Кибернетика стучится в школу - Геннадий Воробьев

На больших вычислительных машинах ученые стали решать глобальные задачи, но таких задач не так уж много, тогда как менее сложных задач гораздо больше и для них не требуются машины большой мощности.

Между тем, явно не хватало вычислительной культуры, чтобы эти задачи видеть, формулировать и правильно их решать. Дело в том, что вычислительная культура приобретается постепенно: от малых задач к большим, от малой техники к большой технике, а не наоборот.

Несмотря на то, что большие машины стали сдаваться в аренду, вычислители научились работать на них с разделением времени, то есть одновременно обслуживать многих потребителей, последние ворчали, что им неудобно ездить (ходить) издалека, к кому-то обращаться, что-то растолковывать и ждать своей очереди.

Так неожиданно в 70-е годы вычислительная техника метнулась в сторону мини-ЭВМ, чем вызвала растерянность среди многих ее сторонников. Мини-машина лучше приспособлена для решения небольших конкретных задач, учитывает меняющиеся нужды предприятия и группы специалистов, которых она обслуживает, и находится в непосредственной близости от них.

Аппетит приходит во время еды. Почему бы не иметь машину непосредственно там, где задача решается: на борту самолета, в автомобиле, на станке и письменном столе? Так появились микро-ЭВМ.

Макро, мини, микро - понятия относительные. Рост этих веток на вычислительном дереве вместе с ростом всего дерева привел к тому, что сейчас микрокомпьютер обеспечивает пользователя такими же вычислительными ресурсами, на что в 70-е годы были способны мини-ЭВМ, а в 60-е - макро-ЭВМ.

Про революцию, которую несет с собой вычислительная техника, мы знаем давно. Но, строго говоря, это была стремительная эволюция. Революцию делают сейчас персональные компьютеры.

Первый персональный компьютер появился в продаже в США в 1975 году, а к концу 1982 года в личном дользовании находилось уже более миллиона машин, и это число продолжает расти, охватывая все развитые страны, весь мир. Это не просто удобство, повышение производительности труда и развлечение дома. Это раскрытие принципиально новых возможностей человека, новый режим труда, иная манера мышления. Революция!

Персональный компьютер в школе - революция и учебном процессе, когда по-новому решаются вопросы: для чего, чему, где и как учиться? Революция приводит к новому строю. Этот строй в школе утверждает кибернетическая педагогика, рассматривающая школьную систему как систему управления со своими критериями эффективности. То, что кибернетика и педагогика в отдельности не могут решить, успешно решает кибернетическая педагогика.

Электронная вычислительная машина сама ничего не делает. В нее надо ввести информацию в удобном для нее виде. Для этого информация формализуется и представляется в виде двоичных чисел, состоящих из комбинаций двух цифр - 0 и 1. После команды, как с числами следует обращаться, машина приступает к работе.

До самого последнего времени хлопот с ЭВМ была больше, чем с автомашиной: мало ее купить - надо подумать, где поставить, кто ее будет обслуживать, какие задачи она будет решать, как эти задачи формулировать, какую тактику решения (алгоритм) выбирать, какими машинопонятными языками пользоваться, как разрабатывать программы, на каких носителях (перфокартах, магнитных лентах) вводить данные с командами в машину, в каком виде получать результаты и как их проверять.

Поэтому, совершенствуя технику, одновременно нужно было думать об удобстве ее использования. Эти удобства затрагивают прерогативы программиста - жреца от информарии, обязательного посредника между машиной и пользователем.

Кто-то сравнил программу для ЭВМ с партитурой музыкального произведения, интерпретация которой обогащает нас и возвышает душу. Когда появились первые вычислительные программы и первые программисты, все казалось очень просто. Но потом наступило разочарование: компьютер оказался страшно непонятливым и упорпо делал то, что говорилось в команде, а не то, что подразумевалось. Когда мы просим ребенка принести мяч, мы не задумываемся над тем, что ребенок выполняет задание потому, что знает, что такое мяч, как его отличить от других предметов, где он находится, как выбрать правильный путь, схватить его и так далее. Даже собака с полуслова понимает то, что нужно долго растолковывать машине.

В борьбе с этим непониманием родилась информатика - наука о свойствах информации и методах ее обработки. Программисты стали первооткрывателями нового мира, и успех вскружил им голову. Они увидели этот мир, очаровались им, забыв о том, что им требуется управлять.

В результате возникла ситуация, когда ЭВM стали простаивать не только из-за поломок, организационных неурядиц, но и по вине программистов - их малочисленности, несговорчивости и нежелания находить общий язык с пользователями.

Так в вычислительной практике стали потихоньку ограничивать суверенитет программистов. Первым эту идею высказал академик А. Ляпунов, предположив, что в недалеком будущем при поступлении на работу каждый будет отвечать на вопрос анкеты: умеет ли он программировать?

В конце концов все утряслось. Программированию действительно начали обучать всех - в средней школе, по не для того, чтобы всем стать программистами, а для повышения вычислительной культуры: понимания сути процессов вычислений и вытекающих отсюда возможностей, подобно тому, как на уроках литературы мы учимся понимать художественные произведения и наслаждаться ими, и заодно лучше излагать свои мысли.

Раньше разработать вычислительную программу было большое искусство, а использовать эту программу - иольшая наука. Последнее и отталкивало пользователей от ЭВМ: если полностью полагаться на вычислителей, они завалят ваш стол распечатками - длинными, не всегда нужными, неудобочитаемыми и неудобопонятными; чтобы самому эксплуатировать программу, надо научиться обращаться с машиной, а для этого требуются недели и месяцы.

Сократим недели до дней и часов, и мы получим программы, явно ориентирующиеся на пользователя, обращающиеся с ним как с равным, незаметно воспитывающие у него вычислительный вкус, а с этим вкусом приходит желание программировать самому, конечно, сначала простые задачи. Это и есть высокая вычислительная культура, реализуемая с помощью персональных компьютеров.

Скептики были, есть и будут. Это скептики уверяли, что шариковая ручка - враг каллиграфии и принесет обществу одни беды. Они предостерегали учителей давать в руки школьникам карманные калькуляторы на том основании, что те забудут таблицу умножения. Теперь скептики начинают ворчать: персональный компьютер воспитывает индивидуалиста. Если это так, то почему нас не сделала индивидуалистами книга?

Итак, что такое персональный компьютер?

ото микрокомпьютер индивидуального пользования для удобного восприятия, обработки, хранения, поиска, записи и передачи информации, нужной конкретному лицу. В полном комплексе персональный компьютер должен стоить дешевле автомобиля, иметь приличную память, уметь работать с пользователем любого уровня подготовки, быстро реагировать и полнее удовлетворять его нужды, вести с ним диалог и при необходимости подключаться к другим вычислительным и передающим системам. Все это помещается на письменном столе и представляет собой автоматизированное личное место.

Основу персонального компьютера составляет микропроцессор: так называется интегральная схема на кристалле кремния размером 6Х6 миллиметров. Несколько таких кристаллов помещают на пластмассовую плату и соединяют друг с другом проводниками для согласованной работы и питания. Одна или несколько таких плат заключаются в корпус - и машина готова.

Но это еще не все. Чтобы машина работала и работала многообразно, нужны аппаратное и программное обеспечение.

Для дачи команд и получения результатов требуются клавиатура и видеодисплей (display по-английски - выставлять, показывать, демонстрировать). Роль дисплея может играть обычный телевизор, но сейчас стали выпускаться специальные плоские, жидкокристаллические и газоразрядные, индикаторы.

Чтобы результаты вычислений не только можно было видеть, но и запечатлевать, в комплект входит печатающее устройство - принтер, работающий со скоростью 50-200 знаков в секунду.

Для передачи и получения информации но телефону служит еще одна приставка - модем (от двух глаголов "модулировать" и "демодулировать"), превращающая цифровую информацию в электрические сигналы, и наоборот.

Все это и есть аппаратное обеспечение.

Ядром программного обеспечения является операционная система, которая связывает машину с человеком и основную память машины с периферийной памятью. Операционная система запускает компьютер, когда он включается в электрическую сеть, реагирует на нажатие клавиш и превращает эти сигналы в код, контролирует очередность действий, исправляет ошибки, несет ответственность за распечатку файлов - массивов взаимосвязанных данных, то есть делает все для того, чтобы программа была "дружественной". Я не случайно употребил слово "файл". Сейчас оно популярно не только среди программистов.