НА ПОДСТУПАХ К НОВОМУ ЯЗЫКУ

ЗАЧЕМ НУЖЕН ЯЗЫК ДРАКОН?

ДРАКОН — это алгоритмический язык, обладающий необычным свойством: одновременно он является языком для описания структуры деятельности, языком понимания и взаимопонимания, языком развития интеллекта. Как язык программирования, он удовлетворяет требованиям математической строгости, позволяющим из исходного текста однозначно получать объектный код (машинный код для компьютера). Но главное не в этом. При создании ДРАКОНА основное внимание уделялось человеческому фактору, улучшению наглядности и доходчивости технических и социальных проектов и технологий, повышению эргономических характеристик алгоритмов, чтобы не на словах, а на деле превратить ДРАКОН в язык для улучшения работы ума, язык понимания и взаимопонимания.

Хотя ДРАКОН внешне очень напоминает обычные блок-схемы алгоритмов и программ, фактически он является оригинальной разработкой. Наиболее близким функциональным аналогом ДРАКОНА следует считать схемы действий (action diagrams) и схемы деятельности (activity diagrams).

Для дотошных читателей, которые любят подробности, аналогами ДРАКОНА — в той или иной степени — можно назвать и более дальних “родственников”. К их числу относятся: диаграммы Несси—Шнейдермана, HOS-схемы, схемы “гринпринт”, SPD-диаграммы фирмы NEC, PAD-схемы фирмы Хитачи, деревья и таблицы решений, схемы декомпозиции, схемы зависимости, язык SDL и его производные, систему BLS, созданную А. Смоляниновым из Санкт-Петербургского электротехнического университета, R-схемы И. Вельбицкого, -схемы В. Прохорова и т. д.

В ЧЕМ СЕКРЕТ ДРАКОНА? — В КОГНИТИВНОМ ПОДХОДЕ

Впрочем, сравнение с аналогами в данном случае малопродуктивно, так как оно не позволяет раскрыть наиболее существенную особенность ДРАКОНА, которая называется “когнитивный подход”. Термин “когнитивный” (познавательный) пока еще не получил широкого распространения среди проектировщиков, разработчиков, инженеров и программистов, однако он является тайным паролем нового могущественного научного ордена, вернее сказать, знаменем двух новых, бурно развивающихся направлений в психологии и науке об интеллекте, известных как когнитивная психология и когнитивная наука¹.

Одна из целей этих дисциплин заключается в том, чтобы выявить скрытые резервы человеческого мозга, повысить творческую продуктивность интеллектуальных работников.

Суть вопроса состоит в следующем. Разработчики технических и социальных проектов, интеллектуальные работники — это живые люди, обладающие мозгом, возможности которого, хотя и велики, но тем не менее далеко не безграничны. Таким образом, проблема проектирования — это не только техническая, но и человеческая, познавательная, т. е. когнитивная проблема.

Под когнитивным фактором в данной книге понимаются познавательные, интеллектуальные, мыслительные, творческие аспекты деятельности ученых, специалистов и учащихся. Чем сложнее объект технического и социального проектирования, тем важнее делать акцент на необходимости тщательного учета когнитивных характеристик деятельности людей. Академик П. Симонов подчеркивает: для разработчиков систем “чрезвычайно важно знание правил, следуя которым живой мозг воспринимает, обрабатывает, фиксирует и использует вновь полученную информацию. Сведения о таких правилах, выявленных в эксперименте, поставляет когнитивная психология”.

Использование названных правил позволяет получить практический результат — повысить производительность умственного труда.

ПОЧЕМУ ЛЮДИ НЕ ИНТЕРЕСУЮТСЯ СОБСТВЕННЫМ МОЗГОМ?

В последние два десятилетия в нейробиологических и психологических исследованиях были получены новые и чрезвычайно важные сведения о работе мозга. Они открывают путь к революционным преобразованиям интеллектуального труда, создавая предпосылки для кардинального повышения его знаниепорождающей творческой продуктивности. Фактически мы находимся на пороге стратегической реформы интеллектуального труда, обещающей включение в созидательную работу новых мощных резервов человеческого мозга и интеллекта. Но эти результаты в силу известных междисциплинарных барьеров пока еще не стали достоянием проектировщиков, инженеров и программистов, разрабатывающих сложные технические и социальные системы. В итоге создалось парадоксальное положение. Поясним ситуацию на примере.

Программированием занимаются люди, обладающие мозгом. Однако до сих пор языки, методы и теории программирования строились без учета конструкции мозга. Невозможно максимизировать творческую продуктивность мозга программистов, не учитывая его конструкцию. Следовательно, традиционные способы создания языков и технологий программирования, игнорирующие конструкцию мозга, являются устаревшими и неэффективными.

Думается, этот вывод справедлив и в других случаях. Игнорирование закономерностей работы мозга, недостаточное внимание к когнитивным вопросам приводит

к неприятным последствиям: взаимному непониманию между соавторами сложных проектов, серьезным заблуждениям в научном познании, крупным научно-техническим просчетам, устранение которых требует значительных материальных издержек (связанных с дорогостоящими конструкторскими доработками и трудоемкими переделками программного обеспечения), а также к ощутимому снижению результирующей производительности труда разработчиков и других участников технических и социальных проектов.

Наука о человеческих факторах называется эргономикой. Когнитивные проблемы — важная часть эргономики. Чтобы вычленить когнитивную группу среди других эргономических вопросов, иногда употребляют термины “когнитивная эргономика” и “когнитивно-эргономические проблемы”.

СТАНЕТ ЛИ ДРАКОН ЧЕМПИОНОМ МИРА

ПО КРИТЕРИЮ “ПОНИМАЕМОСТЬ АЛГОРИТМОВ”?

Данная книга имеет сугубо практический характер. Ниже будет показано, что когнитивный подход — это рабочий метод, дающий полезные плоды: улучшение понимаемости алгоритмов и программ, проектов и технологий, повышение производительности сложного интеллектуального труда. Мы постараемся обосновать этот тезис, постепенно раскрывая особенности языка ДРАКОН.

Как и все прочие языки, ДРАКОН опирается на математику и логику. Однако сверх того, он самым тщательным образом учитывает когнитивные вопросы. Благодаря систематическому использованию когнитивно-эргономических методов ДРАКОН приобрел уникальные эргономические характеристики. Можно предположить, что в будущем ДРАКОН сможет претендовать на звание чемпиона по критерию “понимаемость алгоритмов и программ” (в классе императивных языков)¹.

ДРАКОН можно определить как общедоступный визуальный язык, предназначенный для описания структуры деятельности, для систематизации, структуризации, наглядного представления и формализации императивных знаний, а также для проектирования, программирования, моделирования и обучения. Это универсальный межотраслевой язык делового мира, служащий для описания научно-технических, медицинских, биологических, экономических, социальных, учебных и иных задач. ДРАКОН позволяет упорядочить и представить решение любой, сколь угодно сложной императивной (процедурной, деятельностной, технологической, рецептурной, алгоритмической) проблемы в виде наглядных чертежей, выполненных по принципу “взглянул — и сразу понял!”

Человечность языка ДРАКОН, стремление создать максимальный комфорт для работы человеческого мозга, всемерная забота о повышении творческой продуктивности персонала позволяет надеяться, что ДРАКОН получит самое широкое применение в народном хозяйстве, бизнесе, обороне, науке и системе образования. Используя не просто наглядные, а предельно наглядные формы представления знаний, облегчая работу мозга, ДРАКОН обеспечивает заметный рост производительности интеллектуального труда.

В основе языка ДРАКОН лежит идея когнитивной формализации знаний, позволяющая сочетать строгость логико-математической формализации с точным учетом когнитивных (познавательных) характеристик человека. В результате удалось кардинальным образом упростить и облегчить процедуру описания структуры деятельности, формализацию профессиональных знаний специалистов, стандартизовать ее и сделать пригодной для массового практического использования. Это в равной степени касается как компьютерной, так и “бескомпьютерной” интеллектуальной деятельности людей.

Таким образом, основная цель создания языка ДРАКОН — обеспечить качественный скачок в повышении продуктивности сложного интеллектуального труда за счет увеличения интеллектуальной производительности человеческого мозга, выявления и более полного использования резервов человеческого интеллекта, создания когнитивных предпосылок для существенного повышения эффективности информационных технологий.

НА КОГО РАССЧИТАН ЯЗЫК ДРАКОН?

Язык в равной степени рассчитан на четыре категории лиц:

• на людей, совершенно не знакомых (или слабо знакомых) с программированием и вычислительной техникой: механиков, электриков, комплексников, прибористов, испытателей, физиков, химиков, геологов, биологов, медиков, агрономов, экономистов, юристов, психологов и т. д.;
• на профессиональных программистов, математиков и разработчиков вычислительной техники, в том числе на специалистов по операционным системам, системному и прикладному программированию, а также микропрограммированию (для персональных, универсальных, управляющих и бортовых компьютеров);
• на школьников и студентов;
• на руководителей многих уровней, желающих за минимальное время уяснить суть сложных проблем.

ПЕРЕЧЕНЬ ЗАДАЧ, РЕШАЕМЫХ С ПОМОЩЬЮ

ЯЗЫКА ДРАКОН

Язык ДРАКОН может быть использован при решении следующих задач:

• описание структуры человеческой деятельности;
• наглядное представление императивных знаний в любых областях народного хозяйства, науки и образования;
• описание концептуальных решений и императивных моделей;
• проектирование алгоритмов и программ;
• разработка алгоритмов и программ;
• проектирование технологических процессов;
• описание любых технологий (промышленных, сельскохозяйственных, медицинских, педагогических, управленческих и т. д.);
• описание процесса проектирования;
• описание процессов функционирования дискретных систем и приборов, в том числе интеллектуальных систем;
• описание исходных данных на разработку систем автоматизированного проектирования и систем автоматизации научных исследований;
• описание процесса решения математических задач;
• описание диалога и взаимодействия человека-оператора и машины (пульта управления);
• описание процесса проверки и поиска неисправностей;
• решение задач диагностики в любых предметных областях;
• разработка микропрограмм;
• описание процесса функционирования организаций и предприятий;
• автоформализация профессиональных знаний ученых, конструкторов, математиков, врачей, юристов, агрономов, психологов, операторов и т. д.;
• решение учебных задач: обучение навыкам алгоритмизации, программирования и автоформализации знаний в предельно сжатые сроки.

Как уже говорилось, функциональным аналогом ДРАКОНА являются схемы действий и схемы деятельности. ДРАКОН способен выполнять все функции последних (обратное неверно). Поэтому перечень можно продолжить, включив в него задачи, решаемые схемами действий. Это позволит описать некоторые функции ДРАКОНА с помощью терминов, характерных для американской литературы:

• стратегический обзор функций корпораций (strategic overview of corporate functions);
• описание логических отношений между процессами (logical relationship among processes);
• описание укрупненной структуры программ (overall program structure);
• описание детальной логики программ (detailed program logic);
• полная декомпозиция программ (ultimate decomposition), начиная от укрупненной логики и кончая деталями кода, что в равной мере полезно при проектировании как сверху вниз (top-down design), так и снизу вверх (bottom-up design);
• проектирование программ до последнего момента может вестись независимо от языка и лишь на последнем этапе осуществляется переход к нужному языку;
• обучение конечных пользователей, стимулирующее их анализировать и проектировать детальную логику процессов (detailed process logic);
• описание процедур организационного управления (management procedures);
• описание компьютерных методологий (computer methodologies);
• описание методологий информационной техники (methodologies of information engineering).

Как видно из этого списка, ДРАКОН обладает свойством универсальности, оказываясь полезным при решении широкого круга разноплановых задач. Благодаря этому ДРАКОН выполняет функцию универсального языка делового общения и взаимопонимания для специалистов различных специальностей. Кроме того, ДРАКОН существенно облегчает процесс формализации знаний, открывая новые возможности для повышения уровня автоматизации при проектировании и эксплуатации сложных объектов.

ВЫВОДЫ

1. Традиционные цели и методы создания искусственных языков, в частности языков программирования, следует признать во многом устаревшими.
2. Последние исследования в области нейробиологии, психологии, когнитивной науки и эргономики позволили получить новые и чрезвычайно ценные сведения о работе мозга, которые можно и нужно использовать при разработке нового поколения языков с целью повышения продуктивности человеческого мозга.
3. В настоящее время отсутствует продуманная стратегия, направленная на устранение междисциплинарных барьеров, преследующая цель вооружить разработчиков искусственных языков нового поколения глубокими знаниями в области наук о человеке, человеческом факторе и человеческом интеллекте. Этот недостаток нужно как можно скорее устранить.
4. Концепция искусственных языков нового поколения опирается на междисциплинарный подход и коренным образом изменяет традиционные представления о назначении искусственных языков и наборе приоритетных требований к ним. Во главу угла ставятся гуманитарные вопросы и требования, которые должны быть соответствующим образом детализированы.