ПРОГРАММИРОВАНИЕ, 2011, No 6, с. 5-13
ИНФОРМАТИКА В ШКОЛЕ -
УДК 681.3.06
ОБ ИНФОРМАТИКЕ И ЕЁ ПРЕПОДАВАНИИ В ШКОЛЕ
© 2011 г. В.А. Садовничий Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова 119991 Москва, ГСП-1, Ленинские горы E-mail: info@rector.m,su.ru Поступила в редакцию 23.05.2011 г.
Статья подготовлена по материалам доклада ректора МГУ имени М.В.Ломоносова, вице-президента РАН, академика В.А.Садовничего на Всероссийском съезде учителей информатики 24 марта 2011 года.
Традиция Всероссийских съездов учителей, которая была заложена в начале прошлого столетия, обретает сейчас новую актуальность. Съезды учителей сегодня - это инструмент не только объединения усилий средней и высшей школы, но и восстановления статуса учителя, включения школы в процессы инновационного развития страны.
Всероссийские съезды учителей - один из проектов Программы развития Московского университета, проходящий под девизом „МГУ - школе". Первый в истории России съезд учителей информатики - это широкая заинтересованная аудитория, соединяющая представителей учительского и вузовского сообщества с лидерами отраслевых и профессиональных организаций, крупных ИТ-компаний.
Информатика - одна из самых молодых школьных дисциплин, в минувшем году ей исполнилось всего 25 лет. Но на самом деле история этого предмета началась значительно раньше. Своим происхождением современная информатика обязана задачам стратегической значимости, прежде всего военного характера, которые решали мировые державы в XX веке.
Один из отцов кибернетики Норберт Винер в сороковые годы прошлого столетия начинал с изучения движения самолета при зенитном обстреле. Эксперимент убедил Винера в том, что управление огнём зенитной артиллерии должно быть системой с обратной связью, где важная роль отведена процессам прогнозирования.
Имеющиеся в то время вычислительные машины не обладали необходимым быстродействием, и Винеру пришлось сформулировать ряд новых требований к таким машинам. По сути дела, им были предсказаны пути, по которым в дальнейшем пошла электронно-вычислительная техника. Вычислительные устройства, по его мнению, должны состоять из электронных ламп, а не из зубчатых передач или электромеханических реле. Это необходимо, чтобы обеспечить достаточное быстродействие" . Кроме того, в вычислительных устройствах должна использоваться более экономичная двоичная, а не десятичная система счисления". Машина, полагал Винер, должна сама корректировать свои действия, в ней необходимо выработать способность к самообучению. Для этого ее нужно снабдить блоком памяти, где откладывались бы управляющие сигналы, а также те сведения, которые машина получит в процессе работы.
Начало развития кибернетики было отмечено появлением первых электронно-вычислительных машин.
Вторая половина XX века стала периодом расцвета математической науки в нашей стране. Колмогоров, Понтрягин, Тихонов, Соболев, Лаврентьев, Келдыш, Самарский, Марчук -эти математики, выпускники и профессора Московского университета, обеспечили отечественной науке мировое признание. Они создали мощную фундаментальную математи-
ческую базу компьютерной науки для только что появившегося, ещё не очень совершенного инструмента, обладающего колоссальными потенциальными возможностями.
К этому периоду относится и появление прикладной математики, ориентированной на математические исследования с опорой на использование потенциала вычислительных машин для решения важнейших задач атомной физики, космонавтики, обороны, наук о Земле.
В 1948 году, в связи с работами над созданием ядерного оружия заведующему кафедрой математики физического факультета МГУ, члену-корреспонденту Академии наук А.Н. Тихонову предложили организовать вычислительную лабораторию для проведения расчётов процесса взрыва атомной бомбы. В неё вошли ученики и аспиранты А.Н. Тихонова и, в первую очередь, А.А. Самарский, будущий академик, ставший ближайшим помощником Тихонова.
В связи с этими работами в 1949 году на механико-математическом факультете МГУ была создана кафедра вычислительной математики, куда были привлечены крупные математические силы: С.М. Никольский, С.В. Яблонский, В.А. Успенский, В.В. Русанов. Будущие выпускники должны были заниматься проектированием, разработкой и обслуживанием вычислительных машин.
В 1953 году математические коллективы, работающие по атомной проблеме, были объединены в Институт прикладной математики Академии наук. Директором института стал М.В. Келдыш, а А.Н. Тихонов - его заместителем. Это было время появления первых ЭВМ и начала бурного развития вычислительной математики.
А.Н. Тихонов и А.А. Самарский исследовали важный класс однородных, консервативных разностных схем для решения различных задач математической физики на ЭВМ, включая задачи физики плазмы, геофизики, электродинамики и других областей естествознания. Это во многом определило подготовку высококвалифицированных кадров по вычислительной и прикладной математике.
В 1952 году кафедру вычислительной математики возглавил академик С.Л. Соболев, выдающийся математик двадцатого века.
При нем были заложены фундаментальные основы целого ряда областей современной вычислительной математики. К преподаванию на кафедре были привлечены такие известные специалисты как А.А. Ляпунов, М.В. Келдыш, Л.А. Люстерник, Б.Н. Делоне, М.Р. Шура-Бура. Практику студенты проходили в Институте точной механики и вычислительной техники, где директором в то время был академик М.А. Лаврентьев.
В эти годы на мехмате МГУ читал лекции по структурам ЭВМ выдающийся отечественный конструктор ЭВМ (М-4, М-5, М-9, М-13) М.А. Карцев, под руководством которого была создана вычислительная система, имевшая в своем составе несколько параллельно работающих арифметических устройств. Эта система включала операции, способные имитировать некоторые операции функционального анализа (сложение и перемножение функций и др.).
Трудно переоценить и вклад профессора М.Р. Шуры-Буры - патриарха отечественного программирования. Его учебники по программированию сыграли определяющую роль в подготовке отечественных кадров в этой области.
Особо следует остановиться на роли А.А. Ляпунова - одного из пионеров мировой компьютерной науки, создателя новой вычислительной философии, основанной на междисциплинарном характере вычислительной математики и широчайшем диапазоне знаний.
В начале пятидесятых годов Ляпунов прочитал в Московском университете первый у нас в стране лекционный курс по программированию. Он предложил язык программирования, явившийся предшественником нынешних языков высокого уровня.
Огромная заслуга А.А. Ляпунова состоит в разработке операторного метода программирования, который фактически явился основой всей современной теории программирования. Ляпунов дал первое определение алгоритмического языка высокого уровня - языка логических схем - и выделил две его основные составляющие: операторы и логические условия; определил основные правила и средства композиции алгоритмов.
Идеи А.А. Ляпунова дали толчок к развитию практически всех основных направлений теории и практики программирования в нашей стране.
Появление языка программирования позволило перейти к задачам, относящимся как к самому программированию, так и к применению вычислительных машин в различных областях интеллектуальной деятельности человека, в частности, для машинного перевода.
Заслуги А.А. Ляпунова были по достоинству оценены мировым сообществом. Он был награждён международной медалью „Пионер компьютерной техники". На медали надпись - „Основателю советской кибернетики и программирования".
В 1954 году при кафедре вычислительной математики был создан отдел вычислительных машин, а затем, на его базе, Вычислительный центр Московского университета. Это был первый вычислительный центр в системе вузов и один из первых в нашей стране.
Уже в 1956 году в Вычислительном центре МГУ была установлена первая серийная отечественная машина „Стрела". Она относилась к классу больших универсальных вычислительных машин с трехадресной системой команд. Ее быстродействие составляло около двух тысяч операций в секунду, объем памяти 2048 ячеек, но машина уже оперировала числами с плавающей запятой.
Следующая ЭВМ, о которой обязательно нужно сказать, - малая цифровая вычислительная машина „Сетунь", разработанная в Вычислительном центре МГУ. Главный конструктор этой ЭВМ, Н.П. Брусенцов, и сегодня работает в Московском университете на факультете вычислительной математики и кибернетики. В 1959 году в МГУ был установлен опытный образец ЭВМ „Сетунь", а с 1961 года она пошла в серию.
Созданная машина была уникальной по ряду характеристик. В Сетуни" была применена не двоичная, а троичная система счисления. Использование троичной системы имело целый ряд преимуществ перед двоичной системой: при заданной точности представления чисел троичное слово в 1,6 раза короче двоичного. Основные операции в троичном последовательном арифметическом устройстве
выполнялись в 1,6 раза быстрее, чем в двоичном. Более того, троичная система счисления с цифрами 1, 0, —1, благодаря наличию в этой системе положительной" и отрицательной" цифр, позволяла отказаться от разряда знака в коде числа, что существенно упрощало логику арифметических операций, а также значительно облегчало проблемы, связанные с округлением чисел.
Следует сказать и о серии машин БЭСМ, созданной гениальным конструктором академиком С.А. Лебедевым. Этой машине по праву отводится до настоящего времени одно из самых почётных мест в истории отечественной вычислительной техники. Разработка машины была завершена в 1967 году, на следующий год она была запущена в серию, и тогда же одним из первых в стране её получил Вычислительный центр МГУ. Эта машина оказалась исключительно удачной и востребованной.
В 60-ые годы в МГУ сложился широкий диапазон научных исследований в этой области - от теоретических проблем вычислительной математики и теории программирования до применения математических методов к решению прикладных задач аэрогидродинамики, электродинамики, структурного анализа, оптимального планирования. Выстроилась и конце
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.