חשיבה חישובית
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| computational thinking/ˌkɒmpjuːˈteɪʃənl ˈθɪŋkɪŋ/ | חשיבה מחושבת |
| abstraction/əbˈstrækʃn/ | השגת מושג |
| decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ | פירוק |
| pattern recognition/ˈpætn ˌrekəɡˈnɪʃn/ | זיהוי דפוסים |
| algorithm/ˈælɡərɪθəm/ | אלגוריתם |
| function/ˈfʌŋkʃn/ | פונקציה |
| module/ˈmɒdjuːl/ | מודול |
| sub-problem/sʌb ˈprɒbləm/ | תת-בעיה |
| procedure/prəˈsiːdʒə/ | פרוצדורה |
| structure chart/ˈstrʌktʃə tʃɑːt/ | תרשים מבנה |
מפה שמטרתה במודע
- בשנת 1931, הארי בק, מעצב גרפיקי חסר תעסוקה, אייר מחדש את מפת רכבת התחתית של לונדון.
- הוא זרק החוץ את הגיאוגרפיה האמיתית: כל קו הפך לישר וכל תחנה הוצבה במרווחים שווים.
- המפה הייתה "שגויה", והיא הייתה קלה לשימוש באופן מיידי. כיום כל מפת רכבת תחתית בעולם עוקבת אחריה.
- בק שמר רק מה שהנוסע צריך: התחנות ואופן הקשר ביניהן. זהו חשיבה מחושבת לפני שקיימו מחשבים.
מהי חשיבה מחושבת
- סט של כלים קוגניטיביים לניתוח בעיה ועיצוב פתרון שיכול מחשב לבצע.
- הסילבוס מציין שניים מהם: ה abstraction (השחרות) ו-decomposition (פירוק).
- שניים נוספים תומכים בהם: זיהוי דפוסים ועיצוב אלגוריתמים.
השחרות (Abstraction)
- ה abstraction (השחרות) משמירה על המאפיינים העיקריים של בעיה והתעלמות מתפרטים לא רלוונטיים, תוך יצירת דגם פשוט יותר.
- מפת התחתית שומרת על התחנות והקווים ומשאירה מאחור את הגיאוגרפיה.
- שם משתנה מטשטש כתובת זיכרון; פונקציה מטשטשת בלוק קוד מאחורי שם; מחלקה שומרת רק את המאפיינים שהמערכת צריכה.
ה abstraction (השחרות) שומרת רק על המאפיינים העיקריים של בעיה ומשאירה מאחור את הפרטים הלא רלוונטיים
השחזה פירושה:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
השחזה מפשטת בעיה לתכונותיה החיוניות. פירוק לחלקים הוא פירוק.
מפת רכבות שמ保留了 את התחנות ואת הקווים אך מורידה את הגיאוגרפיה האמיתית היא דוגמה להשחזה.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
היא שומרת על מה שחשוב (תחנות, חיבורים) ומפילה את שאר הדברים — בדיוק מה שהשחזה עושה.
מטרה ותועלות
- מטרה: ליצור דגם פשוט יותר של הבעיה המכיל רק את הפרטים הנדרשים לפתרון אותה.
- תועלות: הבעיה קלה יותר להבנה ולתכנות; התוכנה קטנה ומהירה יותר לכתיבה ולבדיקה; ניתן להשתמש בדגם אותו עבור בעיה דומה.
- המבקר מבקש את המטרה והתועלות בנפרד. יש ללמוד שניהם.
בחר את כל ההצהרות שהן יתרונות של השחזה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
הפשטה מסירה פרטים, ולכן שמירה על כל הפרטים היא ההפך ממנה, והדבר אינו אומר דבר על הציוד. שלושת היתרונות האמיתיים הם הבנה, גודל/מהירות פיתוח, ושימוש חוזר.
דוגמה פתורה: דגם מופשט
- חנות קפה מאחסנת, עבור כל לקוח עם כרטיס נאמנות: מזהה, שם, כתובת מגורים, דוא"ל, מספר טלפון נייד, תאריך לידה, נקודות יועד, ותאריך ביקור אחרון.
- מודול חדש שולח מייל עם קופון ללקוחות שלא ביקרו במשך 30 ימים. איזה נתונים הוא צריך?
- נדרש: מזהה (לאיתור הלקוח), דוא"ל (למשלוח אליו), שם (להתאמה אישית של ההודעה), תאריך ביקור אחרון (לבחור מי זכאי לקבל אותו).
- לא נדרש: כתובת מגורים, מספר טלפון נייד, תאריך לידה, נקודות. השמדתן מהווה את ההפשטה.
מודול המעטפות-אימייל בדוגמה המפורטת זקוק לאחד מהפריטים הבאים? סמן את כולם החלופות המתאימות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
אימייל לשליחה אליו, תאריך הביקור האחרון כדי לבחור מי זכאי, ומזהה לחיפוש הלקוח. הכתובת הדוארית ותאריך הלידה אינם רלוונטיים למעטפת באימייל, ולכן דגם מופשט של מודול זה אינם משמרים אותם.
פירוק
- פירוק פירונו פירוק בעיה גדולה לתת-בעיות קטנות יותר, כאשר כל אחת מהן קלה לפתרון.
- למצוא את החלקים המרכזיים → לחלק כל אחד לתתי-משימות → לעצור כאשר כל משימה קטנה מספיק כדי לתכנת אותה ישירות → לפתור אותן ולשלב它们.
- כל תת-בעיה הופכת למודול תוכנה: פרוצדורה או פונקציה.
פירוק תוכנית למודולים ותת-מודולים
פירוק (Decomposition) פירושו:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פירוק מחלק משימה גדולה לתת-משימות קטנות יותר שניתן לפתור בנפרד.
כל תת-בעיה שנוצרה מתוך הפירוק הופכת למודול תוכנה: נהלי או ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח הסילבוס מדויק: פירוק מוביל למושג מודול תוכנה — נהל או פונקציה.
דוגמה מפורטת: תוכנית הזמנות לקולנוע
- קולנוע עם מספר רב של מסכים מעוניין בתוכנית המאפשרת ללקוחות להזמין מושבים.
- הצגתסרטים() מציגה את הסרטים, המסכים והשעות התחלתם.
- בחירתמושב() מציגה את תוכנית הישיבה, מקבלת את הבחירה של הלקוח ובודקת שהמושבים פנויים.
- קבלתתשלום() מחשבת את המחיר, מעבדת תשלום בכרטיס והדפיסה הכרטיס.
- שלושה מודולים, כל אחד קטן מספיק כדי לעצב, לתכנת ולבדוק באופן עצמאי.
התאם כל חלק מעיצוב הזמנת הסרטים לתיאורו.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
שלושה מודולים, כל אחד מבצע משימה אחת, ותרשים מבנה שמראה כיצד הם משלימים זה את זה.
מדוע לבצע פירוק? התשובה בשלוש נקודות
- כל תת-בעיה קטנה מספיק כדי להיעצב, לתכנת ולבדוק באופן עצמאי.
- מתכננים שונים יכולים לעבוד על מודולים שונים בו-זמנית.
- מודול קיים או פונקציית ספרייה יכולים להישמש מחדש, ופשוט לאיתור תקלה כי היא נמצאת בתוך מודול אחד.
- הדיאגרמה של פירוק היא טבלת מבנה (נושא 12).
ארבעת עמודי הזקף
- פירוק: פצל את הבעיה. זיהוי דפוסים: זיהוי מה חוזר, כך שפתרון אחד ישמש מספר חלקים.
- ה abstraction: הסר פרטים שאינם רלוונטיים. עיצוב אלגוריתם: כתוב פתרון צעד-צעד.
- במעשה משתמשים בהם באופן ממוצע בסדר זה, וחוזרים על התהליך יותר מפעם אחת.
פתרון בעיה באמצעות גישה מחושבת
עבור על ארבעת העמודים בסיסמא בשורה שבהם היית משתמש בהם — פצל את הבעיה, זיהה מה חוזר, סירב למידע מיותר, ולאחר מכן כתוב את השלבים.
התאם כל אבן זווית של חשיבה מחושבת למשמעותה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ארבע אבני הזווית — לפקק, לזהות דפוסים, לחרוט, ואז לעצב את האלגוריתם.
סדר את שלבי החשיבה המחושבת בסדר הגיוני.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
פצל לפרטים, מצא מה חוזר, צמצם לעיקר, ואז כתוב את השלבים.
אל תערבבו ביניהן
- Abstraction מסיר פרטים; פירוק מחלק את הבעיה. "פיצול למרכיבים קטנים" אינו תיאור של abstraction.
- תשובה על "תיאור" דורשת את האיך, לא מילה אחת: ציין מה מתפצל, למה, ומה הופך כל חלק.
- קשר את התשובה ל-תרחיש. תשובת פירוק שלא מזכרת מעולם מלאכה, הקולנוע או החנות מאבדת ניקוד.
בשאלת "תיאור פירוק", תשובה שלא מוזכרת בה כלל את התרחיש (חנות, קולנוע) עדיין יכולה לקבל נקודות מלאות.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מסלולי הערכה מגדירים גבול לתשובה כללית: בשאלת בקרה במלאי אחרונה נכתב "מקסימום 2 אם אין אזכור לבקרה במלאי". נסה לזהות את המודולים והנתונים הייחודיים של התרחיש.
הבנתך מושלמת
- abstraction = שמור על העיקר, התעלם מהפרטים לא רלוונטיים → מודל פשוט יותר
- decomposition = פצל בעיה גדולה לתת-בעיות → כל אחת הופכת לprocedure או function
- יתרונות הפירוק: עיצוב/כתיבה/בדיקה בנפרד, חלוקת עבודה, שימוש מחודש במודולים, איתור תקלות מהיר יותר
- תמיד תאר עם המודולים והנתונים של התרחיש עצמו