Abstraktion in der Programmierung: Einsen und Nullen zähmen

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Wir können jetzt mit Technologie einige ziemlich erstaunliche Dinge tun. Was einst wild futuristisch erschien, wird jetzt Realität.

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie wollten ein Smart-Home-System entwickeln, das Ihre Fenster öffnet und schließt, wenn bestimmte Bedingungen vorliegen. Sie müssten Ihre Fenster mit Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausstatten und das System dann so programmieren, dass sich die Fenster dem Wetter anpassen. Aber einfach dem System zu sagen, dass es bei angenehmer Wärme die Fenster öffnen und bei starkem Regen die Fenster schließen soll, würde nicht funktionieren. Diese Anweisungen lassen viel zu viel Interpretationsspielraum. Das System würde sehr spezifische Eingaben wie Temperaturschwellenwerte, genaue Feuchtigkeitswerte usw. benötigen, um richtig zu funktionieren. Dasselbe gilt für jedes programmierte System.

Wenn man sich moderne Anwendungen, Systeme und Funktionen ansieht, ist es schwer zu glauben, dass die gesamte damit verbundene Programmierung, um richtig zu funktionieren, immer noch in Bits und Bytes gerendert werden muss, die aus Strings von Binärcode bestehen . Von der coolsten Smartphone-App bis zur ausgeklügeltsten Unternehmenssoftware und sogar scheinbar futuristische Technologien wie Smart-Home-Funktionalität und autonome Fahrzeuge müssen ihre Anweisungen in Binärform bereitgestellt werden.

Warum ist das so? Computer funktionieren nicht gut mit Mehrdeutigkeiten und Nuancen. Die Binärdatei liefert die völlig eindeutigen Anweisungen „aus“ (Null) oder „ein“ (Eins). Sie verwenden diese einfachen binären Zustände als Grundlage für logische Berechnungen, die Computerschaltkreise als "ein" oder "aus" darstellen. Diese einfachen Schaltungen werden verwendet, um Logikgatter (z. B. AND, OR und NOT) zu erstellen, die es dem Programmierer ermöglichen, Operationen zu erstellen und Daten auf unterschiedliche Weise zu manipulieren. Dies wird dann milliardenfach dupliziert, um moderne Prozessoren zu erstellen.

Vorfall

MetaBeat 2022

MetaBeat wird am 4. Oktober in San Francisco, CA, Vordenker zusammenbringen, um darüber zu beraten, wie die Metaverse-Technologie die Art und Weise verändern wird, wie alle Branchen kommunizieren und Geschäfte machen.

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Diese Art von eindeutigem Eintrag wird mit einem System erstellt, das nur zwei Optionen bietet: ja oder nein, ein oder aus, eins oder null. Aber nur weil der finale Input so konfiguriert sein muss, dass die Maschine ihn verarbeiten kann, heißt das noch lange nicht, dass wir Menschen uns komplett an die „Denkweise“ der Maschine anpassen müssen. Wenn wir gezwungen wären, Anweisungen nur in Binärformaten einzugeben, wäre das Programmieren unglaublich mühsam, und die Wissenschaft und Praxis des Rechnens hätten vielleicht nie das Niveau erreicht, das wir heute kennen.

> Was ist Abstraktion in der Programmierung?

Abstraktion zielt im Programmierkontext darauf ab, so viel Komplexität wie möglich zu verbergen, damit Programmierer sich auf das Wichtigste und Relevanteste konzentrieren können. Die Abstraktion wird verwendet, um vieles von dem zu tarnen, was wichtig ist, damit ein Programm funktioniert, aber es ist aufgrund der binären Eingabeanforderungen von Maschinen von Natur aus komplex. Die Maskierung der Komplexität sollte jedoch in keiner Weise die Kraft und Vielseitigkeit der Maschine und ihre Leistung beeinträchtigen. Im Gegenteil, das Hinzufügen von Abstraktionsebenen sollte zu robusteren und nützlicheren Ergebnissen führen.

Abstraktion ermöglicht es Programmierern, sich auf das zu konzentrieren, was sie mit ihren Programmen erreichen wollen, anstatt auf die einzelnen Schritte, die erforderlich sind, um dorthin zu gelangen.

Dieses Konzept ist nicht auf die Programmierung beschränkt. Abstraktionen sind in anderen Bereichen unseres Lebens üblich. Das Starten Ihres Autos ist ein offensichtliches Beispiel. Moderne Autos können gestartet werden, indem Sie einen Schlüssel drehen, einen Knopf drücken oder einfach mit einem Schlüsselanhänger in der Tasche neben Ihrem Auto stehen. Alle mechanischen Schritte, die erforderlich sind, um das Auto zum Leben zu erwecken, wurden zusammengefasst, um das Fahrerlebnis zu vereinfachen.

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