Жалпы білім беру мектептерінде математикалық логика элементтерінің оқытылуы және турбо пролог логикалық программалау тілі
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.тарау. Жалпы білім беру мектептерінде математикалық логика элементтерінің оқытылуы және Турбо Пролог логикалық программалау тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
• Мектеп информатика курсындағы математикалық логика элементтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
• Математикалық логика элементтері мен логикалық программалауды мектепте оқыту қажеттілігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
• Турбо Пролог логикалық программалау тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34
2.тарау. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің интерактивті электрондық оқулығын жасау әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 50
2.1. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің зертханалық жұмыстары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 50
2.2. Интерактивті электрондық оқулықты жасау және пайдалану әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 70
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 91
Пайдаланған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 92
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 93
1.тарау. Жалпы білім беру мектептерінде математикалық логика элементтерінің оқытылуы және Турбо Пролог логикалық программалау тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
• Мектеп информатика курсындағы математикалық логика элементтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
• Математикалық логика элементтері мен логикалық программалауды мектепте оқыту қажеттілігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
• Турбо Пролог логикалық программалау тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34
2.тарау. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің интерактивті электрондық оқулығын жасау әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 50
2.1. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің зертханалық жұмыстары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 50
2.2. Интерактивті электрондық оқулықты жасау және пайдалану әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 70
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 91
Пайдаланған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 92
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 93
Информатика іргелі ғылым болып табылады, сондықтан да, оның негіздерін мектеп қабырғасынан бастап үйрену керек. Біздің ойымызша, мектептегі оқыту келесі үш кең қамтылған бағыт бойынша жүргізілуі қажет:
- информатиканың теориялық негіздері;
- модельдеу, алгоритмдеу, программалау;
- ақпараттық технологиялар.
Заманауи мектепте оқытуды дифференциялау әртүрлі бағыттағы мамандандырылған сыныптарды ұйымдастырудан тұрады. Ең көп қолданылатыны сыныптарды негізгі, техникалық және гуманитарлық деп бөлу.
Оқушы қазіргі таңда маңызды (технологиялардың даму қарқыны айтарлықтай жылдам жүріп жатқандығын ескере отырып) және бірнеше жыл1 алға компьютерлік сауаттылық элементтерімен таныстырып, дайын программалық өнімдерді пайдалануды үйрету керек (егер интерфейс оңтайлы болса, бұл да аса қиындық туғыза қоймайды). Енді сұрақ туындайды: қандайма болмасын программалау тілін әр адамның білуі міндетті ме. Біздің ойымызша, мектепте оқушыларды программалаудың қандайма тілін үйрету керек, мүмкіндік болса, тіпті, бір емес екі тілді қатарынан оқыту қажет. Мүмкін үміткерлерді қарастырайық: императивті программалау тілі (Паскаль), екінші тіл ретінде декларативтік логикалық программалау тілі – Прологты қарастыруға болады. Әр оқушыға программалауды үйретуді мақсат тұтып отырған жоқпыз, оның үстінде екі бірдей тілде. Ұсынатынымыз: программалау тілдерін белгілі бір оқыту құралы ретінде пайдалану. Мәселен, императивті программалау тілі алгоритм ұғымымен, құрылымдаумен таныстырып, негізгі тапсырманы бірнеше қосалқы тапсырмаларға бөлуге т.с.с. үйретсе, Пролог тілі көмегімен оқушыларды математика, физика, химия және басқа да пәндерді оқуға пайдасы зор нысанды логикаға баулуға болады.
Зерттеудің пәні педагогикалық жоғары оқу орындарындарында информатика мамандығындағы “Логикалық программалау негіздері” пәні болып табылады.
Зерттеудің мақсаты қазіргі ақпараттық технологияларды қолданып “Компьютер архитектурасы” пәнінің интерактивті электрондық оқулығын жасау.
- информатиканың теориялық негіздері;
- модельдеу, алгоритмдеу, программалау;
- ақпараттық технологиялар.
Заманауи мектепте оқытуды дифференциялау әртүрлі бағыттағы мамандандырылған сыныптарды ұйымдастырудан тұрады. Ең көп қолданылатыны сыныптарды негізгі, техникалық және гуманитарлық деп бөлу.
Оқушы қазіргі таңда маңызды (технологиялардың даму қарқыны айтарлықтай жылдам жүріп жатқандығын ескере отырып) және бірнеше жыл1 алға компьютерлік сауаттылық элементтерімен таныстырып, дайын программалық өнімдерді пайдалануды үйрету керек (егер интерфейс оңтайлы болса, бұл да аса қиындық туғыза қоймайды). Енді сұрақ туындайды: қандайма болмасын программалау тілін әр адамның білуі міндетті ме. Біздің ойымызша, мектепте оқушыларды программалаудың қандайма тілін үйрету керек, мүмкіндік болса, тіпті, бір емес екі тілді қатарынан оқыту қажет. Мүмкін үміткерлерді қарастырайық: императивті программалау тілі (Паскаль), екінші тіл ретінде декларативтік логикалық программалау тілі – Прологты қарастыруға болады. Әр оқушыға программалауды үйретуді мақсат тұтып отырған жоқпыз, оның үстінде екі бірдей тілде. Ұсынатынымыз: программалау тілдерін белгілі бір оқыту құралы ретінде пайдалану. Мәселен, императивті программалау тілі алгоритм ұғымымен, құрылымдаумен таныстырып, негізгі тапсырманы бірнеше қосалқы тапсырмаларға бөлуге т.с.с. үйретсе, Пролог тілі көмегімен оқушыларды математика, физика, химия және басқа да пәндерді оқуға пайдасы зор нысанды логикаға баулуға болады.
Зерттеудің пәні педагогикалық жоғары оқу орындарындарында информатика мамандығындағы “Логикалық программалау негіздері” пәні болып табылады.
Зерттеудің мақсаты қазіргі ақпараттық технологияларды қолданып “Компьютер архитектурасы” пәнінің интерактивті электрондық оқулығын жасау.
1. Братко И. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта. М.: Мир, 1990.-210 с.,ил.
2. Ин Ц., Соломон Д. Использование Турбо-Пролога. М.: Мир, 1993.-260 с.,ил.
3. Клоксин У., Меллиш К. Программирование на языке Рrolog. М.: Мир, 1987.-300 с.,ил.
4. О. Камардинов Жасанды интеллект, сараптаушы жүйелер, Пролог. Оқу құралы. Шымкент 2003
5. Ковальски Р. Логика в решении проблем. М.: Наука, 1990.-182 с.,ил.
6. Логическое программирование /Под ред. В.Н. Агафонова М.: Мир, 1988.-210 с.,ил.
7. Лорьер Ж. Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991.-160 с.,ил.
8. Марселлус Д. Программирование экспертных систем на Турбо-Прологе. М.: Финансыи статистика, 1994.-240 с.,ил.
9. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог.М.: Мир, 1990.-201 с.,ил.
10. Тей А., Грибомон П., Луи Ж. и др. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию. М.: Мир, 1990.-240 с.,ил.
11. Хоггер К. Введение в логическое программирование. М.: Мир 1988.-280 с.,ил.
12. Братко И. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта. М.: Мир, 1990.
13. Ин Ц., Соломон Д. Использование Турбо-Пролога. М.: Мир, 1993
14. Клоксин У., Меллиш К. Программирование на языке Рrolog. М.: Мир, 1987.
15. Ковальски Р. Логика в решении проблем. М.: Наука, 1990
16. Логическое программирование /Под ред. В.Н. Агафонова М.: Мир,1988
17. Лорьер Ж. Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991
18. Марселлус Д. Программирование экспертных систем на Турбо-Прологе. М.: Финансы и статистика, 1994
19. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог.М.: Мир, 1990
2. Ин Ц., Соломон Д. Использование Турбо-Пролога. М.: Мир, 1993.-260 с.,ил.
3. Клоксин У., Меллиш К. Программирование на языке Рrolog. М.: Мир, 1987.-300 с.,ил.
4. О. Камардинов Жасанды интеллект, сараптаушы жүйелер, Пролог. Оқу құралы. Шымкент 2003
5. Ковальски Р. Логика в решении проблем. М.: Наука, 1990.-182 с.,ил.
6. Логическое программирование /Под ред. В.Н. Агафонова М.: Мир, 1988.-210 с.,ил.
7. Лорьер Ж. Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991.-160 с.,ил.
8. Марселлус Д. Программирование экспертных систем на Турбо-Прологе. М.: Финансыи статистика, 1994.-240 с.,ил.
9. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог.М.: Мир, 1990.-201 с.,ил.
10. Тей А., Грибомон П., Луи Ж. и др. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию. М.: Мир, 1990.-240 с.,ил.
11. Хоггер К. Введение в логическое программирование. М.: Мир 1988.-280 с.,ил.
12. Братко И. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта. М.: Мир, 1990.
13. Ин Ц., Соломон Д. Использование Турбо-Пролога. М.: Мир, 1993
14. Клоксин У., Меллиш К. Программирование на языке Рrolog. М.: Мир, 1987.
15. Ковальски Р. Логика в решении проблем. М.: Наука, 1990
16. Логическое программирование /Под ред. В.Н. Агафонова М.: Мир,1988
17. Лорьер Ж. Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991
18. Марселлус Д. Программирование экспертных систем на Турбо-Прологе. М.: Финансы и статистика, 1994
19. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог.М.: Мир, 1990
Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 90 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 90 бет
Таңдаулыға:
МАЗМұНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1-тарау. Жалпы білім беру мектептерінде математикалық логика
элементтерінің оқытылуы және Турбо Пролог логикалық программалау
тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
Мектеп информатика курсындағы математикалық логика
элементтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
Математикалық логика элементтері мен логикалық программалауды мектепте
оқыту
қажеттілігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
Турбо Пролог логикалық программалау
тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34
2-тарау. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің интерактивті
электрондық оқулығын жасау
әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
2.1. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің зертханалық
жұмыстары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. 50
2.2. Интерактивті электрондық оқулықты жасау және пайдалану
әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 70
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... . 91
Пайдаланған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .. 92
Қосымша
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... 93
КІРІСПЕ
Информатика іргелі ғылым болып табылады, сондықтан да, оның негіздерін
мектеп қабырғасынан бастап үйрену керек. Біздің ойымызша, мектептегі оқыту
келесі үш кең қамтылған бағыт бойынша жүргізілуі қажет:
информатиканың теориялық негіздері;
модельдеу, алгоритмдеу, программалау;
ақпараттық технологиялар.
Заманауи мектепте оқытуды дифференциялау әртүрлі бағыттағы мамандандырылған
сыныптарды ұйымдастырудан тұрады. Ең көп қолданылатыны сыныптарды негізгі,
техникалық және гуманитарлық деп бөлу.
Оқушы қазіргі таңда маңызды (технологиялардың даму қарқыны айтарлықтай
жылдам жүріп жатқандығын ескере отырып) және бірнеше жыл1 алға
компьютерлік сауаттылық элементтерімен таныстырып, дайын программалық
өнімдерді пайдалануды үйрету керек (егер интерфейс оңтайлы болса, бұл да
аса қиындық туғыза қоймайды). Енді сұрақ туындайды: қандайма болмасын
программалау тілін әр адамның білуі міндетті ме. Біздің ойымызша, мектепте
оқушыларды программалаудың қандайма тілін үйрету керек, мүмкіндік болса,
тіпті, бір емес екі тілді қатарынан оқыту қажет. Мүмкін үміткерлерді
қарастырайық: императивті программалау тілі (Паскаль), екінші тіл ретінде
декларативтік логикалық программалау тілі – Прологты қарастыруға болады. Әр
оқушыға программалауды үйретуді мақсат тұтып отырған жоқпыз, оның үстінде
екі бірдей тілде. Ұсынатынымыз: программалау тілдерін белгілі бір оқыту
құралы ретінде пайдалану. Мәселен, императивті программалау тілі алгоритм
ұғымымен, құрылымдаумен таныстырып, негізгі тапсырманы бірнеше қосалқы
тапсырмаларға бөлуге т.с.с. үйретсе, Пролог тілі көмегімен оқушыларды
математика, физика, химия және басқа да пәндерді оқуға пайдасы зор нысанды
логикаға баулуға болады.
Зерттеудің пәні педагогикалық жоғары оқу орындарындарында информатика
мамандығындағы “Логикалық программалау негіздері” пәні болып табылады.
Зерттеудің мақсаты қазіргі ақпараттық технологияларды қолданып “Компьютер
архитектурасы” пәнінің интерактивті электрондық оқулығын жасау.
Зерттеудің міндеттері:
педагогикалық жоғары оқу орындарында “Логикалық программалау негіздері”
пәнінің жұмыс бағдарламасымен танысу;
пәнге қажетті теориялық және зертханалық жұмыстар дайындау;
интерактивті электрондық оқулығын жасау технологиясын анықтау.
Зерттеудің ғылыми болжамы “Логикалық программалау негіздері” пәнінің
мультимедиалық электрондық оқулығын оқу үдерісінде қолдану барысында
студенттер зертханалық жұмыстарды орындаған кезде, теориялық материалдарды
қарастырғанда білімі мен ойлау қабілеті артады.
1-ТАРАУ. ЖАЛПЫ БІЛІМ БЕРУ МЕКТЕПТЕРІНДЕ МАТЕМАТИКАЛЫҚ ЛОГИКА
ЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ ОҚЫТЫЛУЫ МЕН ТУРБО ПРОЛОГ ЛОГИКАЛЫҚ ПРОГРАММАЛАУ ТІЛІ.
МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДАҒЫ МАТЕМАТИКАЛЫҚ ЛОГИКА ЭЛЕМЕНТТЕРІ.
"Логика (гректің logic - сөз, ой, ойлау, ақыл-ой) ойлаудың зандылықтарымен
түрлері, есептеудің математика-логикалық заңдылықтары, ойлаудың жалпы
зандылықтары туралы (диалектикалық) ғылымдардың жиынтығы".
Біз әр кез әңгіме барысында, әсіресе математикалық тұжырымдар кезінде ойлау
заңдылықтарын, немесе былайша айтқанда сол заңдылықтар мен формалар
жөніндегі ғылым - логиканың көмегімен бір пікірден екінші бір пікірді
шығарамыз.
Логика ғылым ретінде өте ертеден дамыған. Уақыт өте келе логика пәні туралы
түсінік өзгеріп, әр дәуірдің философиялық көз қарасына тәуелді болды,
алайда пікірдің дұрыстығына үйрену негізгі бөліктердің бірі ретінде
логиканың жетіктігіне қатысты болып келеді. Оның дұрыс ой түйу әдісін
зерттейтін, нақтылы мазмұнынан тыс формальды құрылымы жағынан ғана
қарастырылатын бөлігі формальды логика деген атқа ие болды. Соңғысының
математикада атқарар рөлі зор. Расында да, барлық математикалық тұжырымдар
мәні математикалық жалпы аксиомалармен постулаттардан дұрыс нәтиже шығаруға
құрылған нақты дәлелдерге сүйенеді. Сондықтан да, математикалық
тұжырымдарды талдау кезінде әсіресе математиктердің көптеген дұрыс ой түю
жүйелерін ашқандығы тегін емес.
Логикалық тұжырым теориясын ең алғаш ежелгі грек философы Аристотель жасап
шығарған. Ол танымдық ойлауды құрылымы мен кұрылысы және жүйесі түрғысынан
қарастыратын формальды логиканың негізін қалаушы деп саналады. Ғылымның
және күнделікті өмірдің әр саласында қолданылатын нақты мағанадағы түрлі ой-
пікірлер бір құрылымды бір жүйелі болып келуі мүмкін. Формальды логика
адамның ойлау әдісін оның нақтылы мазмұнына мән бере зерттеп "біз қалай
ойлаймыз?" деген сұраққа жауап іздейді.
Аристотельдің логикасы көптеген ғасырлар бойы әр түрлі философтармен тұтас
бір философиялық мектептер арқылы үнемі толықтырылып, өзгертіліп,
жетілдіріліп келді.
Бір есеппен алғанда ол математикалық теория ретінде құрылып, осы тұрғыда
математикалық логика болып табылады, екіншіден математиканың нақтылы тілін
жасай отырып оның логикасы болып табылады.
Логиканы матиматикаландыру идеясының мүмкіндігімен қажеттілігі жөніндегі
пікірді белгілі неміс математигі және логигі Г.В. Лейбниц (1646-1716)
айтқан болатын. Ол ғылым тарихында логиканы ең алгаш рет алгебралық есептеу
түрінде ұсынушы болып есептеледі. Әйтсе де, ғылымның ерекше саласы ретінде
математикалық логика Буль еңбектері арқылы XIX ғасырдың ортасында ғана
көпшілікке танымал бола бастады. Бульдің математикалық логика жөнінде
жазған алғашқы "Логиканың математикалық талдауы" деген еңбегі 1847 жылы
жарыққа шыкты. Дәл сол жылы (Бульден сәл кейінірек) ағылшын математигі
Август де-Морган математикалық логика жүйесі туралы жұмысын жариялады. 1854
жылы Бульдің "Ойлау заңдылықтарын зерттеу" деген негізгі еңбегі жарық
көрді.
Бульдің, Де-Морганның және олардың ізбасарларының еңбектерінде
математикалық логика өзіндік бір алгебра, кейіннен буль алгебрасы деп
аталган алгебра логикасы деп өрнектеледі. Буль логикаға қазіргі заман
алгебра әдістерін қолданды. Екінші бір ағылшын ғалымы, логик әрі экономис
Джевонс (1835-1882) Буль есептеуінен әлдеқайда қарапайым, механикалық
ауыстырып қосу арқылы логикалық қорытынды жасауға мүмкіндік беретін машина
ойлап шығарды. (Кейіннен Джевонс машинасы Ресейде жасалды).
Ең алдымен кластар алгебрасы, кейіннен пікір алгебрасы деген ағым неміс
математигі Э. Шредермен (1835-1901) орыс математигі П.С. Порецкий (1846-
1907) еңбектерінде дамудың ең жоғаргы деңгейіне жетті. П.С. Порецкий 1887
және 1888 жылдары Ресейдің Қазан университетінде математикалық логика
тақырыбы бойынша дәріс оқыды. Оның кластар және пікір логикалары бойынша
жазған еңбектері "XIX ғасырдагы логика алгебрасы ағымындагы ең жоғарғы
жетістіктерге ие бола алды" деген әділ бағасын алған. Алайда, Буль бастап
берген бұл бағыт сол кездегі математика сұраныстарымен тікелей байланыста
бола алмады.
Ұлы орыс математигі Н.И. Лобачевский (1793-1856) құрастырған бірінші
евклидті емес геометрия жүйесі негізгі математика саласындағы көптеген
зерттеу жұмыстарын дүниеге әкелді, ал олар өз кезегінде XIX ғасырдың
өзінде-ақ математикалық логиканы математиканы негіздеуге алып келді.
Математикалық логика элементтерімен танысу орта мектеп оқушылары үшін де
маңызды. Бұл окушыларға дәлелдеудің логикалық жүйесін ерекшелеуге, (бұл
түсінумен еске сақтауды жеңілдетеді) теориялар арасындағы өз ара байланысты
айқындауға ікері және қарама-қарсы теоремалар), тұжырымдарды дұрыс
қалыптастыруға (сілтеу және қорытынды, қажет және жеткілікті жағдайлар)
және т.б. мүмкіндік береді. Матемтикалық логиканың белгілік жазуы тұжырымды
жинақы жазуға мүмкіндік береді, ал ол өз кезегінде нақтылы ойлауды үйренуге
мүмкіндік береді.
Математикалық логика элементтерін оқыту мәселелерін
математиканы тереңдетіп оқытатын мектептерге ең бірінші болып
А.А. Столяр ұсынды. Ол математиканы оқытудың мәселелік
және іскерлік әдіске негізделген жаңа тұжырымдамасын жасап
шығарды.
Математикалық логиканың отандық мектебі алгоритм теориясы бойынша үлкен
жетістіктерге жетті. Бұл саладағы жұмыстар теория тұрғысынан ғана емес,
сонымен бірге техникаға қатысты қосымша ретінде де қызығушылық тудыруда.
Математиканы оқытуға логика элементтерін енгізу мәселесі логиканы арнайы
және ерекше оқытуда емес, математиканы оқытудың бөлінбес бөлшегі бола
білуінде, оның тиімділігін арттырып, оқушының логикалық дамуына әсер ете
білетін басты құрал болуында.
Бұл тыңнан шыққан мәселе емес, бірақ талайдан бері пікір талас тудырып
келсе де, оқыту практикасының қажетіне жарайтын қанағаттандырарлық шешімін
әлі де тапай келеді. Бұл логиканың математикадан ерекше екендігін және оны
оқыту математикамен салыстырғанда жаңа әдістерді қолдануды және
математикадан тыс білімнің басқа да салаларын қатар оқуды талап ететіндігін
көрсетеді.
Қазіргі кездегі логиканың математикалық әдістермен оқылып отырған тұсында
математиканы оқытуға оның элементерінің енгізілуі математикалық әдістермен
ойдың және тілдің жаңа логикалық объектіге қарай кеңейуіне әкеледі, бұл
кеңейу ой мен тіл әдісінің дұрыс игерілуіне ықпалын тигізеді.
Математиканы мектепте оқытатын қазіргі кездегі кейбір жобалар шетелдерде
логика элементтерінің кіріспесі математикалық хабарды қысқаша жазуға
мүмкіндік беретін өзіндік бір стенография деген логикалық символика
кіріспесіне әкеп соғады. Мәселенің осылайша қойылуы мен үсынылып отырған
шешімнің математика ілімін оқытуды алга апаратындыгы екі талай.
Математиканы оқытуға логика элементтерін пайдалану мәселесі төмендегідей
негізгі үш сүрақты қамтиды:
Мектеп математика курсында логиканың қандай элементтерін оку қажет?
Логика элементтерін, математика курсының қандай бөлімінде және қандай
математикалық материалдарға байланысты оку керек?
Оларды мектепте қандай жагдайда, қандай деңгейде оқытуға болады?
Бұл мәселелер біздің және шетелдердің педагогикалық-математикалық
әдебиеттерінде талқыланған.
Сипатталған ең төменгі "логикалық бағдарлама" мектептің жоғарғы және орта
сыныптарында жүзеге асырылуы тиіс. Арнайы факультативті курс көлемінде
жоғары сынып окушыларының бір бөлігі арасында логикалық білімді жүйелеу
жүзеге асырылып, немесе, оқытылып жатқан математикалық материалға
байланысты логикалық білімді кеңейту жұмыстары жалғастырылуы қажет.
Математиканы оқыту теориясымен практикасында логиканың рөлін анықтау
мақсатында, академик А.Н. Колмогоровтың "Математика табигатына қазіргі
кездегі көзқарас" деген мақаласынан "Мектепте логика атты жеке пән жоқ және
логика әліппесімен танысу көп мөлшерде математика сабағының үстінде жүзеге
асатындықтан пән мұғалімінің жауапкершілігі өте зор" деген пікірін айта
кеткен жөн.
Бұл жерде әңгіме кейбір логикалық түсініктермен белгілерді оқытудың көмекші
құралдары ретінде дидактикалық мақсат түрінде қолданылуы жөнінде.
Математиканы оқыту теориясының негізі деп логиканың маңызын асыра сілтеп
ойлауға болмайды, бірақ, оның құнын кем бағалау да дүрыс емес.
Мектеп оқушыларды қазіргі есептеуіш машиналардың көмегімен білім және
біліктілікпен қаруландыруы қажет деген реформаға сәйкес математиканы
оқытуда логика элементтерінің рөлі арта бастады, өйткені "Адам және ЭЕМ"
диалогі логика тарапынан адамға деңгейі жогары, биік талаптар қояды.
Математикалық логика негіздерін оқу, математикалық білімнің
өзіне тән аймағын құрай отырып физика саласында міндетті болып
саналады, бірақ, осы ғылымның негізі жоғары оқу орнының қызметі
болып табылғандықтан, оның математикаға қажеті шамалы. Осыған
сәйкес, математикалық логика негіздері, мектепте оқыту міндетті
болатындай математика ғылымының үлкен саласы болып
саналмайтындықтан информатиканы тереңдетіп оқыту мамандығына
қажет деп қарастырылуы қажет.
Табиғатпен қоғамның құбылыстары олардың тіршілігі казіргі кездегі
математика тілінде көрініс табуда. Бұл күндері есептеу техникасы мен
математикалық моделдеу - биология, геология, экономика, экология,
социология және машина жасау т.б. салада қолданылуда.
Оқушыларды дәлелдеуге үйрету - математикадағы маңызды мәселе. Оқушылардың
дәлелдей білу дағдыларын қалыптастыру, олардың сенімділігін қалыптастырудың
да сенімді жолы болып табылады. Сондықтан, оқушыларды дәлелдеудің әр түрлі
әдіс тәсілдерімен таныстырудың ерекше маңызы бар.
Бұл жағдайды сөзбе-сөз түсінудің қажеті жоқ. Үшінші сынып оқушысының ми
қызметімен математик ғалымның миын салыстыруға болмайды. Шын мәнінде
жаңалық ашуға түрткі болатын себептер әр түрлі болып келеді. Бірақ, оқушы
арнайы жасақталған педагогикалық жағдайда кез-келген затты тыңнан ашса,
алғаш жаңалық ашушы ретінде ойлайды. Егер 1-ші сынып оқушысы екі жиыннан
элементтер жұбын құрап, бір жиындағы заттар екінші жиынға қарағанда көбірек
деген шешімге келсе, онда ол мейлі ең қарапайым түрде болсын,
математикалық жұмыс істеген болып шығады.
Әр түрлі елдерде халық аралық деңгейдегі математикалық білім беру
реформасының қозғалысы жөніндегі жалпы шолулар математикалық білім беру
халық аралық комиссиясының баяндамаларында жасалған. (МКМО). Ол туралы
Эдинбург(1958), Стокголм(19б2), Мәскеу(1966) қалаларында өткен
математиктердің халық аралық конгресстерінде ЮНЕСКО өзірлеген "Математиканы
орта деңгейде оқытуға арналған жаңа тенденциялар" атты басылыммен басқада
көптеген еңбектерде айтылған.
Осы материалдардың барлығын қарастыра отырып, реформаның көп жобалары
қазіргі кездегі математиканы орта мектепте оқытудың төмендегідей төрт
саласын ұсынатындығын байқауға болады. Олар:
элементарлы жиындар теориясы;
математикалық логикаға кіріспе;
қазіргі кездегі алгебрадан түсініктер, атап айтқанда, шеңбер, сызық, вектор
тобы;
ықтималдық теориясына кіріспе.
Уақыт тапшылығына байланысты жоғарыдағы аталған мәселелердің барлығын
мектеп бағдарламасына енгізу мүмкін еместігі айдан анық, бұл орайда мүқият
іріктеу қажет.
Бұл күндері біздің еліміздің және шетелдердің әр жерлерінде жалпы пікір
таластан жоба бағдарламаларымен осыған сәйкес оқулықтар даярлап, тәжірибе
жүргізуге кіріскен.
Математикалық логика мен логикалық программалау арасындағы өзара байланыс
Математикалық логика - оның әдістерін кеңінен қолдана
отырып математика қажеттілігіне орай жасалған жалпы логиканың
бір бөлігі. ЭЕМ - нің пайда болуына байланысты ол қолданбалы
сипатқа ие бола бастады. Математикалық логиканы ЭЕМ - ді
жобалаумен ақпаратты өндеудің әр түрлі есептерін орындауда
қолданылуы базистің екілік позициялық жүйесімен Буль
айнымалысының екі мәнділігі және екі орнықты жағдайдағы қондырғыларды
пайдалануымен сипатталады.
Формальды немесе математикалық логика бұрыннан-ақ компьютерлерді
жобалап, олардың бағдарламаларын талдау кезінде қолданылған. Алайда,
математикалық логиканы бағдарламалау тілі ретінде қолдану идеясын 1972 жылы
шотлан, гылымы Р. Ковальский ұсынған болатын. Артынша оны Франция,
Шотландия, Португалия, Ресей және тағы басқа елдердің ғылымдары толықтай
жүзеге асырып жалпылады. Бұл идея кейінен логикалық бағдарлама деген атқа
ие болды.
Логикалық бағдармалау - компьютер адамға тән іс - әрекет жасау керек
деген ұғымға негізделген. Оның шешу үшін қажетті тапсырма жайындағы
мәліметтері логикалық аксиома түрінде қалыптасады. Бұл жиынтық тапсырманың
мағлұматтар қорын құрайды. Егер тапсырманың құрлысы дәлелдеуге және
мақсатты тұжырымдауға жататын логикалық тұжырым ретінде кұралса,
мағлұматтар қоры тапсырманы орындауда қолданылады. Мағлұматтар қорымен оған
сәйкес мақсаттық тұжырым - логикалық бағдарламалау деп аталады. Тапсырманың
шешімі - есеп туралы білім жыйынтығын пайдаланып мақсатты тұжырымды
дәлелдеуде. Сонымен бірге жауапты құру мен бағдарламаны орындау процессі
нақтылы стандарт процедураға келеді.
Логикалық бағдарламаның идеялық түп тамыры математикалык, логикада
жатыр, мұнда дүние жүзіндегі әр кездегі математиктердің күшімен логикалық
формулаларда берілген сипат бойынша бірден шешімін табу.
Дәл осы кезде Алэн Колмероэмен оның тобы Марсель-Экс университетінде
теоремаларды дәлелдеуге арнап бағдарлама жасады. Бұл бағдарлама қарапайым
тілдегі тексті өңдеу жүйесін құрастыруда крлданылды. Пролог - деп аталатын
бұл бағдарламаның қүрамына Ковальскийдің интерпретаторы енгізілген болатын
алайда, Пролог практика жүзінде тек 1977-ші жылы Дэвид Уоррен оның ДЕС-10
есептеуіш машинасы үшін тиімді түрде жүзеге асуын ойлап шығарған тұсында
ғана іс жүзіндегі қолданысқа ие болды. Осыдан кейін Пролог-жүйелері
көптеген машиналарга арналып шығарыла бастады.
Информатика саласында теория тұрғысынан алғанда мүмкін емес, бірақ қажетті
қосымшаларды тиімді түрде бағдарламалап қоюға мүмкіндік беретін кейбір
кеңейтулері Пролгты үлкен жетістіктерге жеткізді. Осындай кеңейтулердің
бірі шешімнің мүмкін болатын көп сандарының толып қалуынан сақтайтын қйып
тастау (отсечение) операторы болып табылады.
Қазіргі кезде Пролог тілі көптеген микро және мини -ЭЕМ-дер де таратылған.
Оны жүзеге асырудың көптеген түрлері бар, олардың ішіндегі кең таралғандары
Arity-Proloq, Микро-Пролог және Турбо-Пролог. Пролог жүйесінің әр-бір
нұсқасының келесі нұсқасынан айырмашылығы: өңдеп тексеру орталығы берген
енгізілген предикаттар жиынымен, енгізу мен шығаруды ұйымдастырумен және
ДЭЕМ аппаратурасының өз-ара әрекеттігімен ерекшеленеді. Сондықтан Прологты
жалпылай оқу мүмкін емес. Тілдің теориялық негізімен оның белгілі бір түрде
жүзеге асуын окуға болады.
Пролог тілін қолданатын негізгі салалар мынандай болып келеді;
- қолданбалы бағдарламаларды тез арада протатиптендіру;
- жасанды интеллект саласындағы эксперттік жүйелермен
зерттеулер;
- pоботтар іс-әрекетінің жоспар құрылымы;
- бір тілден екінші тілге бағдарлама конверторын, компилятор, ассемблер,
дисассемблер жазу;
- автоматтандырылған жобалар жүйесі (АЖЖ).
Ойлау қабілетін ретке келтірш құрылымдалмаған бағдарлама жазуға
мүмкіндік бермейтіндіктен Прологтың бағдарламаны оқыту кезінде бастапқы тіл
ретінде кеңінен қолданылатындығын да атап кету керек.
Кейінгі кездерде Пролог бағдарламалау тілі кең таралып
көпшілікке танымал бола бастады. Реляциялық мағұлыматтар
корының заңды жалғасы ретінде дедуктивті мағлұматтар қоры пайда
бола бастады. Логиктер мен мамандар компьютерлік
информатикадағы логикалық бағдарламалау мен терістеуді сәтсіздік
ретінде интерпретациялау саласы бойынша әртүрлі зерттеу
жұмыстарын жүргізді. ЭЕМ бесінші ұрпағы бойынша құрылған
Токиодағы жапондық ғылыми комитет, Мюнхендегі компьютерлік
информатиканы зерттеу Европалық орталығы, Стокгольмдегі
компьютерлік информатиканың Швед институты өздерінің
жұмыстарына логикалық бағдарламалауды негіз етіп алды.
Логика — пікір әдістерін талдауда қолданылатын маңызды құрал
болып табылады. Логика ең алдымен кейбір сілтемелердің ақиқат не
жалғандығын ескермей қорытынды алуға бола ма деген мәселені
қарастырады. Егер логика кіріспесіне анықтап қарайтын болсақ
оның басқа басшылықтардан ерекше айырмашылығы логикалық
клаузальды қалыпқа негізделгенін байқауға болады. Логиканың
клаузальды қалпы стандарт қалыпқа қарағанда әлде қайда
қарапайым болса да дәл сондай айшықты күші бар. Оның
қарапайымдылығы сондай, әдеттегісінше алдын ала
пропозицианалды логиканы оқымай ақ бірден кірісе беруге де болады;
логиканың клаузальды қалпы оның стандартты қалпына қарағанда багдарламалау
мен мағлұматтарды өндеуде пайдаланылатын формальды әдістермен көптеген
ұқсастықтары бар.
Логиканың клаузальды қалпы жасанды интеллект пен психология саласында
пайда болған шешімді іздеу моделінің мәнін анықтауда қолданылады. Бұл
жүмыста есеп редукциясы мен бағдарламалық орындауды эвристикалық іздеуге
арналган шешім моделі қарастырылған.
Логиканың клаузальды қалпын және оған байланысты пікір жүйесін пайдалану
теорамаларды компьютер көмегімен автоматты түрде дәлелдеу жетістіктеріне
негізделеді. Теореманы автоматты түрде дәлелдеуде Робинсонның
реозолюция ережесі және Эрбран мен Правицаның ерте кездердегі зерттеулеріне
негізделген Лавлэндтың терістеу әдісі арқылы дәлелдеу процедурасы негіз
болып табылады. Теоремаларды автоматты түрде дәлелдеу әдісін жүзеге асыруда
тиімді әдістердің бірі — компъютерлік моделдеу бойынша зерттеу жұмыстары.
Мағлүматтар коры - әртүрлі мақсатта қолдануға арналған мағлұматтар жиынтығы
болып табылады. Мысалға, мағлұматтар қорында кейбір фирмалардың жұмысшы
күші жайында немесе банк операциясының кейбір мәселелері не полицияға
арналған қылмыс мәліметтері болуы мүмкін.
Компьютермен аз араласқан көптеген қолданушылар ақпарат алу мақсатында
мағлұматтардың нақтылы қорына жүгінуі мүмкін. Мұндай жағдайда мағлұматтарды
қарапайым түрде сырттай ұсыну қамтамасыз етілуі керек, бірақ ол өз
кезегінде компьютердің ішінен ұсынылуға тәуелді болмауы керек. Демек
мағлұмат қорына арналған сұраныс тілі оқуға жатық әрі қолданыста жеңіл
болуы тиіс. Қазіргі кезде мағлүматтардың қатынас (реляциялы үсынылуы)
түрінде берілуінде бүл сұраныстар үздік түрде қанағаттандырылады деп
есептеу дәстүрге айналған.
Мағлұматтардың реляциялық ұсынылуы мәлімет беруден гөрі оларға сұраныстарды
қалыптастыруда жиі қолданылады.
Сұраныстың реляциялық тілдерінің көпшілігінде математикалық
логика немесе реляциялық алгебра қондырғысы қолданылады.
Мәліметтердің реляциялық формасы компьютер мәліметтерін ұсынудың формальды
құралдарымен тікелей байланыста емес. Ол қатынас терминдерінде абстрактілі
түрде қарастыруға болатын кез келген формализммен қатар келе алады, бірақ
оған қарамастан математикалық логика құралдарын қолдану қызығушылық тудырып
отыр.
Клауз Хорна процедуралық интерпретациясына негізделіп Поолог деп аталған
алғашқы логикалық бағдарламалау жүйесі 1972 жылы жобаланып енгізілген
болатын.
РДР-10 - ға арналып Прологта жазылған Пролог-компиляторын Эдинбург
университетінде Уоррен және Перейр жасап шығарды. Олар Пролог-
компиляторының логикалық бағдарламаларды пайдаудағы тиімділігін дәлелдеді.
Клаузальды қалып логиканың стандартты қалпына қарағанда әлде қайда
қарапайым, әрі мағұлымат қорымен бағдарламада қолданылатын формальды
құралдары екеуінің арасында көп ұксастықтары бар. Сонымен бірге бұл
формадағы резолюция зандалақтары ақпаратты өңдеп шешімді іздеудің қарапайым
ережелеріне көбірек ұқсайды.
Логикалық бағдарламалаудың тиімділігі есепті сәтті түрде аксиомалауға ғана
емес дәлелдеуді жүзеге асыратын интерпретатордың сапасына да байланысты.
Сондықтан да бағдарламалау техникасы мен бірге теореманың автоматты түрде
дөлелдеу әдісін жетілдіруде өте маңызды. Қолданбалы әсердің қандай
болғандығына қарамастан логикалық бағдарламалау идеясы ЭЕМ қолданудың жаңа
мүмкіндіктерін ашады. Мүны Прологты бесінші ұрпақ машиналарында қолдану
жоспары дәлелдейді. Символдық логика ЭЕМ-нің келесі ұрпағына арналған
бағдарламалау жүйесінде формальды негіз қызметін атқарады. Бұл рөлге
бесінші ұрпақ компьютерлерін кұрастырудың жапондық жобасына логиканың
таңдалуы дүние жүзінде логикаға деген үлкен қзығушылықты тудырды, алайда
бұл тамаша формальды жүйенің есептеудің теориясы мен практикасына зор үлес
қосатындығы онсыз да анық еді.
1.2. МАТЕМАТИКАЛЫҚ ЛОГИК ЭЛЕМЕНТТЕРІ МЕН ЛОГИКАЛЫҚ ПРОГРАММАЛАУДЫ МЕКТЕПТЕ
ОҚЫТУ ҚАЖЕТТІЛІГІ
Қазіргі кезде мектеп информатикасы түбегейлі бет бұрыс кезеңін бастап
өткеруде. Он жылға дейін пайдаланып келген алгоритмдеу, бағдарламалау
идеясымен есепті шығарудың ақпаратты технологиясы біршама ескірген. Олардың
информатика идеологиялық орталығының едәуір бөлігін құрайтындығы сөзсіз.
Бірақ олардың барлығы да осы идеяларға келіп сыя бермейтіндігі де даусыз.
Бұл жай ғана теорияның ғана емес бүгінгі күнгі практиканың да мәселесі. Бұл
күндері көптеген мектептер информатика мазмұнын басқа пәндермен араластыра
отырып оны жеке пән ретінде оқудан бас тартуда. Бүл процесті тек қана
информатикага іргелі оку пәні деген статус беретін жаңа көз қарастар ғана
тоқтата алмақ. Ондай жаңа көз қарасты іздеу ертеден басталған, сондықтан да
бұл күндері бүл жұмыстың екі түбегейлі бағыты туралы сөз қозғауға әбден
болады. Біріншісі оқыту кезінде Пролог тілін пайдалануға байланысты идеялар
комплексі. Әрине бүл жерде әңгіме оқудың қосымша тілі жөнінде емес,
бағдарламалау мен оқытудың жаңа парадигмасы жайлы болып отыр.
Пролог тілінің информатика курсында пайдалану мәселесінде екі аспекті бар:
біріншісі - Пролог тілін оқыту тілі ретінде қолдану; екіншісі - оқуға
арналган бағдарламалар жасауда аспап ретінде қолдану.
Пролог тілін білім беру саласында қолдану тарихы 1978 жылы Англияда,
Уимблдон орта мектептерінің бірінде эксперимент түрінде басталды. Одан
кейін "Балаларға арналган ЭЕМ тілі ретіндегі логика" деген жоба құрылды.
Бұл жоба Пролог тілі синтаксисінің фактілер мен ережелерді предикаттар
түрінде емес тізім түрінде жазатын ерекшелігі бар нұсқасын қолданды.
Алдымен жобаға 10-12 жас аралығындағы балалар қатыстырылып артынша жүйемен
жұмысты қарапайымдаған соң 7-9 жас аралығындагы төменгі сынып оқушылары
араластырылды. Оқу Прологтың білім қоры мен маглұмат қорын біртіндеп
күрделендіріп отыру мақсатында құрылды. Алдымен бір мақсатты қарапайым
сұранысы бар фактографиялық қор қарастырылды, одан кейін күрделі сұраныс
пен ережелер қоры, артынша рекурсиялары бар мағұлыматтар қоры енгізілді.
Пролог бойынша тапсырмалар негізінен әдебиетпен лингвистика саласынан
алынып ағылшын және неміс тіліне арналған синтаксистік талдау бағдарламасы
құрылды. Даниядағы эксперименттер мен ағылшын жобасы сәтті өтіп оң
нәтижелер берді.
1987 жылғы Мәскеу қаласындагы физика-математика мектебі мен қолданбалы
математика факультетіндегі "информатика және бағдарламалау" курсында Пролог
тілі бойынша жүргізілген эксперимент жұмыстары бойынша мынадай
қорытындылар жасады:
1. Пролог тілі төменгі сынып оқушыларына да әбден түсінікті тіл.
2. Пролог тілін оку кезінде окушы бірінші сабактан бастап ақ ақпараттық
логикалық модель деп қарастырылуға болатын "ойластырылған" бағдарламамен
жұмыс істей бастайды. Есептер шығару кезінде ол оқушының шығармашылық
белсенділігін арттырады.
Логикалық бағдарламалаудың парадигмасы - ойлай алатын, дәлелдеп факті
жинайтын, тұжырымды қалыптастырып ұсынылған шешімді негіздейтін, ойлаудың
логикалық тілімен тығыз байланысты. Сондықтан Пролог тілі мен логикалық
бағдаламалауды меңгеру математикалық логика элементтерін оқумен тығыз
байланысты.
Информатика курсы процедуралық пен бірге декларативті парадигмаменде
таныстыруы тиіс. Прологты білу процедуралық парадигманы білуге бөгет
жасамайды.
5. Процедуралық парадигмадан декларативтіге өту кезеңінде
елеулі қиындыктар байқалуы мүмкін. Мысалы, окушылар X
сыныпта алгоритмдеу мен Бейсик тілін оқыса, XI сыныпта
процедуралық әдісті жақсы игерген оқушылар ойлау әдісі өзгеріп
процедуралы багдарламалауда меңгерген әдістерін логикаға
ауыстыра алмайтын болғандықтан логикалық парадигманы игеруде
қиналуы мүмкін. Керісінше алгоритмдеуді игере алмаған оқушылар логикалық
бағдарламалауда әжептеуір жетістіктерге жетуі мүмкін. Мұндай жағдайлар
әсіресе информатика оқытушылары мен студенттерде, маман
бағдарламалаушыларда да байқалады.
6. Мектепте Пролог тілінің әр түрлі нүсқаларының ішінде оқу
мақсатына арнайы жазылып компьютерлерінде жүзеге асырылган Пролог -Д – ның
орыс тілдік нұсқасын қолдану тиімді.
Пролог-Б қазақ лексиконымен елімізде қалыптасқан
тематикалық белгілерді пайдалануға икемделген интеграциялық жүйе болып
табылады. Бұл жүйеге арналып арнайы процедуралық графика жасалып жүзеге
асты. Пролог-Б жүйесі әр түрлі оқу мүмкіндіктері микропроцессор
түрі, ырғақтық жиілік, еске сақтау қабілетінің көлемі, тетіктер түрі сияқты
техникалық қамтамасыз ету тұрғысынан алсақ та, операциялық жүйелер түрі,
бейімделген трнсляторлар жиынтығы тәріздес бағдарламалық қамтамасыз ету
турғысынан алсақ та әртүрлі болып келеді. Сондыктанда Пролог Б- ның
өнделген алгоритмдерін модефикациясыз толық жобалауға болмайды. Пролог-Б
жүйесін жасаудағы бірден бір прогматикалық әдіс—ДЭЕМ-нің берілген түрінде
жүзеге асатын кейбір класс жүйелерін бөлуге негізделген тәсіл. Кластарға
бөлудің бұл түрі "ақылға сыйымды жеткіліктілік" деген дидактикалық
принципке негізделген.
Гуманитарлы бағыттағы сыныптарда Пролог - Б тілін оқыту тәжірибесі мынандай
нәтижелерді көрсетті:
Гуманитар багыттағы сынып окушыларымен жұмыс істеуде Пролог тілі Basic,
Pascal типті тілдерді пайдалануға қарағанда толықтай балама тіл болып
табылады.
Прологты пайдалану заттың ішкі логикасын айқын түсінуге ықпал етеді.
Прологты пайдалану кезінде окушы обастан-ақ "ақылға
салынған" категориямен жұмыс істей бастайды. Бұл белгілі
мөлшерде окуга деген ынтаны арттырады.
Ақпараттану курсын құрастыру кезіндегі ең қиын мәселелердің
бірі - Прологтың білім берудегі орыны болып табылады. Пролог - Б
типтес жүйенің білім беру саласында қолданылу ролі гуманитарлы
бағыттағы курстың құрылымына ғана әсер етіп қоймайды. Жүйенің
ашықтығы, оны тұтынушының енгізілген предикаттарымен толықтыру мүмкіндігі
Пролог-Б - ны дүниетанымдық ғылымдар практикумын автоматтандыру кезінде
пайдалану мүмкіндігін білдіреді.
Пролог-Б логикалық бағдарламалау жүйесін пайдалану бағыттарының бірі оның
акдараттану курсын демеуші тіл ретінде қолданылуы. Жүйе алғашында орыс
тілін пайдалануға бағытталған бағдарламаның интеграцияланған жүйесі ретінде
жасалған. Алайда жүйені кең таратып көру әрекеті оның интерфейсін басқа
тілдерге ауыстыру мәселелеріне алып келді.
2. Жүйенің интерфеисін берілген нақтылы тілге қатысты
құрастыру. Интерфейс тіл ерекшелігімен үлттық дәстүрді ескеруі тиіс.
Қазіргі кезде математикалық логика электронды есептеуіш
машиналар жобасын жасауда зор қолданыс тауып отыр. Тірі организмдермен
механизмдерді басқару қызметін зерттейтін кибернетиканың
құрамды бөлігі ретінде математикалық логика медицинамен
лингвистикада да кең колдануда. Электронды септеуіш
машиналардың басқару процесі логика-математикалық үлгілерінің қайта
жасалу міндеті қойылған ғылым салаларының 6арлығында да қажет.
Теоретикалық кибернетикада ықгималдық теориясымен математикалық логика өз
қолданысын тапты. Кибернетика қажеттігі өмірге ойын теориясымен информация
теориясы сияқты қазіргі кездегі математиканың жаңа салаларын әкелді. ЭЕМ
мен кибернетика арқылы математиканың шексіз көптік, шектелу мен үздіксіз
деген "шеткі" немесе "дискреттік" математика деп аталынатын жиын терминінде
бірігетін бөлшектері бізге өткен ғасыр математиктерімен салыстырғанда әлде
қайда мазмұнды әрі маңызды көрінеді.
Әр кезде де есептеу жолдарының техникалық құралы математикалық әдістердің
өзіне елеулі ықпал етіп отырды. XX -шы ғасырдың 40-шы жылдарына дейін бұл
әдістер шектеулі ғана болатын. Олар кейбір жеке операциялардың аз не көп
мөлшерде жылдам орындалуын қамтамасыз ететін. Бірақ, қазіргі кездегі
ғылыммен техниканың практика жүзінде пайда болған есептерін сандық нәтижеге
жеткізу - күрделі бағдарламалармен орындалатын көп амалдарды талап етеді,
ал ол бағдарламалар көбіне аралық нәтижеге де байланысты. Мұндай есептерді
шешіу мүмкін емес немесе есептеу жүмысының ұзақтығынан құнсызданып қалады.
Біздің ғасырымыздың 40-шы жылдарында пайда болған электронды есептеуіш
машиналар жаңа принциппен Құралғандықтан есептеуді өте жоғары жылдамдықта
жүргізуге мүмкіндік береді (бас кезінде жүздеген болса, қазір секундына жүз
мыңцаған амалдар орындайды). Олар алдын-ала құрастырылған икемді
бағдарламалар бойынша есептеулердің күрделі тізбегін де автоматты түрде
жүргізе алады. ЭЕМ дәстүрлі математикалық есептерді ғана емес, ауқымды
мағнадағы "математикалық" есептерге айналған көлемді сынып есептерінде
шығарады.
Информатика іргелі ғылым болып табылады, сондықтан да, оның негіздерін
мектеп қабырғасынан бастап үйрену керек. Біздің ойымызша, мектептегі оқыту
келесі үш кең қамтылған бағыт бойынша жүргізілуі қажет:
информатиканың теориялық негіздері;
модельдеу, алгоритмдеу, программалау;
ақпараттық технологиялар.
Орта мектеп осы үш бағыт бойынша да білім беруге міндетті, алайда, болашақ
қызметінің бағытына байланысты оқушылардың дифференциалды оқыту
тұжырымдамасы аясында материалдың көлемі мен тереңдігін таңдауға мүмкіндігі
болуы тиіс. Заманауи мектепте оқытуды дифференциялау әртүрлі бағыттағы
мамандандырылған сыныптарды ұйымдастырудан тұрады. Ең көп қолданылатыны
сыныптарды негізгі, техникалық және гуманитарлық деп бөлу.
Дифференциалды тұрғы әртүрлі саладағы мамандарды дайындауда аса маңызды.
ЭЕМ пайдаланушысын қысқа мерзім ішінде дайындап шығуға болатыны айқын.
Оқушы қазіргі таңда маңызды (технологиялардың даму қарқыны айтарлықтай
жылдам жүріп жатқандығын ескере отырып) және бірнеше жыл алға компьютерлік
сауаттылық элементтерімен таныстырып, дайын программалық өнімдерді
пайдалануды үйрету керек (егер интерфейс оңтайлы болса, бұл да аса қиындық
туғыза қоймайды). Енді сұрақ туындайды: қандайма болмасын программалау
тілін әр адамның білуі міндетті ме. Біздің ойымызша, мектепте оқушыларды
программалаудың қандайда бір тілін үйрету керек, мүмкіндік болса, тіпті,
бір емес екі тілді қатарынан оқыту қажет. Мүмкін үміткерлерді қарастырайық:
императивті программалау тілі , екінші тіл ретінде декларативтік логикалық
программалау тілі – Прологты қарастыруға болады. Әр оқушыға программалауды
үйретуді мақсат тұтып отырған жоқпыз, оның үстінде екі бірдей тілде.
Ұсынатынымыз: программалау тілдерін белгілі бір оқыту құралы ретінде
пайдалану. Мәселен, императивті программалау тілі алгоритм ұғымымен,
құрылымдаумен таныстырып, негізгі тапсырманы бірнеше қосалқы тапсырмаларға
бөлуге т.с.с. үйретсе, Пролог тілі көмегімен оқушыларды математика, физика,
химия және басқа да пәндерді оқуға пайдасы зор нысанды логикаға баулуға
болады.
Өз өмірін информатикамен ғылым ретінде байланыстыруды көздемейтін
оқушыларға программалау тілі алдымен жалпы мәдени деңгейін мен сауаттылығын
өсіру үшін және қисынды ойлау қабілетін жетілдіру үшін қажет. Сонымен
қатар, мәтіндік редактор, электронды кестелер, мәліметтер базасы және
т.с.с. программалық құралдарды сауатты игерудің, сәйкесті макротілде
программалау екенін де айта кету керек.
Пролог тілінің программалауға жаңа машықтанғандарға да, гуманитарлық
білімге бейімдеу оқушылар үшін де аса қиындық туғызбайтындығы жиі айтылады.
Алайда, оның қаншалықты дұрыс пікір екендігі анық емес. Шындығында да,
Пролог – теория предикаттарының логикасына негізделген, адамның ойлау
қабілетіне бейімделуге икемді тіл. Алайда, мектепте бұл тілдің қабылдау
тереңдігіне жету қиын. Сондықтан да, мектепте тілдерді үйретуді алдымен
императивті программалау тілінен бастап, кейіннен Пролог программалау
тіліне көшкен жөн шығар.
Пролог программалау тілі сондай-ақ, техникалық бағыттағы сыныптарда
программалаудың екінші тілі ретінде пайдалануға болады. Бұл оқушылардың
программалау үдерісіндегі мүмкіндіктерін кеңейтеді. Нақты тапсырманы біз
бірнеше программалау тілдерін пайдалану арқылы орындай алатынымыз белгілі.
Көп тілді меңгеру нақты тапсырманы оңтайлы шешу құралдарын еркін таңдауға
мүмкіндік береді. Осы жағдайда, информатика курсына формальды логика
элементтерін қосу арқылы, тілді тереңдей түсінуге жағдай жасауға болады.
ЭЕМ-ді мүлдем жаңа негізде ұйымдастыру алғышарттары да қызықты. Қазір
компьютерлер фон-неймандік архитектурада негізделген. Оны өзгертудің, яғни,
компьютерді басқаша ұйымдастырудың мақсаттылығы мен мүмкіндігі туралы
мәселе көкейкесті болып табылады. Жапондардың бесінші буынды ЭЕМ жасау
жобасын жүзеге асыру барысында Пролог негізгі тіл ретінде алынған болатын.
Мүлдем бөлек архитектурадағы компьютерлерді жасауға да талпыныстар болды.
Информатиканың таныс жүйе ұғымына негізделген анықтамасын қарастырып
көрелік: информатиканың негізгі оқыту пәні мақсатты түрде сандар жүйесін
үйрету болуы керек. Сандар жүйесін оқу, олардың синтаксистік және
семантикалық аспектілерін меңгеру деген сөз. Бірінші жағдайда сандарды
формальды өзгертуге үйрететін қандайда бір тренинг сөз етіледі. Екінші
компонент негізінен сыртқы әлемнің фактілері мен құбылыстары туралы ой
қорытумен, оларды модельдеумен, модельдермен жұмыс жасаумен, оның ішінде
компьютерді пайдалану арқылы жұмыс жасаумен байланысты. Синтаксистік
аспектіні қабылдау жеңіл болғандықтан, оны мектепте оқыту да көп қиындық
туғызбайтындықтан, информатиканың мектеп курсында формальды жүйелердің осы
бір аспектіне көңіл көп аударылатыны түсінікті. Семантикалық аспект,
модельдеу аспекті қабылдауға әлдеқайда күрделірек, сондықтан, қоршаған
ортаны модельдеу тақырыптарын жоғарғы сыныптардың оқыту жоспарына енгізген
жөн. Мәселен, қазір модельдеу курсы кейбір мектеп бағдарламаларына керекті
толықтай көлемде кірістірілген.
Сондай-ақ, орта мектеп курсына формальды логика элементтерінің қосылуы
проблемасы формальды жүйе түсінігімен байланысты. Мектеп курсында
формальды логика негіздерін үйрету келесі мақсаттарды көздейді: бір жағынан
бұл оқушылардың логикалық ойлау, дәлелді ойлау қабілеттерін дамыту
қажеттілігі, ал келесі жағынан, информатика курсында да, математика курсы
секілді негізгі логика элементтері бар, алайда, осы маңызды тұстар
бағдарламада көбіне-көп ескерілмейді. Логикалық программалау парадигмасы,
оның ішінде Пролог программалау тілі, формальды логика қағидаттарына
негізделген, сондықтан да Прологты үйрену, логиканы оқумен үздіксіз
байланыста болуы тиіс.
Жоғарыда қарастырылған мәселелерден болашақ информатика мұғалімдерін
оқытудың логикалық программалау негізінде дайындаудың қажеттілігін
туындайды.
Практикалық қабілеттер мен дағдылар кешені болашақ информатика мұғалімдерін
декларативті программалау парадигмасын қалыптастыруға, логикалық ойлауды
дамытуға, Прологты оқытуда танымдық үрдіс сайманы ретінде қолдану
дағдыларын өңдеуге бағытталған зертханалық-практикалық жұмыстар жүйесінде
қалыптасады. Практикумның негізгі дидактикалық мақсаты түрлі пәндік
салалардың тапсырмаларын шешу кезінде адамның формалды-логикалық ойлау
үлгісін құру болып табылады. Курс тізбектелген компьютерлік практикум Турбо-
Пролог тілінің ортасында білімдер базалары мен ақпараттық-логикалық
үлгілерді модификациялау және құруға негізделеді.
Осылайша, Турбо-Пролог бағдарламалау тілі оқыту үрдісінде келесі
функцияларды жүзеге асырады:
- Пролог, мәні бойынша, логикалық формализмдердің трансляторы болып
табылады, осы арқылы білімді декларативті ұсыну мен формалды талқылау
процедурасы арасында өзара байланыс орнатуға мүмкіндік береді.
- Пролог адам білімдерін іштей елестету үлгісінің нақты деңгейін
құруға мүмкіндік береді және осы үлгілерді жүзеге асыру құралы болып
табылады. Пролог – болашақ информатика мұғалімдерін өздері белсенді әрекет
ететін және өз білімдерін өздері құрастыратын орта, яғни оқу мақсатындағы
программаларды әзірлеу және құру үрдісі үлгіленетін тапсырманы тереңірек
меңгеруге және мәнін жақсырақ түсінуге мәжбүр етеді.
- Пролог тілін мәліметтерді суреттеуге арналған құрал және логикалық
программалау тілі ретінде қолдану оқушыларға конструктивті логикалық ойлау
теориясында, технологиясында және техникасында тікелей тәжірибе береді.
- Прологты қолдану компьютерлерді пайдалану мүмкіндігін түсінудің
сапалы жаңа деңгейіне шығарады. ЭЕМ ойлау жұмысының күрделі бөлігін өзіне
алуға қабілетті (күрделі талқылаулар жүргізу) интеллектуалды көмекші
ретінде қарастырылады. Осылайша, Пролог оқушылар үйренетін түсініктерді
ойлау және сыни түрде ойша қорытуға көмектесетін сайман ретінде қолданыла
алады.
Ескере кету керек, пәннің оқу бағдарламасының тұжырымды негізі, оқу
материалын іріктеу өлшемдері зерттеушінің кәсіби-педагогикалық көзқарасын,
оқу материалының құрылымында ұсынылған өзінің іс-қызметінің келешегіне
болжамын білдіретін идеяларды іске асыруы тиіс. Осы тұрғыда оқу пәнінің
бағдарламасын құру ұстанымдарының жүйесі қашан да ашық жүйе болып табылады.
Жоғарыда аталған жайттарды қорыта отырып, келесі қорытындылар жасауға
болады:
- Пролог тілінің негіздерін информатиканың базалық мектеп курсы аясында
үйрену қажет, өйткені Пролог адам ойының ақпараттық-логикалық үлгілерін
жасауда оқушылардың танымдық іс-қызметінің практикалық сайманы ретінде
қолдануға мүмкіндік беретін ыңғайлы оқу-бағдарлық орта болып табылады.
- Мектеп оқушыларын Прологта бағдарламалауға оқыту – логикалық дұрыс ойлау
дағдыларын дамытуға септігін тигізетін ЭЕМ-де тапсырмалар шешуге
декларативті амалдармен танысу үшін тамаша құрал.
- Информатикалық базалық мектеп курсында IВМ РС дербес компьютерлері үшін
Пролог тілінің оқу нұсқасы сәтті қолданыла алады.
- Прологты оқу мақсатындағы программалық құралдарды жобалау үшін
инструментарий ретінде қолдануды факультативті курстарға қосуға, сондай-ақ
информатиканы тереңдетіп үйренетін мектептер үшін ұсынуға болады. Себебі
кешегі оқушыға өзінің практикалық іс-қызметінде білімді өңдеу технологиясы
немесе жасанды интеллект деп аталып кеткен нәрселермен кездесуге тура
келеді: сараптамалық жүйелермен, шешімдер қабылдауды және білім беруді
қамтамасыз ету жүйелерімен. Прологты тереңдетіп үйрену оқушыларды осы
саланың жетістіктерімен де, ондағы туындаған мәселелермен де танысуға
мүмкіндік береді. Осы тұрғыда біз Тuгbо-Ргоlоg программалау жүйесін
қолдануға кеңес береміз.
Осындай қиыншылықтардың себептері, мектеп оқытушылары мен білім беру
бөлімдерінің әдіскерлерінің пікірінше келесі:
- Прологты практикалық программалау тілі ретінде оқыту тек кейбір
педагогикалық ЖОО-да ғана жүргізіледі, және салыстырмалы түрде жуырда ғана
қолға алынды.
- Прологты игеру әдістемесінің өзі ЖОО-да да, жалпы білім беру
мектептерінде де әзірлену және эксперименталды тексеру сатысында тұр.
- Прологты үйрену бойынша заманауи оқу және әдістемелік құралдармен
қамтамасыз ету жеткіліксіз.
Осындай мәселе тұрғанда болашақ информатика мұғалімдерін компьютерлік
дайындау жүйесіне Логикалық программалау негіздері пәнін енгізу негізді
бола түседі.
Жоғарғы мектеп жүйесінде логикалық бағдарламалауды үйретудің маңыздылығын
С.А. Бешенков [1994, с.4] өзінің докторлық диссертациясында келесі уәжбен
дәлелдейді: Информатиканың түбірлі негіздерін іздеу таза бағдарламалау
және Computer Science тарапынан қабылданады... Осындай жарияланымдардың
пайда болуы кәсіби бағдарламашылардың өздері мүмкіндігінше информатиканың
прагматикалық тұстарынан оның терең теоретикалық негіздеріне кетуіне
тырысатындығының маңызды симптоамы болып табылады. Осы тұрғыда Пролог тілі
информатикаға жаңа амал ретінде үлкен рөлге атқарды....
Айта кету керек, осы уақытқа дейін жинақталған Пролог тілін педагогикалық
пайдалану тәжірибесі аздап біржақты. Ол негізінен білімдер базалары мен
мәліметтер базаларын құру үшін, сондай-ақ логика элементтерін меңгеру үшін
қолданылады. Соңғы уақытта Пролог анағұрлым табиғилыққа жақындатылған
машина тілі ретінде мамандарды қызықтыра бастады. Осы тұрғыда логикалық
бағдарламалау жаңа бағдарламалау әдістемесі ретінде көрініс табады.
Біз 1.2 бөлімде атап өткендей, бағдарламалаудың сипатты ерекшеліктері
процедуралық амалда адамды есептеу машинасының көптеген шектеулі
операцияларының терминдерінде талдауға мәжбүрлейді. Бұл еңбектің бөлінуіне
әкеледі: тапсырманы қалай шешу керектігін ойлайтын адамдар болады, сәйкес
әдістерді әзірлейді, сондай-ақ бағдарламалардың мәтіндерін жазатын
кодировщиктер болады, яғни әзірлемелердің нұсқаулықтарын компьютер
қабылдайтын командаларға аудары бойынша тынымсыз жұмыс атқарады. Логикалық
амалмен бағдарламалау тапсырманы шешу үрдісінің бір бөлігі бола алады және
болуы тиіс, бұндайда тапсырманы ойша шешу жұмыс істейтін бағдарламамен
тікелей сүйемелденетін болады. Логикалық бағдарламалау сендіруге
негізделеді, бұл адамды компьютердің операциялар терминдерінде ойлауға
оқытуды қажет етеді, ал компьютер адамға тән нұсқаулықтарды орындауы тиіс.
Әрине, бағдарламалауға процедуралық та, логикалық та амал қолданған кезде
бағдарламашыдан кейбір сәйкес формализмнің білімі мен әдістерін білуі талап
етіледі. Қандай да бір деректерді айқын қалыптастыру барынша шаршататын
жұмыс. Алайда, логикалық амалды қолдану арқылы қалыптастыру интеллектуалды
түрде игі іс болып табылады, өйткені бұл тапсырманы жақсырақ түсінуге
әкеледі. Бұдан өзгешелігі, бағдарламалаудың процедуралық амалы кезінде
аталған пайдалы әсер үнемі көріне бермейді.
Прологтағы бағдарлама бірнеше декларативті пайымдаулардан тұрады, олардың
әрқайсысы тиісті пәндік саланың объектілері арасындағы қасиеттерін немесе
қатынастарын суреттейді. Логикалық бағдарлама императивті бағдарламалау
тілдерінің тұрғысынан орындалатын бағдарлама болып табылмайды. Компьютерде
орындалатын бағдарлама логикалық бағдарламаны құрайтын пәндік облыс туралы
шынайы пайымдаулардың жинағын қолдана отырып не дәлелдеу, не болмаса жоққа
шығару қажет пәндік сала объектісінің қасиеттері туралы кейбір
пайымдауларды құрайтын логикалық қорыту мен сұрақты логикалық бағдарламаға
қосу кезінде ғана қалыптасады. Бұл жерде Пролог шешім алгоритмдерін деталды
бағдарламалаусыз-ақ тапсырмаларды шешу мүмкіндіктерін анық көрсетеді.
Осылайша Прологты қолдану тапсырмаларды шешуді іздеуден қандай шешім
қажеттігін анықтауға өтуге мүмкіндік береді. Жоғарыда аталғанның
контексінде Дж.Малпастың [1990,с15] сөздері келтіріледі: Пролог тілін
дұрыс қолдануда бағдарламашының әлемге көзқарасы спецификация деңгейіне де
көтеріле алады. Егер бағдарламашы бағдарламаға трансляциялаудың дәлдігіне
(яғни іске асыруға) мән берместен қатынастар құрылымының терминдерінде
тұтас ойлана алмаса, онда анағұрлым маңызды мақсаттар үшін уақыт кеңейеді.
Кейде Прологты бағдарламашыға әлемге логикалық көзқарас беретіндігі үшін
сынға алады, десек те әлемге кез-келген көзқарасты пролог-бағдарлама
түрінде білдіруге болады.
Прологты қолдану ауқымы кең. Ол күрделі құрылымның сандық емпс мәліметтері
қолданылатын, сондай-ақ көптеген нұсқалар ішінен шешім іздестіру үлкен рөл
атқаратын тапсырмаларды шешуде өзін жақсы қырынан таныта білді. Пролог
келесі салаларда қосымшалар құру кезінде сәтті қолданылады:
- қолданбалы бағдарламалардың жедел прототиптерін әзірлеу;
- өндірістік үрдістерді басқару;
- динамикалық реляциялық мәліметтер базаларын жасау;
- бір тілден екіншісіне аудару;
- қолданыстағы жүйелер үшін табиғи-тілдік интерфейстер жасау;
- эксперттік жүйелер мен эксперттік жүйелердің қабықтарын жүзеге асыру;
- дифференциялау мен интеграциялау теңдеулерін шешу үшін нышандық
есептеулер пакетін жасау;
- теоремаларды және Прологтың дедуктивті қорытуды қамтамасыз ететін
мүмкіндіктері түрлі теорияларды тексеру үшін қолданылатын жасанды интеллект
пакеттерін дәлелдеу [Доорс, 1990, с.5].
Кез-келген тілді үйрену күш пен уақыт жұмсауды талап ететіндіктен, Прологты
үйрену қажеттілігін растаудың қосымша аргументтері ретінде бағдарламалау
бойынша белгілі югославиялық маман И.Братконың [1990,с.7] пікірін
келтіреміз: Орта ғасырларда латын және грек тілдерін білу кез-келген ғалым
білімінің елеулі бөлігі болды. Бір ғана тілді меңгерген ғалым өзін
толыққанды деп сезіне алмады, өйткені әлемге бірден екі көзқарас тұрғысынан
қарау мүмкіндігінің арқасында туындайтын ой-сана бүтіндігінен айырылады.
Сол сияқты Лисппен және Прологпен таныс болмаса жасанды интеллект
саласындағы бүгінгі күннің зерттеушісі де өзін толыққанды сезіне алмайды,
жасанды интеллектің осы екі негізгі тілін білмей тұрып зерттеу мәніне кең
көзқарас білдіре алмайды .... Прологтың ең бір тамаша қасиеттерінің бірі
барынша қарапайым тілділігі болып табылады, сондықтан да студенттер жасанды
интеллект бойынша кіріспе курсты үйрену үрдісінде оны қолдана алады.
Көрсетілген мотивтерді бүгінде көптеген ғалым зерттеушілер мен әдіскерлер
болашақ информатика мұғалімдерін кәсіби оқыту үрдісінде логикалық
бағдарламалауды оқытуға түрлі амалдар әзірлей отырып басшылыққа алады.
Нақты мысал ретінде М.П.Лапчик пен В.А.Буцик [1992] информатика
мұғалімдерін базалық дайындау бойынша оқу жоспарында ұсынған бағдарламаны
қарастырамыз. Ол студенттердің Білім базаларының негізінде сараптамалық
жүйелер тарауын үйренуін қарастырады, ал таңдау бойынша пәндер қатарына
осы бағдарламалардың авторлары Логикалық бағдарламалау негіздері пәнін
қосты.
2 семестрде тарауды үйренуге авторлар 44 сағат жоспарлайды, соның ішінде:
дәріс 8 сағат, зертханалық сабақ 24 сағат, жекелей сабақтар 12 сағат.
Айта кету керек, осы пәнді игеруді авторлар екінші семестрде информатика
мұғалімдерін дайындау үшін таңдау пәндерінің аясында жоспарлайды, бірақ
Омск педагогикалық институтында әзірленген физика-математика
факультеттеріне арналмаған информатика курсының бағдарламасына Логикалық
бағдарламалау элементтері тарауын игеру кіреді.
МГПУ-де математика факультетінің студенттерін информатика бойынша профилді
дайындау бағдарламасында логикалық бағдарламалау Мәліметтер базалары мен
білім базалары арнайы жеке курсының аясында үйретіледі.
Воронеж ГПИ физика-математика факультетінің студенттерін информатика
бойынша үздіксіз дайындау бағдарламасы Прологты үйренуді 1 семестрде
Ямаха МSХ-2 КУВТ үйретуді қарастырады.
Прологты игеру бойынша сабақтар өткізу үшін бағдарламалардың келтірілген
нұсқаларын талдай отырып, логикалық бағдарламалау болашақ мұғалімдерді (тек
информатиканың ғана емес) кәсіби дайындау жүйесінің қажетті құрауышы
болғандығын айта кету керек. Бірақ бүгінгі таңда информатика курсының осы
пәнінің мақсаттары мен мазмұнын іріктеу үлкен әдістемелік мәселеден тұрады.
Омск ГПИ бағдарламасының авторларының логикалық бағдарламалау элементтерін
оқытуды базалық курс шеңберінен тыс шығаратын көзқарастарымен келісу қиын.
Біз логикалық бағдарламалауды бірінші курста игеруді қалайтын Воронеж
пединститутының амалдарымен де келісе алмаймыз. Бағдарламалау тілдерін
оқыту кезектілігінің мәселесін біз 1.4. бөлімде кеңінен талқылаймыз.
Қосымша атай кетейік, Логикалық бағдарламалау негіздері пәнін
студенттердің үйренуі математикалық логика бойынша қажетті білімдер және
бағдарламалаудың процедуралық тілдерін қолдану мүмкіндіктерін алғаннан
кейін анағұрлым ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1-тарау. Жалпы білім беру мектептерінде математикалық логика
элементтерінің оқытылуы және Турбо Пролог логикалық программалау
тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
Мектеп информатика курсындағы математикалық логика
элементтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
Математикалық логика элементтері мен логикалық программалауды мектепте
оқыту
қажеттілігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
Турбо Пролог логикалық программалау
тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34
2-тарау. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің интерактивті
электрондық оқулығын жасау
әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
2.1. Турбо Пролог логикалық программалау тілінің зертханалық
жұмыстары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. 50
2.2. Интерактивті электрондық оқулықты жасау және пайдалану
әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 70
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... . 91
Пайдаланған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .. 92
Қосымша
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... 93
КІРІСПЕ
Информатика іргелі ғылым болып табылады, сондықтан да, оның негіздерін
мектеп қабырғасынан бастап үйрену керек. Біздің ойымызша, мектептегі оқыту
келесі үш кең қамтылған бағыт бойынша жүргізілуі қажет:
информатиканың теориялық негіздері;
модельдеу, алгоритмдеу, программалау;
ақпараттық технологиялар.
Заманауи мектепте оқытуды дифференциялау әртүрлі бағыттағы мамандандырылған
сыныптарды ұйымдастырудан тұрады. Ең көп қолданылатыны сыныптарды негізгі,
техникалық және гуманитарлық деп бөлу.
Оқушы қазіргі таңда маңызды (технологиялардың даму қарқыны айтарлықтай
жылдам жүріп жатқандығын ескере отырып) және бірнеше жыл1 алға
компьютерлік сауаттылық элементтерімен таныстырып, дайын программалық
өнімдерді пайдалануды үйрету керек (егер интерфейс оңтайлы болса, бұл да
аса қиындық туғыза қоймайды). Енді сұрақ туындайды: қандайма болмасын
программалау тілін әр адамның білуі міндетті ме. Біздің ойымызша, мектепте
оқушыларды программалаудың қандайма тілін үйрету керек, мүмкіндік болса,
тіпті, бір емес екі тілді қатарынан оқыту қажет. Мүмкін үміткерлерді
қарастырайық: императивті программалау тілі (Паскаль), екінші тіл ретінде
декларативтік логикалық программалау тілі – Прологты қарастыруға болады. Әр
оқушыға программалауды үйретуді мақсат тұтып отырған жоқпыз, оның үстінде
екі бірдей тілде. Ұсынатынымыз: программалау тілдерін белгілі бір оқыту
құралы ретінде пайдалану. Мәселен, императивті программалау тілі алгоритм
ұғымымен, құрылымдаумен таныстырып, негізгі тапсырманы бірнеше қосалқы
тапсырмаларға бөлуге т.с.с. үйретсе, Пролог тілі көмегімен оқушыларды
математика, физика, химия және басқа да пәндерді оқуға пайдасы зор нысанды
логикаға баулуға болады.
Зерттеудің пәні педагогикалық жоғары оқу орындарындарында информатика
мамандығындағы “Логикалық программалау негіздері” пәні болып табылады.
Зерттеудің мақсаты қазіргі ақпараттық технологияларды қолданып “Компьютер
архитектурасы” пәнінің интерактивті электрондық оқулығын жасау.
Зерттеудің міндеттері:
педагогикалық жоғары оқу орындарында “Логикалық программалау негіздері”
пәнінің жұмыс бағдарламасымен танысу;
пәнге қажетті теориялық және зертханалық жұмыстар дайындау;
интерактивті электрондық оқулығын жасау технологиясын анықтау.
Зерттеудің ғылыми болжамы “Логикалық программалау негіздері” пәнінің
мультимедиалық электрондық оқулығын оқу үдерісінде қолдану барысында
студенттер зертханалық жұмыстарды орындаған кезде, теориялық материалдарды
қарастырғанда білімі мен ойлау қабілеті артады.
1-ТАРАУ. ЖАЛПЫ БІЛІМ БЕРУ МЕКТЕПТЕРІНДЕ МАТЕМАТИКАЛЫҚ ЛОГИКА
ЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ ОҚЫТЫЛУЫ МЕН ТУРБО ПРОЛОГ ЛОГИКАЛЫҚ ПРОГРАММАЛАУ ТІЛІ.
МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДАҒЫ МАТЕМАТИКАЛЫҚ ЛОГИКА ЭЛЕМЕНТТЕРІ.
"Логика (гректің logic - сөз, ой, ойлау, ақыл-ой) ойлаудың зандылықтарымен
түрлері, есептеудің математика-логикалық заңдылықтары, ойлаудың жалпы
зандылықтары туралы (диалектикалық) ғылымдардың жиынтығы".
Біз әр кез әңгіме барысында, әсіресе математикалық тұжырымдар кезінде ойлау
заңдылықтарын, немесе былайша айтқанда сол заңдылықтар мен формалар
жөніндегі ғылым - логиканың көмегімен бір пікірден екінші бір пікірді
шығарамыз.
Логика ғылым ретінде өте ертеден дамыған. Уақыт өте келе логика пәні туралы
түсінік өзгеріп, әр дәуірдің философиялық көз қарасына тәуелді болды,
алайда пікірдің дұрыстығына үйрену негізгі бөліктердің бірі ретінде
логиканың жетіктігіне қатысты болып келеді. Оның дұрыс ой түйу әдісін
зерттейтін, нақтылы мазмұнынан тыс формальды құрылымы жағынан ғана
қарастырылатын бөлігі формальды логика деген атқа ие болды. Соңғысының
математикада атқарар рөлі зор. Расында да, барлық математикалық тұжырымдар
мәні математикалық жалпы аксиомалармен постулаттардан дұрыс нәтиже шығаруға
құрылған нақты дәлелдерге сүйенеді. Сондықтан да, математикалық
тұжырымдарды талдау кезінде әсіресе математиктердің көптеген дұрыс ой түю
жүйелерін ашқандығы тегін емес.
Логикалық тұжырым теориясын ең алғаш ежелгі грек философы Аристотель жасап
шығарған. Ол танымдық ойлауды құрылымы мен кұрылысы және жүйесі түрғысынан
қарастыратын формальды логиканың негізін қалаушы деп саналады. Ғылымның
және күнделікті өмірдің әр саласында қолданылатын нақты мағанадағы түрлі ой-
пікірлер бір құрылымды бір жүйелі болып келуі мүмкін. Формальды логика
адамның ойлау әдісін оның нақтылы мазмұнына мән бере зерттеп "біз қалай
ойлаймыз?" деген сұраққа жауап іздейді.
Аристотельдің логикасы көптеген ғасырлар бойы әр түрлі философтармен тұтас
бір философиялық мектептер арқылы үнемі толықтырылып, өзгертіліп,
жетілдіріліп келді.
Бір есеппен алғанда ол математикалық теория ретінде құрылып, осы тұрғыда
математикалық логика болып табылады, екіншіден математиканың нақтылы тілін
жасай отырып оның логикасы болып табылады.
Логиканы матиматикаландыру идеясының мүмкіндігімен қажеттілігі жөніндегі
пікірді белгілі неміс математигі және логигі Г.В. Лейбниц (1646-1716)
айтқан болатын. Ол ғылым тарихында логиканы ең алгаш рет алгебралық есептеу
түрінде ұсынушы болып есептеледі. Әйтсе де, ғылымның ерекше саласы ретінде
математикалық логика Буль еңбектері арқылы XIX ғасырдың ортасында ғана
көпшілікке танымал бола бастады. Бульдің математикалық логика жөнінде
жазған алғашқы "Логиканың математикалық талдауы" деген еңбегі 1847 жылы
жарыққа шыкты. Дәл сол жылы (Бульден сәл кейінірек) ағылшын математигі
Август де-Морган математикалық логика жүйесі туралы жұмысын жариялады. 1854
жылы Бульдің "Ойлау заңдылықтарын зерттеу" деген негізгі еңбегі жарық
көрді.
Бульдің, Де-Морганның және олардың ізбасарларының еңбектерінде
математикалық логика өзіндік бір алгебра, кейіннен буль алгебрасы деп
аталган алгебра логикасы деп өрнектеледі. Буль логикаға қазіргі заман
алгебра әдістерін қолданды. Екінші бір ағылшын ғалымы, логик әрі экономис
Джевонс (1835-1882) Буль есептеуінен әлдеқайда қарапайым, механикалық
ауыстырып қосу арқылы логикалық қорытынды жасауға мүмкіндік беретін машина
ойлап шығарды. (Кейіннен Джевонс машинасы Ресейде жасалды).
Ең алдымен кластар алгебрасы, кейіннен пікір алгебрасы деген ағым неміс
математигі Э. Шредермен (1835-1901) орыс математигі П.С. Порецкий (1846-
1907) еңбектерінде дамудың ең жоғаргы деңгейіне жетті. П.С. Порецкий 1887
және 1888 жылдары Ресейдің Қазан университетінде математикалық логика
тақырыбы бойынша дәріс оқыды. Оның кластар және пікір логикалары бойынша
жазған еңбектері "XIX ғасырдагы логика алгебрасы ағымындагы ең жоғарғы
жетістіктерге ие бола алды" деген әділ бағасын алған. Алайда, Буль бастап
берген бұл бағыт сол кездегі математика сұраныстарымен тікелей байланыста
бола алмады.
Ұлы орыс математигі Н.И. Лобачевский (1793-1856) құрастырған бірінші
евклидті емес геометрия жүйесі негізгі математика саласындағы көптеген
зерттеу жұмыстарын дүниеге әкелді, ал олар өз кезегінде XIX ғасырдың
өзінде-ақ математикалық логиканы математиканы негіздеуге алып келді.
Математикалық логика элементтерімен танысу орта мектеп оқушылары үшін де
маңызды. Бұл окушыларға дәлелдеудің логикалық жүйесін ерекшелеуге, (бұл
түсінумен еске сақтауды жеңілдетеді) теориялар арасындағы өз ара байланысты
айқындауға ікері және қарама-қарсы теоремалар), тұжырымдарды дұрыс
қалыптастыруға (сілтеу және қорытынды, қажет және жеткілікті жағдайлар)
және т.б. мүмкіндік береді. Матемтикалық логиканың белгілік жазуы тұжырымды
жинақы жазуға мүмкіндік береді, ал ол өз кезегінде нақтылы ойлауды үйренуге
мүмкіндік береді.
Математикалық логика элементтерін оқыту мәселелерін
математиканы тереңдетіп оқытатын мектептерге ең бірінші болып
А.А. Столяр ұсынды. Ол математиканы оқытудың мәселелік
және іскерлік әдіске негізделген жаңа тұжырымдамасын жасап
шығарды.
Математикалық логиканың отандық мектебі алгоритм теориясы бойынша үлкен
жетістіктерге жетті. Бұл саладағы жұмыстар теория тұрғысынан ғана емес,
сонымен бірге техникаға қатысты қосымша ретінде де қызығушылық тудыруда.
Математиканы оқытуға логика элементтерін енгізу мәселесі логиканы арнайы
және ерекше оқытуда емес, математиканы оқытудың бөлінбес бөлшегі бола
білуінде, оның тиімділігін арттырып, оқушының логикалық дамуына әсер ете
білетін басты құрал болуында.
Бұл тыңнан шыққан мәселе емес, бірақ талайдан бері пікір талас тудырып
келсе де, оқыту практикасының қажетіне жарайтын қанағаттандырарлық шешімін
әлі де тапай келеді. Бұл логиканың математикадан ерекше екендігін және оны
оқыту математикамен салыстырғанда жаңа әдістерді қолдануды және
математикадан тыс білімнің басқа да салаларын қатар оқуды талап ететіндігін
көрсетеді.
Қазіргі кездегі логиканың математикалық әдістермен оқылып отырған тұсында
математиканы оқытуға оның элементерінің енгізілуі математикалық әдістермен
ойдың және тілдің жаңа логикалық объектіге қарай кеңейуіне әкеледі, бұл
кеңейу ой мен тіл әдісінің дұрыс игерілуіне ықпалын тигізеді.
Математиканы мектепте оқытатын қазіргі кездегі кейбір жобалар шетелдерде
логика элементтерінің кіріспесі математикалық хабарды қысқаша жазуға
мүмкіндік беретін өзіндік бір стенография деген логикалық символика
кіріспесіне әкеп соғады. Мәселенің осылайша қойылуы мен үсынылып отырған
шешімнің математика ілімін оқытуды алга апаратындыгы екі талай.
Математиканы оқытуға логика элементтерін пайдалану мәселесі төмендегідей
негізгі үш сүрақты қамтиды:
Мектеп математика курсында логиканың қандай элементтерін оку қажет?
Логика элементтерін, математика курсының қандай бөлімінде және қандай
математикалық материалдарға байланысты оку керек?
Оларды мектепте қандай жагдайда, қандай деңгейде оқытуға болады?
Бұл мәселелер біздің және шетелдердің педагогикалық-математикалық
әдебиеттерінде талқыланған.
Сипатталған ең төменгі "логикалық бағдарлама" мектептің жоғарғы және орта
сыныптарында жүзеге асырылуы тиіс. Арнайы факультативті курс көлемінде
жоғары сынып окушыларының бір бөлігі арасында логикалық білімді жүйелеу
жүзеге асырылып, немесе, оқытылып жатқан математикалық материалға
байланысты логикалық білімді кеңейту жұмыстары жалғастырылуы қажет.
Математиканы оқыту теориясымен практикасында логиканың рөлін анықтау
мақсатында, академик А.Н. Колмогоровтың "Математика табигатына қазіргі
кездегі көзқарас" деген мақаласынан "Мектепте логика атты жеке пән жоқ және
логика әліппесімен танысу көп мөлшерде математика сабағының үстінде жүзеге
асатындықтан пән мұғалімінің жауапкершілігі өте зор" деген пікірін айта
кеткен жөн.
Бұл жерде әңгіме кейбір логикалық түсініктермен белгілерді оқытудың көмекші
құралдары ретінде дидактикалық мақсат түрінде қолданылуы жөнінде.
Математиканы оқыту теориясының негізі деп логиканың маңызын асыра сілтеп
ойлауға болмайды, бірақ, оның құнын кем бағалау да дүрыс емес.
Мектеп оқушыларды қазіргі есептеуіш машиналардың көмегімен білім және
біліктілікпен қаруландыруы қажет деген реформаға сәйкес математиканы
оқытуда логика элементтерінің рөлі арта бастады, өйткені "Адам және ЭЕМ"
диалогі логика тарапынан адамға деңгейі жогары, биік талаптар қояды.
Математикалық логика негіздерін оқу, математикалық білімнің
өзіне тән аймағын құрай отырып физика саласында міндетті болып
саналады, бірақ, осы ғылымның негізі жоғары оқу орнының қызметі
болып табылғандықтан, оның математикаға қажеті шамалы. Осыған
сәйкес, математикалық логика негіздері, мектепте оқыту міндетті
болатындай математика ғылымының үлкен саласы болып
саналмайтындықтан информатиканы тереңдетіп оқыту мамандығына
қажет деп қарастырылуы қажет.
Табиғатпен қоғамның құбылыстары олардың тіршілігі казіргі кездегі
математика тілінде көрініс табуда. Бұл күндері есептеу техникасы мен
математикалық моделдеу - биология, геология, экономика, экология,
социология және машина жасау т.б. салада қолданылуда.
Оқушыларды дәлелдеуге үйрету - математикадағы маңызды мәселе. Оқушылардың
дәлелдей білу дағдыларын қалыптастыру, олардың сенімділігін қалыптастырудың
да сенімді жолы болып табылады. Сондықтан, оқушыларды дәлелдеудің әр түрлі
әдіс тәсілдерімен таныстырудың ерекше маңызы бар.
Бұл жағдайды сөзбе-сөз түсінудің қажеті жоқ. Үшінші сынып оқушысының ми
қызметімен математик ғалымның миын салыстыруға болмайды. Шын мәнінде
жаңалық ашуға түрткі болатын себептер әр түрлі болып келеді. Бірақ, оқушы
арнайы жасақталған педагогикалық жағдайда кез-келген затты тыңнан ашса,
алғаш жаңалық ашушы ретінде ойлайды. Егер 1-ші сынып оқушысы екі жиыннан
элементтер жұбын құрап, бір жиындағы заттар екінші жиынға қарағанда көбірек
деген шешімге келсе, онда ол мейлі ең қарапайым түрде болсын,
математикалық жұмыс істеген болып шығады.
Әр түрлі елдерде халық аралық деңгейдегі математикалық білім беру
реформасының қозғалысы жөніндегі жалпы шолулар математикалық білім беру
халық аралық комиссиясының баяндамаларында жасалған. (МКМО). Ол туралы
Эдинбург(1958), Стокголм(19б2), Мәскеу(1966) қалаларында өткен
математиктердің халық аралық конгресстерінде ЮНЕСКО өзірлеген "Математиканы
орта деңгейде оқытуға арналған жаңа тенденциялар" атты басылыммен басқада
көптеген еңбектерде айтылған.
Осы материалдардың барлығын қарастыра отырып, реформаның көп жобалары
қазіргі кездегі математиканы орта мектепте оқытудың төмендегідей төрт
саласын ұсынатындығын байқауға болады. Олар:
элементарлы жиындар теориясы;
математикалық логикаға кіріспе;
қазіргі кездегі алгебрадан түсініктер, атап айтқанда, шеңбер, сызық, вектор
тобы;
ықтималдық теориясына кіріспе.
Уақыт тапшылығына байланысты жоғарыдағы аталған мәселелердің барлығын
мектеп бағдарламасына енгізу мүмкін еместігі айдан анық, бұл орайда мүқият
іріктеу қажет.
Бұл күндері біздің еліміздің және шетелдердің әр жерлерінде жалпы пікір
таластан жоба бағдарламаларымен осыған сәйкес оқулықтар даярлап, тәжірибе
жүргізуге кіріскен.
Математикалық логика мен логикалық программалау арасындағы өзара байланыс
Математикалық логика - оның әдістерін кеңінен қолдана
отырып математика қажеттілігіне орай жасалған жалпы логиканың
бір бөлігі. ЭЕМ - нің пайда болуына байланысты ол қолданбалы
сипатқа ие бола бастады. Математикалық логиканы ЭЕМ - ді
жобалаумен ақпаратты өндеудің әр түрлі есептерін орындауда
қолданылуы базистің екілік позициялық жүйесімен Буль
айнымалысының екі мәнділігі және екі орнықты жағдайдағы қондырғыларды
пайдалануымен сипатталады.
Формальды немесе математикалық логика бұрыннан-ақ компьютерлерді
жобалап, олардың бағдарламаларын талдау кезінде қолданылған. Алайда,
математикалық логиканы бағдарламалау тілі ретінде қолдану идеясын 1972 жылы
шотлан, гылымы Р. Ковальский ұсынған болатын. Артынша оны Франция,
Шотландия, Португалия, Ресей және тағы басқа елдердің ғылымдары толықтай
жүзеге асырып жалпылады. Бұл идея кейінен логикалық бағдарлама деген атқа
ие болды.
Логикалық бағдармалау - компьютер адамға тән іс - әрекет жасау керек
деген ұғымға негізделген. Оның шешу үшін қажетті тапсырма жайындағы
мәліметтері логикалық аксиома түрінде қалыптасады. Бұл жиынтық тапсырманың
мағлұматтар қорын құрайды. Егер тапсырманың құрлысы дәлелдеуге және
мақсатты тұжырымдауға жататын логикалық тұжырым ретінде кұралса,
мағлұматтар қоры тапсырманы орындауда қолданылады. Мағлұматтар қорымен оған
сәйкес мақсаттық тұжырым - логикалық бағдарламалау деп аталады. Тапсырманың
шешімі - есеп туралы білім жыйынтығын пайдаланып мақсатты тұжырымды
дәлелдеуде. Сонымен бірге жауапты құру мен бағдарламаны орындау процессі
нақтылы стандарт процедураға келеді.
Логикалық бағдарламаның идеялық түп тамыры математикалык, логикада
жатыр, мұнда дүние жүзіндегі әр кездегі математиктердің күшімен логикалық
формулаларда берілген сипат бойынша бірден шешімін табу.
Дәл осы кезде Алэн Колмероэмен оның тобы Марсель-Экс университетінде
теоремаларды дәлелдеуге арнап бағдарлама жасады. Бұл бағдарлама қарапайым
тілдегі тексті өңдеу жүйесін құрастыруда крлданылды. Пролог - деп аталатын
бұл бағдарламаның қүрамына Ковальскийдің интерпретаторы енгізілген болатын
алайда, Пролог практика жүзінде тек 1977-ші жылы Дэвид Уоррен оның ДЕС-10
есептеуіш машинасы үшін тиімді түрде жүзеге асуын ойлап шығарған тұсында
ғана іс жүзіндегі қолданысқа ие болды. Осыдан кейін Пролог-жүйелері
көптеген машиналарга арналып шығарыла бастады.
Информатика саласында теория тұрғысынан алғанда мүмкін емес, бірақ қажетті
қосымшаларды тиімді түрде бағдарламалап қоюға мүмкіндік беретін кейбір
кеңейтулері Пролгты үлкен жетістіктерге жеткізді. Осындай кеңейтулердің
бірі шешімнің мүмкін болатын көп сандарының толып қалуынан сақтайтын қйып
тастау (отсечение) операторы болып табылады.
Қазіргі кезде Пролог тілі көптеген микро және мини -ЭЕМ-дер де таратылған.
Оны жүзеге асырудың көптеген түрлері бар, олардың ішіндегі кең таралғандары
Arity-Proloq, Микро-Пролог және Турбо-Пролог. Пролог жүйесінің әр-бір
нұсқасының келесі нұсқасынан айырмашылығы: өңдеп тексеру орталығы берген
енгізілген предикаттар жиынымен, енгізу мен шығаруды ұйымдастырумен және
ДЭЕМ аппаратурасының өз-ара әрекеттігімен ерекшеленеді. Сондықтан Прологты
жалпылай оқу мүмкін емес. Тілдің теориялық негізімен оның белгілі бір түрде
жүзеге асуын окуға болады.
Пролог тілін қолданатын негізгі салалар мынандай болып келеді;
- қолданбалы бағдарламаларды тез арада протатиптендіру;
- жасанды интеллект саласындағы эксперттік жүйелермен
зерттеулер;
- pоботтар іс-әрекетінің жоспар құрылымы;
- бір тілден екінші тілге бағдарлама конверторын, компилятор, ассемблер,
дисассемблер жазу;
- автоматтандырылған жобалар жүйесі (АЖЖ).
Ойлау қабілетін ретке келтірш құрылымдалмаған бағдарлама жазуға
мүмкіндік бермейтіндіктен Прологтың бағдарламаны оқыту кезінде бастапқы тіл
ретінде кеңінен қолданылатындығын да атап кету керек.
Кейінгі кездерде Пролог бағдарламалау тілі кең таралып
көпшілікке танымал бола бастады. Реляциялық мағұлыматтар
корының заңды жалғасы ретінде дедуктивті мағлұматтар қоры пайда
бола бастады. Логиктер мен мамандар компьютерлік
информатикадағы логикалық бағдарламалау мен терістеуді сәтсіздік
ретінде интерпретациялау саласы бойынша әртүрлі зерттеу
жұмыстарын жүргізді. ЭЕМ бесінші ұрпағы бойынша құрылған
Токиодағы жапондық ғылыми комитет, Мюнхендегі компьютерлік
информатиканы зерттеу Европалық орталығы, Стокгольмдегі
компьютерлік информатиканың Швед институты өздерінің
жұмыстарына логикалық бағдарламалауды негіз етіп алды.
Логика — пікір әдістерін талдауда қолданылатын маңызды құрал
болып табылады. Логика ең алдымен кейбір сілтемелердің ақиқат не
жалғандығын ескермей қорытынды алуға бола ма деген мәселені
қарастырады. Егер логика кіріспесіне анықтап қарайтын болсақ
оның басқа басшылықтардан ерекше айырмашылығы логикалық
клаузальды қалыпқа негізделгенін байқауға болады. Логиканың
клаузальды қалпы стандарт қалыпқа қарағанда әлде қайда
қарапайым болса да дәл сондай айшықты күші бар. Оның
қарапайымдылығы сондай, әдеттегісінше алдын ала
пропозицианалды логиканы оқымай ақ бірден кірісе беруге де болады;
логиканың клаузальды қалпы оның стандартты қалпына қарағанда багдарламалау
мен мағлұматтарды өндеуде пайдаланылатын формальды әдістермен көптеген
ұқсастықтары бар.
Логиканың клаузальды қалпы жасанды интеллект пен психология саласында
пайда болған шешімді іздеу моделінің мәнін анықтауда қолданылады. Бұл
жүмыста есеп редукциясы мен бағдарламалық орындауды эвристикалық іздеуге
арналган шешім моделі қарастырылған.
Логиканың клаузальды қалпын және оған байланысты пікір жүйесін пайдалану
теорамаларды компьютер көмегімен автоматты түрде дәлелдеу жетістіктеріне
негізделеді. Теореманы автоматты түрде дәлелдеуде Робинсонның
реозолюция ережесі және Эрбран мен Правицаның ерте кездердегі зерттеулеріне
негізделген Лавлэндтың терістеу әдісі арқылы дәлелдеу процедурасы негіз
болып табылады. Теоремаларды автоматты түрде дәлелдеу әдісін жүзеге асыруда
тиімді әдістердің бірі — компъютерлік моделдеу бойынша зерттеу жұмыстары.
Мағлүматтар коры - әртүрлі мақсатта қолдануға арналған мағлұматтар жиынтығы
болып табылады. Мысалға, мағлұматтар қорында кейбір фирмалардың жұмысшы
күші жайында немесе банк операциясының кейбір мәселелері не полицияға
арналған қылмыс мәліметтері болуы мүмкін.
Компьютермен аз араласқан көптеген қолданушылар ақпарат алу мақсатында
мағлұматтардың нақтылы қорына жүгінуі мүмкін. Мұндай жағдайда мағлұматтарды
қарапайым түрде сырттай ұсыну қамтамасыз етілуі керек, бірақ ол өз
кезегінде компьютердің ішінен ұсынылуға тәуелді болмауы керек. Демек
мағлұмат қорына арналған сұраныс тілі оқуға жатық әрі қолданыста жеңіл
болуы тиіс. Қазіргі кезде мағлүматтардың қатынас (реляциялы үсынылуы)
түрінде берілуінде бүл сұраныстар үздік түрде қанағаттандырылады деп
есептеу дәстүрге айналған.
Мағлұматтардың реляциялық ұсынылуы мәлімет беруден гөрі оларға сұраныстарды
қалыптастыруда жиі қолданылады.
Сұраныстың реляциялық тілдерінің көпшілігінде математикалық
логика немесе реляциялық алгебра қондырғысы қолданылады.
Мәліметтердің реляциялық формасы компьютер мәліметтерін ұсынудың формальды
құралдарымен тікелей байланыста емес. Ол қатынас терминдерінде абстрактілі
түрде қарастыруға болатын кез келген формализммен қатар келе алады, бірақ
оған қарамастан математикалық логика құралдарын қолдану қызығушылық тудырып
отыр.
Клауз Хорна процедуралық интерпретациясына негізделіп Поолог деп аталған
алғашқы логикалық бағдарламалау жүйесі 1972 жылы жобаланып енгізілген
болатын.
РДР-10 - ға арналып Прологта жазылған Пролог-компиляторын Эдинбург
университетінде Уоррен және Перейр жасап шығарды. Олар Пролог-
компиляторының логикалық бағдарламаларды пайдаудағы тиімділігін дәлелдеді.
Клаузальды қалып логиканың стандартты қалпына қарағанда әлде қайда
қарапайым, әрі мағұлымат қорымен бағдарламада қолданылатын формальды
құралдары екеуінің арасында көп ұксастықтары бар. Сонымен бірге бұл
формадағы резолюция зандалақтары ақпаратты өңдеп шешімді іздеудің қарапайым
ережелеріне көбірек ұқсайды.
Логикалық бағдарламалаудың тиімділігі есепті сәтті түрде аксиомалауға ғана
емес дәлелдеуді жүзеге асыратын интерпретатордың сапасына да байланысты.
Сондықтан да бағдарламалау техникасы мен бірге теореманың автоматты түрде
дөлелдеу әдісін жетілдіруде өте маңызды. Қолданбалы әсердің қандай
болғандығына қарамастан логикалық бағдарламалау идеясы ЭЕМ қолданудың жаңа
мүмкіндіктерін ашады. Мүны Прологты бесінші ұрпақ машиналарында қолдану
жоспары дәлелдейді. Символдық логика ЭЕМ-нің келесі ұрпағына арналған
бағдарламалау жүйесінде формальды негіз қызметін атқарады. Бұл рөлге
бесінші ұрпақ компьютерлерін кұрастырудың жапондық жобасына логиканың
таңдалуы дүние жүзінде логикаға деген үлкен қзығушылықты тудырды, алайда
бұл тамаша формальды жүйенің есептеудің теориясы мен практикасына зор үлес
қосатындығы онсыз да анық еді.
1.2. МАТЕМАТИКАЛЫҚ ЛОГИК ЭЛЕМЕНТТЕРІ МЕН ЛОГИКАЛЫҚ ПРОГРАММАЛАУДЫ МЕКТЕПТЕ
ОҚЫТУ ҚАЖЕТТІЛІГІ
Қазіргі кезде мектеп информатикасы түбегейлі бет бұрыс кезеңін бастап
өткеруде. Он жылға дейін пайдаланып келген алгоритмдеу, бағдарламалау
идеясымен есепті шығарудың ақпаратты технологиясы біршама ескірген. Олардың
информатика идеологиялық орталығының едәуір бөлігін құрайтындығы сөзсіз.
Бірақ олардың барлығы да осы идеяларға келіп сыя бермейтіндігі де даусыз.
Бұл жай ғана теорияның ғана емес бүгінгі күнгі практиканың да мәселесі. Бұл
күндері көптеген мектептер информатика мазмұнын басқа пәндермен араластыра
отырып оны жеке пән ретінде оқудан бас тартуда. Бүл процесті тек қана
информатикага іргелі оку пәні деген статус беретін жаңа көз қарастар ғана
тоқтата алмақ. Ондай жаңа көз қарасты іздеу ертеден басталған, сондықтан да
бұл күндері бүл жұмыстың екі түбегейлі бағыты туралы сөз қозғауға әбден
болады. Біріншісі оқыту кезінде Пролог тілін пайдалануға байланысты идеялар
комплексі. Әрине бүл жерде әңгіме оқудың қосымша тілі жөнінде емес,
бағдарламалау мен оқытудың жаңа парадигмасы жайлы болып отыр.
Пролог тілінің информатика курсында пайдалану мәселесінде екі аспекті бар:
біріншісі - Пролог тілін оқыту тілі ретінде қолдану; екіншісі - оқуға
арналган бағдарламалар жасауда аспап ретінде қолдану.
Пролог тілін білім беру саласында қолдану тарихы 1978 жылы Англияда,
Уимблдон орта мектептерінің бірінде эксперимент түрінде басталды. Одан
кейін "Балаларға арналган ЭЕМ тілі ретіндегі логика" деген жоба құрылды.
Бұл жоба Пролог тілі синтаксисінің фактілер мен ережелерді предикаттар
түрінде емес тізім түрінде жазатын ерекшелігі бар нұсқасын қолданды.
Алдымен жобаға 10-12 жас аралығындағы балалар қатыстырылып артынша жүйемен
жұмысты қарапайымдаған соң 7-9 жас аралығындагы төменгі сынып оқушылары
араластырылды. Оқу Прологтың білім қоры мен маглұмат қорын біртіндеп
күрделендіріп отыру мақсатында құрылды. Алдымен бір мақсатты қарапайым
сұранысы бар фактографиялық қор қарастырылды, одан кейін күрделі сұраныс
пен ережелер қоры, артынша рекурсиялары бар мағұлыматтар қоры енгізілді.
Пролог бойынша тапсырмалар негізінен әдебиетпен лингвистика саласынан
алынып ағылшын және неміс тіліне арналған синтаксистік талдау бағдарламасы
құрылды. Даниядағы эксперименттер мен ағылшын жобасы сәтті өтіп оң
нәтижелер берді.
1987 жылғы Мәскеу қаласындагы физика-математика мектебі мен қолданбалы
математика факультетіндегі "информатика және бағдарламалау" курсында Пролог
тілі бойынша жүргізілген эксперимент жұмыстары бойынша мынадай
қорытындылар жасады:
1. Пролог тілі төменгі сынып оқушыларына да әбден түсінікті тіл.
2. Пролог тілін оку кезінде окушы бірінші сабактан бастап ақ ақпараттық
логикалық модель деп қарастырылуға болатын "ойластырылған" бағдарламамен
жұмыс істей бастайды. Есептер шығару кезінде ол оқушының шығармашылық
белсенділігін арттырады.
Логикалық бағдарламалаудың парадигмасы - ойлай алатын, дәлелдеп факті
жинайтын, тұжырымды қалыптастырып ұсынылған шешімді негіздейтін, ойлаудың
логикалық тілімен тығыз байланысты. Сондықтан Пролог тілі мен логикалық
бағдаламалауды меңгеру математикалық логика элементтерін оқумен тығыз
байланысты.
Информатика курсы процедуралық пен бірге декларативті парадигмаменде
таныстыруы тиіс. Прологты білу процедуралық парадигманы білуге бөгет
жасамайды.
5. Процедуралық парадигмадан декларативтіге өту кезеңінде
елеулі қиындыктар байқалуы мүмкін. Мысалы, окушылар X
сыныпта алгоритмдеу мен Бейсик тілін оқыса, XI сыныпта
процедуралық әдісті жақсы игерген оқушылар ойлау әдісі өзгеріп
процедуралы багдарламалауда меңгерген әдістерін логикаға
ауыстыра алмайтын болғандықтан логикалық парадигманы игеруде
қиналуы мүмкін. Керісінше алгоритмдеуді игере алмаған оқушылар логикалық
бағдарламалауда әжептеуір жетістіктерге жетуі мүмкін. Мұндай жағдайлар
әсіресе информатика оқытушылары мен студенттерде, маман
бағдарламалаушыларда да байқалады.
6. Мектепте Пролог тілінің әр түрлі нүсқаларының ішінде оқу
мақсатына арнайы жазылып компьютерлерінде жүзеге асырылган Пролог -Д – ның
орыс тілдік нұсқасын қолдану тиімді.
Пролог-Б қазақ лексиконымен елімізде қалыптасқан
тематикалық белгілерді пайдалануға икемделген интеграциялық жүйе болып
табылады. Бұл жүйеге арналып арнайы процедуралық графика жасалып жүзеге
асты. Пролог-Б жүйесі әр түрлі оқу мүмкіндіктері микропроцессор
түрі, ырғақтық жиілік, еске сақтау қабілетінің көлемі, тетіктер түрі сияқты
техникалық қамтамасыз ету тұрғысынан алсақ та, операциялық жүйелер түрі,
бейімделген трнсляторлар жиынтығы тәріздес бағдарламалық қамтамасыз ету
турғысынан алсақ та әртүрлі болып келеді. Сондыктанда Пролог Б- ның
өнделген алгоритмдерін модефикациясыз толық жобалауға болмайды. Пролог-Б
жүйесін жасаудағы бірден бір прогматикалық әдіс—ДЭЕМ-нің берілген түрінде
жүзеге асатын кейбір класс жүйелерін бөлуге негізделген тәсіл. Кластарға
бөлудің бұл түрі "ақылға сыйымды жеткіліктілік" деген дидактикалық
принципке негізделген.
Гуманитарлы бағыттағы сыныптарда Пролог - Б тілін оқыту тәжірибесі мынандай
нәтижелерді көрсетті:
Гуманитар багыттағы сынып окушыларымен жұмыс істеуде Пролог тілі Basic,
Pascal типті тілдерді пайдалануға қарағанда толықтай балама тіл болып
табылады.
Прологты пайдалану заттың ішкі логикасын айқын түсінуге ықпал етеді.
Прологты пайдалану кезінде окушы обастан-ақ "ақылға
салынған" категориямен жұмыс істей бастайды. Бұл белгілі
мөлшерде окуга деген ынтаны арттырады.
Ақпараттану курсын құрастыру кезіндегі ең қиын мәселелердің
бірі - Прологтың білім берудегі орыны болып табылады. Пролог - Б
типтес жүйенің білім беру саласында қолданылу ролі гуманитарлы
бағыттағы курстың құрылымына ғана әсер етіп қоймайды. Жүйенің
ашықтығы, оны тұтынушының енгізілген предикаттарымен толықтыру мүмкіндігі
Пролог-Б - ны дүниетанымдық ғылымдар практикумын автоматтандыру кезінде
пайдалану мүмкіндігін білдіреді.
Пролог-Б логикалық бағдарламалау жүйесін пайдалану бағыттарының бірі оның
акдараттану курсын демеуші тіл ретінде қолданылуы. Жүйе алғашында орыс
тілін пайдалануға бағытталған бағдарламаның интеграцияланған жүйесі ретінде
жасалған. Алайда жүйені кең таратып көру әрекеті оның интерфейсін басқа
тілдерге ауыстыру мәселелеріне алып келді.
2. Жүйенің интерфеисін берілген нақтылы тілге қатысты
құрастыру. Интерфейс тіл ерекшелігімен үлттық дәстүрді ескеруі тиіс.
Қазіргі кезде математикалық логика электронды есептеуіш
машиналар жобасын жасауда зор қолданыс тауып отыр. Тірі организмдермен
механизмдерді басқару қызметін зерттейтін кибернетиканың
құрамды бөлігі ретінде математикалық логика медицинамен
лингвистикада да кең колдануда. Электронды септеуіш
машиналардың басқару процесі логика-математикалық үлгілерінің қайта
жасалу міндеті қойылған ғылым салаларының 6арлығында да қажет.
Теоретикалық кибернетикада ықгималдық теориясымен математикалық логика өз
қолданысын тапты. Кибернетика қажеттігі өмірге ойын теориясымен информация
теориясы сияқты қазіргі кездегі математиканың жаңа салаларын әкелді. ЭЕМ
мен кибернетика арқылы математиканың шексіз көптік, шектелу мен үздіксіз
деген "шеткі" немесе "дискреттік" математика деп аталынатын жиын терминінде
бірігетін бөлшектері бізге өткен ғасыр математиктерімен салыстырғанда әлде
қайда мазмұнды әрі маңызды көрінеді.
Әр кезде де есептеу жолдарының техникалық құралы математикалық әдістердің
өзіне елеулі ықпал етіп отырды. XX -шы ғасырдың 40-шы жылдарына дейін бұл
әдістер шектеулі ғана болатын. Олар кейбір жеке операциялардың аз не көп
мөлшерде жылдам орындалуын қамтамасыз ететін. Бірақ, қазіргі кездегі
ғылыммен техниканың практика жүзінде пайда болған есептерін сандық нәтижеге
жеткізу - күрделі бағдарламалармен орындалатын көп амалдарды талап етеді,
ал ол бағдарламалар көбіне аралық нәтижеге де байланысты. Мұндай есептерді
шешіу мүмкін емес немесе есептеу жүмысының ұзақтығынан құнсызданып қалады.
Біздің ғасырымыздың 40-шы жылдарында пайда болған электронды есептеуіш
машиналар жаңа принциппен Құралғандықтан есептеуді өте жоғары жылдамдықта
жүргізуге мүмкіндік береді (бас кезінде жүздеген болса, қазір секундына жүз
мыңцаған амалдар орындайды). Олар алдын-ала құрастырылған икемді
бағдарламалар бойынша есептеулердің күрделі тізбегін де автоматты түрде
жүргізе алады. ЭЕМ дәстүрлі математикалық есептерді ғана емес, ауқымды
мағнадағы "математикалық" есептерге айналған көлемді сынып есептерінде
шығарады.
Информатика іргелі ғылым болып табылады, сондықтан да, оның негіздерін
мектеп қабырғасынан бастап үйрену керек. Біздің ойымызша, мектептегі оқыту
келесі үш кең қамтылған бағыт бойынша жүргізілуі қажет:
информатиканың теориялық негіздері;
модельдеу, алгоритмдеу, программалау;
ақпараттық технологиялар.
Орта мектеп осы үш бағыт бойынша да білім беруге міндетті, алайда, болашақ
қызметінің бағытына байланысты оқушылардың дифференциалды оқыту
тұжырымдамасы аясында материалдың көлемі мен тереңдігін таңдауға мүмкіндігі
болуы тиіс. Заманауи мектепте оқытуды дифференциялау әртүрлі бағыттағы
мамандандырылған сыныптарды ұйымдастырудан тұрады. Ең көп қолданылатыны
сыныптарды негізгі, техникалық және гуманитарлық деп бөлу.
Дифференциалды тұрғы әртүрлі саладағы мамандарды дайындауда аса маңызды.
ЭЕМ пайдаланушысын қысқа мерзім ішінде дайындап шығуға болатыны айқын.
Оқушы қазіргі таңда маңызды (технологиялардың даму қарқыны айтарлықтай
жылдам жүріп жатқандығын ескере отырып) және бірнеше жыл алға компьютерлік
сауаттылық элементтерімен таныстырып, дайын программалық өнімдерді
пайдалануды үйрету керек (егер интерфейс оңтайлы болса, бұл да аса қиындық
туғыза қоймайды). Енді сұрақ туындайды: қандайма болмасын программалау
тілін әр адамның білуі міндетті ме. Біздің ойымызша, мектепте оқушыларды
программалаудың қандайда бір тілін үйрету керек, мүмкіндік болса, тіпті,
бір емес екі тілді қатарынан оқыту қажет. Мүмкін үміткерлерді қарастырайық:
императивті программалау тілі , екінші тіл ретінде декларативтік логикалық
программалау тілі – Прологты қарастыруға болады. Әр оқушыға программалауды
үйретуді мақсат тұтып отырған жоқпыз, оның үстінде екі бірдей тілде.
Ұсынатынымыз: программалау тілдерін белгілі бір оқыту құралы ретінде
пайдалану. Мәселен, императивті программалау тілі алгоритм ұғымымен,
құрылымдаумен таныстырып, негізгі тапсырманы бірнеше қосалқы тапсырмаларға
бөлуге т.с.с. үйретсе, Пролог тілі көмегімен оқушыларды математика, физика,
химия және басқа да пәндерді оқуға пайдасы зор нысанды логикаға баулуға
болады.
Өз өмірін информатикамен ғылым ретінде байланыстыруды көздемейтін
оқушыларға программалау тілі алдымен жалпы мәдени деңгейін мен сауаттылығын
өсіру үшін және қисынды ойлау қабілетін жетілдіру үшін қажет. Сонымен
қатар, мәтіндік редактор, электронды кестелер, мәліметтер базасы және
т.с.с. программалық құралдарды сауатты игерудің, сәйкесті макротілде
программалау екенін де айта кету керек.
Пролог тілінің программалауға жаңа машықтанғандарға да, гуманитарлық
білімге бейімдеу оқушылар үшін де аса қиындық туғызбайтындығы жиі айтылады.
Алайда, оның қаншалықты дұрыс пікір екендігі анық емес. Шындығында да,
Пролог – теория предикаттарының логикасына негізделген, адамның ойлау
қабілетіне бейімделуге икемді тіл. Алайда, мектепте бұл тілдің қабылдау
тереңдігіне жету қиын. Сондықтан да, мектепте тілдерді үйретуді алдымен
императивті программалау тілінен бастап, кейіннен Пролог программалау
тіліне көшкен жөн шығар.
Пролог программалау тілі сондай-ақ, техникалық бағыттағы сыныптарда
программалаудың екінші тілі ретінде пайдалануға болады. Бұл оқушылардың
программалау үдерісіндегі мүмкіндіктерін кеңейтеді. Нақты тапсырманы біз
бірнеше программалау тілдерін пайдалану арқылы орындай алатынымыз белгілі.
Көп тілді меңгеру нақты тапсырманы оңтайлы шешу құралдарын еркін таңдауға
мүмкіндік береді. Осы жағдайда, информатика курсына формальды логика
элементтерін қосу арқылы, тілді тереңдей түсінуге жағдай жасауға болады.
ЭЕМ-ді мүлдем жаңа негізде ұйымдастыру алғышарттары да қызықты. Қазір
компьютерлер фон-неймандік архитектурада негізделген. Оны өзгертудің, яғни,
компьютерді басқаша ұйымдастырудың мақсаттылығы мен мүмкіндігі туралы
мәселе көкейкесті болып табылады. Жапондардың бесінші буынды ЭЕМ жасау
жобасын жүзеге асыру барысында Пролог негізгі тіл ретінде алынған болатын.
Мүлдем бөлек архитектурадағы компьютерлерді жасауға да талпыныстар болды.
Информатиканың таныс жүйе ұғымына негізделген анықтамасын қарастырып
көрелік: информатиканың негізгі оқыту пәні мақсатты түрде сандар жүйесін
үйрету болуы керек. Сандар жүйесін оқу, олардың синтаксистік және
семантикалық аспектілерін меңгеру деген сөз. Бірінші жағдайда сандарды
формальды өзгертуге үйрететін қандайда бір тренинг сөз етіледі. Екінші
компонент негізінен сыртқы әлемнің фактілері мен құбылыстары туралы ой
қорытумен, оларды модельдеумен, модельдермен жұмыс жасаумен, оның ішінде
компьютерді пайдалану арқылы жұмыс жасаумен байланысты. Синтаксистік
аспектіні қабылдау жеңіл болғандықтан, оны мектепте оқыту да көп қиындық
туғызбайтындықтан, информатиканың мектеп курсында формальды жүйелердің осы
бір аспектіне көңіл көп аударылатыны түсінікті. Семантикалық аспект,
модельдеу аспекті қабылдауға әлдеқайда күрделірек, сондықтан, қоршаған
ортаны модельдеу тақырыптарын жоғарғы сыныптардың оқыту жоспарына енгізген
жөн. Мәселен, қазір модельдеу курсы кейбір мектеп бағдарламаларына керекті
толықтай көлемде кірістірілген.
Сондай-ақ, орта мектеп курсына формальды логика элементтерінің қосылуы
проблемасы формальды жүйе түсінігімен байланысты. Мектеп курсында
формальды логика негіздерін үйрету келесі мақсаттарды көздейді: бір жағынан
бұл оқушылардың логикалық ойлау, дәлелді ойлау қабілеттерін дамыту
қажеттілігі, ал келесі жағынан, информатика курсында да, математика курсы
секілді негізгі логика элементтері бар, алайда, осы маңызды тұстар
бағдарламада көбіне-көп ескерілмейді. Логикалық программалау парадигмасы,
оның ішінде Пролог программалау тілі, формальды логика қағидаттарына
негізделген, сондықтан да Прологты үйрену, логиканы оқумен үздіксіз
байланыста болуы тиіс.
Жоғарыда қарастырылған мәселелерден болашақ информатика мұғалімдерін
оқытудың логикалық программалау негізінде дайындаудың қажеттілігін
туындайды.
Практикалық қабілеттер мен дағдылар кешені болашақ информатика мұғалімдерін
декларативті программалау парадигмасын қалыптастыруға, логикалық ойлауды
дамытуға, Прологты оқытуда танымдық үрдіс сайманы ретінде қолдану
дағдыларын өңдеуге бағытталған зертханалық-практикалық жұмыстар жүйесінде
қалыптасады. Практикумның негізгі дидактикалық мақсаты түрлі пәндік
салалардың тапсырмаларын шешу кезінде адамның формалды-логикалық ойлау
үлгісін құру болып табылады. Курс тізбектелген компьютерлік практикум Турбо-
Пролог тілінің ортасында білімдер базалары мен ақпараттық-логикалық
үлгілерді модификациялау және құруға негізделеді.
Осылайша, Турбо-Пролог бағдарламалау тілі оқыту үрдісінде келесі
функцияларды жүзеге асырады:
- Пролог, мәні бойынша, логикалық формализмдердің трансляторы болып
табылады, осы арқылы білімді декларативті ұсыну мен формалды талқылау
процедурасы арасында өзара байланыс орнатуға мүмкіндік береді.
- Пролог адам білімдерін іштей елестету үлгісінің нақты деңгейін
құруға мүмкіндік береді және осы үлгілерді жүзеге асыру құралы болып
табылады. Пролог – болашақ информатика мұғалімдерін өздері белсенді әрекет
ететін және өз білімдерін өздері құрастыратын орта, яғни оқу мақсатындағы
программаларды әзірлеу және құру үрдісі үлгіленетін тапсырманы тереңірек
меңгеруге және мәнін жақсырақ түсінуге мәжбүр етеді.
- Пролог тілін мәліметтерді суреттеуге арналған құрал және логикалық
программалау тілі ретінде қолдану оқушыларға конструктивті логикалық ойлау
теориясында, технологиясында және техникасында тікелей тәжірибе береді.
- Прологты қолдану компьютерлерді пайдалану мүмкіндігін түсінудің
сапалы жаңа деңгейіне шығарады. ЭЕМ ойлау жұмысының күрделі бөлігін өзіне
алуға қабілетті (күрделі талқылаулар жүргізу) интеллектуалды көмекші
ретінде қарастырылады. Осылайша, Пролог оқушылар үйренетін түсініктерді
ойлау және сыни түрде ойша қорытуға көмектесетін сайман ретінде қолданыла
алады.
Ескере кету керек, пәннің оқу бағдарламасының тұжырымды негізі, оқу
материалын іріктеу өлшемдері зерттеушінің кәсіби-педагогикалық көзқарасын,
оқу материалының құрылымында ұсынылған өзінің іс-қызметінің келешегіне
болжамын білдіретін идеяларды іске асыруы тиіс. Осы тұрғыда оқу пәнінің
бағдарламасын құру ұстанымдарының жүйесі қашан да ашық жүйе болып табылады.
Жоғарыда аталған жайттарды қорыта отырып, келесі қорытындылар жасауға
болады:
- Пролог тілінің негіздерін информатиканың базалық мектеп курсы аясында
үйрену қажет, өйткені Пролог адам ойының ақпараттық-логикалық үлгілерін
жасауда оқушылардың танымдық іс-қызметінің практикалық сайманы ретінде
қолдануға мүмкіндік беретін ыңғайлы оқу-бағдарлық орта болып табылады.
- Мектеп оқушыларын Прологта бағдарламалауға оқыту – логикалық дұрыс ойлау
дағдыларын дамытуға септігін тигізетін ЭЕМ-де тапсырмалар шешуге
декларативті амалдармен танысу үшін тамаша құрал.
- Информатикалық базалық мектеп курсында IВМ РС дербес компьютерлері үшін
Пролог тілінің оқу нұсқасы сәтті қолданыла алады.
- Прологты оқу мақсатындағы программалық құралдарды жобалау үшін
инструментарий ретінде қолдануды факультативті курстарға қосуға, сондай-ақ
информатиканы тереңдетіп үйренетін мектептер үшін ұсынуға болады. Себебі
кешегі оқушыға өзінің практикалық іс-қызметінде білімді өңдеу технологиясы
немесе жасанды интеллект деп аталып кеткен нәрселермен кездесуге тура
келеді: сараптамалық жүйелермен, шешімдер қабылдауды және білім беруді
қамтамасыз ету жүйелерімен. Прологты тереңдетіп үйрену оқушыларды осы
саланың жетістіктерімен де, ондағы туындаған мәселелермен де танысуға
мүмкіндік береді. Осы тұрғыда біз Тuгbо-Ргоlоg программалау жүйесін
қолдануға кеңес береміз.
Осындай қиыншылықтардың себептері, мектеп оқытушылары мен білім беру
бөлімдерінің әдіскерлерінің пікірінше келесі:
- Прологты практикалық программалау тілі ретінде оқыту тек кейбір
педагогикалық ЖОО-да ғана жүргізіледі, және салыстырмалы түрде жуырда ғана
қолға алынды.
- Прологты игеру әдістемесінің өзі ЖОО-да да, жалпы білім беру
мектептерінде де әзірлену және эксперименталды тексеру сатысында тұр.
- Прологты үйрену бойынша заманауи оқу және әдістемелік құралдармен
қамтамасыз ету жеткіліксіз.
Осындай мәселе тұрғанда болашақ информатика мұғалімдерін компьютерлік
дайындау жүйесіне Логикалық программалау негіздері пәнін енгізу негізді
бола түседі.
Жоғарғы мектеп жүйесінде логикалық бағдарламалауды үйретудің маңыздылығын
С.А. Бешенков [1994, с.4] өзінің докторлық диссертациясында келесі уәжбен
дәлелдейді: Информатиканың түбірлі негіздерін іздеу таза бағдарламалау
және Computer Science тарапынан қабылданады... Осындай жарияланымдардың
пайда болуы кәсіби бағдарламашылардың өздері мүмкіндігінше информатиканың
прагматикалық тұстарынан оның терең теоретикалық негіздеріне кетуіне
тырысатындығының маңызды симптоамы болып табылады. Осы тұрғыда Пролог тілі
информатикаға жаңа амал ретінде үлкен рөлге атқарды....
Айта кету керек, осы уақытқа дейін жинақталған Пролог тілін педагогикалық
пайдалану тәжірибесі аздап біржақты. Ол негізінен білімдер базалары мен
мәліметтер базаларын құру үшін, сондай-ақ логика элементтерін меңгеру үшін
қолданылады. Соңғы уақытта Пролог анағұрлым табиғилыққа жақындатылған
машина тілі ретінде мамандарды қызықтыра бастады. Осы тұрғыда логикалық
бағдарламалау жаңа бағдарламалау әдістемесі ретінде көрініс табады.
Біз 1.2 бөлімде атап өткендей, бағдарламалаудың сипатты ерекшеліктері
процедуралық амалда адамды есептеу машинасының көптеген шектеулі
операцияларының терминдерінде талдауға мәжбүрлейді. Бұл еңбектің бөлінуіне
әкеледі: тапсырманы қалай шешу керектігін ойлайтын адамдар болады, сәйкес
әдістерді әзірлейді, сондай-ақ бағдарламалардың мәтіндерін жазатын
кодировщиктер болады, яғни әзірлемелердің нұсқаулықтарын компьютер
қабылдайтын командаларға аудары бойынша тынымсыз жұмыс атқарады. Логикалық
амалмен бағдарламалау тапсырманы шешу үрдісінің бір бөлігі бола алады және
болуы тиіс, бұндайда тапсырманы ойша шешу жұмыс істейтін бағдарламамен
тікелей сүйемелденетін болады. Логикалық бағдарламалау сендіруге
негізделеді, бұл адамды компьютердің операциялар терминдерінде ойлауға
оқытуды қажет етеді, ал компьютер адамға тән нұсқаулықтарды орындауы тиіс.
Әрине, бағдарламалауға процедуралық та, логикалық та амал қолданған кезде
бағдарламашыдан кейбір сәйкес формализмнің білімі мен әдістерін білуі талап
етіледі. Қандай да бір деректерді айқын қалыптастыру барынша шаршататын
жұмыс. Алайда, логикалық амалды қолдану арқылы қалыптастыру интеллектуалды
түрде игі іс болып табылады, өйткені бұл тапсырманы жақсырақ түсінуге
әкеледі. Бұдан өзгешелігі, бағдарламалаудың процедуралық амалы кезінде
аталған пайдалы әсер үнемі көріне бермейді.
Прологтағы бағдарлама бірнеше декларативті пайымдаулардан тұрады, олардың
әрқайсысы тиісті пәндік саланың объектілері арасындағы қасиеттерін немесе
қатынастарын суреттейді. Логикалық бағдарлама императивті бағдарламалау
тілдерінің тұрғысынан орындалатын бағдарлама болып табылмайды. Компьютерде
орындалатын бағдарлама логикалық бағдарламаны құрайтын пәндік облыс туралы
шынайы пайымдаулардың жинағын қолдана отырып не дәлелдеу, не болмаса жоққа
шығару қажет пәндік сала объектісінің қасиеттері туралы кейбір
пайымдауларды құрайтын логикалық қорыту мен сұрақты логикалық бағдарламаға
қосу кезінде ғана қалыптасады. Бұл жерде Пролог шешім алгоритмдерін деталды
бағдарламалаусыз-ақ тапсырмаларды шешу мүмкіндіктерін анық көрсетеді.
Осылайша Прологты қолдану тапсырмаларды шешуді іздеуден қандай шешім
қажеттігін анықтауға өтуге мүмкіндік береді. Жоғарыда аталғанның
контексінде Дж.Малпастың [1990,с15] сөздері келтіріледі: Пролог тілін
дұрыс қолдануда бағдарламашының әлемге көзқарасы спецификация деңгейіне де
көтеріле алады. Егер бағдарламашы бағдарламаға трансляциялаудың дәлдігіне
(яғни іске асыруға) мән берместен қатынастар құрылымының терминдерінде
тұтас ойлана алмаса, онда анағұрлым маңызды мақсаттар үшін уақыт кеңейеді.
Кейде Прологты бағдарламашыға әлемге логикалық көзқарас беретіндігі үшін
сынға алады, десек те әлемге кез-келген көзқарасты пролог-бағдарлама
түрінде білдіруге болады.
Прологты қолдану ауқымы кең. Ол күрделі құрылымның сандық емпс мәліметтері
қолданылатын, сондай-ақ көптеген нұсқалар ішінен шешім іздестіру үлкен рөл
атқаратын тапсырмаларды шешуде өзін жақсы қырынан таныта білді. Пролог
келесі салаларда қосымшалар құру кезінде сәтті қолданылады:
- қолданбалы бағдарламалардың жедел прототиптерін әзірлеу;
- өндірістік үрдістерді басқару;
- динамикалық реляциялық мәліметтер базаларын жасау;
- бір тілден екіншісіне аудару;
- қолданыстағы жүйелер үшін табиғи-тілдік интерфейстер жасау;
- эксперттік жүйелер мен эксперттік жүйелердің қабықтарын жүзеге асыру;
- дифференциялау мен интеграциялау теңдеулерін шешу үшін нышандық
есептеулер пакетін жасау;
- теоремаларды және Прологтың дедуктивті қорытуды қамтамасыз ететін
мүмкіндіктері түрлі теорияларды тексеру үшін қолданылатын жасанды интеллект
пакеттерін дәлелдеу [Доорс, 1990, с.5].
Кез-келген тілді үйрену күш пен уақыт жұмсауды талап ететіндіктен, Прологты
үйрену қажеттілігін растаудың қосымша аргументтері ретінде бағдарламалау
бойынша белгілі югославиялық маман И.Братконың [1990,с.7] пікірін
келтіреміз: Орта ғасырларда латын және грек тілдерін білу кез-келген ғалым
білімінің елеулі бөлігі болды. Бір ғана тілді меңгерген ғалым өзін
толыққанды деп сезіне алмады, өйткені әлемге бірден екі көзқарас тұрғысынан
қарау мүмкіндігінің арқасында туындайтын ой-сана бүтіндігінен айырылады.
Сол сияқты Лисппен және Прологпен таныс болмаса жасанды интеллект
саласындағы бүгінгі күннің зерттеушісі де өзін толыққанды сезіне алмайды,
жасанды интеллектің осы екі негізгі тілін білмей тұрып зерттеу мәніне кең
көзқарас білдіре алмайды .... Прологтың ең бір тамаша қасиеттерінің бірі
барынша қарапайым тілділігі болып табылады, сондықтан да студенттер жасанды
интеллект бойынша кіріспе курсты үйрену үрдісінде оны қолдана алады.
Көрсетілген мотивтерді бүгінде көптеген ғалым зерттеушілер мен әдіскерлер
болашақ информатика мұғалімдерін кәсіби оқыту үрдісінде логикалық
бағдарламалауды оқытуға түрлі амалдар әзірлей отырып басшылыққа алады.
Нақты мысал ретінде М.П.Лапчик пен В.А.Буцик [1992] информатика
мұғалімдерін базалық дайындау бойынша оқу жоспарында ұсынған бағдарламаны
қарастырамыз. Ол студенттердің Білім базаларының негізінде сараптамалық
жүйелер тарауын үйренуін қарастырады, ал таңдау бойынша пәндер қатарына
осы бағдарламалардың авторлары Логикалық бағдарламалау негіздері пәнін
қосты.
2 семестрде тарауды үйренуге авторлар 44 сағат жоспарлайды, соның ішінде:
дәріс 8 сағат, зертханалық сабақ 24 сағат, жекелей сабақтар 12 сағат.
Айта кету керек, осы пәнді игеруді авторлар екінші семестрде информатика
мұғалімдерін дайындау үшін таңдау пәндерінің аясында жоспарлайды, бірақ
Омск педагогикалық институтында әзірленген физика-математика
факультеттеріне арналмаған информатика курсының бағдарламасына Логикалық
бағдарламалау элементтері тарауын игеру кіреді.
МГПУ-де математика факультетінің студенттерін информатика бойынша профилді
дайындау бағдарламасында логикалық бағдарламалау Мәліметтер базалары мен
білім базалары арнайы жеке курсының аясында үйретіледі.
Воронеж ГПИ физика-математика факультетінің студенттерін информатика
бойынша үздіксіз дайындау бағдарламасы Прологты үйренуді 1 семестрде
Ямаха МSХ-2 КУВТ үйретуді қарастырады.
Прологты игеру бойынша сабақтар өткізу үшін бағдарламалардың келтірілген
нұсқаларын талдай отырып, логикалық бағдарламалау болашақ мұғалімдерді (тек
информатиканың ғана емес) кәсіби дайындау жүйесінің қажетті құрауышы
болғандығын айта кету керек. Бірақ бүгінгі таңда информатика курсының осы
пәнінің мақсаттары мен мазмұнын іріктеу үлкен әдістемелік мәселеден тұрады.
Омск ГПИ бағдарламасының авторларының логикалық бағдарламалау элементтерін
оқытуды базалық курс шеңберінен тыс шығаратын көзқарастарымен келісу қиын.
Біз логикалық бағдарламалауды бірінші курста игеруді қалайтын Воронеж
пединститутының амалдарымен де келісе алмаймыз. Бағдарламалау тілдерін
оқыту кезектілігінің мәселесін біз 1.4. бөлімде кеңінен талқылаймыз.
Қосымша атай кетейік, Логикалық бағдарламалау негіздері пәнін
студенттердің үйренуі математикалық логика бойынша қажетті білімдер және
бағдарламалаудың процедуралық тілдерін қолдану мүмкіндіктерін алғаннан
кейін анағұрлым ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz