Vì khoa học dữ liệu là về giải quyết các vấn đề thực tế, nên có nghĩa là một số kỹ năng là tài sản hữu ích trong bộ công cụ không ngừng phát triển của họ.
Bất kỳ nhà khoa học dữ liệu tiềm năng nào cũng nên tập trung vào tư duy tính toán như một phần trong giáo dục của họ, vì nó dạy các ý tưởng cơ bản về khoa học máy tính và cách tiếp cận các vấn đề phức tạp thông qua trừu tượng hóa và giải cấu trúc.
Tư duy tính toán là một khả năng quan trọng trong thời đại công nghệ tiên tiến kỹ thuật số, không chỉ dành cho các nhà khoa học dữ liệu đầy tham vọng, mà còn cho tất cả những ai muốn tham gia vào thế giới máy tính.
Để sẵn sàng cho sự phát triển của thị trường lao động và tương lai của công việc, vốn sẽ được định hình bởi tự động hóa phổ biến, trí tuệ nhân tạovà học máy, bắt buộc phải nhấn mạnh khả năng tư duy tính toán như một thành phần quan trọng của giáo dục và phát triển nghề nghiệp.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét chi tiết về tư duy tính toán, bao gồm các yếu tố, giá trị của nó và nhiều hơn thế nữa.
Vậy, Tư duy tính toán là gì?
Tư duy tính toán, còn được gọi là tư duy thuật toán, là một kỹ thuật có phương pháp để giải quyết một vấn đề phức tạp bằng cách chia nó thành các quy trình nhỏ hơn, dễ dàng hơn có thể được thực hiện bởi máy tính hoặc máy móc.
Điều quan trọng là phải giải quyết một vấn đề theo cách mà một máy tính có thể thực hiện quá trình vì nó cho thấy rằng câu trả lời có thể được áp dụng cho các vấn đề tương tự trong các bối cảnh khác.
Tư duy tính toán bao gồm áp dụng thái độ nhanh nhẹn, sáng tạo và linh hoạt để vượt qua các thách thức và giải pháp tiềm năng một cách hiệu quả nhất có thể, cũng như sử dụng và phân tích thành công dữ liệu.
Thuật ngữ “tư duy tính toán” xuất phát từ cách các nhà khoa học máy tính nghĩ, nhưng hiện nay nó được công nhận là một cách suy nghĩ mà bất kỳ ai cũng có thể áp dụng để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống cá nhân hoặc nghề nghiệp của họ.
Do đó, mục tiêu không phải là sử dụng tư duy giống như của một cỗ máy, mà là tạo ra các chiến lược giải quyết vấn đề mà các nhà khoa học máy tính thường sử dụng.
Tư duy tính toán là một công cụ quan trọng đối với các nhà khoa học dữ liệu vì nó có thể được sử dụng để giải quyết một loạt các thách thức về số lượng và dữ liệu chuyên sâu.
Phương pháp này có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm toán học và trí tuệ nhân tạo. Cách tiếp cận này cũng sử dụng ngôn ngữ lập trình Python, được sử dụng để biểu diễn câu trả lời trên máy tính trong bước phân tích thống kê.
Tại sao Tư duy Tính toán lại cần thiết?
Những phương pháp giải quyết vấn đề này có thể được áp dụng cho một loạt các chủ đề bằng cách sử dụng tư duy tính toán. Ngoài ra, có những khả năng mà tư duy tính toán chia sẻ với những khả năng được sử dụng trong các lĩnh vực STEM khác cũng như nghệ thuật, khoa học xã hội và nhân văn.
Việc sử dụng sức mạnh của máy tính ngoài màn hình và bàn phím được khuyến khích bởi tư duy tính toán. Ngoài ra, nó có thể giúp chúng tôi cải thiện sự công bằng trong giáo dục khoa học máy tính.
Chúng ta có thể khuyến khích sự tích hợp của khoa học máy tính với các môn học khác và giới thiệu nhiều học sinh hơn đến tiềm năng của khoa học máy tính bằng cách tập trung vào khả năng giải quyết vấn đề cốt lõi của nó.
Ngoài ra, tư duy tính toán giúp chúng ta có thể điều tra tiềm năng và những hạn chế của công nghệ khi nó đang được sản xuất.
Chúng ta có thể đánh giá xem ai đang phát triển công nghệ và tại sao, và chúng ta có thể xem xét một cách nghiêm túc xem nó có thể ảnh hưởng đến xã hội như thế nào.
Các thành phần cốt lõi của tư duy tính toán
1. Phân hủy
Tính phân rã là yếu tố nền tảng của tư duy tính toán. Để làm cho vấn đề dễ giải quyết hơn, giai đoạn này đòi hỏi phải chia nhỏ nó thành các thành phần nhỏ hơn.
Bạn có thể mổ xẻ vấn đề càng dễ khắc phục hơn. Các bộ phận của xe đạp có thể được tháo rời như một phương pháp phân hủy hữu ích. Ban đầu có thể mổ xẻ khung, bánh xe, tay lái và bánh răng của một chiếc xe đạp.
Tuy nhiên, bạn có thể chia thêm từng thành phần thành các bộ phận cấu thành của nó. Ví dụ: trí tuệ nhân tạo có thể được chia thành học máy, học sâu, thị giác máy tính và xử lý ngôn ngữ tự nhiên.
Bước này cũng giúp bạn xây dựng kiến thức sâu hơn về vấn đề bằng cách xác định sâu tất cả các thành phần.
2. Nhận dạng mẫu
Trong giai đoạn thứ hai, được gọi là nhận dạng mẫu, các điểm chung và xu hướng của vấn đề được tìm thấy.
Rất có khả năng chúng có thể được xử lý bằng cách sử dụng các quy trình tương tự hoặc lặp lại nếu một số khó khăn nhất định có tính chất tương tự — cả trong vấn đề hiện đang được giải quyết và trong các vấn đề trước đó.
Đây là một yếu tố quan trọng để phát triển các giải pháp hiệu quả và cuối cùng là tiết kiệm thời gian cho bạn.
Hãy xem xét tình huống sau: bạn được yêu cầu phát triển một chương trình nhỏ vẽ một hình vuông. Thay vì viết ra hướng dẫn bốn lần liên tiếp, mô hình vẽ một đường thẳng và xoay bút 90 độ có thể được lặp lại bốn lần trong một vòng lặp.
Nhận dạng khuôn mẫu là một tài năng quan trọng để phát triển các giải pháp hiệu quả và hiệu quả cho các vấn đề.
3. Tính trừu tượng
Việc xác định các yếu tố quan trọng của giải pháp được thực hiện ở bước trừu tượng thứ ba.
Nó đòi hỏi khả năng lọc ra các phần thừa của một vấn đề để bạn chỉ tập trung vào các yếu tố quan trọng, thay vì xem xét các chi tiết cụ thể chính xác.
Một ví dụ tuyệt vời khác là khi bạn chơi thể thao, bạn cố gắng tập trung vào các chiến lược bạn nên sử dụng và bạn bỏ qua mọi lời trêu chọc từ đối thủ.
Trước khi phát triển giải pháp cuối cùng, tính trừu tượng cho phép bạn tính đến tất cả các yếu tố quan trọng trong khi bỏ qua bất kỳ yếu tố thừa nào.
4. Thiết kế thuật toán
Việc tạo ra một bộ hướng dẫn chi tiết từng bước mô tả cách giải quyết vấn đề xảy ra trong giai đoạn Thiết kế Thuật toán, giai đoạn cuối cùng trong quy trình Tư duy Tính toán.
Một thuật toán hiệu quả là một thuật toán có thể được đưa cho người khác và thực hiện theo mà không cần giải thích thêm.
Thế giới đầy rẫy các thuật toán, cho dù bạn đang nấu ăn theo công thức, lắp ráp đồ đạc đóng gói phẳng, ăn ở nhà hàng lái xe qua hoặc thanh toán cho hàng tạp hóa của bạn tại quầy tự phục vụ
Gỡ lỗi là một khả năng quan trọng để thành thạo vì nó là một quá trình bổ sung liên quan đến việc tạo thuật toán. Việc xác định và sửa lỗi thuật toán được gọi là gỡ lỗi.
Gỡ lỗi là một khả năng có thể chuyển giao có thể đạt được trong toàn bộ chương trình học bằng cách hành động và đưa ra phản hồi, giống như các thành phần khác của tư duy tính toán. Chúng ta có thể hiểu môi trường xung quanh mình với sự hỗ trợ của các thuật toán.
Kết luận
Tóm lại, thế hệ sau của nhà khoa học dữ liệu phải có được những khả năng cho phép họ điều chỉnh thành công hơn với thị trường làm việc đang phát triển và nền kinh tế kỹ thuật số đang phát triển.
Các nhà khoa học dữ liệu trong tương lai sẽ thấy tư duy tính toán là một công cụ hữu ích khi họ liên tục thay đổi vị trí của mình để thích ứng với sự tiến bộ của công nghệ và khả năng tương tác cao hơn giữa con người và máy móc.
Cuối cùng, tư duy tính toán là điều cần thiết cho mọi người trong các công việc hàng ngày của họ.
Bình luận