🥇एलन के: म कसरी कम्प्युटर विज्ञान सिकाउँछु १०१

"वास्तवमा विश्वविद्यालयमा जाने एउटा कारण भनेको साधारण व्यावसायिक तालिमभन्दा बाहिर जानु र गहिरो विचारहरू बुझ्नु हो।"

यो प्रश्नको बारेमा थोरै विचार गरौं। धेरै वर्ष पहिले, कम्प्युटर विज्ञान विभागहरूले मलाई धेरै विश्वविद्यालयहरूमा व्याख्यान दिन आमन्त्रित गरे। लगभग संयोगवश, मैले स्नातक, स्नातक विद्यार्थीहरू, र प्रोफेसरहरूको मेरो पहिलो दर्शकहरूलाई "कम्प्युटर विज्ञान" को परिभाषाको बारेमा सोधें। सबैले इन्जिनियरिङको परिभाषा मात्र दिन सक्छन्। मैले प्रत्येक नयाँ ठाउँमा यो गरें, र सबै ठाउँमा समान परिणामहरू थिए।

अर्को प्रश्न थियो: "डगलस एङ्गेलबर्ट को हो?" धेरै मानिसहरूले भने, "कम्प्यूटर माउससँग गर्ने कुरा होइन?" (र यो मेरो लागि धेरै निराशाजनक थियो, किनकि मेरो वैज्ञानिक समुदायले यो प्रश्नको जवाफ दुई वा तीन माउस क्लिकहरूबाट सम्भव छ भनेर सुनिश्चित गर्न धेरै प्रयास गरेको थियो र एन्जेलबर्टले कम्प्युटर माउससँग वास्तवमै केहि गर्न सक्छ भनेर विश्वस्त गरेको थियो) ।

समस्याको अंश जिज्ञासाको कमी थियो, आंशिक रूपमा व्यक्तिगत लक्ष्यहरूको संकीर्णता जुन सिकाइसँग सम्बन्धित थिएन, आंशिक रूपमा यो विज्ञान के हो भनेर बुझ्नको कमी, र यस्तै अन्य।

म धेरै वर्षदेखि क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालयको कम्प्युटर विज्ञान विभागमा अंश-समय काम गरिरहेको छु (म अनिवार्य रूपमा एक प्रोफेसर हुँ, तर मलाई विभागको बैठकहरूमा जानु पर्दैन)। समय समयमा म कक्षाहरू पढाउँछु, कहिलेकाहीँ प्रथम वर्षका विद्यार्थीहरूलाई। वर्षौंको दौडान, कम्प्युटर विज्ञानमा पहिले नै कम स्तरको जिज्ञासामा उल्लेखनीय गिरावट आएको छ (तर लोकप्रियताको स्तर पनि बढेको छ, किनकि कम्प्युटिङलाई राम्रो तलब दिने कामको बाटोको रूपमा हेरिन्छ यदि तपाईंले कोड गर्न सक्नुहुन्छ र शीर्षबाट प्रमाणपत्र प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ। 10 विद्यालय)। तदनुसार, क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालयमा पहिलो भाषा C++ हो भनेर कुनै पनि विद्यार्थीले कहिल्यै गुनासो गरेका छैनन्!

मलाई लाग्छ कि हामी एउटा यस्तो अवस्थाको सामना गरिरहेका छौं जसमा "कम्प्यूटर" र "विज्ञान" दुबै अर्थहरू कमजोर, विशाल अवधारणाहरूले नयाँ शब्द सिर्जना गर्न नष्ट गरिदिएका छन् - जीन्समा एक प्रकारको लेबल - जुन राम्रो सुनिन्छ तर छ। एकदम खाली। त्यसै गरी नष्ट भएको एक सम्बन्धित शब्द "सफ्टवेयर इन्जिनियरिङ्" हो, जसले फेरि "प्रोग्रामिङ" र "इन्जिनियरिङ्" को सबैभन्दा सरल विचारहरू प्रयोग गर्दैन, तर तिनीहरूलाई मात्र जोड्यो (यो जानाजानी साठको दशकमा गरिएको थियो, जब यो थियो। संकलित शब्द)।

वास्तवमा विश्वविद्यालयमा जाने एउटा कारण भनेको साधारण व्यावसायिक तालिमभन्दा बाहिर जानु र गहिरो विचारहरू बुझ्नु हो। विद्यार्थीहरूलाई वास्तविक जीवनका समस्याहरूसँग संलग्न गराउन र क्षेत्रको लागि वास्तवमा चाखलाग्दो, महत्त्वपूर्ण र केन्द्रविन्दु के हो भनेर बुझ्न सुरु गर्न - सम्भव भएमा उदाहरणहरू मार्फत प्रयास गर्नको लागि विशेषताको परिचय दिनु मलाई एकदमै उचित देखिन्छ।

पहिलो कक्षाका विद्यार्थीहरू खुसी हुन्छन् जब उनीहरूलाई देखाइन्छ कि कसरी अर्को शासकको माथिको शासक एक थप्ने मेसिन बन्छ, जसको साथ उनीहरूले 5 औं कक्षाका बच्चाहरूलाई अंशहरू जोड्दा हराउन सक्छन्। र त्यसपछि तिनीहरू सुधारिएको मिसिनहरूको विकासमा भाग लिन पाउँदा खुसी हुनेछन्। तिनीहरूले वास्तविक कम्प्युटर छोए - एक शारीरिक र मानसिक उपकरण जसले हामीलाई सोच्न मद्दत गर्दछ। तिनीहरूले संख्याहरू प्रतिनिधित्व गर्ने साँच्चै प्रभावकारी तरिका सिकेका थिए - स्कूलहरूमा सिकाइने भन्दा बढी प्रभावकारी!

तिनीहरू शक्तिशाली नयाँ गुणहरूसँग मिल्दोजुल्दो कुराको रूपमा "थप्दै" को रूपमा "थप्ने" को आफ्नो सामान्य ज्ञान विचार संयोजन गर्न सक्षम थिए। तिनीहरूले यसलाई विभिन्न समस्याहरू समाधान गर्न सक्षम हुन प्रोग्राम गरे।

उनीहरुले यसलाई विस्तार पनि गरेका छन् । र यस्तै। यो डिजिटल कम्प्युटर होइन। र यो कम्प्यूटर कण्ठ कार्यक्रम संग छैन। तर त्यो कम्प्युटरको सार हो। जस्तै antikythera तंत्र - यो सामान्यतया कम्प्युटर र कम्प्युटिङ को सार हो।

Antikythera संयन्त्र

हामी कति टाढा जान सक्छौं र चीजहरू हातबाट बाहिर जानु अघि र हामी अमूर्तताहरूमा हराउनु अघि हामी कति गर्न सक्छौं? म सधैं चरित्रको पक्षमा छु एलन पर्लिस - पहिलो ट्युरिङ अवार्ड विजेता, जसले "कम्प्युटर विज्ञान" शब्दको आविष्कार गरेको हुन सक्छ - जसले ६० को दशकमा भनेका थिए: "कम्प्युटर विज्ञान प्रक्रियाहरूको विज्ञान हो।" सबै प्रक्रियाहरू।

Quora को खातिर, यसलाई थप धकेल्ने वा धार्मिक कट्टरतामा परिणत गर्ने प्रयास नगरौं। विचारलाई खुसीसाथ प्रयोग गरौं अला पर्लिसाहाम्रो क्षेत्र बारे राम्रो सोच्न। र विशेष गरी यसलाई कसरी सिकाउने बारे। हामीले अब "विज्ञान" को आधुनिक अर्थ हेर्नु आवश्यक छ, र पर्लिसले यसलाई पुरानो अर्थहरू (जस्तै "ज्ञानको संग्रह") र प्रयोगहरू (जस्तै "पुस्तकालय विज्ञान" वा "सामाजिक) सँग पातलो हुनु हुँदैन भन्ने कुरामा पूर्ण विश्वस्त थिए। विज्ञान")") "विज्ञान" द्वारा उहाँले देखाउन, "ट्र्याक" र घटना भविष्यवाणी गर्ने प्रयास गर्ने मोडेल/नक्साहरू सिर्जना गरेर घटना बुझ्न प्रयास गर्नुभयो।

मैले कसरी उत्कृष्ट नक्सा र मोडेलहरू प्रायः टी-शर्टमा फिट हुन सक्छन्, म्याक्सवेलको समीकरणहरू र अरूले गर्ने तरिकाको बारेमा धेरै अन्तर्वार्ता दिएको छु। समानता यो हो कि त्यहाँ "पुलहरूको विज्ञान" छ, यद्यपि अधिकांश पुलहरू मानव निर्मित छन्। तर एक पटक पुल निर्माण भएपछि, यसले वैज्ञानिकहरूले अध्ययन गर्न सक्ने घटनाहरू प्रतिनिधित्व गर्दछ, पुलहरू धेरै प्रकारका मोडेलहरू बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ, र व्यापक र उपयोगी "पुल सिद्धान्तहरू" बनाउँदछ। रमाइलो यो हो कि तपाईले नयाँ पुलहरू डिजाइन र निर्माण गर्न सक्नुहुन्छ (मैले पहिले नै उल्लेख गरेको छु कि ठूला र महत्त्वपूर्ण समस्याहरू समाधान गर्न वैज्ञानिकहरू र इन्जिनियरहरू मिलेर काम गर्ने भन्दा बढी रमाइलो अरू केही छैन!)

ट्युरिङ अवार्ड र नोबेल पुरस्कार विजेता हर्बर्ट साइमनले यसलाई "कृत्रिमको विज्ञान" भने (र त्यही शीर्षकको साथ उत्कृष्ट पुस्तक लेखे)।

म तपाईंलाई एउटा उदाहरण दिन्छु। 50 को दशकमा, कम्पनीहरू र विश्वविद्यालयहरूले मेमोरी कम्प्युटरहरू बनाए र तिनीहरूलाई प्रोग्रामिङ गर्न थाले - र त्यहाँ एक विशेष क्षण थियो जब फोर्ट्रान 1956 मा बाहिर आयो - जुन पहिलो उच्च-स्तरीय भाषा थिएन, तर सम्भवतः पहिलोले यति राम्रो बनाएको थियो कि यो धेरै फरक क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरियो, जसमा धेरै जसो पहिले मेसिन भाषामा मात्र गरिन्थ्यो।

यी सबैले "घटना" को जन्म दियो।

जोन म्याकार्थी

लिस्पको इतिहास धेरै जटिल छ, तर जोन म्याकार्थी "गणनाको गणितीय सिद्धान्त" खोज्ने प्रयासमा रुचि राखे र सबै कुरालाई पूर्ण रूपमा काम गर्न कटिबद्ध थिए। Eval प्रकार्य, जसले Lisp को व्याख्या गर्छ, सजिलै टी-शर्टमा फिट हुन सक्छ! "प्रोग्रामिङ प्रणाली" को तुलनामा, यो नगण्य छ। अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, यो "गणनाको सिद्धान्त" फोरट्रान भन्दा धेरै शक्तिशाली अवधारणा थियो! यो उत्तम पुल विचार थियो!

Lisp को लघु प्रकृतिले प्रोग्रामिङको सम्पूर्ण विचारलाई गहिरो स्तरमा दुई क्लिकहरूमा क्याप्चर गर्न र एक स्तरमा सोच्न अनुमति दिन्छ जुन तपाईले विशाल कलाकृतिहरू हेर्नुभयो भने असम्भव देखिन्छ (यो एउटा कारण हो। किन वैज्ञानिकहरू गणित संकुचित र शक्तिशाली हुन मन पराउँछन्)। यहाँ प्रयोग गरिएको गणित नयाँ गणित हो किनभने यसले "पहिले" र "पछि" जस्ता अवधारणाहरूको लागि अनुमति दिन्छ र यसले "चर तर्क" तर्फ लैजान्छ जसले कार्यात्मक निर्भरता र विचारको तार्किक प्रवाह दुवैलाई सुरक्षित गर्न अनुमति दिन्छ जबकि स्थिति र मार्गको लागि अनुमति दिन्छ। समय को। (यो अझै पनि परिस्थितिजन्य प्रोग्रामिङको क्रूर संसारमा हाम्रो समयमा बुझिएको छैन)।

Lisp, एक शक्तिशाली प्रोग्रामिङ भाषा र धातु भाषाको रूपमा जसले आफ्नै सिद्धान्तलाई प्रतिनिधित्व गर्न सक्छ, साँचो कम्प्युटर विज्ञानको उदाहरण हो। यदि तपाईंले यो र अन्य समान चीजहरू सिक्नुभयो भने, तपाईंले फोर्ट्रान वा यसको आधुनिक समकक्षहरूमा प्रोग्राम गर्न सिक्नुभयो भने भन्दा तपाईं अझ गहिरो रूपमा सोच्न र आफ्नो भाग्यको लागि बढी जिम्मेवार हुन सक्षम हुनुहुनेछ (... ताकि तपाईं प्रोग्रामरहरूको नजिक जान सक्नुहुन्छ! )।

तपाईंले कम्प्युटिङमा आवश्यक पर्ने विशेष प्रकारका डिजाइनहरूको बारेमा धेरै कुराहरू सिक्नुहुनेछ (उदाहरणका लागि, कम्प्युटिङलाई प्रायः कम्प्युटिङ वातावरणभन्दा बाहिर जान आवश्यक हुँदा यसलाई सामान्यतया सराहना गरिन्छ: भण्डारण गरिएको सफ्ट कम्प्युटिङको एक विशेष विशेषता भनेको यो हो कि यो केवल कार्यक्रमको लागि सामग्री, तर पूर्ण रूपमा नयाँ कम्प्युटरको लागि सामग्री)।

पर्लिसको परिभाषा रोज्नुको अर्को कारण यो हो कि, सामान्यतया, कम्प्युटिङ एल्गोरिदम, "डेटा स्ट्रक्चर" वा प्रोग्रामिङ आफैंमा भन्दा धेरै प्रकारका प्रणालीहरूको सिर्जनासँग धेरै चिन्तित छ। उदाहरणका लागि, कम्प्युटर एउटा प्रणाली हो, कम्प्युटिङ एउटा प्रणाली हो, स्थानीय नेटवर्क र इन्टरनेट प्रणालीहरू हुन्, र धेरैजसो कार्यक्रमहरू तिनीहरूभन्दा राम्रो प्रणालीहरू हुनुपर्छ (५० को दशकदेखिको प्रोग्रामिङको पुरानो शैली प्रोग्रामिङ हुनुपर्छ भन्ने लागेनसम्म चल्यो। यो जस्तै - सत्यबाट केहि हुन सक्दैन)।

इन्टरनेट एउटा राम्रो उदाहरण हो - आजकल अधिकांश सफ्टवेयरको विपरीत, कुनै पनि कुरालाई ठीक गर्न वा सुधार गर्न इन्टरनेटलाई रोक्न आवश्यक पर्दैन - यो एक जैविक प्रणाली जस्तै हो - हाम्रो उद्देश्यले - धेरै मानिसहरूले कम्प्युटिङ प्रणालीको रूपमा सोच्ने भन्दा। र यो आज उपलब्ध लगभग सबै सफ्टवेयर प्रणालीहरू भन्दा धेरै स्केलेबल र भरपर्दो छ। नयाँ प्रोग्रामरहरूलाई कम शक्तिशाली अवधारणाहरू सिकाउनु अघि यो वास्तवमै सोच्न लायक छ!

त्यसोभए हामीले पहिलो वर्षको कम्प्युटर विज्ञान पाठ्यक्रममा के गर्नु पर्छ भनेको विद्यार्थीहरूले सुरुमा के गरिरहेको हुन सक्छ भन्ने कुरालाई ध्यानमा राख्छ, र त्यसपछि उनीहरूलाई वास्तवमै महत्त्वपूर्ण कुरा प्राप्त गर्न मद्दत गर्न उनीहरूको "संज्ञानात्मक भार" भित्र रहन प्रयास गर्नुहोस्। यो "वास्तविक रहन" र बौद्धिक रूपमा इमानदार र भर्खरै सुरु गर्नेहरूका लागि उपयुक्त तरिकाहरू फेला पार्न महत्त्वपूर्ण छ। (कृपया नराम्रो विचारहरू सिकाउनुहोस् किनभने तिनीहरू थोरै सरल देखिन्छन् - धेरै खराब विचारहरू वास्तवमा सरल छन्!)

विद्यार्थीहरूले मैले यहाँ छलफल गरेको धेरै महत्त्वपूर्ण विशेषताहरू भएको कुरा सिर्जना गरेर सुरु गर्नुपर्छ। यो धेरै गतिशील रूपमा अन्तरक्रिया गर्ने भागहरूको प्रणाली हुनुपर्छ, र यस्तै। कुन प्रोग्रामिङ भाषा प्रयोग गर्ने भनेर निर्णय गर्ने एउटा राम्रो तरिका भनेको हजारौं अन्तरक्रिया गर्ने भागहरू भएको कुरा बनाउनु हो! यदि होइन भने, तपाईंले एउटा खोज्नुपर्छ। तपाईले गर्न सक्ने सबैभन्दा खराब कुरा भनेको विद्यार्थीहरूलाई धेरै कम प्रवाहको बाटोमा सेट गर्नु हो, जसले ठूला विचारहरूलाई गम्भीर रूपमा सीमित गर्नेछ। यसले तिनीहरूलाई मात्र मार्छ - र हामी तिनीहरूलाई उठाउन चाहन्छौं, तिनीहरूलाई मार्न होइन।