Effizienter Probleme lösen mit "Computational Thinking"

Denken wie ein Computer oder ein intellektuelles Gedankengerüst soll dabei helfen, effizienter zu denken und zu handeln. Die US-Computerwissenschafterin Jeannette Wing erklärt, wie man effizient gesteckte Zeile erreichen kann.

Effizienter Probleme lösen mit "Computational Thinking"

Jeannette Wing von Microsoft Research: "Jedes Kind der Welt sollte Zugang zum Erlernen von IT haben."

Wien. "Computerwissenschaft bietet mehr als nur Soft- und Hardware, sondern auch ein intellektuelles Gedankengerüst, das ich Computational Thinking nenne", sagt die Computerwissenschafterin Jeannette Wing. Wann immer man ein Ziel auf die effizienteste Weise erreichen möchte, helfe es, wie ein Computer zu denken, so die Vizepräsidentin von Microsoft Research, die heute Abend in Wien referiert.

Wobei es immer die Kombination ausmache: Letztlich soll die Funktion eines Computers kombiniert mit der Intelligenz des Menschen zur Lösung von Effizienzproblemen beitragen. Es gehe darum, beim Planen und Ausführen einer Tätigkeit den Zusammenhang zwischen sequenziellen und parallelen Prozessen zu verstehen. Wie dieser Denkansatz der Gesellschaft nützen kann, erzählt die US-amerikanische Forscherin an der Technischen Universität (TU) Wien im Rahmen einer "Vienna Gödel Lecture".

Viele Menschen würden wie ein Computer denken, ohne es zu realisieren: "Wenn du für eine Dinnerparty kochst, machst du 'paralleles Verarbeiten', um sicherzugehen dass das Fleisch nicht kalt wird, während du das Gemüse kochst. Wenn du deine Kinder zum Fußballtraining fährst und dann zum Tanzunterricht, planst du die kürzeste Route zwischen den Stopps."

Den Gedankenprozess dahinter beschreibt Wing als "die Formulierung eines Problems auf eine Art und Weise, dass die Lösung von einem Menschen oder einer Maschine ausgeführt werden kann." Der Schlüssel dabei ist die Fähigkeit zu abstrahieren, denn Computerwissenschaft sei im Grunde nichts anderes als die Automatisierung der Abstraktion: "Abstraktion wird gebraucht um Muster zu definieren und spezielle Fälle zu verallgemeinern."

Vieles davon klingt ganz einfach nach mathematischer Logik, und im Grunde ist das auch die Basis für das Konzept. "Computational Thinking kombiniert mathematisches Denken mit Ingenieursdenken." Da die Fundamente der Computerwissenschaft auf Mathematik aufbauen, speziell auf Logik, gebe es viele Ähnlichkeiten bei den Analysetechniken, die Mathematiker und Computerwissenschafter verwenden. "In der Computerwissenschaft verwenden wir verschiedene Arten von Logik, klassische und nicht-klassische - modale, lineare oder intuitive - Logik, abhängig von der Art des Systems, das wir modellieren und die Art der Eigenschaften, die wir beweisen wollen."

Eine erste Fassung der Idee hat Wing 2005 in einem dreiseitigen Paper formuliert, um die Art wie Computerwissenschafter an Problemlösungen und Systemdesign herangehen, hervorzuheben. Seither sei Computational Thinking in sämtlichen Wissenschafts- und Technikdisziplinen auf dem Vormarsch. Wo die Computerisierung vor Jahrzehnten mit Modellierung und Simulation begonnen habe, sei sie heute durch den Einsatz von Data Mining und maschinellem Lernen neben der Theorie und dem Experiment der dritte Eckpfeiler der Wissenschaft.

"Viele neue Entdeckungen in der Biologie, von der Sequenzierung des menschlichen Genoms bis jetzt zu CRISPR/Cas9 ("Gen-Schere"; Anm.) haben von computerbasierten Denkweisen profitiert. Wir werden in der Zukunft einen weiterhin kontinuierlichen Einfluss von Computern auf die Kunst, die Human- und Sozialwissenschaften beobachten können", so die Wissenschafterin.

"Meine Vision für die Zukunft ist, dass jeder grundlegende Computerkonzepte erlernt - jeder kann davon profitieren, Computational Thinking im Alltag und in der Arbeit anzuwenden, unabhängig von der Disziplin und dem Beruf." Besonders in der schulischen Bildung sollte IT-basiertes Denken möglichst früh in Fleisch und Blut übergehen: "Jedes Kind der Welt sollte Zugang zum Erlernen von IT haben. In der näheren Zukunft sollten wir für jeden High-School-Schüler den Zugang zu einem Informatik-Kurs gewährleisten."

Tipp: Vienna Gödel Lecture 2016 mit Jeannette Wing an der TU Wien, 9. Juni ab 17:30 Uhr

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