articles_598_material

Материалы для проведения классного часа
«Занимательно об измерениях в науке».
I. Новости в области измерения информации
( Демонстрация слайда №2).
Все предметы, которые окружают нас, имеют размер, который можно выразить в
стандартных единицах измерения. Однако, что касается измерения объема устройств для
хранения данных, часто возникает путаница. Новый стандарт IEEE призван её устранить.
Стандарт IEEE 1541 предлагает заменить привычные сегодня приставки кило, мега, тера
на киби (символ Ki), миби (символ Mi), тиби (символ Ti), соответственно. Сегодня между
производителями винчестеров и покупателями их продукции сложились натянутые
отношения, главной причиной которых является несоответствие объему
отформатированного жесткого диска официально заявленной величине. Причиной этого
является тот факт, что производители оперируют десятичными приставками – мега,
гига, тера для обозначения емкости накопителя, то есть, 1 мегабайт равен 1 млн. байт, 1
гигабайт равен 1 тысяче мегабайт, и т.д. Однако это не соответствует «компьютерной»
действительности, когда один килобайт равен 1024 байтам. Эта небольшая разница и
приводит к недовольству пользователей, так как в случае увеличения объемов
винчестеров до значения в 1 терабайт «потери» дискового пространства составляют почти
100 гигабайт. Более того, с аналогичной проблемой столкнулись и производители
накопителей на основе микросхем флэш-памяти, ввиду повышения емкости последних.
Не так давно в ходе судебного разбирательства был создан опасный для производителей
устройств хранения информации прецедент – суд обязал компанию Seagate выплатить
денежную компенсацию покупателям в размере 5% от стоимости жестких дисков.
Похожие иски были выдвинуты в отношении и производителей персональных
компьютеров, которые заявляя о наличии в «брендовых» ПК винчестера определенного
объем немного «лукавят». С учетом решения американского суда в отношение Seagate
можно говорить, что и другие подобные иски завершатся победой потребителей.
Однако противостояние, по всей видимости, на этом не закончится – как известно,
десятичные приставки было решено применять для обозначения объема накопителей
благодаря документу европейского комитета European Committee for Electrotechnical
Standardization (CENELEC), под номером HD 60027-2:2003. Но принятый институтом
IEEE стандарт IEEE 1541 подходит к проблеме с другой стороны – вводит новые
приставки для обозначения таких чисел, как 2^10 (1024), 2^20 (1 048 576), 2^30 (1 073 741
824), 2^40 (1 099 511 627 776) и т.д. Другими словами, стандарт IEEE 1541 предлагает
заменить привычные сегодня приставки кило, мега, тера на киби (символ Ki), миби
(символ Mi), тиби (символ Ti), соответственно.
С этой точки зрения производителей накопителей не в чем упрекнуть, так как для
обозначения «компьютерных» величин предусмотрены соответствующие термины.
Справедливости ради отметим, что ситуация не так проста, как кажется – потребители по
праву недовольны тем, что реальный объем накопителей ниже заявленного, но с другой
стороны, компании-производители имеют полное право оперировать именно
десятичными приставками, так как это не противоречит принятым стандартам и
документам.
Таким образом, в этой ситуации стоит искать «золотую середину» - потребитель
изначально соглашается с некоторым «недовесом» дискового пространства, а
производитель заранее заявляет об «обмане», но в качестве компенсации немного снижает
цены на свою продукцию.
II. Ада Августа Лавлейс. (Демонстрация слайда №3)
Ада была единственным законнорожденным ребёнком английского поэта Джорджа
Гордона Байрона. В единственный и последний раз Байрон видел свою дочь через месяц
после рождения. 21 апреля 1816 года Байрон подписал официальный развод и навсегда
покинул Англию. В 1835 году мисс Байрон вышла замуж за 29-летнего Уильяма Кинга,
который вскоре унаследовал титул лорда Лавлейса. В лучшие дни своей семейной жизни
за своё увлечение математикой получила от мужа прозвище «Королева
Параллелограммов». Ни муж, ни трое детей не помешали Аде с упоением отдаться тому,
что она считала своим призванием. Замужество даже облегчило её труды: у нее появился
бесперебойный источник финансирования в виде фамильной казны графов Лавлейсов.
«Вся ее жизнь была апофеозом великой битвы между миром эмоций и
миром логики, между субъективным и объективным, между поэзией и
математикой, между слабым здоровьем и взрывами энергии!»
В 1842 году итальянский учёный Луиджи Менабреа познакомился с аналитической
машиной, пришёл в восторг и сделал первое подробное описание изобретения. Статья
была опубликована на французском, и именно Ада Лавлейс взялась перевести её на
английский. Позднее Бэббидж предложил ей снабдить текст подробными комментариями.
«Аналитический двигатель Бэббиджа», – писала Ада – «ткёт алгебраические задачи точно
так же, как ткацкий станок Жаккарда ткёт цветы и листья на ткани». Именно эти
комментарии дают потомкам основания называть Аду Байрон первым программистом
планеты. В числе прочего она сообщила Бэббиджу, что составила план операций для
аналитической машины, с помощью которых можно решить уравнение Бернулли, которое
выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. В материалах Бэббиджа и
комментариях Лавлейс намечены такие понятия: подпрограмма и библиотека
подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться
только в 50-х годах XX века. Сам термин «библиотека» был введён Бэббиджем, а термины
«рабочая ячейка» и «цикл» предложила Ада Лавлейс. Её работы в этой области были
опубликованы в 1843 году. Однако в то время считалось неприличным для женщины
издавать свои сочинения под полным именем и, Лавлейс поставила на титуле только свои
инициалы. Поэтому её математические труды, как и работы многих других женщинучёных, долго пребывали в забвении. Ада Августа Байрон-Кинг, графиня Лавлейс,
скончалась в 1852 г. от рака — в возрасте 37 лет. Она покоится подле усыпальницы своего
отца, лорда Байрона, которого ни разу в жизни не видела,— отца, от которого наша
героиня, несмотря на все материнские уловки, унаследовала понимание: жить — значит
гореть! С образом Ады Августы связано огромное количество легенд. Часть из них,
безусловно, правдива; часть, как водится, сомнительна.
Что с того, что машина, которую так любила Ада, так и не была построена при ее
непродолжительной жизни? В 30–40-х гг. ХХ столетия аналогичные Analytical Engine
устройства были, наконец, воплощены в металле, ненадолго предварив появление
электронно-вычислительных машин.
Что с того, что закат недолгой жизни Ады Августы омрачен нелепыми попытками
создания системы для вычисления беспроигрышных ставок в азартных играх? Разве это не
было смело? Поиск квадратуры круга — удел беспокойных и дерзких, которым, как
известно, поем мы славу.
У нас есть главное! Примечания графини Лавлейс к книге Луиса Менебреа занимают
всего 52 страницы. По большому счету, это все, что оставила Ада Лавлейс для истории.
Но это — автограф гения. Зачастую 52 страницы могут перевернуть окружающий мир до
неузнаваемости. Задумайтесь над этими словами, когда будете работать с вашим
компьютером, общаться по Сети или просто перекладывать «косынку».
Жизнь Ады Лавлейс образует некий мифический резонанс с нашим
цифровым веком: почтительные посещения могилы Ады теперь
превосходят численностью паломничества на могилу ее отца, поэта
Байрона.
III.
История с портретом на тетради (Демонстрация слайда №6)
Вышла серия тетрадей для нового учебного года. На обложке каждой тетради был
помещён портрет человека, имя которого для данной науки очень значимо. На тетради
по информатике – портрет Алана Тьюринга. Один ученик очень заинтересовался –
почему именно этот человек? Что удалось ему узнать про этого человека? Он сам нам
расскажет.
Во время Второй мировой войны Тьюринг работал в Блечли Парке — британском
криптографическом центре. Возглавлял одну из пяти групп, Hut 8, занимавшихся в рамках
проекта «Ультра» расшифровкой закодированных немецкой шифровальной машиной
«Энигма» сообщений кригсмарине и люфтваффе. Вклад Тьюринга в работы по
криптографическому анализу алгоритма, реализованного в «Энигме» основывался на
более раннем криптоанализе предыдущих версий шифровальной машины, выполненных в
1938 году польским криптоаналитиком Марианом Реевским.
В начале 1940 года он разработал дешифровальную машину «Бомба», позволявшую
читать сообщения люфтваффе. Принцип работы «Бомбы» состоял в переборе возможных
вариантов ключа шифра и попыток расшифровки текста, если была известна часть
открытого текста или структура расшифровываемого сообщения. Перебор ключей
выполнялся за счёт вращения механических барабанов, сопровождавшегося звуком,
Машина Тьюринга
Алан Тьюринг высказал предположение (известное как тезис Чёрча — Тьюринга),
что любой алгоритм в интуитивном смысле этого слова может быть представлен
эквивалентной машиной Тьюринга. Уточнение представления о вычислимости на основе
понятия машины Тьюринга (и других эквивалентных ей понятий) открыло возможности
для строгого доказательства алгоритмической неразрешимости различных массовых
проблем (то есть проблем о нахождении единого метода решения некоторого класса задач,
условия которых могут варьироваться в известных пределах). Простейшим примером
алгоритмически неразрешимой массовой проблемы является так называемая проблема
применимости алгоритма (называемая также проблемой остановки). Она состоит в
следующем: требуется найти общий метод, который позволял бы для произвольной
машины Тьюринга (заданной посредством своей программы) и произвольного начального
состояния ленты этой машины определить, завершится ли работа машины за конечное
число шагов, или же будет продолжаться неограниченно долго.
Тьюринг является основателем теории искусственного интеллекта.
Машина Тьюринга является расширением модели конечного автомата и способна
имитировать (при наличии соответствующей программы) любую машину, действие
которой заключается в переходе от одного дискретного состояния к другому.
Тест Тьюринга — тест, предложенный Аланом Тьюрингом в 1950 году в статье
«Вычислительные машины и разум» (англ. Computing Machinery and Intelligence) для
проверки, является ли компьютер разумным в человеческом смысле слова. В этом тесте
один или несколько людей должны задавать вопросы двум тайным собеседникам и на
основании ответов определять, кто из них машина, а кто человек. Если не удавалось
раскрыть машину, которая маскировалась под человека, предполагалось, что машина
разумна.