Hara uyğun gəlir? “Kompüter təfəkkürü, hansı sahədən danışmağımızdan asılı olmayaraq, böyük ölçüdə uğurunuzun açarıdır. Bu texnika təkcə kompüterdə deyil, real problemlərin həllində o qədər güclüdür ki, onu əsas təhsil mövzularından birinə çevirmək lazımdır. Ən azı mənim kimi siz də razılaşırsınızsa, təhsilin əsas məqsədi bütün növ problemlərə ən təsirli həll yollarını tapmaq yolu ilə həyatımızı zənginləşdirmək olmalıdır”, - Britaniyanın tanınmış texnologiya eksperti və sahibkarı Konrad Volfram deyir . Yaxşı, yuxarıda qeyd etdiyimiz, bir konsepsiya kimi hesablama təfəkkürünün əsas müasir populyarlaşdırıcılarından biri sayıla bilən Jeannette Wing- in bir sitatı ilə yekunlaşdıraq : “Hesablama təfəkkürünün təhsil faydaları - abstraksiyaların istifadəsindən başlayaraq - artır və gücləndirir. intellektual bacarıqlar və buna görə də istənilən sahəyə köçürülə bilər. Kompüter alimləri abstraksiyaların dəyərini yaxşı bilirlər, mücərrədliyin müxtəlif səviyyələrində düşünmək, mürəkkəbliyi və miqyası idarə etmək üçün mücərrədləşmək və s. Hələlik bizim işimiz kompüterçi olmayan alimlərə və başqalarına hesablama düşüncəsi altında nə demək istədiyimizi izah etməkdir və onun üstünlükləri nədir!”