ალან ქეი: როგორ ვასწავლიდი კომპიუტერულ მეცნიერებას 101

„უნივერსიტეტში წასვლის ერთ-ერთი მიზეზი არის მარტივი პროფესიული სწავლების მიღმა გადასვლა და უფრო ღრმა იდეების გააზრება“.

ცოტა დავფიქრდეთ ამ კითხვაზე. რამდენიმე წლის წინ, კომპიუტერული მეცნიერების დეპარტამენტებმა მიმიწვიეს ლექციების წასაკითხად რამდენიმე უნივერსიტეტში. თითქმის შემთხვევით, მე ვკითხე ჩემს პირველ აუდიტორიას, კურსდამთავრებულებს, კურსდამთავრებულებს და პროფესორებს „კომპიუტერული მეცნიერების“ განმარტების შესახებ. ყველას შეეძლო მხოლოდ საინჟინრო განმარტების მიცემა. მე ამას ვაკეთებდი ყოველ ახალ ადგილას და ყველგან იყო მსგავსი შედეგები.

კიდევ ერთი კითხვა იყო: "ვინ არის დუგლას ენგელბარტი?" რამდენიმე ადამიანმა თქვა: "ეს რაღაც კომპიუტერის მაუსს არ ეხებოდა?" (და ეს იყო ძალიან იმედგაცრუებული ჩემთვის, რადგან ჩემმა სამეცნიერო საზოგადოებამ დიდი ძალისხმევა დახარჯა იმისთვის, რომ ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა შესაძლებელი იყო მაუსის ორი ან სამი დაწკაპუნებით და დარწმუნებული იყო, რომ ენგელბარტს ნამდვილად ჰქონდა რაიმე საერთო კომპიუტერის მაუსთან) .

პრობლემის ნაწილი იყო ცნობისმოყვარეობის ნაკლებობა, ნაწილობრივ პირადი მიზნების სივიწროვე, რომელიც არ იყო დაკავშირებული სწავლასთან, ნაწილობრივ იმის გაგება, თუ რა იყო ეს მეცნიერება და ა.შ.

რამდენიმე წელია ვმუშაობ კალიფორნიის უნივერსიტეტის კომპიუტერული მეცნიერების განყოფილებაში ნახევარ განაკვეთზე (ძირითადად პროფესორი ვარ, მაგრამ არ მიწევს დეპარტამენტის შეხვედრებზე სიარული). დროდადრო ვასწავლი გაკვეთილებს, ზოგჯერ პირველკურსელებისთვის. წლების განმავლობაში, კომპიუტერულ მეცნიერებაში ცნობისმოყვარეობის ისედაც დაბალი დონე საგრძნობლად დაეცა (მაგრამ პოპულარობის დონეც გაიზარდა, რადგან კომპიუტერი განიხილება, როგორც გზა კარგად ანაზღაურებადი სამუშაოსკენ, თუ შეგიძლიათ კოდირება და სერთიფიკატის მიღება ზემოდან. 10 სკოლა). შესაბამისად, არცერთ სტუდენტს არ უჩიოდა, რომ კალიფორნიის უნივერსიტეტის პირველი ენა არის C++!

მეჩვენება, რომ ჩვენ წინაშე ვდგავართ სიტუაციის წინაშე, როდესაც "კომპიუტერის" და "მეცნიერების" ორივე მნიშვნელობა გაანადგურეს სუსტი, მასიური ცნებებით, რათა შეიქმნას ახალი ტერმინი - ერთგვარი იარლიყი ჯინსებზე - რაც კარგად ჟღერს, მაგრამ არის. საკმაოდ ცარიელი. ანალოგიურად განადგურებული ტერმინი არის „პროგრამული უზრუნველყოფის ინჟინერია“, რომელიც კვლავ არ იყენებდა „პროგრამირების“ და „ინჟინერიის“ ყველაზე გენიალურ იდეებს, არამედ უბრალოდ აერთიანებდა მათ (ეს განზრახ გაკეთდა სამოციან წლებში, როდესაც ეს იყო. გამოგონილი ტერმინი).

უნივერსიტეტში წასვლის ერთ-ერთი მიზეზი არის მარტივი პროფესიული სწავლების მიღმა გადასვლა და უფრო ღრმა იდეების გააზრება. სავსებით გონივრული მეჩვენება, რომ სპეციალობაში შესავალი შევეცადოთ - მაგალითების საშუალებით, თუ ეს შესაძლებელია - სტუდენტები ჩაერთონ რეალურ ცხოვრებაში და დაიწყონ იმის გაგება, თუ რა არის რეალურად საინტერესო, მნიშვნელოვანი და ცენტრალური სფეროსთვის.

პირველკლასელებს უხარიათ, როცა აჩვენებენ, როგორ ხდება სხვა სახაზავზე მდებარე სახაზავი დამამატებელი მანქანა, რომლითაც შეუძლიათ მე-5 კლასელ ბავშვებს წილადების მიმატებაში ცემა. შემდეგ კი ისინი სიამოვნებით მიიღებენ მონაწილეობას გაუმჯობესებული დამატების მანქანების შემუშავებაში. ისინი შეეხო ნამდვილ კომპიუტერს - ფიზიკურ და გონებრივ ხელსაწყოს, რომელიც გვეხმარება აზროვნებაში. მათ ისწავლეს რიცხვების წარმოდგენის მართლაც ეფექტური გზა - უფრო ეფექტური ვიდრე ის, რასაც სკოლებში ასწავლიან!

მათ შეძლეს გააერთიანონ თავიანთი საღი აზრის იდეა „დამატება“, როგორც „დაგროვება“ რაღაც მსგავსთან ძლიერი ახალი თვისებებით. მათ დააპროგრამეს ის, რომ შეეძლოს სხვადასხვა პრობლემის გადაჭრა.

ასევე გააფართოვეს. Და ასე შემდეგ. ეს არ არის ციფრული კომპიუტერი. და ეს არ არის კომპიუტერი დამახსოვრებული პროგრამით. მაგრამ ეს არის კომპიუტერის არსი. Ისევე როგორც ანტიკიტერას მექანიზმი - ეს არის ზოგადად კომპიუტერისა და გამოთვლის არსი.

ანტიკიტერას მექანიზმი

რამდენად შორს შეგვიძლია წავიდეთ და რამდენის გაკეთება შეგვიძლია მანამ, სანამ საქმეები კონტროლს არ მოჰყვება და აბსტრაქციებში დავიკარგებით? მე ყოველთვის მიკერძოებული ვიყავი დახასიათების მიმართ ალან პერლისი - პირველი ტურინგის ჯილდოს მფლობელი, რომელმაც შესაძლოა გამოიგონა ტერმინი "კომპიუტერული მეცნიერება" - რომელმაც 60-იან წლებში თქვა: "კომპიუტერული მეცნიერება არის პროცესების მეცნიერება". ყველა პროცესი.

Quora-ს გულისთვის, ნუ ვცდილობთ ამის შემდგომ გადატანას ან რელიგიურ დოგმად გადაქცევას. მოდით, სიამოვნებით გამოვიყენოთ იდეა ალა პერლისაუკეთ ვიფიქროთ ჩვენს სფეროზე. და განსაკუთრებით იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა ვასწავლოთ იგი. ჩვენ ახლა უნდა გადავხედოთ „მეცნიერების“ თანამედროვე მნიშვნელობას და პერლისი დარწმუნებული იყო, რომ ის არ უნდა განზავდეს ძველი მნიშვნელობებით (როგორიცაა „ცოდნის კრებული“) და ხმარებებით (როგორიცაა „ბიბლიოთეკა მეცნიერება“ ან თუნდაც „სოციალური“. მეცნიერებები") "). „მეცნიერებით“ ის ცდილობდა ფენომენის გაგებას მოდელების/რუქების შექმნით, რომლებიც ცდილობენ აჩვენონ, „თვალყური ადევნონ“ და განჭვრიტონ ფენომენები.

მე მივეცი რამდენიმე ინტერვიუ იმის შესახებ, თუ როგორ ერგება საუკეთესო რუქებსა და მოდელებს მაისური, როგორც ამას აკეთებენ მაქსველის განტოლებები და სხვა. ანალოგია არის ის, რომ არსებობს "მეცნიერება ხიდების შესახებ", მიუხედავად იმისა, რომ ხიდების უმეტესობა ადამიანის ხელით არის შექმნილი. მაგრამ როგორც კი ხიდი აშენდება, ის წარმოადგენს ფენომენებს, რომელთა შესწავლა შეუძლიათ მეცნიერებს, ხიდები შეიძლება გამოიყენონ მრავალი სახის მოდელის შესაქმნელად და ყოვლისმომცველი და სასარგებლო "ხიდის თეორიების" ჩამოყალიბება. სახალისო ის არის, რომ შემდეგ შეგიძლია დააპროექტო და ააშენო ახალი ხიდები (მე უკვე აღვნიშნე, რომ მეცნიერებისა და ინჟინრების ერთად მუშაობაზე დიდი და მნიშვნელოვანი პრობლემების გადასაჭრელად ძნელად არაფერია უფრო სახალისო!)

ჰერბერტ საიმონმა, ტურინგის პრემიის ლაურეატი და ნობელის პრემიის ლაურეატი, ამ ყველაფერს უწოდა „ხელოვნური მეცნიერება“ (და დაწერა შესანიშნავი წიგნი ამავე სახელწოდებით).

მოდი მაგალითს მოგიყვან. 50-იან წლებში კომპანიებმა და უნივერსიტეტებმა ააშენეს მეხსიერების კომპიუტერები და დაიწყეს მათი პროგრამირება - და იყო განსაკუთრებული მომენტი, როდესაც Fortran გამოვიდა 1956 წელს - რომელიც არ იყო პირველი მაღალი დონის ენა, მაგრამ, ალბათ, პირველი იყო იმდენად კარგად, რომ ეს იყო. გამოიყენება ბევრ სხვადასხვა სფეროში, მათ შორის ბევრი, რომელიც ადრე მხოლოდ მანქანურ ენაზე კეთდებოდა.

ამ ყველაფერმა წარმოშვა "ფენომენები".

ჯონ მაკარტი

ლისპის ისტორია უფრო რთულია, მაგრამ ჯონ მაკკარტი დაინტერესდა "გამოთვლის მათემატიკური თეორიის" პოვნის მცდელობით და გადაწყვიტა, რომ ყველაფერი იდეალურად ემუშავა. eval ფუნქცია, რომელიც Lisp-ის ინტერპრეტაციას ახდენს, ადვილად ეტევა მაისურზე! "პროგრამირების სისტემასთან" შედარებით, ეს უმნიშვნელოა. რაც მთავარია, ეს "გამოთვლის თეორია" უფრო ძლიერი კონცეფცია იყო, ვიდრე Fortran! ეს იყო საუკეთესო ხიდის იდეა!

Lisp-ის მინიატურული ბუნება საშუალებას იძლევა პროგრამირების მთელი იდეა გადაიტანოს რამდენიმე დაწკაპუნებით უფრო ღრმა დონეზე და განიხილოს ისეთ დონეზე, რომელიც უბრალოდ შეუძლებელი ჩანს, როდესაც უზარმაზარ არტეფაქტებს უყურებ (ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი რატომ მოსწონთ მეცნიერებს, რომ მათემატიკა იყოს კომპაქტური და ძლიერი). აქ გამოყენებული მათემატიკა არის ახალი მათემატიკა, რადგან ის იძლევა ცნებებს, როგორიცაა "ადრე" და "შემდეგ" და ეს იწვევს "ცვლადი ლოგიკას", რომელიც საშუალებას აძლევს შენარჩუნდეს როგორც ფუნქციური დამოკიდებულება, ასევე აზროვნების ლოგიკური ნაკადი და ასევე იძლევა პოზიციისა და გავლის საშუალებას. დროის. (ეს ჯერ კიდევ არ არის გასაგები ჩვენს დროში სიტუაციური პროგრამირების სასტიკ სამყაროში).

Lisp, როგორც ძლიერი პროგრამირების ენა და მეტაენა, რომელსაც შეუძლია წარმოადგინოს საკუთარი თეორია, არის ნამდვილი კომპიუტერული მეცნიერების მაგალითი. თუ ისწავლით მას და სხვა მსგავს საკითხებს, შეძლებთ უფრო ღრმად იფიქროთ და იყოთ უფრო პასუხისმგებელი საკუთარ ბედზე, ვიდრე უბრალოდ ისწავლეთ პროგრამირება Fortran-ში ან მის თანამედროვე ეკვივალენტებში (... ასე რომ, შეგიძლიათ უფრო დაუახლოვდეთ პროგრამისტებს! ).

გაცილებით მეტს შეიტყობთ დიზაინის სპეციალური ტიპების შესახებ, რომლებიც საჭიროა გამოთვლებში (მაგალითად, ეს ჩვეულებრივ არ არის დაფასებული, როდესაც გამოთვლა ხშირად მოითხოვს გამოთვლითი გარემოს გარეთ გასვლას: შენახული რბილი გამოთვლების ერთ-ერთი განსაკუთრებული მახასიათებელი ის არის, რომ ეს არ არის მხოლოდ მასალა პროგრამისთვის, მაგრამ მასალა სრულიად ახალი კომპიუტერისთვის).

Perlis-ის განმარტების არჩევის კიდევ ერთი მიზეზი არის ის, რომ ზოგადად, გამოთვლა უფრო მეტად ეხება მრავალი სახის სისტემების შექმნას, ვიდრე ალგორითმებს, „მონაცემთა სტრუქტურებს“ ან თვით პროგრამირებასაც კი. მაგალითად, კომპიუტერი არის სისტემა, გამოთვლები არის სისტემა, ლოკალური ქსელი და ინტერნეტი არის სისტემები და პროგრამების უმეტესობა უნდა იყოს უკეთესი სისტემა, ვიდრე არის (პროგრამირების ძველი სტილი 50-იანი წლებიდან გაგრძელდა მანამ, სანამ არ ჩანს, რომ პროგრამირება უნდა იყოს ასე - სიმართლისგან მეტი არაფერია).

ინტერნეტი კარგი მაგალითია - დღესდღეობით პროგრამული უზრუნველყოფის უმეტესობისგან განსხვავებით, ინტერნეტს არ სჭირდება შეჩერება რაიმეს გამოსწორების ან გასაუმჯობესებლად - ის უფრო ბიოლოგიურ სისტემას ჰგავს - ჩვენი განზრახვით - ვიდრე ადამიანების უმეტესობის აზრით, როგორც გამოთვლითი სისტემა. და ის ბევრად უფრო მასშტაბური და საიმედოა, ვიდრე დღეს ხელმისაწვდომი თითქმის ყველა პროგრამული სისტემა. ამაზე დაფიქრება ნამდვილად ღირს, სანამ ახალბედა პროგრამისტებს ნაკლებად მძლავრ კონცეფციებს ასწავლით!

ასე რომ, ის, რაც ჩვენ უნდა გავაკეთოთ კომპიუტერული მეცნიერების პირველ კურსზე, არის იმის გათვალისწინება, თუ რას აკეთებენ სტუდენტები თავიდანვე და შემდეგ შევეცადოთ დარჩეს მათი „შემეცნებითი დატვირთვის“ ფარგლებში, რათა დავეხმაროთ მათ მიაღწიონ იმას, რაც ნამდვილად მნიშვნელოვანია. მნიშვნელოვანია „დარჩეთ რეალური“ და იპოვოთ გზები, რომლებიც ინტელექტუალურად გულწრფელი და შესაფერისია მათთვის, ვინც ახლა იწყებს მუშაობას. (გთხოვთ, ნუ ასწავლით ცუდ იდეებს მხოლოდ იმიტომ, რომ ისინი ცოტათი უფრო მარტივი ჩანს - ბევრი ცუდი იდეა სინამდვილეში უფრო მარტივია!).

სტუდენტებმა უნდა დაიწყონ ისეთი რამის შექმნით, რომელსაც აქვს ბევრი მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, რომელიც აქ განვიხილეთ. ეს უნდა იყოს რამდენიმე დინამიურად ურთიერთმოქმედი ნაწილის სისტემა და ა.შ. კარგი გზა იმის გადასაწყვეტად, თუ რომელი პროგრამირების ენა გამოვიყენოთ, არის უბრალოდ რაღაცის შექმნა, რომელსაც აქვს ათასობით ურთიერთდაკავშირებული ნაწილი! თუ არა, მაშინ უნდა იპოვოთ ერთი. ყველაზე უარესი, რაც შეგიძლიათ გააკეთოთ, არის სტუდენტების დაყენება ძალიან მცირე სრულყოფილების გზაზე, რაც სერიოზულად შეზღუდავს დიდ იდეებს. ეს უბრალოდ კლავს მათ - და ჩვენ გვინდა მათი აღზრდა და არა მოკვლა.

GoTo School-ის შესახებ

• 17-30 ივნისი, 15-28 ივლისი, 12-25 აგვისტო საზაფხულო GoTo პროექტის სკოლები მოსკოვის რეგიონში.
• VK ჯგუფი
• Подписаться на рассылку

წყარო: www.habr.com