- •Владимир Паронджанов
- •Оглавление
- •Глава 1: На подступах к новому языку 25
- •Глава 2: Можно ли создать язык, улучшающий понимание и взаимопонимание? 29
- •Глава 3: Соображения, повлиявшие на создание языка Дракон 32
- •Глава 4: Понимание и взаимопонимание – ключевые проблемы информатики 43
- •Глава 5: Проблема улучшения работы ума: новый когнитивный подход 47
- •Глава 6: Изюминки языка Дракон 56
- •Глава 7: Эргономичные алгоритмы 77
- •Глава 8: Визуализация циклов 96
- •Глава 9: Визуализация логических формул 111
- •Глава 10: Что такое эргономичный текст? 122
- •Глава 12: Дружелюбное Программирование 142
- •Глава 17: Исчисление икон и попытка предсказать будущее 214
- •Глава 18: Место языка Дракон в системе человеческой культуры 223
- •Глава 19: Возможна ли эргономизация математики? 236
- •Глава 20: Можно ли стать интеллектуальным суперменом? 252
- •Глава 1 271
- •Легкомысленный словарик
- •Третий глаз для бизнесменови руководителей
- •Интеллектуальный терроризм: фантазия или реальность?(Вместо предисловия)
- •Почему умные люди страдают и гибнут?
- •Разве такая проблема существует?
- •Информационный стресс – зловещий спутник информационного общества
- •Камикадзе умственного труда
- •Что такое интеллектуальный терроризм?
- •Гуманитарная постановка задачи
- •Компьютерная мифология: облегчают ли компьютеры умственный труд?
- •Что такое интенсификация интеллекта?
- •Критерий Декарта и эргономизация науки
- •О чем эта книга?
- •Секреты мудрого дракона: объяснение на пальцах
- •Притча о том, как Господь Бог языки создавал
- •Смена терминов или изменение концепции?
- •Самая сложная вещь на свете
- •Зачем Дракону две головы?
- •Вы правы. Язык программирования — ваш враг. Но дракон— не язык программирования.Дракон— ваш друг
- •Справка о состоянии дел
- •Глава1: На подступах к новому языку
- •Зачем нужен язык Дракон?
- •В чем секрет Дракона? — в когнитивном подходе
- •Почему люди не интересуются собственным мозгом?
- •Станет ли Дракон чемпионом мира по критерию «понимаемость алгоритмов»?
- •На кого рассчитан язык Дракон?
- •Перечень задач, решаемых с помощью языка Дракон
- •Глава 2: Можно ли создать язык, улучшающий понимание и взаимопонимание?
- •Почему специалисты не понимают друг друга?
- •Язык Дракон как «эксперанто» делового мира
- •Что такое интеллектуальное взаимопонимание?
- •В чем особенность Дракона?
- •Глава3: Соображения, повлиявшие на создание языка Дракон
- •Что важнее: компьютеры или человеческий мозг?
- •Что такое производительность умственного труда?
- •Зависит ли производительность персонала от производительности компьютеров?
- •Можно ли увеличить скорость работы человеческого мозга?
- •Проблема формализации профессиональных знаний
- •Можно ли обойтись без когнитологов?
- •Чем отличается алгоритм от технологического процесса?
- •Что такое технологический язык?
- •Технологические и декларативные знания
- •Почему нельзя жить по-старому?
- •Социальные технологии и электронные методологии
- •Методология быстрой разработки системRad
- •Схемы действий и язык Дракон
- •Необходимость культурных изменений
- •Техноязык как элемент струкутуры
- •Глава 4: Понимание и взаимопонимание – ключевые проблемы информатики
- •Отсутствие понимания ведет к миллионным убыткам
- •Издевательство над здравым смыслом под названием «Абсолютная правильная программа»
- •Спецификации программ – вот главный «Гадючник»!
- •Спецификации программ и методология rad
- •Концепция когнитивного программирования
- •Глава 5: Проблема улучшения работы ума: новый когнитивный подход
- •Текст как зрительная сцена
- •Симультанное и сукцессивное восприятие
- •Когнитивный недостаток текстового представления знаний
- •Каким должен быть формат диосцены?
- •Когнитивные рекомендации
- •Зачем нужны психологические эксперименты?
- •Ошибка Джеймса Мартина
- •«Это чудакам-инженерам нужны большие чертежи, а мы, хитрецы-программисты, обойдемся маленькими»
- •Возможна ли стретегическая реформа мировой практики программирования
- •Глава6: Изюминки языка Дракон
- •Критика блок-схем
- •Преимущества Дракон-схем
- •Иконы и макроиконы
- •Зачем нужна ветка?
- •Как работает ветка?
- •Как следует располагать ветки в поле чертежа?
- •Что такое шапка?
- •Что лучшее: примитив или силуэт?
- •Как описать силуэт с помощью текстового языка?
- •Есть ли в алгоритме «Царская дорога»?
- •Главный маршрут силуэта
- •Пересечения линий? — боже упаси!
- •Визуальный и текстовый синтаксис Дракона
- •Семейство Дракон-языков
- •Глава 7: Эргономичные алгоритмы
- •Визуальная проверка алгоритмов
- •Что такое эргономичный алгоритм?
- •Чем отличается икона “Вопрос” от развилки?
- •Маршруты и формулы маршрутов
- •Что такое рокировка?
- •Использование рокировки для улучшения эргономичности
- •Вертикальное и горизонтальное объединение
- •Эргономичность литеральных алгоритмов
- •Что делать, если эргономические требования противоречат друг другу?
- •Икона-вставка как эргономический прием
- •Что такое подстановка?
- •Улучшение эргономичности алгоритмов с помощью цепочки эквивалентных преобразований
- •Глава8: Визуализация циклов
- •Обычный цикл
- •Переключатель и переключающий цикл
- •Цикл Для
- •Веточный цикл
- •Главный маршрут силуэта
- •Глава 9: Визуализация логических формул
- •Визуализация функции и
- •Визуализация функции или
- •Визуализация функции не
- •Визуализация сложных логических функций
- •Глава 10: Что такое эргономичный текст?
- •Можно ли сделать логические выражения эргономичными?
- •Пример для исследования эргономичности логических выражений
- •Логическое выражение с абстрактными идентификаторами
- •Логическое выражение с короткими смысловыми идентификаторами
- •Логическое выражение с длинными смысловыми идентификаторами
- •Важный момент, о котором часто забывают
- •Как присвоить значение логической переменной?
- •Правила записи рамочных логических выражений
- •Как построить эргономичный логический текст?
- •Г лава 11: Визуальные операторы реального времени
- •Список операторов реального времени
- •Операторы ввода-вывода
- •Оператор “Пауза”
- •Операторы “Пуск таймера” и “Синхронизатор”
- •Цикл Ждать
- •Оператор “Период”
- •Оператор “Параллельный процесс”
- •Особенности операторов реального времени
- •Глава 12: Дружелюбное Программирование
- •Гибридный язык программирования Дракон-Си
- •Гибридный язык программирования Дракон-Модула
- •Пример эргономической оптимизации программы
- •Диалоговые программы
- •Оператор “Сообщение”
- •Оператор “Запрос”
- •Описание данных
- •Идентификаторы
- •Примеры правильных идентификаторов
- •Примеры неправильных идентификаторов
- •Пример сокращения длины сложного понятия
- •Правила записи арифметических выражений в операторах присваивания
- •Обработка массивов
- •Абстрактные Дракон-схемы
- •Философия языка Дракон
- •Классификация знаний
- •Глава 13: Человеческая деятельность и формализация знаний: живописные примеры
- •Что такое профессиональные знания?
- •Учебные экспертные системы
- •Учебная экспертная система (программа на языке бейсик)
- •Визуализация экспертных систем
- •Визуализация описания технологических процессов
- •Что такое методология?
- •Визуализация методологий
- •Система “Человек—машина”
- •Визуализация биологических алгоритмов
- •Визуализация медицинских алгоритмов
- •Другие примеры визуализации
- •Описание структуры деятельности
- •Нужен ли стандарт для описания деятельности?
- •Глава 14: Визуальный дракон-редактор
- •Зачем нужен Дракон-редактор?
- •Заготовка-примитив и заготовка-силуэт
- •Что такое атом?
- •Пример построения Дракон-схемы «Примитив»
- •Операция «Пересадка лианы»
- •Операция “Заземление лианы”
- •Пример построения Дракон-программы «Силуэт»
- •Формирование надписей «Да» и «Нет»
- •Глава 15: Описание визуального синтаксиса языка Дракон
- •Общие понятия
- •Шампур-блок
- •Операция «Ввод атома»
- •Дополнительные сведения об атомах
- •Критические и нейтральные точки
- •Правила использования операции “ввод атома” при построении дракон-схемы
- •Операция с лианой
- •Пересадка лианы
- •Заземление лианы
- •Прочие операции
- •Основные результаты
- •Глава 16: Визуальное структурное программированиее
- •Постановка проблемы
- •Историческая справка
- •Отживающий метод?
- •Прав ли Игорь Вельбицкий?
- •Четыре принципа структуризации блок-схем, предложенные э.Дейкстрой
- •Почему научное сообщество не приняло видеоструктурную концепцию э.Дейкстры?
- •Парадокс структурного программирования
- •Плохие блокс-схемы или плохие стандарты?
- •Блок-схемы и теоретическое программирование
- •Новые цели стандартизации блок-схем
- •Чем отличаются блок-схемы от Дракон-схем?
- •В чем сходство визуального и текстового структурного программирования?
- •В чем различие визуального и текстовго структурного программирования? Структурные, лианные и адресные блоки
- •Операции с лианой и оператор goto
- •Является ли текстовое структурное программирование формальным методом?
- •Почему самолет не машет крыльями?
- •Глава 17: Исчисление икон и попытка предсказать будущее
- •Визуальное логическое исчисление
- •Общеизвестные сведения о математической логике
- •Об одном распространенном заблуждении
- •Принцип абсолютизации текста
- •Визуализация понятий математической логики
- •Исчисление икон
- •Еще раз о шампур-методе
- •Шампур-схема как абстрактная модель программы
- •Преобразование шампур-схемы в шампур-программу
- •Шампур-метод и докуазательство правильности программ
- •Возможна ли теория визуального программирования?
- •Гипотеза о будущем императивных языков программирования
- •Визуализация логики и интенсификация интеллектуальной деятельности
- •Глава 18: Место языка Дракон в системе человеческой культуры
- •Между сциллой и харибдой
- •Принцип структуризации деятельности
- •Генеральная концептуальная схема
- •Проблема деятельности в эргономике
- •Искусственный интеллект: алгоритмизация – это ночной кошмар!
- •Специалисты по ии: долой алгоритмизацию!
- •Инженерные психологи: алгоритмизация деятельности — наше спасение!
- •Работники образования: алгоритмизация — это хорошо!
- •Кто же прав: декларативисты или императивисты?
- •Эргономический анализ проектно-конструкторской деятельности
- •Подводные камни проектно-конструкторской деятельности
- •Почему взорвался Чернобыльский реактор? Традиционный подход к анализу причин чернобыльской аварии
- •Возможна ли гарантоспособная деятельность?
- •Принцип проектирования гарантоспособной деятельности
- •Гарантоспособный совокупный работник
- •Главное зло — плохо спроектированная деятельность творческого персонала
- •Сон разума рождает чудовищ
- •Интенсификация интеллекта и языки программирования
- •Улучшение работы ума — проблема номер один
- •Глава 19: Возможна ли эргономизация математики?
- •Почему Джойн фон Нейман провалился на экзамене?
- •Существует ли пропасть между математикой и эргономикой?
- •Алгебра Диофанта
- •Эргономический анализ алгебры Диофанта
- •Эргономизация алгебры после Диофанта
- •Осознание полезности эргономического поворота в математике
- •Эргономическая победа Лейбница
- •Методологическая ошибка историков математики
- •Аналогия между математической Диосценой и панелью отображения информации
- •Математическая и эргономическая эффективность
- •Как повысить производительность математического труда?
- •Два метода визуализации математики
- •Проект «Когнитивный стиль»(cognistyle)
- •Пример математической визуализации с помощью методаCognistyle
- •Глава 20: Можно ли стать интеллектуальным суперменом?
- •На пороге создания теории улучшения работы ума
- •Человеческий мозг нужно грамотно проектировать
- •Разгадка тайны человеческого интеллекта
- •Развитие и интенсификация интеллекта
- •Знаковая и предметная информация
- •Знаковое и предметное обеспечение информатики
- •Знаковая и предметная программа
- •Переломная веха в истории информатики
- •Одноглазые миссионеры, или заброшенное дитя информатики
- •Когнитивная письменность — новый способ представления знаний
- •“Кастрированный” интеллект
- •Что такое проектоника?
- •Проектоника и искусственный интеллект
- •Особенности проектоники
- •Микроинформация и микроителлект
- •Стратегическая интеллектуальная инициатива
- •Дорога в будущее(Вместо заключения) Интеллектуальные трудности как глобальная проблема
- •Вызов интеллектуального терроризма
- •Бессилия интеллекта
- •Цель — значительное улучшение интеллекта
- •Список литературы Интеллектуальный терроризм: фантазия или реальность?
- •Глава 1
- •Глава 3
- •Глава 5
- •Глава 6
- •Глава 13
- •Глава 16
- •Глава 17
- •Глава 18
- •Глава 19
- •Глава 20
- •Internet: http://www.Delo.Ane.Ru
Визуализация логики и интенсификация интеллектуальной деятельности
Итак, мы показали, что визуальный синтаксис шампур-языка представляет собой визуальное логическое исчисление — исчисление икон. По этому случаю полезно сделать несколько замечаний.
Сам факт формализации системы визуальных образов в виде логического исчисления икон можно, по-видимому, рассматривать как доказательство полной несостоятельности “принципа абсолютизации текста” (см. с. 269). Иными словами, формализация человеческих знаний отнюдь не сводится только к текстовой форме, но включает также и визуальные представления. Важно подчеркнуть, что визуальная формализация знаний не является “продуктом второго сорта”, она удовлетворяет самым строгим критериям математической логики и в этом смысле представляет собой вполне законный и полноценный интеллектуальный продукт. Наибольшая интеллектуальная эффективность достигается при использовании синтетического метода, объединяющего достоинства текстовой и визуальной формализации.
Согласно традиционной точке зрения, словесно-логическое (левополушарное) мышление отличается четкостью и ясностью, в то время как образное (правополушарное) мышление есть нечто расплывчатое, интуитивное и почти неуловимое. Полученные результаты позволяют утверждать, что по крайней мере часть абстрактных зрительных образов может быть преобразована в безукоризненно строгую форму, расчленена на отдельные микрообразы (иконы), превращена в компьютерное меню и снабжена строгими правилами, позволяющими строить большие и сложные зрительные образы из атомарных микрообразов.
Известно, что “богатые формальные языки математической логики и успешный опыт работы с ними создали одну из объективных предпосылок для создания... вычислительных машин, пользующихся в настоящее время весьма разнообразным спектром формальных языков программирования” [1]. Это утверждение до последнего времени было ограничено рамками текстовой парадигмы: и в отношении логики, и в отношении программирования. Появление визуальных исчислений позволяет расширить эти рамки и распространить их на визуальный случай.
Необходимость в этом давно назрела, так как теория в данном вопросе отстает от практики. С появлением интегрированных CASE-технологий компьютерные чертежи (например, схемы “сущность-связь”, схемы декомпозиции, схемы потоков данных и т. д.) приобрели целый ряд замечательных свойств. Они превратились в формальные визуальные языки высокой точности. Компьютер может понимать точные значения указанных чертежей, хранить их в виде, пригодном для глубокой обработки, преобразовывать чертежи друг в друга, выявлять несоответствие между ними, а также их неполноту, чтобы гарантировать целостность общей картины. И, что особенно важно, извлекая из чертежей нужную информацию, компьютер с помощью программы “генератор кода” получает выполнимый код. Таким образом, можно надеяться, что в будущем традиционная дружба математической логики и информатики уже не будет ограничена дряхлым забором текстовой парадигмы и распространится на более широкое визуальное проблемное поле.
Когнитивная формализация знаний — это синтез логико-математической формализации и когнитивного подхода. Цель метода — улучшить понимаемость сложных формальных описаний и проблем за счет учета реальных интеллектуальных характеристик человека на основе достижений эргономики. Выше автор попытался продемонстрировать применение метода когнитивной формализации на живом примере — разработке языка ДРАКОН. В гл.1—15 систематически подчеркивалось, что при создании языкаДРАКОНэргономические соображения являются главными, основополагающими; было описано большое количество конкретных эргономических приемов, образно говоря, эргономических кирпичиков, из которых строился законченный эргономический облик языка. При этом, однако, в тени оставался вопрос: обладает ли построенный язык (точнее говоря, его визуальная часть) строгими формальными характеристиками? В настоящей главе, опираясь на исчисление икон, мы вправе дать обоснованный ответ: да, обладает.
Таким образом, когнитивная формализация знаний — это не утопия, не благое пожелание или розовая мечта, а работоспособный метод, способный приносить нужные плоды и обеспечить увеличение продуктивности человеческого мозга.
Логическая формализация знаний, восходящая к силлогистике Аристотеля, который впервые использовал буквы для обозначения понятий, явилась замечательным достижением человеческого гения. За две тысячи лет своего существования логическая наука добилась выдающихся успехов. Но вот парадокс: называя себя наукой о законах и формах человеческого мышления [5], логика вместе с тем полностью абстрагировалась от конкретных характеристик человеческого мышления и мозга, изучаемых в психологии, нейробиологии и эргономике. На предыдущих этапах развития человечества, когда интеллектуальные задачи были относительно простыми, а число интеллектуальных работников невелико, подобное игнорирование не приносило заметного вреда. Однако сегодня положение изменилось.
Лавинообразное усложнение цивилизационных процессов привело к появлению интеллектуальных задач немыслимой прежде сложности, находящихся на пределе возможностей человеческого мозга. Острая необходимость интенсификации интеллектуальной деятельности, связанная с этим процессом, требует создания принципиально новых форм и методов интеллектуальной работы, способных качественным образом увеличить умственную производительность (мозга) интеллектуальных работников и учащихся, улучшить качество интеллектуального взаимодействия между людьми, обеспечить максимально возможную защиту от интеллектуальных заблуждений, просчетов, путаницы и взаимного непонимания, усилить эффективность индивидуального и коллективного интеллекта людей. Думается, что когнитивная формализация знаний, объединяющая всю мощь традиционных математических и логических методов с развиваемым в эргономике (включая психологию и нейробиологию) точным учетом когнитивно-значимых характеристик человеческого мозга и интеллекта в рамках единой целостной концепции, может в немалой степени содействовать решению обозначенной проблемы.
Представленные материалы позволяют сделать обоснованные предположения о развитии информационных технологий в XXIвеке. При дальнейшем совершенствовании компьютеров недостаточная продуктивность человеческого мозга станет основным фактором, сдерживающим рост эффективности организаций и ограничивающим интеллектуальные возможности человечества.
Можно ожидать, что улучшение работы ума, повышение интеллектуальной производительности человека превратится в центральную проблему информационных технологий. Однако существующая теория и практика информатизации и компьютеризации не располагают эффективными средствами для решения задачи. Отсюда вытекает необходимость создания новых теоретических подходов, чтобы с их помощью построить информационные технологии нового типа — когнитивные информационные технологии, отличительная особенность которых состоит в том, что повышение продуктивности мозга рассматривается как высшая, приоритетная цель, которой подчинены все остальные цели (с учетом необходимых компромиссов, диктуемых экономическими и иными ограничениями).
По нашему мнению, в XXIвеке произойдет переход к широкому использованию когнитивных информационных технологий в науке, технике, образовании, медицине, обороне, бизнесе, государственной службе и других сферах, что позволит значительно увеличить интеллектуальный потенциал и интеллектуальные возможности общества и таким образом проложить надежный путь к новому качеству интеллектуальной жизни.
Это громадная, поистине необъятная по сложности задача, выходящая далеко за рамки данной книги. Для ее решения необходим перелом в сознании: надо уяснить, что человеческий мозг обладает колоссальными интеллектуальными резервами, которые сегодня не используются, но которые можно и нужно задействовать с помощью когнитивно-эргономических методов. Снова оговоримся: существующие когнитивные методы для этого недостаточны, нужны новые подходы. Откуда их взять? По мнению автора, материалы данной книги, хотя и относятся к частному случаю, тем не менее обладают достаточной общностью и могут послужить основой для разработки — с необходимыми уточнениями — нового поколения формализованных когнитивно-эргономических методов.
Выводы
Противоречие между скромными интеллектуальными возможностями отдельного человека и почти неограниченным объемом знаний, который он должен приобрести в течение жизни, — одно из наиболее драматических противоречий современного общества, основанного на знаниях. Сегодня наука не располагает эффективными средствами для решения этой проблемы.
Выход из положения мы видим в тотальной эргономизации науки и образования, цель которой — коренным образом улучшить визуальные формы фиксации знаний, согласовав их с тонкими характеристиками глаза и мозга.
Разработка исчисления икон говорит в пользу этой гипотезы и служит примером, подтверждающим актуальность нового междисциплинарного направления — логико-эргономических исследований.
Стихийный процесс визуализации логики, который начинает разворачиваться в последнее время (см., например [15]), должен опираться на прочную эргономическую основу.
Серьезным тормозом для реализации идей эргономизации знания является устаревшее представление, согласно которому в системе научного знания наглядно-чувственные образы занимают подчиненное место и служат только для создания неформальных наглядных моделей, рисунков, чертежей.
Сторонники идеи тотальной эргономизации науки и образования должны вести борьбу на два фронта:
против приверженцев принципа абсолютизации текста;
против глашатаев стихийной визуализации, которые не понимают разницы между кустарным преобразованием текста в изображение и научными методами визуализации, опирающимися на прочную логико-математическую и эргономическую базу.
Важным направлением эргономизации науки и образования является развитие идей когнитивной формализации знаний и когнитивных информационных технологий, которым, на наш взгляд, принадлежит будущее.