Вычислительное мышление. Метод решения сложных задач - Питер Макоуэн

Один предприимчивый специалист, столкнувшись с этой проблемой на раннем этапе развития подобных технологий, придумал для участников эксперимента специальный головной убор с камерами. С его помощью наблюдали, что делают участники и что происходит вокруг.

Для креативности нужны подходящие условия. Участники должны быть склонны к игре и к ситуациям, которые ей способствуют. Помогает, если человеку хочется заниматься интересными вещами, ведь информатика — очень интересное занятие. Вам понадобятся время и место, которые позволят отпустить мысли на свободу. Кроме того, необходимо отсутствие стресса и жестких сроков. Конечно, самые творческие идеи приходят не индивидам, а группам, в которых принято обмениваться идеями и подпитываться креативностью друг от друга. Компании (и страны), которые содействуют такой организации труда, действительно изменят мир! Неудивительно, что IT-компании из числа самых больших и успешных действуют именно так.

Дело в том, что креативность необходима не только при создании алгоритма. Иногда она нужна, чтобы предложить задачу для решения. Необходимо найти такую идею, чтобы с появлением алгоритмов для ее реализации произошли настоящие изменения. Придумать алгоритм, не похожий ни на что известное, — способ полностью преобразить задачу, а значит, и наш образ жизни. Это получается особенно хорошо, если ваших творческих способностей хватило, чтобы найти задачу, которую никто никогда не замечал, и решить ее. Из креативности рождаются инновации, и для их внедрения нужны люди, у которых есть энергия и навыки, чтобы довести идею до конца. Все крупные инновации, связанные с компьютерами, такие как Всемирная сеть, социальные сети, интернет-магазины и так далее, изначально появились благодаря людям с творческими способностями, а затем, чтобы эти инновации стали обыденной реальностью, к их разработке подключили специалистов с разными навыками, в том числе и деловыми.

К вычислительному мышлению относится много навыков. И важно понимать, что они не применяются по отдельности, но взаимосвязаны и дополняют друг друга в процессе решения задач. Многие из этих навыков пересекаются с навыками математиков, дизайнеров, ученых, инженеров, а также писателей, историков и многих других. Вычислительное мышление, используемое в информатике, — это набор умений, который приобретается в ходе этого объединяющего и взаимообогащающего процесса, что позволяет по-новому взглянуть как на задачи, так и на системы. В конечном итоге программисты при разработке решений с использованием вычислительной техники берут эти навыки за основу. Превращая алгоритмы в программы, вычислительное мышление изменило образ нашей жизни, работы и отдыха, и перемены продолжаются.

Вычислительное мышление не является мышлением компьютеров. Это образ мыслей, который люди используют, чтобы добиться от компьютеров удивительных результатов. Но поскольку с каждым годом появляются все более мощные системы искусственного интеллекта, мы все больше программируем сами машины на использование вычислительного мышления.

Мы читаем о математике, фокусах и информатике примерно 40 лет. В этом списке приведены некоторые наши работы и другие ресурсы, которые вдохновляли нас во время создания этой книги.

Это информатика?

Информатика повсюду вокруг нас, стоит только приглядеться, — и не только в компьютерах.

Computer Science for Fun — www.cs4fn.org. Тысячи статей обо всех аспектах занимательной информатики, а еще журналы и буклеты.

CS Unplugged — csunplugged.org/. Место для информатики без применения компьютеров, где можно скачать книгу с классными занятиями.

Curzon P. Computing Without Computers. v0.15, Feb 2014. Ссылка для скачивания: teachinglondoncomputing.org/resources/inspiring-computing-stories/computingwithoutcomputers/.

Curzon P. Computational Thinking: HexaHexaflexagon Automata. Queen Mary University of London, 2015. Гексафлексагоны стали способом исследовать конечные автоматы.

Teaching London Computing — www.TeachingLondonComputing.org. Ресурс для учителей, помогающий обучать междисциплинарным навыкам вычислительного мышления. Есть дополнительные материалы по многим темам, освещенным в этой книге.

Левитин А., Левитина М. Алгоритмические головоломки. — М: Лаборатория знаний, 2017. Больше алгоритмических головоломок, чем можно себе представить, которые используются как подспорье в разработке алгоритмов.

Маккормик Дж. Девять алгоритмов, которые изменили будущее. — М: ДМК Пресс, 2014. Подробное исследование важных алгоритмов, которые изменили нашу повсе­днев­ную жизнь.

Хофштадтер Д. Р. Гедель, Эшер, Бах. Эта бесконечная гирлянда. — Самара: Бахрах-М, 2001. Превосходная книга в духе Льюиса Кэрролла, получившая Пулитцеровскую премию, об интеллекте, машинах, информатике, доказательствах, шаблонах, силе правил и многом другом.

Это математика?

Многие книги вроде бы о математических развлечениях на самом деле полны игр, головоломок и любопытных фактов из области информатики. Вот некоторые из числа наших любимых.

Berlekamp E., Conway J., Guy R. Winning ways for your mathematical plays. Academic Press, 1982. В книге анализируется масса игр и головоломок. Также дается подробный обзор игры «Жизнь» от авторов этой игры.

Eastaway R., Wyndham J. How long is a piece of string. Robson Books, 2003. Фракталы, задачи об упаковке багажа и доказательства.

Eastaway R., Wyndham J. Why do buses come in threes? Robson Books, 1998. Графы, неформальная логика и магия.

Stewart I. The magical maze. Phoenix, 1998. Представление в виде графов, исследование лабиринтов, фокусы и многое другое.

The Puzzler — www.puzzler.com. Мы решаем очень много головоломок из разных источников, но указываем именно The Puzzler, потому что он просто чудесен.

Гарднер М. Нескучная математика. Калейдоскоп головоломок. — М: АСТ, Астрель, Аванта+, 2008. Молниеносные вычисления, тасовка карт и игра, на которой основана игра «Бусы, хлеб, баня».

Гарднер М. Лучшие математические игры и головоломки, или Самый настоящий математический цирк. — М: ACT, Астрель, 2009. Могут ли машины думать, булева алгебра, ряды Фибоначчи и оптические иллюзии.

Кордемский Б. Математическая смекалка. — М.: Альпина Паблишер, 2017. Очень-очень много алгоритмических и иных головоломок.

Математические головоломки и развлечения. — М: Мир, 1971. Гексафлексагоны, беспроигрышная игра в них и крестики-нолики, карточные фокусы, лабиринты, механические головоломки, самообучающиеся машины, «солитер» и многое другое.

Это магия?

О фокусах написано очень много книг. Вот некоторые из тех, что вдохновляли нас.