Тафаккури ҳисоббарорӣ чист? "Калиди муваффақият" ва "маҳорати ҳаётан муҳим барои асри 21".

Дар мақолаҳо дар бораи JavaRush, мо на танҳо дар бораи Java, омӯзиш, хусусиятҳо ва шуғли минбаъдаи он дар соҳаи таҳияи компютерҳо сӯҳбат мекунем, балки барои рушди ҳамаҷонибаи хонандагони худ "сармоягузорӣ мекунем". Барои ин, мо ба мафҳумҳои асосӣ диққат медиҳем, ки фаҳмиши онҳо на танҳо ба шумо имкон медиҳад, ки барномасози касбӣ шавед, балки дар оянда новобаста аз самти интихобшуда такмил диҳед. Ва имрӯз мо маҳз чунин мавзӯъ дорем. Асосӣ, ба монанди пирамидаи Хеопс. Яъне: Тафаккури ҳисоббарорӣ.

Тафаккури ҳисоббарорӣ чист?

Тафаккури ҳисоббарорӣ ("тафаккури ҳисоббарорӣ" дар забони русӣ истилоҳи мувофиқтар ба назар мерасад, аммо дар RuNet ин варианти аввалинест, ки бештар маъмул аст) мафҳуми ба таври мунтазам наздик шудан ба мушкилот бо мақсади эҷоди ҳалли он аст, ки компютер метавонад амалӣ кунад. . Оддӣ карда гӯем, пеш аз он ки ба компютер тарзи ҳалли ин ё он масъаларо омӯзад, шахс бояд худи масъала ва тарзи ҳалли онро дарк кунад ва тафаккури компютерӣ маҳз барои ин усул аст. Ин консепсия аз ҷониби математик ва олими компютер Сеймур Паперт соли 1980 ҳамчун заминаи назариявӣ барои ҳалли самараноки масъалаҳо пешниҳод карда шуд. Дар соҳаи маориф, тафаккури ҳисоббарорӣ ҳамчун консепсия пас аз қайди профессори илмҳои компютерӣ Жаннет Винг дар соли 2006 маъруфият пайдо кард, ки пешниҳод кард, ки тафаккури ҳисоббарорӣ дар таълими кӯдакон ҳамчун як маҳорати бунёдие, ки ҳама одамон бояд дошта бошанд.

Чор рукни тафаккури ҳисоббарорӣ

Тафаккури ҳисоббарорӣ ҳамчун як техника ба чор усули асосӣ асос ёфтааст.

• Декомпозитсия.

  Тақсим кардани мушкилоти мураккаб ба як қатор масъалаҳои хурдтар ва ҳалшаванда.

• Абстраксия.

  Таваҷҷӯҳ ба танҳо ба маълумоти муҳим барои қарор ва нодида гирифтани ҷузъиёти нолозим.

• Шинохти намуна.

  Ҷустуҷӯи монандии байни мушкилоти баррасишаванда ва мушкилоти дигаре, ки аллакай ҳал шудаанд, барои интиқол додани равишҳои аллакай исботшуда ба он.

• Алгоритмҳо.

  Таҳияи роҳи қадам ба қадам ҳалли мушкилот ё қоидаҳои ҳалли он.

Ҳамаи ин ҷузъҳо ҷузъҳои яксон муҳими тафаккури компютерӣ мебошанд. Ин чунин маъно дорад, ки бе дуруст ба кор бурдани хар кадоми онхо аз ин техника самаранок истифода бурдан мумкин нест. Ва дуруст истифода бурдани тафаккури компютерӣ асоси асосҳои барномасозӣ мебошад.

Истифодаи тафаккури компютерӣ дар ҳаёт

Умуман, тафаккури компютерӣ ҳамчун як усул аз доираи барномасозӣ хеле фаротар аст ва ҷузъҳои он аз ҷониби аксарияти одамон пайваста ҳангоми ҳалли масъалаҳои сатҳҳои гуногуни мураккаб истифода мешаванд. Мисоли асосии классикӣ: шумо бояд аз нуқтаи А то нуқтаи B дар шаҳри ношинос биравед. Барои муайян кардани кадом роҳ, шумо:

• Шумо ин вазифаро ба якчанд вазифаҳои хурдтар тақсим мекунед (декомпозитсия): харита ва имконоти эҳтимолии маршрутро омӯзед, усули сафар ба нуқтаи В ва ғайраро интихоб кунед.
• Пас шумо ҷолибияти хатсайрҳои гуногунро аз рӯи дарозии онҳо, мавҷудияти нуқтаҳои ҷолиб дар роҳ ё осонии сафар (абстраксия) арзёбӣ мекунед.
• Пас шумо дар бораи имконоти худ дар асоси таҷрибаҳои сайёҳии гузашта дар шаҳрҳои дигар, ки аз ҷиҳати ҳаҷм ва манзараи шаҳрӣ ба ҳам монанданд, фикр мекунед (шинохти намуна).
• Дар асоси ҳамаи ин, шумо масир ва усули аз ҳама мувофиқро интихоб мекунед (алгоритмҳо).

Ин як мисоли асосӣ аст, аммо фаҳмиши амиқтари тафаккури ҳисоббарорӣ на танҳо дар соҳаҳои техникӣ, балки дар бисёр соҳаҳо муфид хоҳад буд. Бисёр масъалаҳои мураккабро бо фаровонии омилҳо ва намудҳои гуногуни маълумот дар ҳаёти ҳаррӯза метавон бо истифода аз тафаккури ҳисоббарорӣ ҳал кард. Дар айни замон, тафаккури ҳисоббарорӣ ҳамчун консепсия ҳамчун фанни асосии таълимӣ маъруфият пайдо мекунад ва умуман ба як усули муҳиме табдил меёбад, ки метавонад ба бисёр равандҳои корӣ барои беҳтар кардани натиҷаҳо ворид карда шавад. “Бо кӯшиши пайдо кардани роҳи самараноки ҳалли мушкилот, мо ҳамеша вариантҳои равшантарини ҳалли онҳоро арзёбӣ карда, афзалиятҳо ва нуқсонҳои онҳоро пайдо мекунем. Тафаккури ҳисоббарорӣ ба мо имкон медиҳад, ки як масъалаи ба назар мураккаберо, ки мо ҳал карда метавонем, формат кунем. Моҳияти тафаккури компютерӣ инчунин дар тафаккури рекурсивӣ ва коркарди параллелии иттилоот аст. Дар барномасозӣ ин маънои онро дорад, ки мо codeро ҳамчун маълумот ва маълумотро ҳамчун code шарҳ медиҳем. Ин санҷиши намудро ҳамчун умумисозии таҳлor андозагирӣ ва эътирофи ҳам бартарӣ ва ҳам нуқсонҳои тахаллус ё додани касе ё чизе аз як ном дар бар мегирад. Он инчунин баҳодиҳии сифати барномаи хаттӣ аст, на танҳо аз нуқтаи назари дурустии кор ва самаранокии он, балки аз нуқтаи назари эстетика ва тарҳрезии система бо назардошти соддагӣ ва зебогии он", - шарҳ медиҳад Жаннет . Винг дар ёддошти худ дар бораи аҳамияти омӯзиши тафаккури компютерӣ, ки соли 2006 нашр шудааст.

Омӯзиш ва рушди малакаҳои тафаккури компютерӣ

Дар мавриди омӯзиши тафаккури компютерӣ ҳамчун як техника ва фан, имрӯз маводҳои зиёде дар ин мавзӯъ барои хоҳишмандон дастрасанд. Ҳамин тариқ, Ҷамъияти Байналмилалии Технология дар Таҳсилот (ISTE) ба ҳама як курси ройгони тафаккури ҳисоббарориро пешниҳод мекунад, ки бо дастгирии Google таҳия шудааст ва инчунин барои мутахассисони техникӣ пешбинӣ шудааст. Шумо инчунин метавонед курси ройгони тафаккури компютериро дар манбаи Coursera пайдо кунед , масалан. Барномаҳо дар тафаккури ҳисоббарорӣ ҳам барои донишҷӯёни сатҳҳои гуногун ва ҳам барои муаллимон аз ҷониби Академияи робототехника дар Донишгоҳи Карнеги Меллон пешниҳод карда мешаванд . Ва ниҳоят, дар тафаккури компютерӣ яке аз нақшҳои бартаридоштаро мантиқ мебозад. Барои омӯзиши он, масалан, мунтазам ҳалли мушкилот ва муаммоҳо муфид хоҳад буд . Дар зер як равиши оддӣ ва асосӣ барои омӯзиш, таҳия ва пайваста истифода бурдани чаҳор усули асосии тафаккури ҳисоббарорӣ оварда шудааст.

• Амалияи тақсимкунӣ.

  Танҳо кӯшиш кунед, ки ин принсипро (агар, албатта, шумо ҳоло ин корро накарда бошед) ба намудҳои гуногуни вазифаҳо ва мушкилоте, ки ҳалли худро талаб мекунанд, татбиқ кунед. Дар ин ҷо ҳилла аз он иборат аст, ки ақли худро омӯзонед, то ин равишро ба таври доимӣ бидуни тамаркузи бошуурона истифода барад. Сарфи назар аз он, ки тақсими як масъала/вазифа ба якчанд вазифаҳои хурдтар барои бисёриҳо (хусусан дар барномасозӣ) як ҳалли хеле оддӣ аст (хусусан дар барномасозӣ), на ҳама медонанд, ки чӣ тавр истифода бурдани онро ва мунтазам иҷро мекунанд.

• Амалияи абстраксия.

  Абстраксия ин танҳо тамаркуз ба иттилоотест, ки барои ҳалли як масъалаи мушаххас бештар мувофиқ ва муҳим аст. Он дар якҷоягӣ бо таҷзия кор мекунад, ки дар он шумо мушкилотро ба як қатор зервазифаҳо тақсим мекунед ва дар як вақт ба онҳо диққат медиҳед ва танҳо маълумотеро меҷӯед, ки барои ҳалли мушкилоти мавҷуда лозим аст.

• Маҳорати шинохти намунаҳоро машқ кунед.

  Ҳангоми машқ кардани тафаккури ҳисоббарорӣ, ки аз таҷзия оғоз мешавад, малакаҳои шинохти намунаи шумо низ инкишоф меёбанд. Муносибат дар ин ҷо ба таҷзия монанд аст - танҳо дар ҷустуҷӯи шабоҳатҳо бо дигар мушкилоти аллакай ҳалшуда машқ кунед. Шинохти намуна ба шумо имкон медиҳад, ки мушкилотро бо истифода аз шаклҳои фикрӣ, ки аллакай амалан ва ба майнаи шумо шиносанд, зудтар ҳал кунед.

• Маҳорати ташаккул додани алгоритмҳоро машқ кунед

  Дар ин ҷо, бори дигар, калид мутобиқ кардани майна ба истифодаи ин система аст. Ҳаёти мо ба таври нобаёнӣ бо алгоритмҳое пур аст, ки мо онҳоро одатҳо меномем. Шумо бояд танҳо ба ташаккули алгоритмҳо диққат диҳед. Гузашта аз ин, ин на танҳо ба кор ё омӯзиш, балки ба бисёр чизҳои ҳаррӯза низ дахл дорад. Масалан, асоси мубориза бар зидди кашолкорй , ки мо ба наздикй дар бораи он сухан ронда будем, инчунин, умуман, дар ташаккули бошууронаи алгоритмҳо (дар баробари шинохти намуна) аст.

Андешаҳо

Хуб, биёед ин маводро бо чанд иқтибос аз коршиносон, ки ба назари мо ҷолибтарин ва мухтасартар менамуданд, ҷамъбаст кунем. “Тафаккури ҳисоббарорӣ барои коргарони асри 21 маҳорати ҳаётан муҳим аст. Сарфи назар аз он, ки илмҳои информатика ва тафаккури ҳисоббарорӣ ҳоло маъмултар шуда истодаанд, ба онҳо ҳамчун фанҳои асосӣ, ки бахусус ба донишҷӯён тавассути мутобиқ шудан ва одат кардан ба "барномасозии анъанавӣ" кӯмак расонида метавонанд, ба таври кофӣ таваҷҷӯҳ зоҳир намекунанд, - қайд мекунанд Ҷеймс Локвуд ва Айдан Муни, профессорони Донишгоҳи Майнут дар Ирландия ва муаллифони гузориши тафаккури ҳисоббарорӣ дар маориф: Он ба куҷо мувофиқат мекунад? «Тафаккури компютерӣ то андозае калиди муваффақияти шумост, новобаста аз он ки мо дар бораи кадом соҳа гап мезанем. Ин техника дар њалли масъалањои воќеї, на танњо компютер, чунон тавоно аст, ки онро ба яке аз фанњои асосии таълимї табдил додан лозим аст. Ҳадди ақал агар шумо розӣ бошед, мисли ман, ки ҳадафи асосии таълим бояд ғанӣ гардонидани ҳаёти мо тавассути дарёфти роҳҳои муассиртарин ҳалли ҳама гуна мушкилот бошад,” мегӯяд Конрад Волфрам, коршиноси маъруфи технологӣ ва соҳибкори бритониёӣ. Хуб, биёед бо як иқтибос аз Жаннет Винг, ки дар боло зикр шуд, онро метавон яке аз маъмулкунандагони асосии муосири тафаккури ҳисоббарорӣ ҳамчун консепсия ҳисобид: «Манфиатҳои таълимии тафаккури ҳисоббарорӣ - аз истифодаи абстраксияҳо - зиёд ва мустаҳкам мекунанд. малакаҳои интеллектуалӣ ва аз ин рӯ, метавонад ба дилхоҳ соҳа гузаронида шавад. Олимони компютерӣ арзиши абстраксияҳо, тафаккур дар сатҳҳои гуногуни абстраксия, абстрактӣ барои идоракунии мураккабӣ ва миқёс ва ғайраро хуб медонанд. Ҳоло кори мо ин аст, ки ба олимони ғайрикомпьютер ва дигарон фаҳмонем, ки мо дар зери тафаккури ҳисоббарорӣ чӣ маъно дорем ва афзалияти он чист!»