نظرًا لأن علم البيانات يتعلق بمعالجة المشكلات الفعلية ، فمن المنطقي أن تكون بعض المهارات أصولًا مفيدة في مجموعة أدواتها المتطورة باستمرار.
يجب أن يركز أي عالم بيانات محتمل على التفكير الحسابي كجزء من تعليمه ، لأنه يعلم أفكار علوم الكمبيوتر الأساسية وكيفية التعامل مع القضايا المعقدة من خلال التجريد والتفكيك.
التفكير الحسابي هو قدرة حاسمة في عصر التكنولوجيا الرقمية الأولى ، ليس فقط لعلماء البيانات الطموحين ، ولكن لكل من يريد المشاركة في عالم الحوسبة.
من أجل الاستعداد لتطور سوق العمل ومستقبل العمل ، والذي سيتشكل من خلال الأتمتة المنتشرة ، الذكاء الاصطناعي، والتعلم الآلي ، من الضروري التأكيد على قدرات التفكير الحسابي كعنصر أساسي في التعليم والتطوير المهني.
في هذه المقالة ، سننظر في التفكير الحسابي بالتفصيل ، ونغطي عناصره وقيمته وغير ذلك الكثير.
إذن ، ما هو التفكير الحسابي؟
التفكير الحسابي ، المعروف أيضًا باسم التفكير الحسابي ، هو أسلوب منهجي لمعالجة مشكلة معقدة عن طريق تقسيمها إلى عمليات أصغر وأسهل يمكن إجراؤها بواسطة جهاز كمبيوتر أو آلة.
من الأهمية بمكان حل مشكلة بطريقة تمكن الكمبيوتر من تنفيذ العملية لأنها تشير إلى أنه يمكن تطبيق الإجابة على مشاكل مماثلة في سياقات أخرى.
يتضمن التفكير الحسابي تبني موقف مرن ومبتكر ومرن من أجل العمل من خلال التحديات والحلول المحتملة بأكبر قدر ممكن من الكفاءة ، بالإضافة إلى استخدام البيانات وتحليلها بنجاح.
يأتي مصطلح "التفكير الحسابي" من الطريقة التي يفكر بها علماء الكمبيوتر ، ولكن يتم التعرف عليه الآن على أنه طريقة تفكير يمكن لأي شخص تطبيقها لحل المشكلات في حياته الشخصية أو المهنية.
لذلك ، فإن الهدف ليس استخدام التفكير الذي يشبه تفكير الآلة ، ولكن بدلاً من ذلك لإنشاء استراتيجيات حل المشكلات التي يستخدمها علماء الكمبيوتر بشكل شائع.
يعتبر التفكير الحسابي أداة حاسمة لعلماء البيانات حيث يمكن استخدامه لمعالجة مجموعة واسعة من التحديات الكمية والبيانات كثيفة الاستخدام.
يمكن استخدام هذه الطريقة لحل المشكلات في مجموعة متنوعة من المجالات ، بما في ذلك الرياضيات والذكاء الاصطناعي. يستخدم هذا النهج أيضًا لغة برمجة Python ، والتي تُستخدم لتمثيل الإجابة على جهاز كمبيوتر أثناء خطوة التحليل الإحصائي.
لماذا التفكير الحسابي ضروري؟
يمكن تطبيق طرق حل المشكلات هذه على مجموعة من الموضوعات باستخدام التفكير الحسابي. بالإضافة إلى ذلك ، هناك قدرات يشترك فيها التفكير الحسابي مع تلك المستخدمة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات الأخرى بالإضافة إلى الفنون والعلوم الاجتماعية والإنسانيات.
يتم تشجيع استخدام قوة أجهزة الكمبيوتر خارج الشاشة ولوحة المفاتيح من خلال التفكير الحسابي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يساعدنا في تحسين المساواة في تعليم علوم الكمبيوتر.
يمكننا تشجيع تكامل علوم الكمبيوتر مع مجالات المواد الأخرى وتعريف المزيد من الطلاب بإمكانيات علوم الكمبيوتر من خلال التركيز على قدرات حل المشكلات الموجودة في جوهرها.
بالإضافة إلى ذلك ، يجعل التفكير الحسابي من الممكن بالنسبة لنا التحقيق في إمكانات وقيود التكنولوجيا أثناء إنتاجها.
يمكننا تقييم من يقوم بتطوير التكنولوجيا ولماذا ، ويمكننا أن نفكر بشكل نقدي في كيفية تأثيرها على المجتمع.
المكونات الأساسية للتفكير الحسابي
1. التحلل
التحلل هو العنصر الأساسي للتفكير الحسابي. من أجل تسهيل حل المشكلة ، تستلزم هذه المرحلة تقسيمها إلى مكونات أصغر.
المشكلة أسهل في الإصلاح كلما أمكنك تشريحها. يمكن تفكيك أجزاء الدراجة كممارسة مفيدة للتحلل. يمكن مبدئيًا تشريح إطار الدراجة ، والعجلات ، والمقود ، والتروس.
ومع ذلك ، يمكنك تقسيم كل مكون إلى الأجزاء المكونة له. على سبيل المثال ، يمكن تقسيم الذكاء الاصطناعي بشكل أكبر إلى التعلم الآلي والتعلم العميق ورؤية الكمبيوتر ومعالجة اللغة الطبيعية.
تساعدك هذه الخطوة أيضًا على بناء معرفة أعمق بالمشكلة من خلال تحديد جميع المكونات بعمق.
2. التعرف على الأنماط
في المرحلة الثانية ، المعروفة باسم التعرف على الأنماط ، تم العثور على القواسم المشتركة واتجاهات المشكلة.
هناك احتمال قوي بأن يتم التعامل معها باستخدام إجراءات متشابهة أو متكررة إذا كانت بعض الصعوبات متشابهة في طبيعتها - سواء داخل المشكلة التي تتم معالجتها الآن أو ضمن المشكلات السابقة.
هذا عنصر حاسم لتطوير حلول فعالة وتوفير الوقت في نهاية المطاف.
ضع في اعتبارك السيناريو التالي: يُطلب منك تطوير برنامج صغير يرسم مربعًا. بدلاً من كتابة التعليمات أربع مرات متتالية ، يمكن تكرار نمط رسم خط وتدوير القلم 90 درجة أربع مرات في حلقة.
التعرف على الأنماط هو موهبة حاسمة لتطوير حلول فعالة وفعالة للقضايا.
3. التجريد
يتم تحديد العناصر المهمة للحل في الخطوة الثالثة من التجريد.
فهو يستلزم القدرة على تصفية الأجزاء الزائدة من المشكلة بحيث تركز فقط على العناصر الحاسمة ، بدلاً من النظر في التفاصيل الدقيقة.
مثال ممتاز آخر هو عندما تمارس الرياضة ، فأنت تحاول التركيز على الاستراتيجيات التي يجب عليك استخدامها ، وتتجاهل أي مضايقة من خصومك.
قبل تطوير الحل النهائي ، يمكّنك التجريد من مراعاة جميع العوامل المهمة مع تجاهل أي عناصر غير ضرورية.
4. تصميم الخوارزمية
يحدث إنشاء مجموعة شاملة من الإرشادات خطوة بخطوة التي تصف كيفية حل المشكلة أثناء مرحلة تصميم الخوارزمية ، وهي المرحلة الأخيرة في عملية التفكير الحسابي.
الخوارزمية الفعالة هي تلك التي يمكن إعطاؤها لشخص آخر واتباعها دون مزيد من التوضيح.
العالم مليء بالخوارزميات ، سواء كنت تطبخ من وصفة ، أو تجمع أثاثًا مسطحًا ، أو تأكل في مطعم بسيارتك ، أو تدفع ثمن مشترياتك من البقالة في منضدة الخدمة الذاتية
التصحيح هو قدرة حاسمة لإتقانها لأنها عملية إضافية متضمنة في إنشاء الخوارزمية. يشار إلى تحديد وتصحيح العيوب الخوارزمية باسم تصحيح الأخطاء.
تصحيح الأخطاء هو قدرة قابلة للتحويل يمكن اكتسابها عبر المنهج من خلال العمل وتقديم الملاحظات ، مثل الكثير من المكونات الأخرى للتفكير الحسابي. يمكننا فهم محيطنا بمساعدة الخوارزميات.
وفي الختام
باختصار ، الجيل التالي من علماء البيانات يجب أن يكتسبوا القدرات التي ستمكنهم من التكيف بنجاح أكبر مع سوق العمل المتطور وتطوير الاقتصاد الرقمي.
سيجد علماء البيانات في المستقبل أن التفكير الحسابي أداة مفيدة لأنهم يغيرون مواقفهم باستمرار لاستيعاب التقدم التكنولوجي وزيادة قابلية التشغيل البيني بين الأشخاص والآلات.
في النهاية ، يعد التفكير الحسابي ضروريًا للجميع في مهامهم اليومية.
اترك تعليق