什么是计算思维？“成功的关键”和“21 世纪的重要技能”。

在JavaRush的文章中，我们不仅谈论Java、它的学习、特点以及后续在计算机开发领域的就业，而且我们还“投资”读者的全面发展。为此，我们关注基本概念，理解这些概念不仅可以让您成为一名专业程序员，而且还可以帮助您在未来提高，无论选择什么方向。而今天我们的主题就是这样的。基本的，就像胡夫金字塔一样。即：计算思维。

什么是计算思维？

计算思维（“计算思维”在俄语中似乎是一个更合适的术语，但在 RuNet 中，它是更常见的第一个选项）是系统地处理问题的概念，以便创建计算机可以实现的解决方案。简而言之，在教计算机如何解决特定问题之前，人必须了解问题本身以及如何解决它，而计算机思维正是实现这一点的技术。这一概念由数学家和计算机科学家 Seymour Papert 于 1980 年提出，作为更有效解决问题的理论基础。在教育领域，自计算机科学教授 Jeannette Wing 在 2006 年提出将计算思维引入儿童教育作为所有人都应该具备的基本技能后，计算思维作为一个概念开始流行起来。

计算思维的四大支柱

计算思维作为一种技术基于四种关键方法。

• 分解。

  将一个复杂的问题分解为许多较小且可解决的问题。

• 抽象。

  只关注对决策重要的信息，忽略不必要的细节。

• 模式识别。

  寻找正在考虑的问题和其他已经解决的问题之间的相似之处，以便转移已经经过验证的方法来解决该问题。

• 算法。

  制定问题的逐步解决方案或解决问题的规则。

所有这些组成部分都是计算机思维的同等重要组成部分。这意味着如果没有正确应用它们中的每一个，就不可能有效地使用该技术。而计算机思维的正确应用是编程基础的基础。

计算机思维在生活中的应用

总的来说，计算机思维作为一种方法远远超出了编程的范围，大多数人在解决不同复杂程度的问题时不断使用它的组件。一个经典的基本示例：您需要在一个陌生的城市从 A 点到达 B 点。要决定走哪条路，您：

• 您将此任务分解为多个较小的任务（分解）：研究地图和可能的路线选项，选择前往 B 点的旅行方法等。
• 然后，您可以根据路线的长度、沿途存在的兴趣点或旅行的便利性（抽象）来评估不同路线的吸引力。
• 然后，您根据过去在规模和城市景观最相似的其他城市的旅行经历来考虑您的选择（模式识别）。
• 基于这一切，您选择最合适的路线和交通方式（算法）。

这是一个基本的例子，但对计算思维的更深入的理解将在许多领域有用，而不仅仅是技术领域。日常生活中许多具有丰富因素和各种类型数据的复杂问题都可以通过计算思维来解决。如今，计算思维作为一个概念作为核心教育科目越来越受欢迎，并且普遍成为一种可以集成到许多工作流程中以提高结果的重要技术。“为了找到最有效的问题解决方案，我们不断评估最明显的解决方案选项，找出它们的优点和缺点。计算思维使我们能够将看似复杂的问题转化为我们可以解决的问题。计算机思维的本质还在于递归思维和并行信息处理。在编程中，这意味着我们将代码解释为数据，将数据解释为代码。这包括作为维度分析的概括的类型检查，以及识别别名或为某人或某物提供多个名称的优点和缺点。这也是对书面程序质量的评估，不仅包括其运行的正确性和效率，还包括系统的美观和设计，考虑到其简洁和优雅。” Jeannette解释道Wing 在 2006 年发表的关于学习计算思维重要性的笔记中。

学习和发展计算思维技能

至于计算机思维作为一门技术和学科的研究，今天有很多关于这个主题的材料可供感兴趣的人使用。因此，国际教育技术协会 (ISTE) 为每个人提供了免费课程“计算思维” ，该课程是在 Google 的支持下开发的，也面向技术专家。例如，您还可以在 Coursera 上找到有关计算机思维的免费课程。卡内基梅隆大学机器人学院还为不同级别的学生和教师提供计算思维课程。最后，在计算机思维中，逻辑扮演着主导角色之一。例如，为了训练它，定期解决问题和谜题将很有用。以下是学习、开发和持续使用四种基本计算思维技术的简单基本方法。

• 分解练习。

  只要尝试将这个原则（当然，如果您还没有这样做）应用于需要解决的各种任务和问题。这里的技巧是训练你的大脑在没有意识集中的情况下持续使用这种方法。尽管对于许多人（尤其是在编程中）来说，将一个问题/任务划分为多个较小的问题/任务是一种相当平庸的解决方案，但并不是每个人都知道如何应用它并定期执行。

• 抽象的实践。

  抽象只是关注与解决特定问题最相关和最重要的信息。它与分解结合使用，您可以将问题分解为多个子任务，并一次只关注一个子任务，只查找解决当前问题所需的信息。

• 练习模式识别技能。

  当你练习从分解开始的计算思维时，你的模式识别技能也会得到发展。这里的方法与分解相同 - 只需练习寻找与其他已解决的问题的相似之处。模式识别可以让您通过使用大脑已经练习过且熟悉的思维模式来更快地解决问题。

• 练习形成算法的技能

  再次强调，关键是让大脑适应这个系统。我们的生活默认充满了我们称之为习惯的算法。你只需要有意识地关注算法的形成即可。而且，这不仅适用于工作或培训，还适用于许多其他日常事务。例如，我们最近谈到的对抗拖延症的基础大体上也在于有意识地形成算法（以及模式识别）。

意见

好吧，让我们用一些在我们看来最有趣和最简洁的专家的引言来结束本材料。“计算思维是 21 世纪工人的一项重要技能。尽管计算机科学和计算思维现在变得越来越普遍，但它们作为核心学科仍然没有得到足够的重视，这些学科可以通过帮助学生适应和习惯“传统编程”而使学生受益匪浅——詹姆斯·洛克伍德和艾丹指出Mooney 是爱尔兰梅努斯大学的教授，也是《教育中的计算思维：它适合哪里？》报告的作者。 “在很大程度上，无论我们谈论的是哪个领域，计算机思维都是成功的关键。这项技术在解决实际问题（而不仅仅是计算机问题）方面非常强大，因此它应该成为主要的教育科目之一。至少如果你像我一样同意教育的根本目的应该是通过寻找各种问题的最有效解决方案来丰富我们的生活，”英国著名科技专家和企业家康拉德·沃尔夫拉姆（Conrad Wolfram）说道。好吧，让我们以上面已经提到过的珍妮特·温 (Jeannette Wing)的一句话作为结束语，她可以被认为是计算思维这一概念的现代主要普及者之一：“计算思维的教育效益 - 从抽象概念的使用开始 - 增加和加强因此，智力技能可以转移到任何领域。计算机科学家非常清楚抽象的价值，在不同的抽象层次上进行思考，通过抽象来管理复杂性和规模等。目前，我们的工作是向非计算机科学家和其他人解释我们在计算思维下的含义，以及它的优点是什么！”