Эсептөөчү ой жүгүртүү деген эмне? "Ийгиликтин ачкычы" жана "21-кылым үчүн маанилүү жөндөм".

JavaRush боюнча макалаларда биз Java, аны изилдөө, өзгөчөлүктөрү жана андан кийин компьютерди өнүктүрүү чөйрөсүндөгү иш менен камсыз кылуу жөнүндө гана эмес, окурмандарыбызды ар тараптуу өнүктүрүүгө "инвестициялайбыз". Бул үчүн биз негизги концепцияларга көңүл бурабыз, аларды түшүнүү профессионал программист болууга гана мүмкүндүк бербестен, тандалган багытка карабастан келечекте жакшырууга жардам берет. Ал эми бүгүн бизде ушундай тема бар. Хеопс пирамидасы сыяктуу негизги. Тактап айтканда: Эсептөөчү ой жүгүртүү.

Эсептөөчү ой жүгүртүү деген эмне?

Эсептөөчү ой жүгүртүү («компьютердик ой жүгүртүү» орусча ылайыктуураак сезилет, бирок RuNetте бул эң кеңири таралган биринчи вариант) – бул компьютер ишке ашыра турган чечимди түзүү үчүн көйгөйгө системалуу мамиле кылуу түшүнүгү. . Жөнөкөй сөз менен айтканда, компьютерге белгилүү бир маселени чечүүнү үйрөтүүдөн мурун, адам маселенин өзүн жана аны кантип чечүү керектигин түшүнүшү керек, ал эми компьютердик ой жүгүртүү бул так ушул ыкма. Бул концепцияны 1980-жылы математик жана компьютердик orмпоз Сеймур Паперт маселелерди натыйжалуураак чечүү үчүн теориялык негиз катары сунуш кылган. Бorм берүү тармагында компьютердик ой жүгүртүү концепция катары 2006-жылы информатика профессору Жаннет Вингдин эскертүүсүнөн кийин популярдуу боло баштаган, ал бардык адамдар ээ болушу керек болгон негизги көндүм катары балдардын бorмине компьютердик ой жүгүртүүнү киргизүүнү сунуш кылган.

Эсептөөчү ой жүгүртүүнүн төрт түркүгү

Эсептөөчү ой жүгүртүү бир техника катары төрт негизги методго негизделген.

• ажыроо.

  Татаал маселени бир нече майда жана чечилүүчү маселелерге бөлүү.

• Абстракция.

  Чечим үчүн маанилүү маалыматка гана көңүл буруп, керексиз деталдарды этибарга албай коюу.

• Үлгү таануу.

  Каралып жаткан маселе менен буга чейин чечилген башкалардын ортосундагы окшоштуктарды ага чейин далилденген ыкмаларды өткөрүп берүү үчүн издеңиз.

• Алгоритмдер.

  Көйгөйдүн этап-этабы менен чечorшин же аны чечүүнүн эрежелерин иштеп чыгуу.

Бул компоненттердин баары компьютердик ой жүгүртүүнүн бирдей маанилүү компоненттери болуп саналат. Бул алардын ар бирин туура колдонбой туруп, бул техниканы эффективдүү колдонуу мүмкүн эмес дегенди билдирет. Ал эми компьютердик ой жүгүртүүнү туура колдонуу программалоонун негиздеринин негизи болуп саналат.

Жашоодо компьютердик ой жүгүртүүнү колдонуу

Жалпысынан алганда, компьютердик ой жүгүртүү метод катары программалоодон алда канча жогору турат жана анын компоненттери ар кандай деңгээлдеги татаалдыктагы маселелерди чечүүдө көпчүлүк адамдар тарабынан дайыма колдонулат. Классикалык негизги мисал: бейтааныш шаарда А чекитинен В чекитине жетишиңиз керек. Кайсы жолду тандоону чечиш үчүн, сиз:

• Сиз бул тапшырманы бир нече кичинелерге бөлөсүз (ажыратуу): картаны жана мүмкүн болгон маршруттук варианттарды изилдеп, В чекитине баруу ыкмасын тандаңыз ж.б.
• Андан кийин сиз ар кандай маршруттардын жагымдуулугун алардын узундугуна, жолдо кызыктуу жерлердин болушуна же саякаттын жеңилдигине жараша баалайсыз (абстракция).
• Андан кийин өлчөмү жана шаардык пейзаждары (үлгү таануу) жагынан окшош болгон башка шаарлардагы мурунку саякат тажрыйбаңыздын негизинде варианттарыңыз жөнүндө ойлонуңуз.
• Мунун баарынын негизинде сиз эң ылайыктуу маршрутту жана ташуу ыкмасын (алгоритмдерди) тандайсыз.

Бул негизги мисал, бирок эсептөөчү ой жүгүртүүнү тереңирээк түшүнүү техникалык гана эмес, көптөгөн тармактарда пайдалуу болот. Күнүмдүк жашоодо көптөгөн факторлордун жана маалыматтардын ар кандай түрлөрүнүн көп татаал маселелерин эсептөөчү ой жүгүртүүнүн жардамы менен чечүүгө болот. Азыркы учурда, концепция катары эсептөөчү ой жүгүртүү негизги бorм берүү предмети катары популярдуулукка ээ болууда жана жалпысынан натыйжаларды жакшыртуу үчүн көптөгөн иш процесстерине кошула турган маанилүү ыкмага айланууда. «Маселени чечүүнүн эң эффективдүү жолун табууга аракет кылып, биз ар дайым алардын артыкчылыктарын жана кемчorктерин таап, чечүүнүн эң ачык варианттарын баалайбыз. Эсептөөчү ой жүгүртүү татаал көрүнгөн маселени биз чече ала тургандай кылып форматтоого мүмкүндүк берет. Компьютердик ой жүгүртүүнүн маңызы да рекурсивдүү ой жүгүртүүдө жана маалыматты параллелдүү иштетүүдө жатат. Программалоодо бул биз codeду маалымат, ал эми маалыматты code катары чечмелейбиз дегенди билдирет. Бул өлчөмдүү анализдин жалпылоосу катары типти текшерүүнү жана кимдир-бирөөнү же бир нерсеге бирден ашык ат коюунун артыкчылыктарын да, кемчorктерин да таанууну камтыйт. Бул ошондой эле жазылган программанын сапатына анын иштешинин тууралыгы жана эффективдүүлүгү боюнча гана эмес, анын жөнөкөйлүгүн жана көрктүүлүгүн эске алуу менен системанын эстетикасы жана дизайны боюнча да баа берүү болуп саналат», - деп түшүндүрөт Жаннет Wing өзүнүн жазуусунда 2006-жылы жарыяланган эсептөөчү ой жүгүртүүнү үйрөнүүнүн маанилүүлүгү жөнүндө.

Компьютердик ой жүгүртүү жөндөмүн үйрөнүү жана өнүктүрүү

Компьютердик ой жүгүртүүнү техника жана дисциплина катары изилдөөгө келсек, бүгүнкү күндө бул темага кызыккандар үчүн жеткorктүү көптөгөн материалдар бар. Ошентип, Эл аралык бorм берүү технологиялар коому (ISTE) баарына Google колдоосу менен иштелип чыккан , техникалык адистер үчүн да арналган Эсептөөчү ой жүгүртүү курсун сунуштайт. Ошондой эле , мисалы, Coursera ресурсунда компьютердик ой жүгүртүү боюнча бекер курсту таба аласыз. Карнеги Меллон университетинин Робототехника академиясы тарабынан ар түрдүү деңгээлдеги студенттер үчүн да, мугалимдер үчүн да компьютердик ой жүгүртүү боюнча программалар сунушталат . Акыр-аягы, компьютердик ой жүгүртүүдө негизги ролдордун бирин логика ойнойт. Аны үйрөтүү үчүн, мисалы, көйгөйлөрдү жана табышмактарды үзгүлтүксүз чечүү пайдалуу болот . Төмөндө төрт негизги эсептөөчү ой жүгүртүү ыкмаларын үйрөнүү, өнүктүрүү жана ырааттуу колдонуу үчүн жөнөкөй, негизги ыкма болуп саналат.

• Бөлүү практикасы.

  Жөн гана бул принципти колдонууга аракет кылыңыз (эгер, албетте, сиз буга чейин муну жасай элек болсоңуз) ар кандай тапшырмаларга жана чечorши керек болгон көйгөйлөргө. Бул жердеги куулук – акылыңызды бул ыкманы аң-сезимдүү концентрациясыз тынымсыз колдонууга үйрөтүү. Бир маселени/тапшырманы бир нече кичинекейлерге бөлүү көпчүлүк үчүн (өзгөчө программалоодо) бир топ баналдык чечим экендигине карабастан, аны кантип колдонууну баары эле биле бербейт жана аны такай аткарышат.

• Абстракциянын практикасы.

  Абстракция – бул белгилүү бир маселени чечүү үчүн эң актуалдуу жана маанилүү болгон маалыматка көңүл буруу. Ал декомпозиция менен бирге иштейт, мында сиз көйгөйдү бир нече кошумча тапшырмаларга бөлүп, аларга бирден бир көңүл буруп, көйгөйдү чечүү үчүн керектүү маалыматты гана издейсиз.

• Үлгү таануу көндүмдөрүн көнүгүү.

  Бөлүү менен башталган эсептөөчү ой жүгүртүүгө машыккан сайын, үлгү таануу көндүмдөрүңүз да өнүгөт. Бул жерде ыкма декомпозициядагыдай эле - жөн гана башка, буга чейин чечилген көйгөйлөр менен окшоштуктарды издеп көнүгүү. Үлгү таануу мурунтан эле практикаланган жана мээңизге тааныш ой жүгүртүү үлгүлөрүн колдонуу менен көйгөйлөрдү тезирээк чечүүгө мүмкүндүк берет.

• Алгоритмдерди түзүү көндүмдөрүн көнүгүү

  Бул жерде дагы ачкыч мээни бул системаны колдонууга ылайыкташтырууда. Биздин жашообуз демейки боюнча биз адаттар деп атаган алгоритмдер менен толтурулат. Сиз жөн гана алгоритмдерди түзүүгө аң-сезимдүү көңүл бурушуңуз керек. Анын үстүнө, бул жумушка же машыгууга гана эмес, башка көптөгөн күндөлүк нерселерге да тиешелүү. Мисалы, биз жакында айткан создуктуруучулукка каршы күрөштүн негизи алгоритмдерди аң-сезимдүү калыптандырууда (үлгү таануу менен бирге) жатат.

Пикирлер

Келгиле, бул материалды бизге эң кызыктуу жана кыска көрүнгөн эксперттердин бир нече цитаталары менен жыйынтыктайлы. «Эсептөөчү ой жүгүртүү 21-кылымдын жумушчулары үчүн өтө маанилүү жөндөм. Азыр информатика жана эсептөөчү ой жүгүртүү көнүмүш болуп баратканына карабастан, аларга негизги дисциплиналар катары дагы эле жетиштүү көңүл бурулбай келет, алар өзгөчө студенттерге “салттуу программалоого” көнүүгө жана көнүүгө жардам берүү аркылуу пайдалуу, - деп белгилешет Джеймс Локвуд жана Айдан Муни, Ирландиядагы Майнут университетинин профессорлору жана Бorм берүүдөгү эсептөөчү ой жүгүртүү: ал кайда туура келет? «Компьютердик ой жүгүртүү – бул, кайсыл тармак жөнүндө сөз кылбайлы, сиздин ийгorгиңиздин ачкычы. Бул техника жөн эле компьютер эмес, реалдуу маселелерди чечүүдө абдан күчтүү болгондуктан, аны негизги бorм берүү предметтеринин бирине айлантуу керек. Жок дегенде, эгер сиз мен сыяктуу эле, бorм берүүнүн негизги максаты ар кандай көйгөйлөрдүн эң эффективдүү чечимдерин табуу аркылуу жашообузду байытуу болушу керек дегенге макул болсоңуз”, - дейт атактуу британиялык технологиялык эксперт жана ишкер Конрад Вольфрам. Келгиле, концепция катары компьютердик ой жүгүртүүнүн негизги заманбап популяризаторлорунун бири деп эсептелген Жаннет Вингдин жогоруда айтылган цитата менен жыйынтыктайлы: “Эсептөөчү ой жүгүртүүнүн тарбиялык пайдасы – абстракцияларды колдонуудан баштап – көбөйөт жана бекемдейт. интеллектуалдык жөндөмдүүлүктөрүн жана, демек, ар кандай аймакка өткөрүлүп берorши мүмкүн. Компьютердик окумуштуулар абстракциялардын баалуулугун жакшы бorшет, абстракциянын ар кандай деңгээлдеринде ой жүгүртүү, татаалдыкты жана масштабды башкаруу үчүн абстракциялоо ж.б. анын кандай артыкчылыктары бар!»