Informatik, TU Wien

Sollen wir wie ein Computer denken?

Computational Thinking als essentieller Teil der Allgemeinbildung und vieler Forschungsgebiete

Computational Thinking

Am Donnerstag den 9. Juni 2016 fand die vierte Ausgabe der Vortragsreihe "Vienna Gödel Lectures of the Faculty of Informatics" statt, bei der Jeannette Wing (Corporate Vice President von Microsoft Research) ihre Vision vorstellte: Computational Thinking soll eine fundamentale Fertigkeit des 21. Jahrhunderts werden, gleichauf mit Lesen, Schreiben und Rechnen. Es soll in allen Wissenschaftsgebieten von Ingenieurswesen bis zu den Geisteswissenschaften verwendet und Kindern von klein auf altersgerecht beigebracht werden. Warum? Wing ist davon überzeugt, dass diese Art zu Denken zur hocheffizienten Problemlösung führt. Sie weist auch darauf hin, dass Elemente des Computational Thinking schon in mehreren Ländern Einzug in den Lehrplan an Pflichschulen gefunden haben.

Unter Computational Thinking versteht Jeannette Wing jene Gedankenprozesse, durch die ein Problem und seine Lösunge(en) so formuliert werden, dass ein Computer diese Lösung(en) effektiv durchführen kann. Dabei muss der Computer nicht zwingend eine Maschine sein: "Humans can also compute", meint Jeannette Wing. Die Basis für diese Art zu Denken bildet die Fähigkeit zur Abstraktion. Durch diese können Muster gefunden werden, wodurch die Lösung für ein spezielles Problem verallgemeinert werden kann, um auf viele Probleme ähnlicher Art angewendet werden zu können. Zu den Konzepten von Computational Thinking gehören beispielsweise Algorithmen, Datenstrukturen und Heuristiken.

Computationale Verfahren in vielen Disziplinen

Viele Forschungsgebiete profitieren von Computational Thinking: In der Biologie helfen Algorithmen dabei, das menschliche Genom schneller zu sequenzieren. Zellen als selbstregulierende Systeme können wie Stromkreise gesehen werden und biologische Netzwerke sehen aus wie Boolesche Netzwerke. Maschinelles Lernen als computationales Verfahren ist unabdingbar unter anderem in der Astronomie, Medizin, Meteorologie und in den Neurowissenschaften. Es wird von Supermarktketten, Kreditkartenunternehmen und der Unterhaltungsindustrie verwendet, um Kaufmuster der Kunden zu erkennen und ihnen effizienter Vorschläge für zukünftige Käufe zu unterbreiten. Auch die Ingenieurswissenschaften, das Gesundheitswesen und die Wirtschaft setzen verschiedene computationale Verfahren ein. So wird zum Beispiel eine Boeing 777 durch Computersimulationen statt in einem Windkanal getestet, Prinzipien des Software-Designs und Debugging werden für effektivere Medikamentverschreibung verwendet und automatisierte Mechanismen bilden die Basis für eCommerce.

Der komplette Vortrag wird demnächst ist auf dem Youtube-Kanal der TU Wien abrufbar.