Питер Макоуэн - Вычислительное мышление: Метод решения сложных задач

Давайте вернемся к нашей игре. Проследить, какие слова выиг­рают, довольно сложно, если не знать один трюк. Разместите слова в квадрате, как показано на рис. 61 (проследите, чтобы противник этого не увидел). Вычеркивайте слова по ходу игры, используя X для своих ходов и O — для ходов другого игрока.

Сыграйте несколько партий. Теперь гораздо легче решить, куда двигаться. Если у вас три слова на одной линии, то окажется, что есть и три одинаковые буквы. Если у противника любые два слова в одной линии, то нельзя допустить, чтобы он поставил туда третье. Теперь вы просто играете в крестики-нолики, а ваш противник режется в «Бусы, хлеб, баню». Это абсолютно одинаковые игры — на победу работает один и тот же принцип!

Расположение слов в квадрате играет важную роль. Слова с одной и той же буквой стоят в одну линию. Это значит, что, выбирая три слова с одной буквой, вы ищете линии (визуальный образец), а не читаете слова. Если вы отлично умеете играть в крестики-нолики (используя инструкции, то есть алгоритм, приведенный выше), то в игре «Бусы, хлеб, баня» вам тоже не будет равных. Один алгоритм выигрывает в обеих играх.

Итак, мы провернули трюк с вычислительным мышлением, который использовали в головоломке с экскурсоводом. Мы определили, что, если изменить представление, задача окажется такой же, как уже решенная. В этом случае берут решение из предыдущей задачи и применяют его к новой. Задачи обобщаютдо одного уровня, а значит, и решения тоже.

Почему игра становится легче, когда слова вписаны в сетку, а не показаны списком? Разница исключительно в том, что информация теперь представлена так, что мозгу легче ее обрабатывать. Наш мозг отлично выделяет визуальные закономерности — для этого требуются совсем небольшие усилия (мы вернемся к этому в следующей главе). Это гораздо проще, чем искать буквы и запоминать слова в списке. Способ структурирования и представления информации играет большую роль. Это еще один пример, который показывает, почему выбор подходящего представленияданных так важен. Он упрощает сложную задачу.

Это одна из причин, по которой графические интерфейсы пользователей— усовершенствование по сравнению со старыми системами, которые требовали ввода команд. Благодаря графическому интерфейсу вы обрабатываете информацию визуально, не прибегая к словам. Сопоставление с образцомпри поиске необходимого — это зрительное сопоставление, не связанное с обработкой и пониманием слов.

В наши дни игры необходимо разрабатывать с учетом ощущений пользователя. Например, приложения должны привлекать ваше внимание и быть понятными сразу, в противном случае их удалят. Дизайнеру необходимо знать, как работает мозг, и обязательно учитывать это — таким образом можно гарантировать, что пользователю легко вступить в игру и что игровой процесс интуитивно понятен.

«Жизнь» Конвея — это игра, но настоящая жизнь сегодня тоже превращается в игру. Философия игр и их популярность находят новое применение благодаря идее геймификации.В ходе этого процесса элементы и принципы игры используются в новых нетипичных сферах, например чтобы людям было увлекательнее учиться, заниматься спортом, производительно работать в офисе. Элементы игры даже применяют для борьбы с пассивностью избирателей.

Эти приемы эксплуатируют естественную склонность многих к конкуренции, совершенствованию навыков, стремлению к достижениям или повышению статуса в группе друзей. В играх могут участвовать «игроки», работающие вместе или соревнующиеся друг с другом. Они зарабатывают награды в виде баллов, знаков отличия, виртуальной валюты или перехода на новый уровень. Награды видимы для всех, например в таблице лидеров, что поощряет игроков выполнять задания. Однако этот выраженный соревновательный элемент нравится не всем, поэтому многие приложения в плане геймификации рассчитаны на то, чтобы человеку было интересно заниматься предложенным и чтобы это было похоже на игру.

Также существуют игры, которые не просто доставляют удовольствие игрокам, но и помогают решить важные научные и культурные задачи. Например, сегодня одни игры помогают сортировать огромные объемы данных о форме галактик, разрабатывать лекарства или каталогизировать древние рукописи. Другие помогают тегировать изображения в сети хорошими описаниями, чтобы облегчить слабовидящим восприятие изображений. Таким образом коллективные интеллектуальные ресурсы и навыки людей-игроков помогают компьютеру сортировать для обработки сложные данные. Человеческий мозг все еще справляется с этим лучше.

Компьютеры уже могут победить лучших игроков-людей в шахматы и го, однако еще есть игры, в которых люди сильнее. Обычно в них играют на сетке, и они ближе к настоящей жизни.

Сопоставление с образцом — основа вычислительного мышления; образцы можно найти повсюду. Программистам необходимо разбираться в образцах и уметь создавать алгоритмы, работающие с образцами. Чтобы понять, как развивается этот процесс, рассмотрим поиск образцов в алгоритмах, лежащих в основе трюка с чтением мыслей. Используя обобщение в виде математических теорем, мы придумываем и такого рода фокусы, и другие безошибочно работающие алгоритмы. Те же идеи стоят за мощными алгоритмами, которые позволяют компьютерам видеть мир так же, как его видят люди. Создавая алгоритмы, которые могут как найти, так и использовать образцы, мы пишем еще более полезные программы. Мы учим компьютеры вычислительному мышлению, чтобы они могли делать то, что делает человек, и не хуже него.

Сколько раз вы смотрели на облака в летний день и видели пушистых животных или узнавали лицо кинозвезды в расползшейся на тарелке глазунье? Это наш мозг ищет образцы в окружающем мире. Приведенные примеры показывают, что обнаруженные образцы возникают случайно. Но порой важна способность увидеть их сознательно. От этого иногда зависит наша жизнь.

Находить и предсказывать образцы, пожалуй, главная задача нашего мозга. Он старается обнаружить их в поле зрения, чтобы мы видели предметы, или в звуках, чтобы мы слышали слова. Другие шаблоны связаны с планированием решений и наших действий. Эти решения основаны на знаниях образцов, полученных благодаря прошлому опыту. Кроме того, нам нравятся образцы. С ними мы чувствуем себя комфортно. Например, телевизионные новости подаются по шаблону: нам сообщают, что покажут дальше, потом показывают сюжет и, наконец, напоминают, что показали... Эти три стадии делают просмотр удобным.