какое отношение логика имеет к информатике
Логика в информатике
Содержание
Область применения
Включаются следующие основные применения:
Этот список продолжает пополняться.
Эффективность логики в компьютерных науках
В отличие от естественных наук, компьютерные науки получили большой стимул от широкого и непрерывного взаимодействия с логикой. Особую роль в компьютерных науках играют доказательные методы разработки алгоритмов и программ с доказательствами их правильности.
Тестирование программ может выявить наличие ошибок в программах, но не может гарантировать их отсутствие. Гарантии отсутствия ошибок в алгоритмах и программах могут дать только доказательства их правильности. Алгоритм не содержит ошибок, если он дает правильные решения для всех допустимых данных.
Серьёзнейшей проблемой для компьютерных наук и информатики является наличие ошибок в алгоритмах и программах, публикуемых в учебниках и учебных пособиях, а также неумение преподавателей и учителей информатики выявлять и исправлять ошибки в алгоритмах и программах, составленных учащимися.
Единственный путь для преодоления этих проблем—это изучение систематических методов составления алгоритмов и программ с одновременным анализом их правильности в рамках доказательного программирования с самого начала обучения основам алгоритмизации и программирования.
Сложность для преподавателей и программистов заключается в том, что они должны уметь писать не только алгоритмы и программы, но и доказательства правильности своих алгоритмов и программ. Что сейчас не умеют делать ни математики, ни программисты.
В результате программисты пишут программы с большим числом ошибок, которые они не могут ни выявить, ни исправить. Массированное тестирование программ на ЭВМ приносит программистам несомненную пользу, однако не дает гарантий полного избавления от ошибок.
Практика применения и изучения доказательных методов программирования показала, что эта технология вполне доступна студентам математических факультетов, которым вполне по силам написание доказательств правильности алгоритмов, после проверки и тестирования программ на ЭВМ.
Наибольший эффект в освоении технологий доказательного программирования наблюдается в олимпиадах по информатике и программированию, где победителями и призёрами становятся те студенты, которые освоили технику тестирования программ на ЭВМ и составления алгоритмов и программ без ошибок.
Логика в информатике
Содержание
Логика в информатике
Логика в информатике как учебной дисциплине была введена в самых первых учебниках информатики Каймина в 1985 году и в учебник информатики Каймина для средних школ в 1987-89гг. Парадокс в том, что первых школьных учебниках информатики Ершова, Кушниренко и многих действующих учебниках информатики для школ и вузов логика отсутствует.
В 2004 году в России были введены Единые экзамены ЕГЭ по информатике, в содержании которых изучение и знание основ логики стало обязательным. Логика в информатике используется в поиске информации в Интернет, в базах данных, в базах знаний, в алгоритмах, алгоритмизации и во всех языках программирования.
Наибольшее значение логика приобретает в анализе алгоритмов и программ при решении задач на ЭВМ, когда от результатов решения задач зависят оценки на экзаменах или победа на олимпиадах по информатике или программированию.
Логика в программировании
Серьёзнейшей проблемой для информатики и компьютерных наук является наличие ошибок в алгоритмах и программах, публикуемых в учебниках и учебных пособиях, а также неумение преподавателями и учителями информатики выявлять и исправлять ошибки в алгоритмах и программах, составляемых учащимися.
Тестирование программ может выявить наличие ошибок в программах, но не может гарантировать их отсутствие. Гарантии отсутствия ошибок в алгоритмах и программах могут дать только доказательства их правильности. Алгоритм не содержит ошибок, если он дает правильные решения для всех допустимых данных.
Единственный путь для преодоления этих проблем является изучение систематическим методам составления алгоритмов и программ с одновременным анализом их правильности в рамках доказательного программирования с самого начала обучения основам алгоритмизации и программирования.
Сложность для преподавателей информатики и профессиональных программистов заключается в том, что они должны уметь писать не только алгоритмы и программы без ошибок, но и при этом писать доказательства правильности своих алгоритмов и программ. Что сейчас не умеют делать ни математики, ни программисты, ни преподаватели информатики.
В результате «профессиональные» программисты пишут программы с большим числом ошибок, которые они не могут ни выявить, ни исправить. Массированное тестирование программ на ЭВМ приносит программистам несомненную пользу, однако не дает гарантий полного избавления от ошибок.
Практика применения и доказательных методов программирования показала, что эта технология вполне доступна студентам математических факультетов, которым вполне по силам написание доказательств правильности алгоритмов, после проверки и тестирования программ на ЭВМ.
Наибольший эффект в освоении технологий доказательного программирования наблюдается на экзаманех по информатике в математических и экономических вузах, где студенты справляются и с решением задач на ЭВМ и написанием доказательств правильности алгоритмов и программ.
Интуитивные методы анализа правильности алгоритмов и программ характерны для олимпиад по информатике и программированию, где победителями и призёрами становятся те студенты, которые освоили технику тестирования программ на ЭВМ и составления алгоритмов и программ без ошибок.
Логика и искусственный интеллект
В информатике проблемы искусственного интеллекта рассматриваются с позиций проектирования экспертных систем и баз знаний. Под базами знаний понимается совокупность данных и правил вывода, допускающих логический вывод и осмысленную обработку информации.
В целом исследования проблем искусственного интеллекта в информатике направлено на создание, развитие и эксплуатацию интеллектуальных информационных систем, включая вопросы подготовки пользователей и разработчиков таких систем.
Логический подход к созданию систем искусственного интеллекта направлен на создание экспертных систем с логическими моделями баз знаний с использованием языка предикатов.
Учебной моделью систем искусственного интеллекта в 1980-х годах был принят язык и система логического программирования Пролог, используемый для создания баз знаний и моделей экспертных систем на ЭВМ.
Базы знаний на языке Пролог представляют наборы фактов и правил логического вывода, записанных языка логических предикатов с использованием лексики русского языка, хорошо понятно русским, казахам, украинцам — всем русскоязычным людям. Известны случаи написания программ и баз знаний с использованием русскоязычных интерпретаторов Пролога на казахском языке.
Логическая модель баз знаний позволяет записывать не только конкретные сведения и данные в форме фактов на языке Пролог, но и обобщенные сведения с помощью правил и процедур логического вывода и в том числе логических правил определения понятий, выражающих определенные знания как конкретные и обобщенные сведения.
В целом исследования проблем искусственного интеллекта в информатике в рамках логического подхода к проектированию баз знаний и экспертных систем направлено на создание, развитие и эксплуатацию интеллектуальных информационных систем, включая вопросы обучения студентов и школьников, а также подготовки пользователей и разработчиков таких интеллектуальных информационных систем
Логика и логическое программирование
‘Логическое программирование’ — парадигма программирования, основанная на автоматическом доказательстве теорем, с использованием механизмов логического вывода информации на основе заданных фактов и правил вывода.Язык Пролог и логическое программирование и широко используются для создания баз знаний и экспертных систем и исследований в сфере искусственного интеллекта на основе логических моделей баз знаний и логических процедур вывода и принятия решений.
Язык и система логического программирования Пролог основаны на языке исчисления предикатов, представляющей собой подмножество логики первого порядка. Основными в языке Пролог являются понятия фактов и правил логического вывода, а также запросы на поиск и вывод информации в базах знаний.
Процедуры логического вывода и принятия решений, на основе которых система логического программирования Пролог делает логические выводы и дает осмысленные ответы. Факты в языке Пролог описываются логическими предикатами с конкретными значениями. Правила в Прологе записываются в форме правил логического вывода с логическими заключениями и списком логических условий.
Логика в базах данных
База данных — объективная форма представления и организации совокупности данных, систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ. Базы данных применяются во всех сферах человеческой деятельности, сопряжённых с учётом и хранением информации.
Разделяют плоские базы данных, в которых вся информация располагается в единственной таблице, каждая запись в которой содержит идентификатор конкретного объекта и реляционные базы данных, состоящие из нескольких таблиц, связь между которыми устанавливается с помощью совпадающих значений одноимённых полей.
реляционная модель баз данных де-факто является стандартом. В реляционных базах данные хранятся в виде таблиц, состоящих из строк и столбцов. Каждая таблица имеет собственный, заранее определенный набор именованных полей. Столбцы таблиц реляционной базы могут содержать скалярные данные фиксированного типа, например числа, строки или даты.
Поиск информации в реляционных базах данных проводится с помощью языка запросов SQL (англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов) — универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, поиска и модификации информации в базах данных.
Язык запросов SQL к реляционным базам данных состоит из операторов определения, поиска и обработки информации в базах данных. Операторы поиска информации содержать логические условия поиска, которые могут быть простыми и сложно составными.
Какое отношение логика имеет к информатике
Чеботарева Юлия Владимировна
учитель информатики и ИКТ ГБОУ СОШ №692
Калининского района г.Санкт-Петербурга
Умение думать, логически мыслить, давать ответы на поставленные вопросы всегда играло важную роль в жизни человека. Какую задачу мы обычно называем логической? Это та задача, когда для ее решения требуются определенные логические рассуждения.
Все науки возникли из практики. Те знания, которые лежат в основе разных наук, человек приобретал в борьбе с опасными для него явлениями природы. Человека всегда интересовала истина. Познание истины привело к прогрессу человечества. Главная задача логики состоит в том, чтобы выявить, какие способы рассуждения правильные, а какие нет. Решение задач призвано повысить общую культуру и интуитивные навыки ясного, последовательного и доказательного мышления
Основоположником логики считают Аристотеля, т.к. именно он подверг анализу человеческое мышление, такие его формы, как понятие, суждения, умозаключение, и рассмотрел мышление со стороны строения, структуры, то есть с формальной стороны. Так возникла формальная логика-наука, пытавшаяся найти ответ на вопрос, как мы рассуждаем, изучающая логические операции и правила мышления. В течение многих веков логика помогала математике стать строгой, последовательной наукой. Аристотель систематически изложил логические знания и как гражданин активно участвовал в жизни своего государства. Он регулярно посещал народные собрания, где обсуждались вопросы войны и мира, городского строительства, торговли и т.п., ежегодно участвовал в выборах государственных чиновников и сам в течение жизни неоднократно мог занимать те или иные должности. Античные греки много и с удовольствием судились, причем греческий суд не знал прокуроров и адвокатов, истец и ответчик сами должны были выступать перед судьями и присутствовавшей публикой. От умения внятно изложить суть дела и убедительно обосновать свои претензии часто зависел исход дела. Гражданину необходима была определенная образованность для выполнения своих гражданских обязанностей и осуществления своих гражданских прав.
В Древней Греции приветствовалось получение всеобщего образования и очень высоко ценились учителя, их называли софистами, что означало первоначально «мудрец» или «учитель мудрости». Они учили детей грамоте, основам наук, также воспитывали умение говорить красиво и убедительно, уметь отстаивать в спорах свое мнение. Вскоре софисты стали изобретать приемы, для того, чтобы, чтобы одурачить собеседника и представить противника в смешном или глупом виде, внушить недоверие к истине, а ложь, напротив, представить как истину. Такие лживые приемы получили название «софизмы», а слово «софист» приобрело негативный оттенок, который сохранился у него до сих пор. Вот примеры некоторых софизмов, сохранившихся в трудах древних авторов: «Сидящий встал. Кто встал, тот стоит. Следовательно, сидящий стоит».
«Со времен Античности до нас дошла следующая история. У знаменитого софиста Протагора был ученик по имени Эватл, обучавшийся праву. Учитель и ученик заключили договор, согласно которому Эватл должен был заплатить за обучение лишь после того, как выиграет свой первый процесс. Однако, закончив обучение, Эватл не спешил выступать в суде. Терпение учителя иссякло, и он подал на своего ученика в суд.«Эватл в любом случае вынужден будет заплатить мне, – рассуждал Протагор. – Он либо выиграет этот процесс, либо проиграет его. Если выиграет – заплатит в силу нашего с ним договора; если же проиграет – заплатит в силу приговора суда». «Ничего подобного, – рассуждал, в свою очередь, Эватл. – Действительно, я либо выиграю процесс, либо проиграю его. Если выиграю – решение суда освободит меня от уплаты; если же проиграю – не буду платить в силу нашего договора». Ученик оказался достоин своего учителя!»
Аристотель систематизировал известные к тому времени логические знания, добавив к ним немало нового, и написал несколько сочинений, в которых представил логику как средство защиты истины и разоблачения софистики и лжи. В этом качестве она служит людям вот уже более двух тысячелетий.
В середине XIX в. логика пережила свою научную революцию: возникла и стала бурно развиваться математическая логика, применяющая для анализа рассуждений математические средства и методы. Она заложила теоретические основы последующей разработки языков программирования для компьютерной техники. Аристотелевская логика с тех пор стала называться традиционной.
Области применения логики в компьютерных науках расширяются с каждым годом. Чтобы быть хорошим программистом нужно не только знать теорию, необходимо также логически и правильно мыслить. Без логики программирование не существовало бы. Основы логики одни, но в разных областях, логика применяется по-разному. Логика в информатике играет особую роль, так как она позволяет доказать правильность определенных программ и алгоритмов. Любая программа проходит тестирование на правильность, но доказать правильность можно только путем логического мыслительного процесса.
Растущее значение компьютерной грамотности говорит о важности знания логики, которая является одной из теоретических основ электронно-вычислительной техники. Изучение логики развивает ясность и четкость мышления. Логика обладает способностью уточнять предмет мысли. Она развивает внимательность, аккуратность, убедительность в суждениях, а также умение абстрагироваться от конкретного содержания и сосредоточиться на структуре своей мысли.
Логика и компьютер
Данная презентация для 10 класса на тему «Компьютер и логика»
Содержимое разработки
ЛОГИКА И КОМПЬЮТЕР
Позднякова Наталия Сергеевна
Логика в информатике – это те отрасли знания и направления исследований, в которых логика применяется в информатике и искусственном интеллекте. В информатике логика оказалась гораздо более эффективной, чем это было в математике.
Основные направления прикладного использования логики в информатике
Написание компьютерных программ и их верификация.
При проектировании вычислительных устройств используется как теоретический инструмент.
Использование логических операций в электронных микросхемах в качестве базовых.
Логический подход к представлению и решению различных практических задач с использованием вычислительной техники.
Основные понятия логики
Логика в информатике
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Логика в информатике
В повседневной жизни мы очень часто слышим и употребляем выражения «с логической точки зрения”, «хорошо развито логическое мышление”, «логично”. Что же на самом деле «логическое мышление?”. Термин «логика” происходит от древнегреческого logos – «слово, мысль, понятие, рассуждение, закон”. Логика является одной из дисциплин, образующих математический фундамент информатики. Логика – это наука о законах и формах мышления. Поскольку это знание получено разумом, логика также определяется как наука о правильном мышлении.
Понятия логики используют в вычислительной технике. Там используются логические схемы – устройства, которые преобразуют двоичные сигналы. Анализ и проектирование логических схем опираются на законы алгебры логики.
Любой язык программирования содержит логические переменные и средства для описания и вычисления логических выражений.
Логические методы применяются и при работе с базами данных.
В школьном курсе информатика в восьмом классе на раздел «Логика» отводится всего 4 часа. Как показывает практика дети плохо усваивают темы. Поэтому целесообразно изучать этот раздел информатики в начале 9 класса. Ребята знакомятся с такими основными понятиями:
Для ребят сдающих ГИА эта тема имеет большое значение, задания на логику встречаются в А2, где требуется выяснить, какое высказывание является ложным или истинным. Задание А12 на знание базовых логических операций. Задание А18 относится к заданию повышенной сложности, практика показывает, что процент выполнения этого задания на ГИА не большой. Это задание предполагает знание логических операций, и их особенностей.
В настоящее время на вступительных экзаменах по информатике (в ГИА и ЕГЭ) есть много заданий по теме “алгебра логики”. И целью учителя должно быть закрепление навыков решения заданий ЕГЭ и ГИА по информатике с использованием элементов алгебры логики.