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Webdesigner müssen Probleme auf eine Art und Weise durchdenken, die Computer verstehen können. Daher ist „rechnerisches Denken“ eine unabdingbare Fähigkeit, die sie benötigen. Es bietet systematische Tools, die zur Lösung komplexer Aufgaben von Kunden benötigt werden.
Computergestütztes Denken ermöglicht es Webdesignern, ein Problem zu lösen, Muster in Daten zu erkennen, absolut notwendige Aspekte einer Aufgabe zu erkennen und sich auf sie zu konzentrieren, während sie unnötige Informationen beiseite lassen, die den Prozess behindern.
Als Werkzeug für eine gründliche Planung werden kostspielige Fehler vermieden, die sich aus der Eile eines Projekts ergeben, ohne die verschiedenen Aspekte des Problems zu berücksichtigen.
Computationales Denken als Konzept kann einschüchternd klingen. Jeden Tag, in allen Bereichen unseres Lebens, führen wir rechnerisches Denken durch. Denken Sie an die folgenden Aktionen und Entscheidungen, die in sie eingehen:
Der Prozess des Planens und Erreichens dieser Ziele beinhaltet irgendein rechnerisches Denken.
Planung bedeutet, diese Probleme in überschaubare Teile zu zerlegen und Lösungsansätze zu entwickeln, mit denen wir das angestrebte Ziel erreichen können.
Probleme lösenDa wir als Webdesigner Computer verwenden wollen, um uns bei der Lösung der anstehenden Probleme zu unterstützen, geht es beim rechnerischen Denken darum, das komplexe Problem zu verstehen, das dann in eine Reihe von kleineren, überschaubaren Problemen zerlegt wird. Anschließend entwickeln wir Ideen, wie diese kleineren Einzelprobleme gelöst werden können, und kommunizieren die resultierenden Ideen schließlich in einer Reihe von Schritten, die von einem Computer verstanden und verarbeitet werden können.
Dieser Ansatz folgt dem, was wir "Prinzipien des rechnerischen Denkens" nennen..
Es gibt vier solcher Prinzipien:
Hierbei handelt es sich um Schlüsseltechniken, mit denen Sie ein komplexes Problem (Herausforderung oder Aufgabe) vor dem Schreiben einer einzelnen Codezeile rechnerisch durchdenken können. Lass uns sie untersuchen.
Dies ist das Zerlegen eines komplexen Problems oder Systems in kleinere, leichter zu lösende Teile. Diese kleineren Probleme werden nacheinander gelöst, bis das größere komplexe Problem gelöst ist.
„Wenn ein Problem nicht aufgelöst wird, ist es viel schwieriger zu lösen. Es ist viel schwieriger, mit vielen verschiedenen Stufen gleichzeitig umzugehen, als ein Problem in mehrere kleinere Probleme zu unterteilen und jedes Problem einzeln zu lösen. “- BBC Bitesize
Wenn Sie das komplexe Problem in kleinere Probleme zerlegt haben, müssen Sie als Nächstes die Ähnlichkeiten untersuchen, die sie gemeinsam haben.
Muster sind gemeinsame Merkmale, die bei jedem einzelnen Problem auftreten. Welche Ähnlichkeiten beobachtest du? Das Auffinden dieser Ähnlichkeiten in kleinen zerlegten Problemen kann uns dabei helfen, komplexe Probleme effizienter zu lösen.
„Abstraktion“ bezieht sich darauf, sich nur auf die wichtigen Informationen zu konzentrieren und irrelevante Details zu ignorieren. Um zu einer Lösung zu gelangen, müssen wir unnötige Eigenschaften ignorieren, um uns auf diejenigen zu konzentrieren, die wir tun.
Was ist also diese wichtige Information, auf die wir uns konzentrieren müssen? In der Abstraktion liegt der Fokus hauptsächlich auf allgemeinen Merkmalen, die jedem Element gemeinsam sind, und nicht auf spezifischen Details.
Sobald Sie die allgemeinen Merkmale haben, können Sie ein „Modell“ des Problems erstellen. Ein Modell ist die allgemeine Idee des Problems, das wir lösen wollen.
"Wenn wir nicht abstrahieren, kann es sein, dass wir das falsche Problem lösen, das wir lösen wollen." - BBC Bitesize
Sobald wir ein Modell haben, können wir einen Algorithmus entwerfen
Sie haben das große Problem in kleinere, leicht zu handhabende Probleme aufgeteilt. Sie haben Ähnlichkeiten zwischen diesen Problemen festgestellt. Sie haben sich auf relevante Details konzentriert und alles Unwichtige zurückgelassen.
Nun ist es an der Zeit, Schritt-für-Schritt-Anweisungen zu entwickeln, um jedes der kleineren Probleme zu lösen oder die Regeln, die beim Lösen des Problems zu beachten sind. Diese einfachen Schritte oder Regeln werden verwendet, um einen Computer so zu programmieren, dass er ein komplexes Problem optimal lösen kann. Sie werden auch als "Algorithmen" bezeichnet..
Definition: Ein Algorithmus ist ein Plan, ein Satz von schrittweisen Anweisungen, die zur Lösung eines Problems verwendet werden.
”Algorithmen beinhalten nicht immer komplizierte Programmierleistungen; Im Kern sind es Schritte, um ein Ziel zu erreichen. ”- John Villasenor
Das Schreiben eines Algorithmus erfordert eine umfassende Planung, damit er ordnungsgemäß funktioniert. Die Lösung, die Ihr Computer bietet, ist so gut wie der Algorithmus, den Sie schreiben. Wenn der Algorithmus nicht gut ist, ist Ihre Lösung auch nicht gut.
Flussdiagramme bieten eine perfekte Möglichkeit, Algorithmen darzustellen.
„Ein Flussdiagramm ist eine Art Diagramm, das einen Algorithmus, einen Workflow oder einen Prozess darstellt und die Schritte als Kästchen verschiedener Art und deren Reihenfolge zeigt, indem sie mit Pfeilen verbunden werden. Diese schematische Darstellung veranschaulicht ein Lösungsmodell für ein gegebenes Problem. ”- Wikipedia
Flussdiagramme stellen eine einfache Möglichkeit dar, Algorithmen auszuzeichnen, insbesondere wenn unterschiedliche Ergebnisse auf dem Weg ausgegeben werden müssen. Sie verwenden Standard-Styling-Konventionen. Flussdiagramme fließen von oben nach unten und von links nach rechts.
Beispiele für Flussdiagrammelemente aus UX-KitsWährend Sie das anstehende Problem in kleinere, überschaubare Teile zerlegen, haben Sie Ihre Erkenntnisse, Ideen und möglichen Lösungen auf Englisch (oder in welcher Sprache Sie kommunizieren) kommuniziert..
Computer verstehen keine Anweisungen auf Englisch. Sie verstehen Code. Code oder Algorithmen, die eine Reihe von Anweisungen mit sehr spezifischer Syntax bilden.
Bevor Sie Ihre Erkenntnisse jedoch dazu verwenden, Code zu schreiben, den der Computer versteht, ist es normalerweise ratsam, sie aufzuschreiben Pseudocode.
Pseudocode hilft Ihnen bei der Planung der Lösungen für Ihr Problem, um Fehler beim Schreiben von Code zu vermeiden. Es ist eine Möglichkeit, Anweisungen auf eine vereinfachte Weise zu schreiben, die sich wie Code liest. Pseudocode ist kein Code, jedoch keine spezifische Syntax, die der Code verwendet.
Pseudocode wird am besten mit Schlüsselwörtern und Variablen geschrieben. Variablen in der Programmierung stehen für einen Wert, ein Wort oder ein Stück Code. Bei der Programmierung ändert sich der Wert von Variablen abhängig davon, wo Sie sich im Code befinden.
Dieser Pseudocode (der von der University of Tennessee entnommen wurde) könnte beispielsweise den Lohn berechnen:
INPUT-Stunden beginnen INPUT-Gebührenzahl = Stunden * Rate-OUTPUT-Zahlung Ende
Und dieses etwas komplexere Beispiel könnte den Lohn mit Überstunden berechnen:
Beginnen Sie INPUT-Stunden, Rate IF-Stunden ≤ 40 DANN zahlen = Stunden * Rate ELSE-Bezahlung = 40 * Rate + (Stunden - 40) * Rate * 1,5 OUTPUT-Bezahlung ENDE
Pseudocode verwendet codeähnliche Ausdrücke, die beim Übersetzen in Code hilfreich sind.
Accentsconagua
STOP / ENDE Computer sind wörtlich. Sie müssen ihnen sagen, wann eine Anweisung oder Anweisung ausgeführt wird. Tun Sie dies, indem Sie schreiben HALT oder ENDE.WENN / SONST / DANNComputer verstehen die Bedingungen: Wenn A passiert, dann mach B, wenn nicht, dann C.INPUT / OUT Für einigen Code ist eine Eingabe erforderlich, um ein Ausgabeergebnis zu erstellen und zu erstellen. Die Eingabe bezieht sich auf Daten, die ein Benutzer oder eine andere Quelle an den Computer weitergibt. Die Ausgabe wird verwendet, um das Endergebnis einer Reihe von Befehlen anzuzeigen. SPEICHERN / SPEICHERNPseudocode-Begriff, der einen Computer anweist, wann immer es nötig ist, einen Wert zu speichern oder zu speichern. Es gibt tatsächlich einen fünften Teil dieses gesamten Prozesses. Sie haben rechnerisches Denken verwendet, um eine Lösung zu finden. Die Lösung ist ein Algorithmus, mit dem der Computer programmiert werden kann.
Sie haben Lust, mit der Programmierung zu beginnen, aber bevor Sie fortfahren, müssen Sie die Lösung bewerten. Warum?
"Ohne Auswertung werden Fehler im Algorithmus nicht erkannt und das Programm löst das Problem möglicherweise nicht richtig oder nicht optimal." - BBC Bitesize
Betrachten Sie den Algorithmus als "Debugging"..
Das rechnerische Denken zieht sich durch alle Aspekte und Funktionen von 21st Jahrhundert Geschäft. Dies ist eine unverzichtbare Problemlösungskompetenz für Webdesigner, die Lösungen in einer Sprache darstellen müssen, die Computer verstehen und verarbeiten können.
Denken Sie daran, dass das rechnerische Denken die folgenden Schritte umfasst:
