Ohjelmoinnillisen ajattelun avainkäsite

Ydinperiaatteiden kuvaus

Abstrahointi

• Erilaisia digitaalisia laitteita, kuten tietokoneita, kännyköitä ja jopa autoja tai kodinkoneita voidaan pitää tietokoneina, jotka suorittavat erilaisia tietokoneohjelmia.
• Laitteissa toimivat ohjelmointikielet, algoritmit ja data ovat pelkistyksiä oikean elämän ilmiöistä.
• Monimutkaisten ongelmien ratkaiseminen helpottuu, kun toimitaan ns. ylemmillä abstraktiotasoilla, jotka poistavat tarpeettomia yksityiskohtia (esim. käyttämällä graafista ohjelmointikieltä, eikä tekstipohjaista konekieltä).

Algoritmit

• Ohjelmoijat ratkaisevat ongelmia luomalla käskysarjoja, jotka alkavat jonkinlaisesta alkutilasta, käyvät läpi sarjan erilaisia välitiloja ja saavuttavat lopullisen päämäärätilan.
• Sekvensointi, ehdollinen valinta ja toistaminen ovat algoritmien perusrakennuspalikoita.
• Ns. rekursiiviset ratkaisut ratkaisevat saman ongelman yksinkertaisempia versioita.

Automatisointi

• Ohjelmoijat suunnittelevat ja toteuttavat ohjelmia tietokoneen ymmärtämällä koodikielellä.
• Tietokoneet voivat käyttää erilaisia sisään- ja ulostulolaitteita.
• Automaattinen tietojenkäsittely erilaisia laitteita käyttämällä voi ratkaista oikean elämän monimutkaisia ongelmia.

Data

• Tietokoneohjelmat käsittelevät tietokoneen ymmärtämää tietoa eli dataa (esim. tekstiä, numeroita) sekä suorittavat siihen laskentaoperaatioita.
• Dataa voidaan varastoida erilaisissa tietorakenteissa (esim. muuttujissa, taulukoissa, listoissa, graafeissa).
• Ohjelmoijat etsivät ja keräävät tietokoneen ymmärtämää tietoa eli dataa eri lähteistä ja monitasoisista, toisiinsa liittyvistä datakokoelmista.

Iterointi

• Ohjelmoijat kehittelevät ratkaisuja suunnittelemalla, testaamalla ja korjaamalla virheitä syklisesti, kunnes ihanteellinen lopputulos saavutetaan.

Kaavat ja yleistäminen

• Tietokoneohjelmissa ja sen käsittelemässä datassa voi olla niissä oleviin samanlaisuuksiin ja erilaisuuksiin perustuvia toistuvia, abstrahoituja kaavoja. Näistä esimerkkejä ovat koodirakenteet (esim. silmukka, ehtorakenne), joita voi käyttää monissa eri tilanteissa.
• Yleisen tason ratkaisut ratkaisevat ongelmia uusissa tilanteissa ja eri toimialueilla.

Koordinointi ja samanaikaisuus

• Tietokoneet voivat suorittaa erillisiä käskysarjoja rinnakkain.
• Rinnakkaisten suoritettavien prosessien ajoitusta tulee ohjata.

• Ohjelmoinnillista todellisuutta tulee ymmärtää ja sitä tulee tarkastella kriittisesti esim. sosiaalisista, yhteiskunnallisista ja eettisistä näkökulmista.

Logiikka

• Tietokoneohjelmien laatimisessa sovelletaan ehdollista logiikkaa, Boolen logiikkaa, aritmeettisia laskuoperaatioita ja muita loogisia järjestelmiä.
• Ohjelmoijat arvioivat tilanteita, varmistavat tosiasioita, tekevät ja vahvistavat oletuksiaan ja tekevät päätöksiä ja johtopäätöksiä.

Luovuus

• Ohjelmointi on luovan itseilmaisun väline.
• Ohjelmoijat käyttävät vaihtoehtoisia lähestymistapoja ongelmien ratkaisemisessa ja ”laatikon ulkopuolelta ajattelua”.

Mallintaminen ja suunnittelu

• Algoritmeista voidaan suunnitella ihmiselle lukukelpoisia malleja ja esitysmuotoja (esim. piirtämällä, kirjoittamalla "pseudokoodilla"), jotka voidaan myöhemmin toteuttaa käytännössä.
• Ohjelmoijat organisoivat ohjelmoidun järjestelmän rakenteen, ulkonäön ja toiminnallisuuden hyvin.
• Tietokoneohjelmien toimintaperiaatteista voidaan laatia visuaalisia malleja, simulaatioita ja animaatioita, jotka kuvaavat ohjelmoidun järjestelmän toimintaa.

Ongelmien purkaminen osiin

• Suuret ongelmat ja järjestelmät purkautuvat pienempiin ja yksinkertaisempiin osiin, jotka voidaan ratkaista erikseen.
• Suuret järjestelmät koostuvat pienistä merkityksellisistä osista (esim. ohjelmat voivat koostua olioista, pääohjelmasta ja aliohjelmista tai funktioista).

Tehokkuus

• Kehitetyissä algoritmeissa ei ole tarpeettomia tai ylimääräisiä askeleita.
• Muiden on helppo käyttää ohjelmoijien kehittämiä ratkaisuja, ja kehitetyt ratkaisut saavat aikaan myönteisen käyttökokemuksen.
• Kehitetyt ratkaisut toimivat tehokkaasti ja oikein kaikissa tilanteissa.
• Monimutkaisten ongelmien parissa toimiminen edellyttää itseluottamusta, sinnikkyyttä, epävarmuuden sietokykyä ja kykyä käsitellä avoimia ja ei-rajattuja ongelmia.

Testaaminen ja virheidenkorjaus (debuggaus)

• Ohjelmoijat jäljittävät koodia ja suorittavat testejä koodissa olevien virheiden paikantamiseen ja korjaamiseen.
• Ohjelmoijat arvioivat ratkaisujensa toiminnallista tarkkuutta ja havaitsevat niissä olevia virheitä esim. vertaamalla ratkaisuaan muihin samanlaisiin ratkaisuhin ja antamalla muiden testata ratkaisujaan.
• Ohjelmoijat arvioivat laatimiensa ratkaisujen soveltuvuutta suhteessa päämäärään tai asetettuihin kriteereihin.
• Ohjelmoijat tekevät reiluja ja rehellisiä arvioita monimutkaisissa oikean elämän ongelmanratkaisutilanteissaan (esim. rajattu aika).

Yhteistoiminta

• Ohjelmoijat laativat ratkaisuja sekä toisten kanssa että toisten hyväksi (esim. jakamalla ratkaisunsa toisille).
• Ohjelmoijat asettavat syrjään erimielisyytensä yhteisen tavoitteen saavuttamiseksi.
• Ohjelmoijat jakavat työtehtäviä ja toimivat erilaisissa rooleissa omien vahvuuksiensa ja heikkouksiensa mukaan.
• Ohjelmoijat käyttävät uudelleen valmiita ja jo olemassa olevia työkaluja, malleja ja materiaaleja.