Bazele gândirii computaționale

Designerii web trebuie să se gândească la probleme într-un mod care să înțeleagă computerele, prin urmare, "gândirea computațională" este un set indispensabil de calificare pentru ei. Oferă instrumente sistematice necesare pentru a rezolva sarcini complexe de la clienți. 

Gândirea computațională permite designerilor web să descopere o problemă, să identifice și să se concentreze asupra aspectelor absolut necesare ale unei misiuni, lăsând deoparte informațiile inutile care vor afecta procesul.

Ca instrument de planificare amănunțită, se evită greșelile costisitoare care vin ca urmare a grăbirii de a finaliza un proiect fără a fi luat în considerare aspecte diferite ale problemei la îndemână. 

Ce este gândirea computațională? 

Gândirea computațională ca concept poate suna intimidant. Dar în fiecare zi, în toate aspectele vieții noastre, facem o gândire computațională. Gândiți-vă la următoarele acțiuni și decizii care iau în considerare: 

  • Vrei să-ți faci o ceașcă de ceai sau cafea.
  • Vrei să cumperi o mașină.
  • Vrei să-ți schimbi cariera.
  • Vrei să te muți într-un alt oraș.
  • Vrei să cumperi o casă.                         
  • Vrei să scrii o carte.
  • Doriți să creați o aplicație.

Procesul de planificare și de atingere a acestor obiective implică o gândire computațională de un fel.

Planificarea implică descompunerea acestor probleme în părți controlabile și găsirea unor seturi de soluții care să ne permită să atingem obiectivul pe care îl avem în minte.

Împiedicarea problemelor

În scopurile noastre, deoarece, în calitate de web designeri, dorim să folosim computerele pentru a ne ajuta să rezolvăm problemele la îndemână, gândirea computațională este cu adevărat o înțelegere a problemei complexe la îndemână, apoi o rupe într-o serie de probleme mai ușor de gestionat. Apoi, dezvoltăm idei despre cum să rezolvăm aceste probleme individuale mai mici și, în final, să comunicăm ideile rezultate într-o serie de pași care pot fi înțeleși și procesați de un computer.

Această abordare urmează ceea ce noi numim "principiile gândirii computaționale".

Principiile gîndirii computaționale

Există patru astfel de principii:

  1. Descompunere
  2. abstracțiune
  3. Recunoasterea formelor
  4. Algoritmul de scriere

Acestea sunt tehnici cheie care vă vor ajuta să vă gândiți computațional printr-o problemă complexă (provocare sau sarcină) înainte de a scrie o singură linie de cod. Să le examinăm.

1. Descompunere 

Aceasta este descompunerea unei probleme sau a unui sistem complex în părți mai mici, mai ușor rezolvate. Aceste probleme mai mici se rezolvă una după alta până când se rezolvă problema mai complexă.

"Dacă o problemă nu este descompusă, este mult mai greu de rezolvat. Se ocupă cu multe etape în același timp, este mult mai dificilă decât ruperea unei probleme într-o serie de probleme mai mici și rezolvarea fiecăruia, una câte una. "- BBC Bitesize                                                   

2. Recunoașterea modelelor 

Odată ce ați descompus problema complexă în probleme mai mici, următorul pas este să vă uitați la asemănările pe care le împărtășesc.

Modelele sunt caracteristici comune care apar în fiecare problemă individuală. Ce asemănări observi? Găsirea acestor asemănări în mici probleme descompuse ne poate ajuta să rezolvăm problemele complexe într-un mod mai eficient.

 3. Abstractizare

"Abstractizarea" se referă la concentrarea asupra informațiilor importante, ignorând detaliile irelevante. Pentru a ajunge la o soluție, trebuie să ignorăm caracteristicile inutile pentru a ne concentra asupra celor pe care le facem.

Deci, care sunt aceste informații importante pe care trebuie să ne concentrăm? În abstracție, accentul se pune în principal pe caracteristicile generale care sunt comune fiecărui element, în loc de detalii specifice.

Odată ce aveți caracteristicile generale, puteți crea un "model" al problemei; un model fiind ideea generală a problemei pe care încercăm să o rezolvăm.

"Dacă nu rezumăm, putem ajunge la soluția greșită a problemei pe care încercăm să o rezolvăm". - BBC Bitesize

Odată ce avem un model, putem proiecta un algoritm

4. Algoritmul de scriere

Ați descompus marea problemă în probleme mai mici, ușor de gestionat. Ați identificat asemănări între aceste probleme. V-ați concentrat asupra detaliilor relevante și ați lăsat în urmă ceva irelevant.

Acum este timpul să dezvoltați instrucțiuni pas cu pas pentru a rezolva fiecare dintre problemele mai mici sau regulile pe care trebuie să le urmați în rezolvarea problemei. Acești pași sau reguli simple sunt folosite pentru a programa un computer pentru a ajuta la rezolvarea unei probleme complexe în cel mai bun mod. Ele sunt, de asemenea, numite "algoritmi".

Definiție: Un algoritm este un plan, un set de instrucțiuni pas-cu-pas utilizate pentru a rezolva o problemă.

"Algoritmii nu implică întotdeauna fapte complicate de programare; la inimă, sunt secvențe de pași pentru a vă deplasa spre un scop "- John Villasenor

Scrierea unui algoritm necesită o planificare extensivă pentru ca acesta să funcționeze corect. Soluția oferită de computer este la fel de bună ca algoritmul pe care îl scrieți. Dacă algoritmul nu este bun, atunci și soluția dvs. nu va fi bună.

Folosind scheme

Diagramele oferă o modalitate perfectă de a reprezenta algoritmi.

"O diagramă este un tip de diagrama care reprezintă un algoritm, un flux de lucru sau un proces, care arată pașii ca cutii de diferite tipuri și ordinea lor prin conectarea lor cu săgeți. Această reprezentare schematică ilustrează un model de soluție pentru o anumită problemă. "- Wikipedia

Formularele de diagramă reprezintă o modalitate ușoară de a elabora algoritmi, mai ales dacă au nevoie de rezultate diferite de-a lungul drumului. Ei folosesc convenții de stil standard. Schema de fluxuri curge de sus în jos și de la stânga la dreapta.

Exemple de elemente de diagramă din kiturile UX

Utilizarea Pseudocode

În timp ce descompuneți problema la îndemână în părți mai ușor de gestionat, ați comunicat constatările, ideile și posibilele soluții în limba engleză (sau în orice limbă pe care o utilizați pentru a comunica).

Computerele nu înțeleg instrucțiunile în limba engleză. Ei înțeleg codul. Cod sau algoritmi care formează un set de instrucțiuni cu o sintaxă foarte specifică.  

Dar înainte de a vă folosi constatările pentru a scrie codul pe care computerul îl va înțelege, este de obicei recomandabil să le scrieți pseudo cod.

Pseudocodul vă ajută să planificați soluțiile la problema dvs. pentru a evita orice greșeli la scrierea codului. Este o modalitate de a scrie instrucțiuni într-un mod simplificat, care citește ca un cod. Pseudocodul nu este cod, totuși - nu are o sintaxă specifică pe care o folosește codul.

Pseudocodul este cel mai bine scris folosind cuvinte cheie și variabile. Variabilele în programare stau la dispoziție pentru o valoare, un cuvânt sau o bucată de cod. În programare, valoarea variabilelor se modifică în funcție de locul în care vă aflați în cod.

De exemplu, acest pseudocod (luat de la Universitatea din Tennessee) ar putea calcula plata:

Începe INPUT ore INTRARE rate pay = ore * Rata OUTPUT pay End

Și acest exemplu, ușor mai complex, ar putea calcula plata cu ore suplimentare:

Începeți ore INPUT, rata IF ore ≤ 40 THEN pay = ore * rate ELSE pay = 40 * rate + (ore - 40) * rate * 1.5 OUTPUT pay END

 Pseudocodul folosește termeni asemănători codului, care sunt utile în traducerea lui în cod.

  • STOP / END Calculatoarele sunt literale. Trebuie să le spui când se face o instrucțiune sau o instrucțiune. Faceți acest lucru scris STOP sau SFÂRȘIT.
  • IF / ELSE / APOIComputerele înțeleg condițiile: dacă se întâmplă A, atunci face B, dacă nu atunci face C.
  • INPUT / OUT Unele coduri necesită introducere pentru a rula și a crea un rezultat de ieșire. Intrarea este pentru datele pe care un utilizator sau o altă sursă le va da computerului. Ieșirea este utilizată pentru a indica rezultatul final al unei serii de comenzi. 
  • STORE / SAVETermenul de pseudocod care instruiește un calculator să salveze sau să stocheze o valoare ori de câte ori este necesar. 

Soluții de evaluare

Există de fapt o a cincea parte a întregului proces. Ați folosit gândirea computațională pentru a ajunge la o soluție. Soluția este un algoritm care poate fi folosit pentru programarea calculatorului.

Sunteți mâncărime să începeți programarea, dar înainte de a merge mai departe trebuie să evaluați soluția. De ce?

"Fără evaluare, orice defecțiuni din algoritm nu vor fi preluate și programul nu poate rezolva corect problema sau nu poate rezolva în cel mai bun mod." - BBC Bitesize

Gândiți-vă la evaluarea algoritmului dvs. ca la "depanare".

Concluzie

Gândirea computațională trece prin toate aspectele și funcțiile celor 21Sf afaceri de secol. Este o problemă indispensabilă de rezolvare a abilităților pentru designerii web care, în cele din urmă, trebuie să reprezinte soluții într-o limbă pe care computerele să o înțeleagă și să o proceseze.

Amintiți-vă că gândirea computațională implică următorii pași:

  1. Descompunere: descompunerea unei probleme în părțile sale componente.
  2. Recunoașterea modelelor: identificarea asemănărilor în părțile componente ale unei probleme.
  3. Abstractare: concentrarea pe informații generale importante și lăsând la o parte informațiile care nu sunt relevante pentru soluție.
  4. Algoritmul scris: scrierea codului care creează soluția dorită. Scriind instrucțiuni pas cu pas care pot fi citite și procesate de calculator. Instrucțiunile sunt scrise cu ajutorul informațiilor relevante obținute prin descompunere, recunoașterea modelului și abstractizare.
  5. Evaluare: găsirea de bug-uri în algoritm și corectarea acestora pentru a se asigura că funcționează fără glitches.

Resurse utile

  • Cum să elaborezi un grafic
  • Ultimate Guide Chart 
  • Diagrame de diagramă pe Envato Elements