کمپیوٹیشنل سوچ کیا ہے؟ "کامیابی کی کلید" اور "اکیسویں صدی کے لیے ایک اہم مہارت۔"

JavaRush پر مضامین میں، ہم نہ صرف جاوا، اس کے مطالعہ، خصوصیات اور کمپیوٹر کی ترقی کے میدان میں اس کے نتیجے میں ملازمت کے بارے میں بات کرتے ہیں، بلکہ ہم اپنے قارئین کی جامع ترقی میں "سرمایہ کاری" بھی کرتے ہیں۔ ایسا کرنے کے لیے، ہم بنیادی تصورات پر توجہ دیتے ہیں، جن کی تفہیم آپ کو نہ صرف ایک پیشہ ور پروگرامر بننے کی اجازت دے گی، بلکہ آپ کو مستقبل میں بہتر بنانے میں بھی مدد ملے گی، چاہے منتخب کردہ سمت کچھ بھی ہو۔ اور آج ہمارے پاس ایک ایسا ہی موضوع ہے۔ بنیادی، چیپس کے اہرام کی طرح۔ یعنی: کمپیوٹیشنل سوچ۔

کمپیوٹیشنل تھنکنگ کیا ہے؟

کمپیوٹیشنل سوچ ("کمپیوٹیشنل سوچ" روسی زبان میں زیادہ مناسب اصطلاح معلوم ہوتی ہے، لیکن RuNet میں یہ پہلا آپشن ہے جو زیادہ عام ہے) کسی مسئلے کو منظم طریقے سے پہنچانے کا تصور ہے تاکہ ایک ایسا حل پیدا کیا جا سکے جسے کمپیوٹر لاگو کر سکے۔ . سادہ لفظوں میں کمپیوٹر کو سکھانے سے پہلے کہ کسی خاص مسئلے کو کیسے حل کیا جائے، انسان کو خود اس مسئلے کو سمجھنا چاہیے اور اسے کیسے حل کرنا ہے، اور کمپیوٹر کی سوچ بالکل اس کے لیے ایک تکنیک ہے۔ یہ تصور ریاضی دان اور کمپیوٹر سائنس دان سیمور پیپرٹ نے 1980 میں زیادہ مؤثر مسئلے کے حل کے لیے نظریاتی بنیاد کے طور پر تجویز کیا تھا۔ تعلیم میں، کمپیوٹر سائنس کے پروفیسر جینیٹ ونگ کے 2006 میں ایک نوٹ کے بعد ایک تصور کے طور پر کمپیوٹیشنل سوچ نے مقبولیت حاصل کرنا شروع کی، جس نے بچوں کی تعلیم میں کمپیوٹیشنل سوچ کو ایک بنیادی مہارت کے طور پر متعارف کرانے کی تجویز پیش کی جو تمام لوگوں کو ہونی چاہیے۔

کمپیوٹیشنل سوچ کے چار ستون

ایک تکنیک کے طور پر کمپیوٹیشنل سوچ چار کلیدی طریقوں پر مبنی ہے۔

• گلنا۔

  ایک پیچیدہ مسئلہ کو کئی چھوٹے اور قابل حل مسائل میں تقسیم کرنا۔

• تجری.

  فیصلے کے لیے اہم معلومات پر خصوصی توجہ مرکوز کرنا اور غیر ضروری تفصیلات کو نظر انداز کرنا۔

• پیٹرن کی پہچان۔

  زیر نظر مسئلے اور دیگر کے درمیان مماثلتوں کی تلاش کریں جو پہلے ہی حل ہو چکے ہیں تاکہ اس پر پہلے سے ثابت شدہ نقطہ نظر کو منتقل کیا جا سکے۔

• الگورتھم۔

  کسی مسئلے کا مرحلہ وار حل تیار کرنا یا اسے حل کرنے کے اصول۔

یہ تمام اجزاء کمپیوٹر کی سوچ کے یکساں اہم اجزاء ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ان میں سے ہر ایک کے درست اطلاق کے بغیر، اس تکنیک کو مؤثر طریقے سے استعمال کرنا ممکن نہیں ہوگا۔ اور کمپیوٹر سوچ کا صحیح اطلاق پروگرامنگ کے بنیادی اصولوں کی بنیاد ہے۔

زندگی میں کمپیوٹر کی سوچ کا اطلاق

مجموعی طور پر، کمپیوٹر کی سوچ ایک طریقہ کے طور پر پروگرامنگ سے بہت آگے ہے، اور اس کے اجزاء کو زیادہ تر لوگ مسلسل پیچیدگی کی مختلف سطحوں کے مسائل کو حل کرتے وقت استعمال کرتے ہیں۔ ایک کلاسک بنیادی مثال: آپ کو ایک غیر مانوس شہر میں پوائنٹ A سے پوائنٹ B تک جانے کی ضرورت ہے۔ یہ فیصلہ کرنے کے لیے کہ کون سا راستہ اختیار کرنا ہے، آپ:

• آپ اس کام کو کئی چھوٹے کاموں میں تقسیم کرتے ہیں (سڑنا): نقشہ اور ممکنہ راستے کے اختیارات کا مطالعہ کریں، پوائنٹ B تک سفر کا طریقہ منتخب کریں، وغیرہ۔
• اس کے بعد آپ مختلف راستوں کی کشش کو ان کی لمبائی، راستے میں دلچسپی کے مقامات کی موجودگی، یا سفر کی آسانی (ایک تجریدی) کی بنیاد پر درجہ بندی کرتے ہیں۔
• پھر آپ دوسرے شہروں میں ماضی کے سفر کے تجربات کی بنیاد پر اپنے اختیارات کے بارے میں سوچتے ہیں جو کہ سائز اور شہری زمین کی تزئین (پیٹرن کی شناخت) میں سب سے زیادہ ملتے جلتے ہیں۔
• ان سب کی بنیاد پر، آپ سب سے موزوں راستے اور نقل و حمل کے طریقہ کار (الگورتھمز) کا انتخاب کرتے ہیں۔

یہ ایک بنیادی مثال ہے، لیکن کمپیوٹیشنل سوچ کی گہری سمجھ بہت سے شعبوں میں کارآمد ہو گی، نہ صرف تکنیکی۔ روزمرہ کی زندگی میں عوامل اور مختلف قسم کے ڈیٹا کی کثرت کے ساتھ بہت سے پیچیدہ مسائل کو کمپیوٹیشنل سوچ کے ذریعے حل کیا جا سکتا ہے۔ آج کل، ایک تصور کے طور پر کمپیوٹیشنل سوچ ایک بنیادی تعلیمی مضمون کے طور پر مقبولیت حاصل کر رہی ہے اور عام طور پر ایک اہم تکنیک بن رہی ہے جسے نتائج کو بہتر بنانے کے لیے بہت سے کام کے عمل میں ضم کیا جا سکتا ہے۔ "کسی مسئلے کا سب سے مؤثر حل تلاش کرنے کی کوشش میں، ہم مسلسل سب سے واضح حل کے اختیارات کا جائزہ لیتے ہیں، ان کے فوائد اور نقصانات کو تلاش کرتے ہیں۔ کمپیوٹیشنل سوچ ہمیں بظاہر پیچیدہ مسئلہ کو حل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ کمپیوٹر کی سوچ کا جوہر تکراری سوچ اور متوازی معلومات کی پروسیسنگ میں بھی مضمر ہے۔ پروگرامنگ میں، اس کا مطلب یہ ہے کہ ہم کوڈ کو ڈیٹا اور ڈیٹا کو کوڈ سے تعبیر کرتے ہیں۔ اس میں جہتی تجزیہ کو عام کرنے کے طور پر ٹائپ چیکنگ، اور کسی کو یا کسی چیز کو ایک سے زیادہ نام دینے یا دینے کے فوائد اور نقصانات دونوں کی پہچان شامل ہے۔ یہ تحریری پروگرام کے معیار کا بھی اندازہ ہے، نہ صرف اس کے آپریشن اور کارکردگی کی درستی کے لحاظ سے، بلکہ اس کی سادگی اور خوبصورتی کو مدنظر رکھتے ہوئے، نظام کی جمالیات اور ڈیزائن کے لحاظ سے بھی،" جینیٹ بتاتی ہیں۔ 2006 میں شائع ہونے والی کمپیوٹیشنل سوچ سیکھنے کی اہمیت پر اپنے نوٹ میں ونگ۔

کمپیوٹیشنل سوچ کی مہارت سیکھنا اور تیار کرنا

جہاں تک ایک تکنیک اور نظم و ضبط کے طور پر کمپیوٹر سوچ کے مطالعہ کا تعلق ہے، آج اس موضوع پر دلچسپی رکھنے والوں کے لیے کافی مواد دستیاب ہے۔ اس طرح، انٹرنیشنل سوسائٹی فار ٹکنالوجی ان ایجوکیشن (ISTE) ہر ایک کو مفت کورس پیش کرتا ہے، کمپیوٹیشنل سوچ ، گوگل کے تعاون سے تیار کیا گیا ہے ، جس کا مقصد تکنیکی ماہرین کے لیے بھی ہے۔ مثال کے طور پر آپ کورسیرا ریسورس پر کمپیوٹر سوچ کا مفت کورس بھی تلاش کر سکتے ہیں۔ کارنیگی میلن یونیورسٹی کی اکیڈمی آف روبوٹکس کی طرف سے مختلف سطحوں کے طلباء اور اساتذہ دونوں کے لیے کمپیوٹیشنل سوچ کے پروگرام بھی پیش کیے جاتے ہیں ۔ اور آخر میں، کمپیوٹر سوچ میں ایک غالب کردار منطق کے ذریعے ادا کیا جاتا ہے۔ اس کو تربیت دینے کے لیے، مثال کے طور پر، مسائل اور پہیلیاں کو باقاعدگی سے حل کرنا مفید ہوگا ۔ ذیل میں چار بنیادی کمپیوٹیشنل سوچ کی تکنیکوں کو سیکھنے، ترقی کرنے اور مستقل طور پر استعمال کرنے کا ایک سادہ، بنیادی طریقہ ہے۔

• گلنے کی مشق۔

  بس اس اصول کو لاگو کرنے کی کوشش کریں (اگر، یقینا، آپ پہلے سے ہی ایسا نہیں کر رہے ہیں) مختلف قسم کے کاموں اور مسائل کو حل کرنے کی ضرورت ہے. یہاں کی چال یہ ہے کہ آپ کے ذہن کو شعوری ارتکاز کے بغیر مستقل بنیادوں پر اس نقطہ نظر کو استعمال کرنے کی تربیت دی جائے۔ اس حقیقت کے باوجود کہ ایک مسئلہ/کام کو کئی چھوٹے کاموں میں تقسیم کرنا بہت سے لوگوں کے لیے ایک عام حل ہے (خاص طور پر پروگرامنگ میں)، ہر کوئی نہیں جانتا کہ اسے کیسے لاگو کرنا ہے اور یہ باقاعدگی سے کرتا ہے۔

• تجرید کی مشق۔

  خلاصہ صرف ان معلومات پر توجہ مرکوز کرنا ہے جو کسی خاص مسئلے کو حل کرنے کے لئے سب سے زیادہ متعلقہ اور اہم ہے۔ یہ سڑن کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے، جہاں آپ کسی مسئلے کو متعدد ذیلی کاموں میں تقسیم کرتے ہیں اور ایک وقت میں ان پر توجہ مرکوز کرتے ہیں، صرف وہی معلومات تلاش کرتے ہیں جن کی آپ کو ہاتھ میں موجود مسئلے کو حل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

• پیٹرن کی شناخت کی مہارتوں کی مشق کریں۔

  جیسا کہ آپ کمپیوٹیشنل سوچ کی مشق کرتے ہیں، جو کہ سڑنے سے شروع ہوتی ہے، آپ کی پیٹرن کو پہچاننے کی مہارتیں بھی ترقی کریں گی۔ یہاں نقطہ نظر ویسا ہی ہے جیسا کہ سڑنے کے لیے ہے - بس دوسرے، پہلے سے حل شدہ مسائل کے ساتھ مماثلت تلاش کرنے کی مشق کریں۔ پیٹرن کی شناخت آپ کو سوچنے کے نمونوں کا استعمال کرکے مسائل کو تیزی سے حل کرنے کی اجازت دیتی ہے جو آپ کے دماغ سے پہلے سے ہی مشق اور واقف ہیں۔

• الگورتھم بنانے کی مہارت کی مشق کریں۔

  یہاں، ایک بار پھر، کلید اس نظام کو استعمال کرنے کے لیے دماغ کو ڈھال رہی ہے۔ ہماری زندگی پہلے سے طے شدہ الگورتھم سے بھری ہوئی ہے جسے ہم عادات کہتے ہیں۔ آپ کو صرف الگورتھم کی تشکیل پر ہوش میں توجہ دینے کی ضرورت ہے۔ مزید یہ کہ یہ نہ صرف کام یا تربیت پر لاگو ہوتا ہے بلکہ روزمرہ کی بہت سی دوسری چیزوں پر بھی لاگو ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، تاخیر کے خلاف جنگ کی بنیاد ، جس کے بارے میں ہم نے حال ہی میں بات کی ہے، بھی، بڑے پیمانے پر، الگورتھم کی شعوری تشکیل (پیٹرن کی شناخت کے ساتھ) میں مضمر ہے۔

آراء

ٹھیک ہے، آئیے اس مواد کو ماہرین کے چند اقتباسات کے ساتھ ختم کرتے ہیں جو ہمیں سب سے زیادہ دلچسپ اور جامع لگے۔ "21ویں صدی کے کارکنوں کے لیے کمپیوٹیشنل سوچ ایک اہم مہارت ہے۔ اس حقیقت کے باوجود کہ کمپیوٹر سائنس اور کمپیوٹیشنل سوچ اب زیادہ عام ہوتی جا رہی ہے، ان پر اب بھی بنیادی مضامین کے طور پر اتنی توجہ نہیں دی جاتی ہے جو خاص طور پر طلباء کو اپنانے اور "روایتی پروگرامنگ" کے عادی بننے میں مدد دے کر فائدہ پہنچا سکتے ہیں - جیمز لاک ووڈ اور ایڈن نوٹ کریں۔ موونی، آئرلینڈ کی مائنوت یونیورسٹی کے پروفیسرز اور کمپیوٹیشنل تھنکنگ ان ایجوکیشن رپورٹ کے مصنفین : یہ کہاں فٹ ہے؟ "کمپیوٹر سوچ، بڑی حد تک، آپ کی کامیابی کی کلید ہے، چاہے ہم کسی بھی شعبے کے بارے میں بات کر رہے ہوں۔ یہ تکنیک صرف کمپیوٹر ہی نہیں بلکہ حقیقی مسائل کو حل کرنے میں اتنی طاقتور ہے کہ اسے اہم تعلیمی مضامین میں سے ایک بنانا چاہیے۔ کم از کم اگر آپ اس بات سے اتفاق کرتے ہیں، جیسا کہ میں کرتا ہوں، کہ تعلیم کا بنیادی مقصد ہر قسم کے مسائل کا موثر ترین حل تلاش کرکے ہماری زندگیوں کو تقویت بخشنا ہونا چاہیے،" معروف برطانوی ٹیک ماہر اور کاروباری شخصیت کونراڈ وولفرام کہتے ہیں ۔ ٹھیک ہے، آئیے جینیٹ ونگ کے ایک اقتباس کے ساتھ نتیجہ اخذ کرتے ہیں، جس کا پہلے ہی اوپر ذکر کیا گیا ہے، جسے ایک تصور کے طور پر کمپیوٹیشنل سوچ کے اہم جدید مقبول کاروں میں سے ایک سمجھا جا سکتا ہے: "کمپیوٹیشنل سوچ کے تعلیمی فوائد - تجرید کے استعمال سے شروع ہو کر - اضافہ اور مضبوط دانشورانہ مہارت اور اس وجہ سے، کسی بھی علاقے میں منتقل کیا جا سکتا ہے. کمپیوٹر سائنس دان تجرید کی قدر، تجرید کی مختلف سطحوں پر سوچ، پیچیدگی اور پیمانے کو منظم کرنے کے لیے تجرید وغیرہ سے بخوبی واقف ہیں۔ فی الحال ہمارا کام غیر کمپیوٹر سائنس دانوں اور دوسروں کو سمجھانا ہے کہ کمپیوٹیشنل سوچ کے تحت ہمارا کیا مطلب ہے، اور اس کے فائدے کیا ہیں!"