2ой семестр / Программирование / Литература / Дракон / 2. Как улучшить работу ума
.pdfВладимир ПАРОНДЖАНОВ
____________________________________________________________________________________________
КАК
УЛУЧШИТЬ
РАБОТУ
УМА
Алгоритмы без программистов — это очень просто!
____________________________________________________________________________________________
НОВЫЕСРЕДСТВА ДЛЯОБРАЗНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ, РАЗВИТИЯИНТЕЛЛЕКТА ИВЗАИМОПОНИМАНИЯ
Академиянародногохозяйства приПравительствеРоссийскойФедерации
____________________________________________________________________________________________
Москва Издательство«Дело»
2001
Перед вами второе издание книги “Как улучшить работу ума”, вызвавшей большой интерес специалистов и читающей публики. В ней удачно сочетаются рассказы об алгоритмах и новейшие идеи о повы-
шении творческой силы ума.
Мы живем в мире алгоритмов, но знаем о них удивительно мало. Многие люди всю жизнь пользуются алгоритмами, не догадываясь об этом. Между тем алгоритмы играют огромную роль в жизни общества. Они оказывают заметное влияние на эффективность экономики и уровень жизни. К сожалению, многие алгоритмы и программы похожи на загадочный ребус: они непонятны никому, кроме горстки их создателей. Непонимание порождает путаницу и досадные ошибки. Чтобы поправить дело, надо сделать алгоритмы “дружелюбными”. Это позволит превратить алгоритмыголоволомки в наглядные алгоритмы-картинки, обеспечивающие быстрое и глубокое понимание. Глубина понимания сложных проблем — как раз то, чего всем нам (от студента до министра) ой как не хватает!
“Дружелюбные” алгоритмы пишут на эргономичных графических языках. Они создают повышенный интеллектуальный комфорт, улучшают работу ума, повышают продуктивность труда. С их помощью вы научитесь легко и быстро, затратив минимум усилий, решать сложнейшие проблемы: проектировать сложную деятельность и бизнес-процессы, формализовать свои профессиональные знания и выполнять алгоритмизацию самостоятельно, без помощи программистов — по методу “Программирование без программистов”.
Эта книга — прекрасный подарок для студентов, преподавателей, специалистов, бизнесменов и руководителей. Но не только. Она может пригодиться всем, кто хочет улучшить работу своего ума, научиться рисовать свои мысли и планы в виде наглядных и точных блок-схем и разобраться, наконец, что же такое алгоритмы и почему они играют такую важную роль в развитии цивилизации и человеческого интеллекта.
2
УДК 37+681.3.06+331.015.11 ББК 32.973
П18
Рецензенты:
Ю. И. Журавлев, академик РАН, зам. директора Вычислительного центра РАН, председатель Научно-методического совета по информатике Министерства образования;
П. П. Пархоменко, член-корреспондент РАН, гл. научн. сотрудник Института проблем управления РАН им. акад. В. А. Трапезникова;
Ю. В. Трунов, д-р техн. наук, профессор, Генеральный директор — Генеральный конструктор Научно-производственного центра автоматики и приборостроения им. акад. Н. А. Пилюгина, зав. Базовой кафедрой Московского института радиотехники, электроники и автоматики;
Я. В. Безель, д-р техн. наук, профессор, Генеральный конструктор Московского НИИ приборной автоматики;
В. П. Кутепов, д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой прикладной математики Московского энергетического института (Технического университета)
Паронджанов В. Д.
П18 Как улучшить работу ума: Алгоритмы без программистов — это очень просто! — М.: Дело, 2001. — 360 с. — Илл.: 154.
ISBN 5–7749–0211–0
В книге излагаются новые полезные для практики идеи и достижения на стыке информатики, управления и психологии. Показано, что алгоритмы, сила ума, интеллектуальный комфорт и эффективность бизнеса тесно связаны. Дается общедоступный практический курс, помогающий увеличить силу ума, ускорить разработку алгоритмов и программ, упростить формализацию профессиональных знаний, облегчить проектирование сложной деятельности и бизнес-процессов. Курс основан на “дружелюбных” графических языках, обладающих удивительной наглядностью, “заставляющих” мозг мыслить отчетливо, глубоко и продуктивно.
Для студентов, изучающих информатику, учителей и преподавателей информатики; алгоритмистов, программистов, математиков, системщиков, постановщиков задач, специалистов по CASE-технологиям, работающих непосредственно на фирмах; бизнесменов и руководителей, желающих эффективно контролировать потоки информации в своих организациях; психологов, изучающих работу ума, а также для широкой публики.
УДК 37+681.3.06+331.015.11 ББК 32.973
ISBN 5–7749–0211–0 |
© Издательство “Дело”, 2001 |
ОГЛАВЛЕНИЕ
Маленькая увертюра................................................................................................. |
9 |
Третий глаз для бизнесменов и руководителей.................................................. |
11 |
Интеллектуальный терроризм: фантазия или реальность? |
|
(Вместо предисловия) ........................................................................................ |
13 |
Почему умные люди страдают и гибнут?......................................................... |
13 |
Разве такая проблема существует?.................................................................... |
14 |
Информационный стресс — зловещий спутник информационного |
|
общества.............................................................................................................. |
14 |
Камикадзе умственного труда........................................................................... |
15 |
Что такое интеллектуальный терроризм?......................................................... |
15 |
Гуманитарная постановка задачи...................................................................... |
16 |
Компьютерная мифология: облегчают ли компьютеры |
|
умственный труд?............................................................................................... |
18 |
Что такое интенсификация интеллекта?........................................................... |
19 |
Критерий Декарта и эргономизация науки....................................................... |
20 |
О чем эта книга? ................................................................................................. |
21 |
Секреты мудрого ДРАКОНА: объяснение на пальцах...................................... |
22 |
Справка о состоянии дел.................................................................................... |
27 |
ГЛАВА 1. На подступах к новому языку.................................................... |
28 |
Зачем нужен язык ДРАКОН? .............................................................................. |
28 |
В чем секрет ДРАКОНА? — В когнитивном подходе...................................... |
29 |
Почему люди не интересуются собственным мозгом? ................................... |
29 |
Станет ли ДРАКОН чемпионом мира по критерию |
|
“понимаемость алгоритмов”? ............................................................................ |
31 |
На кого рассчитан язык ДРАКОН?..................................................................... |
32 |
Перечень задач, решаемых с помощью языка ДРАКОН .................................. |
32 |
Выводы................................................................................................................ |
34 |
ГЛАВА 2. Можно ли создать язык, улучшающий понимание |
|
и взаимопонимание? ..................................................................... |
35 |
Почему специалисты не понимают друг друга? .............................................. |
35 |
Язык ДРАКОН как “эсперанто” делового мира ................................................ |
36 |
Что такое интеллектуальное взаимопонимание? ............................................. |
36 |
В чем особенность ДРАКОНА? .......................................................................... |
37 |
Выводы................................................................................................................ |
38 |
ГЛАВА 3. Соображения, повлиявшие на создание |
|
языка ДРАКОН .................................................................................. |
39 |
Что важнее: компьютеры или человеческий мозг?.......................................... |
39 |
Что такое производительность умственного труда?........................................ |
40 |
Зависит ли производительность персонала от производительности |
|
компьютеров?...................................................................................................... |
41 |
Можно ли увеличить скорость работы человеческого мозга?........................ |
42 |
Проблема формализации профессиональных знаний ..................................... |
44 |
Можно ли обойтись без когнитологов? ............................................................ |
45 |
3
Чем отличается алгоритм от технологического процесса? ............................. |
46 |
Что такое технологический язык?..................................................................... |
47 |
Технологические и декларативные знания....................................................... |
48 |
Почему нельзя жить по-старому?...................................................................... |
50 |
Социальные технологии и электронные методологии.................................... |
51 |
Методология быстрой разработки систем RAD ............................................... |
52 |
Схемы действий и язык ДРАКОН....................................................................... |
54 |
Необходимость культурных изменений........................................................... |
54 |
Техноязык как элемент культуры...................................................................... |
55 |
Выводы................................................................................................................ |
56 |
ГЛАВА 4. Понимание и взаимопонимание — ключевые |
|
проблемы информатики.............................................................. |
58 |
Отсутствие понимания ведет к миллионным убыткам ................................... |
58 |
Издевательство над здравым смыслом под названием |
|
“абсолютно правильная программа”................................................................. |
59 |
Спецификации программ — вот главный “гадючник”! .................................. |
59 |
Спецификации программ и методология RAD................................................. |
61 |
Концепция когнитивного программирования.................................................. |
62 |
Выводы................................................................................................................ |
64 |
ГЛАВА 5. Проблема улучшения работы ума: новый |
|
когнитивный подход.............................................................. |
65 |
Текст как зрительная сцена................................................................................ |
65 |
Симультанное и сукцессивное восприятие...................................................... |
66 |
Как повысить продуктивность человеческого мозга? ..................................... |
66 |
Когнитивный недостаток текстового представления знаний ......................... |
68 |
Каким должен быть формат диосцены?............................................................ |
69 |
Когнитивные рекомендации.............................................................................. |
71 |
Зачем нужны психологические эксперименты?............................................... |
72 |
Ошибка Джеймса Мартина................................................................................ |
74 |
“Это чудакам-инженерам нужны большие чертежи, а мы, |
|
хитрецы-программисты, обойдемся маленькими” .......................................... |
74 |
Возможна ли стратегическая реформа мировой практики |
|
программирования.............................................................................................. |
78 |
Выводы................................................................................................................ |
79 |
ГЛАВА 6. Изюминки языка ДРАКОН.......................................................... |
80 |
Критика блок-схем ............................................................................................. |
80 |
Преимущества дракон-схем............................................................................... |
80 |
Иконы и макроиконы ......................................................................................... |
81 |
Зачем нужна ветка? ............................................................................................ |
81 |
Как работает ветка? ............................................................................................ |
86 |
Как следует располагать ветки в поле чертежа? .............................................. |
86 |
Что такое шапка? ................................................................................................ |
86 |
Что лучше: примитив или силуэт? .................................................................... |
90 |
Как описать силуэт с помощью текстового языка? ......................................... |
91 |
Есть ли в алгоритме “царская дорога”? ............................................................ |
93 |
Главный маршрут силуэта................................................................................. |
95 |
Пересечения линий? — боже упаси!................................................................. |
95 |
Визуальный и текстовый синтаксис ДРАКОНА ............................................. |
101 |
Семейство ДРАКОН-языков ............................................................................. |
101 |
Выводы.............................................................................................................. |
102 |
ГЛАВА 7. Эргономичные алгоритмы....................................................... |
104 |
Визуальная проверка алгоритмов.................................................................... |
104 |
4
Что такое эргономичный алгоритм? ............................................................... |
105 |
Чем отличается икона “вопрос” от развилки?................................................ |
105 |
Маршруты и формулы маршрутов.................................................................. |
108 |
Что такое рокировка? ....................................................................................... |
108 |
Использование рокировки для улучшения эргономичности........................ |
111 |
Вертикальное и горизонтальное объединение............................................... |
112 |
Эргономичность литеральных алгоритмов.................................................... |
112 |
Что делать, если эргономические требования противоречат |
|
друг другу?........................................................................................................ |
118 |
Икона-вставка как эргономический прием..................................................... |
118 |
Что такое подстановка?.................................................................................... |
119 |
Улучшение эргономичности алгоритмов с помощью цепочки |
|
эквивалентных преобразований...................................................................... |
124 |
Выводы.............................................................................................................. |
125 |
ГЛАВА 8. Визуализация циклов................................................................. |
126 |
Обычный цикл .................................................................................................. |
126 |
Переключатель и переключающий цикл........................................................ |
133 |
Цикл ДЛЯ.......................................................................................................... |
133 |
Веточный цикл.................................................................................................. |
135 |
Главный маршрут силуэта............................................................................... |
139 |
Выводы.............................................................................................................. |
142 |
ГЛАВА 9. Визуализация логических формул......................................... |
143 |
Визуализация функции И................................................................................. |
143 |
Визуализация функции ИЛИ............................................................................ |
148 |
Визуализация функции НЕ............................................................................... |
148 |
Визуализация сложных логических функций................................................ |
153 |
Выводы.............................................................................................................. |
153 |
ГЛАВА 10. Что такое эргономичный текст?.......................................... |
154 |
Можно ли сделать логические выражения эргономичными? ....................... |
154 |
Пример для исследования эргономичности логических выражений........... |
154 |
Логическое выражение с абстрактными идентификаторами........................ |
155 |
Логическое выражение с короткими смысловыми идентификаторами....... |
158 |
Логическое выражение с длинными смысловыми идентификаторами ....... |
159 |
Важный момент, о котором часто забывают.................................................. |
159 |
Как присвоить значение логической переменной?........................................ |
160 |
Правила записи рамочных логических выражений....................................... |
161 |
Как построить эргономичный логический текст?.......................................... |
161 |
Выводы.............................................................................................................. |
164 |
ГЛАВА 11. Визуальные операторы реального времени.................... |
165 |
Список операторов реального времени.......................................................... |
165 |
Операторы ввода-вывода................................................................................. |
165 |
Оператор “пауза” .............................................................................................. |
166 |
Операторы “пуск таймера” и “синхронизатор”.............................................. |
167 |
Цикл ЖДАТЬ...................................................................................................... |
169 |
Оператор “период” ........................................................................................... |
170 |
Оператор “параллельный процесс”................................................................. |
171 |
Особенности операторов реального времени................................................. |
173 |
Выводы.............................................................................................................. |
176 |
ГЛАВА 12. Дружелюбное программирование....................................... |
177 |
Гибридный язык программирования ДРАКОН-СИ......................................... |
177 |
5
Гибридный язык программирования ДРАКОН-МОДУЛА .............................. |
180 |
Пример эргономической оптимизации программы....................................... |
180 |
Диалоговые программы ................................................................................... |
181 |
Идентификаторы............................................................................................... |
183 |
Обработка массивов......................................................................................... |
185 |
Абстрактные дракон-схемы............................................................................. |
187 |
Философия языка ДРАКОН .............................................................................. |
192 |
Классификация знаний..................................................................................... |
192 |
Выводы.............................................................................................................. |
193 |
ГЛАВА 13. Человеческая деятельность и формализация |
|
знаний: живописные примеры............................................. |
194 |
Что такое профессиональные знания? ............................................................ |
194 |
Учебные экспертные системы......................................................................... |
196 |
Визуализация экспертных систем................................................................... |
198 |
Визуализация описания технологических процессов.................................... |
200 |
Что такое методология? ................................................................................... |
201 |
Визуализация методологий.............................................................................. |
201 |
Система “человек — машина”......................................................................... |
212 |
Визуализация биологических алгоритмов...................................................... |
213 |
Визуализация медицинских алгоритмов ........................................................ |
216 |
Другие примеры визуализации........................................................................ |
216 |
Описание структуры деятельности................................................................. |
223 |
Нужен ли стандарт для описания деятельности?........................................... |
224 |
Выводы.............................................................................................................. |
225 |
ГЛАВА 14. Визуальный дракон-редактор............................................... |
226 |
Зачем нужен дракон-редактор? ....................................................................... |
226 |
Заготовка-примитив и заготовка-силуэт......................................................... |
226 |
Что такое атом?................................................................................................. |
226 |
Пример построения дракон-схемы “примитив”............................................. |
229 |
Операция “пересадка лианы” .......................................................................... |
229 |
Операция “заземление лианы” ........................................................................ |
231 |
Пример построения дракон-программы “силуэт”.......................................... |
231 |
Формирование надписей “да” и “нет” ............................................................ |
235 |
Выводы.............................................................................................................. |
235 |
ГЛАВА 15. Описание визуального синтаксиса языка ДРАКОН........ |
236 |
Общие понятия ................................................................................................. |
236 |
Шампур-блок.................................................................................................... |
236 |
Операция “ввод атома” .................................................................................... |
237 |
Операции с лианой........................................................................................... |
241 |
Прочие операции.............................................................................................. |
243 |
Основные результаты....................................................................................... |
243 |
Выводы.............................................................................................................. |
244 |
ГЛАВА 16. Визуальное структурное программирование.................. |
245 |
Постановка проблемы...................................................................................... |
245 |
Историческая справка...................................................................................... |
246 |
Прав ли Игорь Вельбицкий?............................................................................ |
248 |
Четыре принципаструктуризации блок-схем, предложенныеЭ. Дейкстрой..... |
248 |
Почему научное сообщество не приняло видеоструктурную |
|
концепцию Э. Дейкстры?................................................................................. |
249 |
Парадокс структурного программирования................................................... |
252 |
6
Плохие блок-схемы или плохие стандарты? .................................................. |
253 |
Блок-схемы и теоретическое программирование .......................................... |
254 |
Новые цели стандартизации блок-схем.......................................................... |
254 |
Чем отличаются блок-схемы от дракон-схем? ............................................... |
255 |
В чем сходство визуального и текстового структурного |
|
программирования? .......................................................................................... |
258 |
В чем различие визуального и текстового структурного |
|
программирования? .......................................................................................... |
259 |
Почему самолет не машет крыльями? ............................................................ |
264 |
Выводы.............................................................................................................. |
265 |
ГЛАВА 17. Исчисление икон и попытка предсказать будущее........ |
267 |
Визуальное логическое исчисление................................................................ |
267 |
Общеизвестные сведения о математической логике..................................... |
267 |
Об одном распространенном заблуждении.................................................... |
268 |
Визуализация понятий математической логики ............................................ |
270 |
Исчисление икон............................................................................................... |
271 |
Еще раз о шампур-методе................................................................................ |
272 |
Шампур-схема как абстрактная модель программы...................................... |
273 |
Преобразование шампур-схемы в шампур-программу................................. |
274 |
Шампур-метод и доказательство правильности программ........................... |
274 |
Возможна ли теория визуального программирования?................................. |
275 |
Гипотеза о будущем императивных языков программирования.................. |
276 |
Визуализациялогикииинтенсификацияинтеллектуальнойдеятельности...... |
278 |
Выводы.............................................................................................................. |
281 |
ГЛАВА 18. Место языка ДРАКОН в системе человеческой |
|
культуры....................................................................................... |
282 |
Между Сциллой и Харибдой........................................................................... |
282 |
Принцип структуризации деятельности......................................................... |
283 |
Генеральная концептуальная схема................................................................ |
284 |
Проблема деятельности в эргономике............................................................ |
286 |
Искусственный интеллект: алгоритмизация — это ночной кошмар! .......... |
287 |
Эргономический анализ проектно-конструкторской деятельности............. |
290 |
Подводные камни проектно-конструкторской деятельности....................... |
291 |
Почему взорвался чернобыльский реактор? .................................................. |
292 |
Сон разума рождает чудовищ.......................................................................... |
297 |
Интенсификация интеллекта и языки программирования............................ |
298 |
Улучшение работы ума — проблема номер один.......................................... |
299 |
Выводы.............................................................................................................. |
300 |
ГЛАВА 19. Возможна ли эргономизация математики?...................... |
302 |
Почему Джон фон Нейман провалился на экзамене?.................................... |
302 |
Существует ли пропасть между математикой и эргономикой?.................... |
303 |
Алгебра Диофанта............................................................................................ |
304 |
Эргономический анализ алгебры Диофанта................................................... |
307 |
Эргономизация алгебры после Диофанта....................................................... |
308 |
Осознание полезности эргономического поворота в математике................ |
311 |
Эргономическая победа Лейбница.................................................................. |
312 |
Методологическая ошибка историков математики....................................... |
314 |
Аналогия между математической диосценой и панелью |
|
отображения информации................................................................................ |
316 |
Математическая и эргономическая эффективность ...................................... |
317 |
Как повысить производительность математического труда? ....................... |
319 |
Два метода визуализации математики............................................................ |
320 |
Проект “Когнитивный стиль” (CogniStyle)..................................................... |
321 |
7
Пример математической визуализации с помощью метода CogniStyle ....... |
322 |
Выводы.............................................................................................................. |
325 |
ГЛАВА 20. Можно ли стать интеллектуальным суперменом? ....... |
326 |
На пороге создания теории улучшения работы ума...................................... |
326 |
Человеческий мозг нужно грамотно проектировать...................................... |
327 |
Разгадка тайны человеческого интеллекта..................................................... |
334 |
Развитие и интенсификация интеллекта......................................................... |
336 |
Знаковая и предметная информация............................................................... |
337 |
Знаковое и предметное обеспечение информатики....................................... |
337 |
Знаковая и предметная программа.................................................................. |
339 |
Переломная веха в истории информатики...................................................... |
340 |
Одноглазые миссионеры, или Заброшенное дитя информатики.................. |
341 |
Когнитивная письменность — новый способ представления знаний.......... |
343 |
“Кастрированный” интеллект.......................................................................... |
344 |
Что такое проектоника? ................................................................................... |
345 |
Проектоника и искусственный интеллект...................................................... |
346 |
Особенности проектоники............................................................................... |
347 |
Мироинформация и мироинтеллект................................................................ |
348 |
Стратегическая интеллектуальная инициатива........................................... |
349 |
Дорога в будущее (Вместо заключения).......................................................... |
352 |
Интеллектуальные трудности как глобальная проблема.............................. |
352 |
Вызов интеллектуального терроризма............................................................ |
353 |
Бессилие интеллекта......................................................................................... |
353 |
Цель — значительное улучшение интеллекта ............................................... |
353 |
Список литературы.............................................................................................. |
355 |
8
МАЛЕНЬКАЯ УВЕРТЮРА
Чем отличается хорошее мышление от плохого?...
Как улучшить мышление? Свое мышление? Мышление вообще?...
Уже больше двух тысяч лет многие лучшие умы в философии, логике, психологии, педагогике пытаются найти ответы на эти вопросы. История этих усилий, блестящих идей и огромного труда, затраченного на исследования и творческое обсуждение, представляет собой яркую, драматическую картину.
Макс Вертгеймер
Книга предназначена для всех, кто хочет упорядочить и улучшить работу своего ума. Она адресуется к работникам умственного труда всех профессий и специальностей: конструкторам и педагогам, технологам
иврачам, агрономам и математикам, биологам и экономистам, психологам и нефтяникам, физикам и программистам и т. д.
Утого, кто бегло пролистал ее, может сложиться ложное впечатление, что она посвящена компьютерам и программированию. На самом деле это не так. Речь идет не о думающих машинах, а о думающих людях, о загадках и особенностях человеческого познания и интеллекта.
Отаинственных ловушках и подводных камнях, которые подстерегают нас в трудном плавании по безбрежным морям каждодневной умственной работы. О том, как найти спасительный маяк и прибыть к цели по кратчайшему маршруту.
Вкниге предлагается новое универсальное средство для облегчения
иулучшения работы ума, которое можно использовать во многих, практически в любых областях умственной деятельности. Само по себе это средство не имеет никакого отношения к компьютерам. Поэтому его с успехом могут применять и те, кто не любит компьютеры, относится к ним с подозрением или опаской. Вам понадобятся карандаш, бумага и больше ничего. Короче говоря, это средство вполне пригодно для улучшения самой обычной (бескомпьютерной) умственной работы.
Впрочем, любители компьютеров выиграют еще больше, поскольку указанное средство может служить основой для создания новой мощной информационной технологии, являясь частью информационных технологий следующего поколения — когнитивных информационных технологий.
Возможно, книга попадет в руки читателя, который хотел бы улучшить работу своего ума, но которого пугают или раздражают такие слова, как “алгоритм”, “программа”, “формализация”. Этому горю нетрудно помочь. Сейчас мы сочиним шуточный словарик, который хотя и нарушает все каноны научной строгости, зато вполне понятен новичкам.
Легкомысленный словарик
Алгоритм — точное описание решения задачи, которое ведет к победе
9
