Мама Гремлина, Горыныча и Василисы (mama_gremlina) wrote,
Мама Гремлина, Горыныча и Василисы
mama_gremlina

Categories:

Современные компьютерные технологии в науке. Введение

Не думаю, что это будет интересно всем, но все-таки уже больше одного человека просили меня кратко написать здесь об этом моем курсе для магистратуры, поэтому - почему бы нет, напишу. Как минимум первую обзорную лекцию перенесу сюда и посмотрю, будет ли интересно дальше.

Современный ученый гипотетически обладает множеством полезных инструментов, которые ускоряют, упрощают и повышают эффективность и точность научных исследований разными способами. К сожалению, многие ученые, даже заслуженные и серьезные, всем спектром этих инструментов не владеют. Я не говорю тут о тех исследователях старой школы, которые с карандашом в руке могут на коленке доказать сложнейшую теорему, но не в состоянии набрать два абзаца текста на компьютере или найти новую статью в своей области в онлайн-библиотеке. Я говорю о тех их учениках, кто вроде бы с юности знаком с офисными программами, интернетом и всеми полезными источниками информации, которые он предоставляет, но при этом игнорирует возможность автоматизации, например, коллективного исследования, проверки рассуждений, эксперимента и обработки его результатов, принятия решений и многих других важных составляющих работы ученого. Тех самых составляющих, которые без возможности автоматизации либо игнорируются, так как слишком сложны в организации или реализации, либо производятся с ошибками, так как ученые - тоже люди, а люди склонны хотя бы изредка делать ошибки. Тех самых составляющих, которые, будучи делегированы компьютеру, позволяют повысить достоверность результатов и серьезно упростить работу ученого.

Познание – творческая деятельность субъекта, направленная на получение достоверных и объективных знаний о мире (в том числе с целью прогнозирования). Познание - одна из основных потребностей человека. Отсутствие потребности познания свидетельствует о серьезных нарушениях психики, о болезни, требующей вмешательства врача.
Познание начинается с рождения и продолжается всю жизнь. Оно состоит из следующих этапов: получение ощущения, восприятие, формирование представления, синтез понятия, затем суждения (как системы связанных понятий), затем - умозаключения (как системы связанных суждений), а затем - теории (как системы умозаключений). Этапы вытекают один из другого, опираются на результаты предыдущих этапов.

Научное познание, в отличие от бытового, обладает системностью, обоснованностью, возможностью эмпирической проверки, а также методологической рефлексией. Последнее означает, что субъект познания осмысляет совокупность используемых методов и средств с точки зрения их адекватности целям деятельности, объекту и результату. Например, использовать карандаш и бумагу (средства позапрошлого века) там, где с помощью современных средств результат получится быстрее и, главное, точнее - неадекватно.
Таким образом, наука - область человеческой деятельности, направленная на выработку и систематизацию достоверных объективных знаний о действительности, а задача данной дисциплины - научить будущего ученого максимально автоматизировать все составляющие процессы научного познания. Для этого будут рассмотрены следующие современные компьютерные технологии:

1. Облачные технологии и распределенные информационные системы, обеспечивающие возможность эффективной удаленной совместной работы территориально распределенных коллективов ученых.
2. Планирование и выполнение вычислительного (компьютерного) эксперимента, в том числе с помощью имитационного моделирования, с целью сокращения рисков, повышения скорости и снижения стоимости получения экспериментальной информации.
3. Компьютерная алгебра, в том числе символьные преобразования, позволяющие проверять готовые и получать с нуля теоретические выкладки, в том числе доказательства вывода новых формул.
4. Автоматическое доказательство (или опровержение) рассуждений на естественном языке, в том числе теорем.
5. Когнитивная графика и виртуальная реальность, осуществляющие воздействие на творческую компоненту, стимулирование интеллекта и интуиции и помогающие искать новые закономерности.
6. Анализ данных (Data Mining) - обработка больших массивов разрешенных данных, предсказание неизвестных фактов, вывод новых закономерностей, создание и пополнение баз знаний экспертных систем.
7. Системы поддержки принятия решений и системы искусственного интеллекта.
8. Анализ и обработка естественного языка, понимание письменных текстов (Natural Language Programming)
9. Распознавание образов, анализ и обработка статических изображений, аудио и видео.

Не только ученому-теоретику, но и практикующему преподавателю в современном мире следует использовать методы и средства, повышающие эффективность подготовки учебного материала и его передачу обучающимся:
- Системы дистанционного обучения, в том числе коллективные обучающие методы
- Математические методы разработки учебных пособий, содержания дисциплин и учебных планов специальностей (теория графов, анализ текстов и другие)
- Вычислительные эксперименты с учебными ботами
- Методы анализа данных при обработке результатов обучения
- Когнитивная графика, инфографика, мультимедиа и другие средства.

В курсе "Современные компьютерные технологии в науке" частично рассматриваются только компьютерные технологии, для применения которых ученому и преподавателю нужно иметь только лицензионное (или свободно распространяемое) программное обеспечение и некоторый набор знаний для его эффективного использования.
За бортом остались все новые инженерно-технологические решения, упрощающие исследования и преподавание (точные наукоемкие приборы, интерактивные дисплейные классы, 3D-принтеры, нанотехнологии, мощные лазеры и телескопы и т.д.)

Продолжать?
Tags: СКТН, конспекты
Subscribe
Buy for 100 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 8 comments