🥇Alan Kay: How I Will Teach Computer Science 101

"ហេតុផលមួយក្នុងចំណោមហេតុផលដើម្បីទៅសកលវិទ្យាល័យគឺដើម្បីផ្លាស់ទីលើសពីការបណ្តុះបណ្តាលវិជ្ជាជីវៈសាមញ្ញ ហើយជំនួសមកវិញនូវគំនិតកាន់តែស៊ីជម្រៅ។"

ចូរយើងគិតអំពីសំណួរនេះបន្តិច។ កាលពីប៉ុន្មានឆ្នាំមុន នាយកដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័របានអញ្ជើញខ្ញុំទៅធ្វើបាឋកថានៅសាកលវិទ្យាល័យមួយចំនួន។ ស្ទើរតែដោយចៃដន្យ ខ្ញុំបានសួរទស្សនិកជនដំបូងរបស់ខ្ញុំនៃថ្នាក់បរិញ្ញាបត្រ និស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សា និងសាស្រ្តាចារ្យអំពីនិយមន័យរបស់ពួកគេនៃ "វិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រ"។ មនុស្សគ្រប់រូបអាចផ្តល់និយមន័យវិស្វកម្មតែប៉ុណ្ណោះ។ ខ្ញុំបានធ្វើវានៅកន្លែងថ្មីនីមួយៗ ហើយនៅគ្រប់ទីកន្លែងមានលទ្ធផលស្រដៀងគ្នា។

សំណួរមួយទៀតគឺ "តើ Douglas Engelbart ជានរណា?" មនុស្សជាច្រើនបាននិយាយថា "តើវាមិនមែនជាអ្វីដែលត្រូវធ្វើជាមួយកណ្ដុរកុំព្យូទ័រទេ?" (ហើយនេះគឺជាការខកចិត្តយ៉ាងខ្លាំងចំពោះខ្ញុំ ចាប់តាំងពីសហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្ររបស់ខ្ញុំបានខិតខំប្រឹងប្រែងយ៉ាងខ្លាំងក្នុងការធ្វើឱ្យប្រាកដថាចម្លើយចំពោះសំណួរនេះអាចធ្វើទៅបានដោយការចុចកណ្ដុរពីរឬបី ហើយជឿជាក់ថា Engelbart ពិតជាមានអ្វីដែលត្រូវធ្វើជាមួយកណ្ដុរកុំព្យូទ័រ) .

បញ្ហាមួយផ្នែកគឺការខ្វះការចង់ដឹងចង់ឃើញ មួយផ្នែកគឺភាពចង្អៀតនៃគោលដៅផ្ទាល់ខ្លួនដែលមិនទាក់ទងនឹងការរៀនសូត្រ មួយផ្នែកគឺការខ្វះការយល់ដឹងអំពីអ្វីដែលវិទ្យាសាស្ត្រនេះជាដើម។

ខ្ញុំបានធ្វើការក្រៅម៉ោងនៅក្នុងនាយកដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រនៅសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ាអស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ (ខ្ញុំជាសាស្រ្តាចារ្យសំខាន់ ប៉ុន្តែខ្ញុំមិនចាំបាច់ទៅប្រជុំនៅនាយកដ្ឋានទេ)។ ពីពេលមួយទៅពេលមួយខ្ញុំបង្រៀនថ្នាក់ ជួនកាលសម្រាប់សិស្សឆ្នាំទីមួយ។ ប៉ុន្មានឆ្នាំមកនេះ កម្រិតនៃការចង់ដឹងចង់ឃើញទាបរួចទៅហើយនៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័របានធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង (ប៉ុន្តែកម្រិតនៃប្រជាប្រិយភាពក៏បានកើនឡើងផងដែរ ដោយសារតែកុំព្យូទ័រត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាផ្លូវទៅកាន់ការងារដែលមានប្រាក់ខែល្អ ប្រសិនបើអ្នកអាចសរសេរកូដ និងទទួលបានវិញ្ញាបនបត្រពីកំពូល។ ១០ សាលា)។ ដូច្នោះហើយ មិនមែនសិស្សតែម្នាក់ដែលធ្លាប់ត្អូញត្អែរថាភាសាដំបូងនៅសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ាគឺ C++!

វាហាក់ដូចជាខ្ញុំថា យើងកំពុងប្រឈមមុខនឹងស្ថានភាពដែលអត្ថន័យនៃ "កុំព្យូទ័រ" និង "វិទ្យាសាស្ត្រ" ត្រូវបានបំផ្លាញដោយគំនិតដ៏ទន់ខ្សោយ ដើម្បីបង្កើតពាក្យថ្មី ជាប្រភេទស្លាកនៅលើខោខូវប៊យ ដែលស្តាប់ទៅល្អ ប៉ុន្តែជា ទទេ។ ពាក្យដែលពាក់ព័ន្ធដែលត្រូវបានបំផ្លាញដូចគ្នាគឺ "វិស្វកម្មកម្មវិធី" ដែលជាថ្មីម្តងទៀតមិនបានប្រើគំនិតដ៏ប៉ិនប្រសប់បំផុតនៃ "ការសរសេរកម្មវិធី" និង "វិស្វកម្ម" ប៉ុន្តែគ្រាន់តែបញ្ចូលគ្នានូវពួកវា (នេះត្រូវបានធ្វើដោយចេតនាក្នុងទសវត្សរ៍ទី XNUMX នៅពេលដែលវាមាន។ ពាក្យបង្កើត) ។

ហេតុផលមួយដើម្បីទៅសាកលវិទ្យាល័យពិតប្រាកដគឺដើម្បីផ្លាស់ទីលើសពីការបណ្តុះបណ្តាលវិជ្ជាជីវៈសាមញ្ញ ហើយជំនួសឱ្យការយល់កាន់តែស៊ីជម្រៅ។ វាហាក់ដូចជាខ្ញុំសមហេតុផលណាស់សម្រាប់ការណែនាំអំពីជំនាញពិសេសមួយដើម្បីសាកល្បង—តាមរយៈឧទាហរណ៍ប្រសិនបើអាចធ្វើទៅបាន—ដើម្បីឱ្យសិស្សចូលរួមជាមួយបញ្ហាក្នុងជីវិតពិត ហើយចាប់ផ្តើមយល់ពីអ្វីដែលពិតជាគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ សំខាន់ និងសំខាន់នៅក្នុងវិស័យនេះ។

សិស្សថ្នាក់ទីមួយរីករាយនៅពេលដែលពួកគេត្រូវបានបង្ហាញពីរបៀបដែលបន្ទាត់នៅលើកំពូលនៃបន្ទាត់មួយទៀតក្លាយជាម៉ាស៊ីនបន្ថែម ដែលពួកគេអាចយកឈ្នះលើកុមារថ្នាក់ទី 5 ដោយការបន្ថែមប្រភាគ។ ហើយបន្ទាប់មកពួកគេនឹងរីករាយក្នុងការចូលរួមក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ម៉ាស៊ីនបន្ថែមដែលប្រសើរឡើង។ ពួកគេបានប៉ះកុំព្យូទ័រពិតប្រាកដ - ឧបករណ៍រាងកាយ និងផ្លូវចិត្តដែលជួយយើងគិត។ ពួកគេបានរៀនពីវិធីដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយដើម្បីតំណាងឱ្យលេខ - មានប្រសិទ្ធភាពជាងអ្វីដែលត្រូវបានបង្រៀននៅក្នុងសាលារៀន!

ពួកគេអាចបញ្ចូលគ្នានូវគំនិតធម្មតារបស់ពួកគេនៃ "ការបន្ថែម" ជា "ការប្រមូលផ្តុំ" ជាមួយនឹងអ្វីដែលស្រដៀងគ្នាជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិថ្មីដ៏មានឥទ្ធិពល។ ពួកគេបានរៀបចំកម្មវិធីនេះដើម្បីអាចដោះស្រាយបញ្ហាផ្សេងៗ។

ពួកគេក៏បានពង្រីកវាផងដែរ។ លល។ នេះមិនមែនជាកុំព្យូទ័រឌីជីថលទេ។ ហើយនេះមិនមែនជាកុំព្យូទ័រដែលមានកម្មវិធីចងចាំនោះទេ។ ប៉ុន្តែនោះជាខ្លឹមសារនៃកុំព្យូទ័រ។ ដូច យន្តការ antikythera - ជាទូទៅនេះគឺជាខ្លឹមសារនៃកុំព្យូទ័រ និងកុំព្យូទ័រ។

យន្តការ Antikythera

តើយើងអាចទៅបានឆ្ងាយប៉ុណ្ណា ហើយតើយើងអាចធ្វើបានប៉ុន្មានមុនពេលអ្វីៗចេញពីដៃ ហើយយើងវង្វេងក្នុងអរូបី? ខ្ញុំតែងតែប្រកាន់ផ្នែកខ្លះនៃលក្ខណៈ លោក Alan Perlis - អ្នកឈ្នះពានរង្វាន់ Turing ដំបូងគេដែលប្រហែលជាបានបង្កើតពាក្យ "វិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រ" ដែលនៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 60 បាននិយាយថា "វិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រគឺជាវិទ្យាសាស្ត្រនៃដំណើរការ" ។ ដំណើរការទាំងអស់។

ដើម្បីជាប្រយោជន៍ដល់ Quora សូមកុំព្យាយាមជំរុញរឿងនេះបន្ថែមទៀត ឬប្រែក្លាយវាទៅជាលទ្ធិសាសនា។ ចូរយើងប្រើគំនិតដោយរីករាយ អាឡា ភឺលីសាគិតឱ្យបានល្អអំពីវិស័យរបស់យើង។ ហើយជាពិសេសអំពីរបៀបបង្រៀនវា។ ឥឡូវនេះយើងត្រូវមើលអត្ថន័យទំនើបនៃ "វិទ្យាសាស្ត្រ" ហើយ Perlis មានទំនុកចិត្តដោយយុត្តិធម៌ថាវាមិនគួរត្រូវបានពនរដោយអត្ថន័យចាស់ (ដូចជា "ការប្រមូលចំណេះដឹង") និងការប្រើប្រាស់ (ដូចជា "វិទ្យាសាស្ត្របណ្ណាល័យ" ឬសូម្បីតែ "សង្គម។ វិទ្យាសាស្ត្រ") ") ។ ដោយ "វិទ្យាសាស្ត្រ" គាត់បានព្យាយាមយល់ពីបាតុភូតមួយដោយបង្កើតគំរូ / ផែនទីដែលព្យាយាមបង្ហាញ "តាមដាន" និងទស្សន៍ទាយបាតុភូត។

ខ្ញុំបានផ្តល់បទសម្ភាសន៍ជាច្រើនអំពីរបៀបដែលផែនទី និងគំរូដ៏ល្អបំផុតជាញឹកញាប់អាចសមនឹងអាវយឺត របៀបដែលសមីការរបស់ Maxwell និងអ្នកដទៃធ្វើ។ ភាពស្រដៀងគ្នាគឺថាមាន "វិទ្យាសាស្ត្រនៃស្ពាន" ទោះបីជាស្ពានភាគច្រើនបង្កើតដោយមនុស្សក៏ដោយ។ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលស្ពានមួយត្រូវបានសាងសង់ វាតំណាងឱ្យបាតុភូតដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចសិក្សាបាន ស្ពានអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតជាគំរូជាច្រើនប្រភេទ ហើយបង្កើតជា "ទ្រឹស្តីស្ពាន" ដ៏ទូលំទូលាយ និងមានប្រយោជន៍។ ភាពសប្បាយនោះគឺថា អ្នកអាចរចនា និងសាងសង់ស្ពានថ្មីបាន (ខ្ញុំបានរៀបរាប់រួចហើយថា គ្មានអ្វីសប្បាយជាងអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វករដែលធ្វើការរួមគ្នាដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាធំៗ និងសំខាន់នោះទេ!)

Herbert Simon ដែលជាអ្នកឈ្នះរង្វាន់ Turing Award និង Nobel Prize បានហៅវាទាំងអស់ថា "វិទ្យាសាស្រ្តនៃសិប្បនិម្មិត" (ហើយបានសរសេរសៀវភៅដ៏ល្អមួយដែលមានចំណងជើងដូចគ្នា)។

ខ្ញុំសូមផ្តល់ឧទាហរណ៍មួយដល់អ្នក។ ក្នុងទសវត្សរ៍ទី 50 ក្រុមហ៊ុន និងសាកលវិទ្យាល័យនានាបានសាងសង់កុំព្យូទ័រអង្គចងចាំ ហើយចាប់ផ្តើមសរសេរកម្មវិធីវា ហើយមានពេលពិសេសមួយនៅពេលដែល Fortran ចេញមកនៅឆ្នាំ 1956 ដែលមិនមែនជាភាសាកម្រិតខ្ពស់ដំបូងឡើយ ប៉ុន្តែប្រហែលជាភាសាដំបូងគេធ្វើបានយ៉ាងល្អដែលវាបានក្លាយទៅជា ប្រើក្នុងផ្នែកផ្សេងៗជាច្រើន រួមទាំងរឿងជាច្រើនដែលពីមុនធ្វើតែក្នុងភាសាម៉ាស៊ីនប៉ុណ្ណោះ។

ទាំងអស់នេះនាំឱ្យមាន "បាតុភូត" ។

លោក John McCarthy

ប្រវត្តិរបស់ Lisp កាន់តែស្មុគស្មាញ ប៉ុន្តែលោក John McCarthy បានចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការព្យាយាមស្វែងរក "ទ្រឹស្តីគណិតវិទ្យានៃការគណនា" ហើយបានប្តេជ្ញាចិត្តដើម្បីធ្វើឱ្យអ្វីៗដំណើរការយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ។ មុខងារ eval ដែលបកស្រាយ Lisp អាចពាក់បានយ៉ាងងាយស្រួលនៅលើអាវយឺត! បើប្រៀបធៀបទៅនឹង "ប្រព័ន្ធសរសេរកម្មវិធី" នេះគឺមិនសំខាន់ទេ។ សំខាន់ជាងនេះទៅទៀត "ទ្រឹស្តីនៃការគណនា" នេះគឺជាគោលគំនិតដ៏មានឥទ្ធិពលជាង Fortran! នេះជាគំនិតស្ពានដ៏ល្អបំផុត!

លក្ខណៈតូចតាចរបស់ Lisp អនុញ្ញាតឱ្យគំនិតទាំងមូលនៃការសរសេរកម្មវិធីត្រូវបានចាប់យកដោយការចុចពីរបីដងក្នុងកម្រិតកាន់តែស៊ីជម្រៅ និងត្រូវបានគិតតាមរយៈកម្រិតមួយដែលហាក់ដូចជាមិនអាចទៅរួចនោះទេ នៅពេលអ្នកមើលវត្ថុបុរាណដ៏ធំ (នេះជាហេតុផលមួយក្នុងចំណោមហេតុផល ហេតុអ្វីបានជាអ្នកវិទ្យាសាស្រ្តចូលចិត្តគណិតវិទ្យាដើម្បីបង្រួមនិងមានឥទ្ធិពល) ។ គណិតវិទ្យាដែលប្រើនៅទីនេះគឺជាគណិតវិទ្យាថ្មី ព្រោះវាអនុញ្ញាតឱ្យមានគោលគំនិតដូចជា "មុន" និង "ក្រោយ" ហើយនេះនាំឱ្យ "តក្កវិជ្ជាអថេរ" ដែលអនុញ្ញាតឱ្យទាំងការពឹងផ្អែកមុខងារ និងលំហូរនៃតក្កវិជ្ជាត្រូវបានរក្សាទុក ខណៈពេលដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានទីតាំង និងការអនុម័ត។ នៃពេលវេលា។ (នេះនៅតែមិនយល់នៅក្នុងពេលវេលារបស់យើងនៅក្នុងពិភពដ៏ឃោរឃៅនៃកម្មវិធីស្ថានភាព)។

Lisp ជាភាសាសរសេរកម្មវិធីដ៏មានឥទ្ធិពល និងភាសាលោហៈដែលអាចតំណាងឱ្យទ្រឹស្តីផ្ទាល់របស់វា គឺជាឧទាហរណ៍នៃវិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រពិត។ ប្រសិនបើអ្នករៀនវា និងរឿងស្រដៀងគ្នាផ្សេងទៀត អ្នកនឹងអាចគិតកាន់តែស៊ីជម្រៅ និងទទួលខុសត្រូវចំពោះជោគវាសនាផ្ទាល់ខ្លួនរបស់អ្នក ជាងប្រសិនបើអ្នកគ្រាន់តែរៀនសរសេរកម្មវិធីនៅ Fortran ឬសមមូលទំនើបរបស់វា (... ដូច្នេះអ្នកអាចចូលទៅជិតអ្នកសរសេរកម្មវិធី! )

អ្នកនឹងរៀនបន្ថែមទៀតអំពីប្រភេទពិសេសនៃការរចនាដែលត្រូវការក្នុងកុំព្យូទ័រ (ឧទាហរណ៍ ជាធម្មតាវាមិនត្រូវបានគេកោតសរសើរទេនៅពេលដែលកុំព្យូទ័រជារឿយៗតម្រូវឱ្យចេញទៅក្រៅបរិយាកាសកុំព្យូទ័រ៖ លក្ខណៈពិសេសមួយនៃកុំព្យូទ័រទន់ដែលបានរក្សាទុកគឺថាវាមិនត្រឹមតែ សម្ភារៈសម្រាប់កម្មវិធី ប៉ុន្តែសម្ភារៈសម្រាប់កុំព្យូទ័រថ្មីទាំងស្រុង)។

ហេតុផលមួយទៀតសម្រាប់ការជ្រើសរើសនិយមន័យរបស់ Perlis គឺថា ជាទូទៅ ការគណនាមានការព្រួយបារម្ភច្រើនជាមួយនឹងការបង្កើតប្រព័ន្ធជាច្រើនប្រភេទ ជាជាងជាមួយក្បួនដោះស្រាយ "រចនាសម្ព័ន្ធទិន្នន័យ" ឬសូម្បីតែការសរសេរកម្មវិធីខ្លួនឯង។ ឧទាហរណ៍ កុំព្យូទ័រគឺជាប្រព័ន្ធ កុំព្យូទ័រគឺជាប្រព័ន្ធ បណ្តាញមូលដ្ឋាន និងអ៊ីនធឺណែតគឺជាប្រព័ន្ធ ហើយកម្មវិធីភាគច្រើនគួរតែជាប្រព័ន្ធដែលប្រសើរជាងពួកវា (រចនាប័ទ្មចាស់នៃការសរសេរកម្មវិធីពីទសវត្សរ៍ទី 50 មានរយៈពេលរហូតដល់វាហាក់ដូចជាការសរសេរកម្មវិធីគួរតែជា ដូចនេះ - គ្មានអ្វីអាចលើសពីការពិត)។

អ៊ិនធឺណិតគឺជាឧទាហរណ៍ដ៏ល្អមួយ - មិនដូចកម្មវិធីភាគច្រើនប៉ុន្មានថ្ងៃនេះទេ អ៊ីនធឺណិតមិនចាំបាច់ត្រូវបានបញ្ឈប់ដើម្បីជួសជុល ឬកែលម្អអ្វីនោះទេ - វាដូចជាប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្ត - តាមចេតនារបស់យើង - ជាងអ្វីដែលមនុស្សភាគច្រើនគិតថាជាប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រ។ ហើយវាអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបាននិងអាចទុកចិត្តបានច្រើនជាងប្រព័ន្ធកម្មវិធីស្ទើរតែទាំងអស់ដែលមានសព្វថ្ងៃ។ នេះពិតជាមានតម្លៃគួរគិតមុននឹងបង្រៀនគំនិតដែលមិនសូវមានឥទ្ធិពលដល់អ្នកសរសេរកម្មវិធីថ្មីៗ!

ដូច្នេះអ្វីដែលយើងត្រូវធ្វើនៅក្នុងវគ្គសិក្សាវិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រឆ្នាំទី XNUMX គឺត្រូវគិតគូរពីអ្វីដែលសិស្សអាចនឹងកំពុងធ្វើនៅដើមដំបូង ហើយបន្ទាប់មកព្យាយាមរក្សានៅក្នុង "បន្ទុកការយល់ដឹង" របស់ពួកគេ ដើម្បីជួយពួកគេទទួលបានអ្វីដែលសំខាន់។ វាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការ "រក្សាភាពពិត" និងស្វែងរកវិធីដែលមានភាពស្មោះត្រង់ និងសក្តិសមសម្រាប់អ្នកដែលទើបតែចាប់ផ្តើម។ (សូមកុំបង្រៀនគំនិតអាក្រក់ដោយសារតែវាហាក់ដូចជាសាមញ្ញជាងបន្តិច គំនិតអាក្រក់ជាច្រើនគឺពិតជាសាមញ្ញជាង!)។

សិស្សគួរតែចាប់ផ្តើមដោយបង្កើតអ្វីមួយដែលមានលក្ខណៈសំខាន់ៗជាច្រើនដែលខ្ញុំបានពិភាក្សានៅទីនេះ។ វាគួរតែជាប្រព័ន្ធនៃផ្នែកអន្តរកម្មថាមវន្តជាច្រើន ហើយដូច្នេះនៅលើ។ មធ្យោបាយដ៏ល្អក្នុងការសម្រេចចិត្តថាត្រូវប្រើភាសាកម្មវិធីណាមួយគឺគ្រាន់តែបង្កើតអ្វីមួយដែលមានផ្នែកអន្តរកម្មរាប់ពាន់! បើមិនដូច្នោះទេអ្នកគួរតែរកមួយ។ អ្វីដែលអាក្រក់បំផុតដែលអ្នកអាចធ្វើបានគឺកំណត់សិស្សឱ្យដើរលើផ្លូវដែលមានភាពស្ទាត់ជំនាញតិចពេក ដែលនឹងកំណត់យ៉ាងខ្លាំងនូវគំនិតធំៗ។ វាគ្រាន់តែសម្លាប់ពួកគេ - ហើយយើងចង់ចិញ្ចឹមពួកគេមិនមែនសម្លាប់ពួកគេទេ។