Аннотация: Это статья о том как связаны наука и жизнь. Она полезна для молодёжи.
О пользе науки для жизни
Когда великий математик Карл Гаусс только учился в школе, с ним произошла такая история.
Учительница хотела отдохнуть и задала детям такую задачу: найдите сумму ряда чисел от 1 до 50.
Дети стали быстро складывать числа. Учительница налила себе чай, предвкушая час отдыха. Вот только через 2 минуты юный Карл Гаусс её потревожил и сказал, что всё решил. Учительница проверила ответ, и он оказался верным.
Как такое могло получиться? Сможете ли вы найти ответ?
Правильный ответ я приведу чуть ниже.
Суть математики заключается не в том, что надо уметь быстро считать. Суть заключается в поиске закономерностей. Это важно в жизни вообще.
Математика учит находить решения, отключив эмоции.
Например - девушка встречается с парнем. Что она должна просчитать на многие годы вперёд?
Каким он будет любовником? Будет ли он заботливым мужем? Станет ли он строгим отцом? Какой он будет в старости для неё и для внуков?
В математике это называется экстраполяция - то есть прогнозирование вперёд на основе ряда опорных значений.
Вот другой пример. Мать покормила детей и ушла на работу. Вечером она приходит с работы и осматривает своих детей и квартиру. Ей надо знать - чем дети без неё занимались дома. Эта операция в математике называется интерполяция - то есть нахождение промежуточных значений внутри ряда опорных данных.
Третий пример - аппроксимация. Это сглаживание кривой на основе опорных точек. В жизни это очень важно, чтобы не доводить ситуацию до истерик и психозов.
А теперь ответ на задачу.
Гаусс сообразил свернуть ряд чисел так, как мы привыкли складывать лист бумаги. Он начал складывать первые и последние числа:
1 + 50 = 51
2 + 49 = 51
3 + 48 = 51
И так далее.
Гаусс заметил эту закономерность и вычислил, что количество таких пар в сумме ряда равно 25.
Затем он умножил 51*25 и быстро получил правильный результат.
Теперь о высшей математике.
Если вы получаете зарплату раз в месяц, то это можно назвать суммой ряда. А если вы получаете расчёт за каждый час или день, то это грубо говоря в математике называется интегралом.
Как объяснить девушке основы линейной алгебры?
Для этого не надо никаких чисел. Замените их на простые слова. Например: понятие ЧЕЛОВЕК - это скаляр. А пара понятий - (Мужчина, Женщина) - это уже вектор.
Теперь возьмём вектор возраста:
(Детство, Юность, Зрелость, Старость). И затем мы перемножим вектор пола на вектор возраста. Что получилось?
Получилась матрица:
(Мальчик, Юноша, Мужчина, Старичок),
(Девочка, Девушка, Женщина, Старушка).
Точно также можно преобразовать эту матрицу, умножив её на скаляр родственных отношений:
(Внук, Сын, Отец, Дедушка),
(Внучка, Дочка, Мама, Бабушка).
Видите, как всё просто. И в голове полный порядок.
Я привёл пример по математики.
Точно также можно преподавать информатику.
Что такое смена суток? - это циклическая итерация.
Это когда каждый день тебе надо делать одно и тоже, за исключением (эксепшен) некоторых дней.
Что такое логическое условие и ветвление в программе?
Это когда мать подходит к играющему ребёнку, трогает его за плечо и говорит:
- через десять минут все игрушки должны лежать в коробке и пора готовиться ко сну,
иначе все игрушки, которые разбросаны, я выкину в мусорку.
А как объяснить девушке - что такое программное или аппаратное прерывание?
Заходит мама в кафе со своими детьми. Они заказывают себе мороженное. Продавец делает им мороженное и мать оплачивает их заказ. А дети берут мороженное, начинают лакомиться и идут на выход.
К ним подбегает мать. Отнимает у них угощение и выбрасывает в мусорное ведро. Дети в плачь. Все посетители кафе в шоке и удивлении.
Мать спокойно говорит своим детям:
- Вы плакать будете или хотите узнать - почему я так поступила?
Дети успокаиваются и внимательно смотрят на маму.
Она говорит:
- Продавец вам сделала мороженное, я оплатила ваш заказ. А вы даже спасибо не сказали не мне, не продавцу! Так я не хочу, чтобы мои дети росли неблагодарными.
Вот примерно так работает в компьютере механизм прерываний.
А как надо объяснить девушке - что такое многопоточность и многозадачность и какие проблемы могут с ними возникнуть?
Гуляет дед с внуком. У внука есть машинка. А дедушка достал из кустов проволоку и согнул из неё собачку.
Внук смотрит и говорит:
- Деда, дай мне собачку!
Дед отвечает:
- А что ты мне за неё дашь?
Внук протягивает ему машинку, и они меняются. Проходит время. У внука ничего не получается и он выбрасывает проволоку в кусты. А затем заявляет:
- Деда, отдай мне машинку!
Дед отвечает:
- Мы же с тобой поменялись. Теперь это моя машинка.
Внук начинает реветь.
Прибегают бабки и тётки. Просят дедушку отдать внуку машинку, чтобы тот успокоился. А дед отвечает:
- Не мешайте мне воспитывать внука.
Вот примерно так работает многозадачность и многопоточность в компьютере. А для разруливания конфликтов применяют несколько синхронизирующих объектов, которыми управляет операционная система. В жизни это похоже на правила дорожного движения, дорожные знаки и светофоры. И следит за этим - автоинспекция.
Едем дальше. Как девушке объяснить - что такое пользовательский или программный интерфейс?
В одно кафе постоянно заходил один неприятный пожилой мужчина. Он ругался и пытался оскорбить персонал. Все официанты отказывались его обслуживать, кроме одной скромной девушки. Она вежливо его выслушивала. Внимательно принимала заказ. И подавала ему еду и напитки. Через несколько лет он умер. Оказалось, что он был миллионером. Всё своё состояние он завещал именно этой девушке официанту, которая была к нему великодушна и сострадательна.
Вот что такое пользовательский и программный интерфейс!
На протяжении многих лет становления компьютерной индустрии, интерфейсы развивались под шквалом брани недовольных и капризных пользователей. И то, что я имею сейчас - меня полностью устраивает.
Вот ещё история, которая произошла с одним молодым художником на вернисаже в лихие 90 годы. Она даёт представление о развитии пользовательского интерфейса и компьютерного дизайна.
Художник продавал свою картину. Ему надо было заплатить за квартиру, купить еду и краски. Назначил цену в 5000 рублей. Картина хорошая, но пока все проходят мимо.
И тут вдруг идёт новый русский, со всеми положенными понтами, причиндалами и молоденькой кокеткой.
Эта кокетка останавливается около картины. Разглядывает её. Разворачивается к своему хозяину и говорит:
- Котик. Купи мне её. Я хочу повесить это в своей спальне.
Этот 'котик', весом в 120 килограммов, с выбритым затылком и в малиновом пиджаке, подходит к художнику и сразу спрашивает: - сколько?
Художник отвечает: 5 тысяч.
Новый русский, почесав затылок, говорит: 5 - это многовато. Давай я тебе сразу 2 тонны дам.
Художник подумал: дело к вечеру, лучше соглашусь сейчас, а потом что-то получше нарисую. И отвечает: хорошо, я вам сейчас её заверну.
И тут он был сильно удивлён, когда малиновый пиджак достал из кармана пухлый кошелёк и отсчитал ему 2000 долларов!!!
Это гадкое чувство, когда берёт такой соблазн. Это борьба с совестью. Вселенная иногда нас так проверяет - кто мы и чего стоим.
Парень взял деньги и говорит: я цену то в рублях указывал.
Новый русский подумал всего 3 секунды. Затем крепко сжал руку парня с деньгами и сказал: ты молодец, это твоё. Взял картину и ушёл догонять свою содержанку.
У художника после этого случая всё наладилось. Стали поступать интересные и хорошо оплачиваемые заказы. Он купил квартиру и женился.
Это, пожалуй, самое главное, что я хочу рассказать молодым людям про пользовательский интерфейс и компьютерный дизайн.
В информатике большое значение имеют такие понятия как сложность и качество алгоритмов, а также вопросы оптимизации программ. Как это понять?
Это хорошая тема. Я хочу посветить ей пару историй.
В одном баре служил человек, который должен был регулярно проводить инвентаризацию. Он брал тяжёлые бочонки и тащил их взвешивать с первого этажа на второй, потому что там стояли контрольные весы. Потом он записывал их вес и тащил обратно на первый этаж. Тяжёлая работа. И так он делал 10 лет.
Однажды в бар зашёл программист и спросил у этого бедолаги: - почему вы не принесёте весы со второго этажа на первый. А потом же их после взвешиваний можно отнести обратно. Лицо бармена просветлело и покраснело. Он понял - каким дураком он был последние годы.
А вот вторая история про качество алгоритмов, которая может пригодиться в жизни.
Служили у помещика два помощника. Один получал 3 рубля, а другой получал 5 рублей.
Обида взяла первого - крутится он и бегает по поручениям, а второй почти ничего не делает, но зарабатывает больше.
Приходит он к хозяину и говорит об этом.
Хозяин подходит к окну и говорит - смотри-ка что это там везут? Пойди-ка посмотри.
Парень побежал и приходит - говорит сено везут.
Хозяин спрашивает - а с каких лугов сено - с верхних или нижних?
Парень побежал и приходит - говорит с нижних лугов.
Хозяин спрашивает - а какого покоса сено - поди узнай.
Парень опять побежал. Приходит и говорит - с первого покоса.
В этот момент в комнату заходит работник, которому парень завидовал, и говорит:
- Хозяин. Там сено везут. С нижних лугов. С первого покоса. Хотели по 2 рубля за подводу. Я сторговался на полтора рубля. Сколько будем брать?
Вот что такое оптимизация алгоритмов.
Следующая история хорошо показывает этапы становления операционных систем.
Один парень из хорошей и обеспеченной семьи, получил отличное образование. Когда ему исполнилось 18 лет, его родители купили ему простую квартиру и сказали - живи как знаешь.
Сперва он устроился в ресторан простым рабочим - помыть посуду, помыть пол, вынести мусор. Администратор зала его заметил. Парень всё хорошо исполнял и имел достойный облик - опрятен и аккуратен. Тогда администратор перевёл его в официанты для обслуживания клиентов.
Шло время, и парень хорошо работал. На пьяные компании у него не было времени, потому что мама подарила ему кошку. Но однажды произошёл вот какой случай.
Этот парень, как обычно дежурил в зале. Смотрел за чистотой и порядком. И вдруг началась драка среди клиентов. Посетители стали разбегаться. А наш герой был физически развит и прошёл школу карате (спасибо родителям).
Так этот парень быстро всех драчунов раскидал и успокоил болевыми приёмами. Затем он вызвал полицию.
Когда разобрались в чём дело, то оказалось, что среди пострадавших был хозяин ресторана. Конечно же ему тоже досталось, но он был человек рассудительный. Он расспросил нашего героя. Узнал про его образование и подготовку. Всё обдумав, он назначил парня своим личным помощником и телохранителем. Парень стал входить в курс дела и хозяин поставил его управляющим ресторана.
У него уже была девушка и он сделал ей предложение.
На свадьбе он поблагодарил отца за образование и предоставленную квартиру и поцеловал маму за её подарок - за кошку, которая не позволяла ему гулять в пьяных компаниях, просаживая драгоценное молодое время, деньги и здоровье.
Это самое главное, что я хочу рассказать девушкам про устройство и развитие компьютерных операционных систем.
В вашем компьютере, под управлением операционной системы работает несколько задач - процессов. Каждый процесс имеет свой приоритет в борьбе за время исполнения. Как это работает?
В 90 годы поставили молодого лейтенанта следить за порядком в казарме. И случилась с ним такая история.
Вечер. В 10 часов - отбой, все должны лечь спать. И тут 3 дедов огромных дагестанцев направляются в спортивный уголок. Непорядок. Лейтенанту надо следить за распорядком и зарабатывать авторитет. Он говорит:
- Ребята. Отбой был для всех.
Они отвечают:
- Нам надо подкачаться. У нас традиция такая.
Лейтенант спрашивает их:
- Ребята, а что вы уважаете?
Они, один за другим отвечают: старших уважаем, силу уважаем, данное слово уважаем.
Тогда лейтенант говорит:
- Вот кто из нас больше на турнике подтянется, то по его слову всё и будет. Если вы подтянетесь больше - то занимайтесь. А если я подтянусь больше - то пойдёте спать и будете меня слушаться.
Ребята согласились. Лейтенант был небольшого роста. Они выбрали самого сильного, и он стал подтягиваться. Начал довольно резво, а под конец подтягивался с трудом. Подтянулся 30 раз.
На перекладину запрыгнул лейтенант и стал неспеша подтягиваться. Подтянулся ровным темпом 32 раза, а затем говорит - а это в качестве бонуса: и делает подъём переворотом. У него упала фуражка. Дагестанец поднял его фуражку, протянул лейтенанту, и они молча пошли ложиться спать.
Лейтенант был мастером спорта по лёгкой атлетике.
Вот что такое приоритет задач.
В операционной системе есть очень полезная программа - диспетчер задач. Как понять её работу?
Один молодой человек решил устроиться на новую работу. Он опаздывал и очень спешил. Перед входом в здание он обогнал одного мужчину, но дверь придержал, чтобы мужчине было удобно за ним войти.
Сперва он прошёл собеседования у кадровика и по квалификации с начальником отдела. Предстояло собеседование у директора. Когда они зашли к директору, то парень узнал того самого мужчину, с которым они чуть не столкнулись в дверях. Директор посмотрел на него и тоже узнал. Он улыбнулся и сказал кадровику - оформляйте. А парню сказал - ну чего тебя собеседовать? Ты ответственный, пунктуальный и вежливый. Так что приступай к работе.
Вот примерно так работает диспетчер задач.
Есть категория полезных программ - это антивирусы. Как они работают?
У одного бандита было своё казино. Он был не самым плохим человеком. Он любил наблюдать за посетителями. И приметил одного паренька в нелепой детской курточке. Тот тоже сидел и наблюдал как играют люди. Хозяин понял, что у парня финансовые проблемы и стал покупать ему мороженное. Паренёк с удовольствием ел мороженное и смотрел как люди играют.
Но однажды вот что произошло. Паренёк подошёл к бандиту, взял его за рукав и серьёзно сказал:
- Пойдём со мной. Это срочно.
Хозяин казино удивился, но решил послушаться и они вышли на улицу. Стоило им завернуть за угол, как тут же в казино ворвалась конкурирующая банда и всех братков перестреляла.
Вот так простой паренёк в нелепой куртке спас жизнь хозяину казино, который покупал ему мороженное.
Паренёк просто ходил по другим казино и слушал о чём разговаривают другие бандиты.
Примерно так работают антивирусные программы.
Что можно сказать о пользе физики?
Наверное, это ближе к психологии.
Что такое сила трения и сцепление?
Это шероховатость поверхности тел.
Если они гладкие, то не смогут долго удержаться вместе под наклоном (жизненными трудностями). Верхнее тело просто соскользнёт и упадёт.
А если поверхности тел шершавые, то сила трения высока, под наклоном вся сила тяготения будет выделяться в тепло, и тела останутся вместе.