एलन के: मैं कंप्यूटर साइंस 101 कैसे पढ़ाऊंगा

"वास्तव में विश्वविद्यालय जाने का एक कारण साधारण व्यावसायिक प्रशिक्षण से आगे बढ़ना और इसके बजाय गहरे विचारों को समझना है।"

आइये इस प्रश्न पर थोड़ा विचार करें. कई साल पहले, कंप्यूटर विज्ञान विभागों ने मुझे कई विश्वविद्यालयों में व्याख्यान देने के लिए आमंत्रित किया था। लगभग संयोग से, मैंने स्नातक, स्नातक छात्रों और प्रोफेसरों के अपने पहले दर्शकों से "कंप्यूटर विज्ञान" की उनकी परिभाषा के बारे में पूछा। हर कोई केवल इंजीनियरिंग की परिभाषा ही दे सका। मैंने प्रत्येक नई जगह पर ऐसा किया और हर जगह समान परिणाम मिले।

एक अन्य प्रश्न था: "डगलस एंगेलबार्ट कौन है?" कई लोगों ने कहा, "क्या इसका संबंध कंप्यूटर माउस से नहीं था?" (और यह मेरे लिए बहुत निराशाजनक था, क्योंकि मेरे वैज्ञानिक समुदाय ने यह सुनिश्चित करने में बहुत प्रयास किया था कि इस प्रश्न का उत्तर दो या तीन माउस क्लिक के साथ संभव था और आश्वस्त था कि एंगेलबार्ट का वास्तव में कंप्यूटर माउस से कुछ लेना-देना था) .

समस्या का एक हिस्सा जिज्ञासा की कमी थी, कुछ हद तक व्यक्तिगत लक्ष्यों की संकीर्णता थी जो सीखने से संबंधित नहीं थे, आंशिक रूप से यह समझने की कमी थी कि यह विज्ञान क्या है, इत्यादि।

मैं कई वर्षों से कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के कंप्यूटर विज्ञान विभाग में अंशकालिक काम कर रहा हूं (मैं मूलतः एक प्रोफेसर हूं, लेकिन मुझे विभाग की बैठकों में जाने की जरूरत नहीं है)। समय-समय पर मैं कक्षाएं पढ़ाता हूं, कभी-कभी प्रथम वर्ष के छात्रों के लिए। पिछले कुछ वर्षों में, कंप्यूटर विज्ञान में पहले से ही कम जिज्ञासा का स्तर काफी कम हो गया है (लेकिन लोकप्रियता का स्तर भी बढ़ गया है, क्योंकि यदि आप कोड कर सकते हैं और शीर्ष से प्रमाणपत्र प्राप्त कर सकते हैं तो कंप्यूटिंग को अच्छी तनख्वाह वाली नौकरी के मार्ग के रूप में देखा जाता है। 10 स्कूल). तदनुसार, एक भी छात्र ने कभी यह शिकायत नहीं की कि कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में पहली भाषा C++ है!

मुझे ऐसा लगता है कि हम एक ऐसी स्थिति का सामना कर रहे हैं जिसमें "कंप्यूटर" और "विज्ञान" दोनों के अर्थ कमजोर, विशाल अवधारणाओं द्वारा नष्ट कर दिए गए हैं ताकि एक नया शब्द बनाया जा सके - जींस पर एक प्रकार का लेबल - जो अच्छा लगता है लेकिन है बिल्कुल खाली. एक संबंधित शब्द जिसे इसी तरह नष्ट कर दिया गया है वह है "सॉफ़्टवेयर इंजीनियरिंग", जिसने, फिर से, "प्रोग्रामिंग" और "इंजीनियरिंग" के सबसे सरल विचारों का उपयोग नहीं किया, बल्कि बस उन्हें संयोजित किया (यह जानबूझकर साठ के दशक में किया गया था, जब यह था) गढ़ा गया शब्द)।

वास्तव में विश्वविद्यालय जाने का एक कारण साधारण व्यावसायिक प्रशिक्षण से आगे बढ़ना और इसके बजाय गहरे विचारों को समझना है। मुझे लगता है कि किसी विशेषज्ञता के परिचय के लिए यह काफी उचित है कि यदि संभव हो तो उदाहरणों के माध्यम से छात्रों को वास्तविक जीवन की समस्याओं से जोड़ा जाए और यह समझना शुरू किया जाए कि क्षेत्र में वास्तव में क्या दिलचस्प, महत्वपूर्ण और केंद्रीय है।

पहली कक्षा के छात्र तब खुश होते हैं जब उन्हें दिखाया जाता है कि कैसे एक दूसरे रूलर के ऊपर एक रूलर एक जोड़ने वाली मशीन बन जाता है, जिसकी मदद से वे भिन्न जोड़ने में 5वीं कक्षा के बच्चों को हरा सकते हैं। और फिर वे बेहतर जोड़ने वाली मशीनों के विकास में भाग लेने में प्रसन्न होंगे। उन्होंने एक वास्तविक कंप्यूटर को छुआ - एक शारीरिक और मानसिक उपकरण जो हमें सोचने में मदद करता है। उन्होंने संख्याओं को दर्शाने का एक बहुत ही प्रभावी तरीका सीखा - जो स्कूलों में पढ़ाया जाता है उससे भी अधिक प्रभावी!

वे "जोड़ने" के अपने सामान्य ज्ञान के विचार को "संचय" के रूप में शक्तिशाली नए गुणों के साथ जोड़ने में सक्षम थे। उन्होंने इसे विभिन्न समस्याओं को हल करने में सक्षम बनाने के लिए प्रोग्राम किया।

उन्होंने इसका विस्तार भी किया. और इसी तरह। यह कोई डिजिटल कंप्यूटर नहीं है. और यह कोई याद किया हुआ प्रोग्राम वाला कंप्यूटर नहीं है. लेकिन यही कंप्यूटर का सार है. ठीक वैसा एंटीकाइथेरा तंत्र - यह आम तौर पर कंप्यूटर और कंप्यूटिंग का सार है।

एंटीकाइथेरा तंत्र

इससे पहले कि चीजें हाथ से निकल जाएं और हम अमूर्तता में खो जाएं, हम कितनी दूर तक जा सकते हैं और कितना कुछ कर सकते हैं? मैं सदैव चरित्र-चित्रण के प्रति पक्षपाती रहा हूँ एलन पर्लिस - पहले ट्यूरिंग पुरस्कार विजेता, जिन्होंने संभवतः "कंप्यूटर विज्ञान" शब्द का आविष्कार किया था - जिन्होंने 60 के दशक में कहा था: "कंप्यूटर विज्ञान प्रक्रियाओं का विज्ञान है।" सभी प्रक्रियाएं.

Quora की खातिर, आइए इसे आगे बढ़ाने या इसे धार्मिक हठधर्मिता में बदलने की कोशिश न करें। आइए इस विचार का आनंदपूर्वक उपयोग करें अला पर्लिसाअपने क्षेत्र के बारे में बेहतर सोचने के लिए। और विशेष रूप से इसे कैसे सिखाया जाए इसके बारे में। अब हमें "विज्ञान" के आधुनिक अर्थ को देखने की जरूरत है, और पर्लिस को पूरा विश्वास था कि इसे पुराने अर्थों (जैसे "ज्ञान का संग्रह") और उपयोग (जैसे "पुस्तकालय विज्ञान" या यहां तक ​​कि "सामाजिक) के साथ कमजोर नहीं किया जाना चाहिए। विज्ञान") "). "विज्ञान" के माध्यम से उन्होंने मॉडल/मानचित्र बनाकर एक घटना को समझने की कोशिश की जो घटना को दिखाने, "ट्रैक" करने और भविष्यवाणी करने का प्रयास करते हैं।

मैंने इस बारे में कई साक्षात्कार दिए हैं कि कैसे सबसे अच्छे मानचित्र और मॉडल अक्सर एक टी-शर्ट में फिट हो सकते हैं, जिस तरह मैक्सवेल के समीकरण और अन्य करते हैं। सादृश्य यह है कि "पुलों का विज्ञान" है, भले ही अधिकांश पुल मानव निर्मित हैं। लेकिन एक बार जब एक पुल बन जाता है, तो यह उन घटनाओं का प्रतिनिधित्व करता है जिनका वैज्ञानिक अध्ययन कर सकते हैं, पुलों का उपयोग कई प्रकार के मॉडल बनाने और व्यापक और उपयोगी "पुल सिद्धांत" बनाने के लिए किया जा सकता है। मजा यह है कि फिर आप नए पुलों का डिजाइन और निर्माण कर सकते हैं (मैंने पहले ही उल्लेख किया है कि बड़ी और महत्वपूर्ण समस्याओं को हल करने के लिए वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के मिलकर काम करने से ज्यादा मजेदार शायद ही कुछ हो!)

ट्यूरिंग पुरस्कार और नोबेल पुरस्कार विजेता हर्बर्ट साइमन ने इसे "कृत्रिम का विज्ञान" कहा (और उसी शीर्षक के साथ एक उत्कृष्ट पुस्तक लिखी)।

मैं आपको एक उदाहरण देता हूं। 50 के दशक में, कंपनियों और विश्वविद्यालयों ने मेमोरी कंप्यूटर बनाए और उनकी प्रोग्रामिंग शुरू की - और एक विशेष क्षण था जब 1956 में फोरट्रान सामने आया - जो पहली उच्च-स्तरीय भाषा नहीं थी, लेकिन शायद पहली इतनी अच्छी तरह से बनाई गई थी कि इसे बनाया गया है कई अलग-अलग क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जिनमें कई ऐसे भी शामिल हैं जो पहले केवल मशीनी भाषा में किए जाते थे।

इस सबने "घटना" को जन्म दिया।

जॉन मैकार्थी

लिस्प का इतिहास अधिक जटिल है, लेकिन जॉन मैक्कार्थी को "गणना का गणितीय सिद्धांत" खोजने की कोशिश में रुचि हो गई और उन्होंने सब कुछ पूरी तरह से काम करने के लिए दृढ़ संकल्प किया। इवल फ़ंक्शन, जो लिस्प की व्याख्या करता है, आसानी से टी-शर्ट पर फिट हो सकता है! "प्रोग्रामिंग सिस्टम" की तुलना में यह नगण्य है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह "गणना का सिद्धांत" फोरट्रान की तुलना में अधिक शक्तिशाली अवधारणा थी! यह सबसे अच्छा पुल विचार था!

लिस्प की लघु प्रकृति प्रोग्रामिंग के पूरे विचार को कुछ ही क्लिक में गहरे स्तर पर कैद करने और उस स्तर पर विचार करने की अनुमति देती है जो विशाल कलाकृतियों को देखने पर असंभव लगता है (यह एक कारण है) वैज्ञानिक गणित को संक्षिप्त और शक्तिशाली क्यों पसंद करते हैं)। यहां प्रयुक्त गणित नया गणित है क्योंकि यह "पहले" और "बाद" जैसी अवधारणाओं की अनुमति देता है और यह "परिवर्तनीय तर्क" की ओर ले जाता है जो स्थिति और मार्ग की अनुमति देते हुए कार्यात्मक निर्भरता और विचार के तार्किक प्रवाह दोनों को संरक्षित करने की अनुमति देता है। समय की। (हमारे समय में स्थितिजन्य प्रोग्रामिंग की क्रूर दुनिया में यह अभी भी समझ में नहीं आता है)।

लिस्प, एक शक्तिशाली प्रोग्रामिंग भाषा और धातुभाषा के रूप में जो अपने स्वयं के सिद्धांत का प्रतिनिधित्व कर सकती है, सच्चे कंप्यूटर विज्ञान का एक उदाहरण है। यदि आप इसे और इसी तरह की अन्य चीजें सीखते हैं, तो आप अधिक गहराई से सोचने में सक्षम होंगे और अपने भाग्य के लिए अधिक जिम्मेदार होंगे, बजाय इसके कि आपने केवल फोरट्रान या इसके आधुनिक समकक्षों में प्रोग्राम करना सीखा हो (... ताकि आप प्रोग्रामर के करीब पहुंच सकें! ).

आप कंप्यूटिंग में आवश्यक विशेष प्रकार के डिज़ाइन के बारे में और अधिक जानेंगे (उदाहरण के लिए, आमतौर पर इसकी सराहना नहीं की जाती है जब कंप्यूटिंग के लिए अक्सर कंप्यूटिंग वातावरण से बाहर जाने की आवश्यकता होती है: संग्रहीत सॉफ्ट कंप्यूटिंग की विशेष विशेषताओं में से एक यह है कि यह सिर्फ नहीं है कार्यक्रम के लिए सामग्री, लेकिन पूरी तरह से नए कंप्यूटर के लिए सामग्री)।

पर्लिस की परिभाषा को चुनने का एक अन्य कारण यह है कि, सामान्य तौर पर, कंप्यूटिंग एल्गोरिदम, "डेटा संरचनाओं" या यहां तक ​​कि प्रोग्रामिंग की तुलना में कई प्रकार के सिस्टम के निर्माण से कहीं अधिक चिंतित है। उदाहरण के लिए, एक कंप्यूटर एक सिस्टम है, कंप्यूटिंग एक सिस्टम है, एक स्थानीय नेटवर्क और इंटरनेट सिस्टम हैं, और अधिकांश प्रोग्राम उनसे बेहतर सिस्टम होने चाहिए (50 के दशक से प्रोग्रामिंग की पुरानी शैली तब तक चली जब तक ऐसा नहीं लगता कि प्रोग्रामिंग होनी चाहिए) इस तरह - सच्चाई से आगे कुछ भी नहीं हो सकता)।

इंटरनेट एक अच्छा उदाहरण है - आजकल अधिकांश सॉफ़्टवेयर के विपरीत, किसी भी चीज़ को ठीक करने या सुधारने के लिए इंटरनेट को बंद करने की आवश्यकता नहीं है - यह एक जैविक प्रणाली की तरह है - हमारे इरादे से - जिसे अधिकांश लोग कंप्यूटिंग प्रणाली के रूप में सोचते हैं। और यह आज उपलब्ध लगभग सभी सॉफ्टवेयर प्रणालियों की तुलना में कहीं अधिक स्केलेबल और विश्वसनीय है। नौसिखिया प्रोग्रामर को कम शक्तिशाली अवधारणाओं को सिखाने से पहले यह वास्तव में सोचने लायक है!

इसलिए प्रथम वर्ष के कंप्यूटर विज्ञान पाठ्यक्रम में हमें इस बात को ध्यान में रखना होगा कि शुरुआत में छात्र वास्तव में क्या कर रहे होंगे, और फिर उन्हें वास्तव में महत्वपूर्ण चीज़ों तक पहुँचने में मदद करने के लिए उनके "संज्ञानात्मक भार" के भीतर रहने का प्रयास करें। "वास्तविक बने रहना" और ऐसे तरीके ढूंढना महत्वपूर्ण है जो बौद्धिक रूप से ईमानदार हों और जो अभी शुरुआत कर रहे हों उनके लिए उपयुक्त हों। (कृपया बुरे विचारों को सिर्फ इसलिए न सिखाएं क्योंकि वे थोड़े सरल लगते हैं - बहुत सारे बुरे विचार वास्तव में सरल होते हैं!)।

छात्रों को कुछ ऐसा बनाकर शुरुआत करनी चाहिए जिसमें कई महत्वपूर्ण विशेषताएं हों जिनकी मैंने यहां चर्चा की है। यह कई गतिशील रूप से परस्पर क्रिया करने वाले भागों आदि की एक प्रणाली होनी चाहिए। यह तय करने का एक अच्छा तरीका है कि किस प्रोग्रामिंग भाषा का उपयोग किया जाए, बस कुछ ऐसा बनाना है जिसमें हजारों इंटरैक्टिंग हिस्से हों! यदि नहीं, तो आपको एक ढूंढना चाहिए। सबसे खराब चीज़ जो आप कर सकते हैं वह है छात्रों को बहुत कम प्रवाह वाले रास्ते पर ले जाना, जो बड़े विचारों को गंभीर रूप से सीमित कर देगा। यह सिर्फ उन्हें मारता है - और हम उन्हें बढ़ाना चाहते हैं, मारना नहीं।

गोटू स्कूल के बारे में

• जून 17-30, जुलाई 15-28, अगस्त 12-25 मॉस्को क्षेत्र में समर गोटो प्रोजेक्ट स्कूल।
• वीके समूह
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स्रोत: www.habr.com