Логика в компьютерных науках

Логика в компьютерных науках

Логика в информатике — это направления исследований и отрасли знания, где логика применяется в информатике и искусственном интеллекте. Логика оказалась гораздо более эффективной в информатике, чем это было в математике[1].

Включаются следующие основные применения:

  • булева логика и алгебра для разработки аппаратного обеспечения компьютеров;
  • доказательное программирование - технология разработки алгоритмов и программ с доказательствами правильности алгоритмов;
  • фундаментальные понятия и представления для компьютерных наук, которые являются естественной областью для формальной логики. Например, семантика языков программирования[3];
  • логика для описания пространственного положения и перемещения;
  • логика для эквивалентного преобразования объектов. Например, λ-исчисление;

Этот список продолжает пополняться.

Содержание

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.

Серьезнейшей проблемой для компьютерных наук и информатики 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.

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 и программистов заключается в том, что они должны уметь писать не только алгоритмы и программы и при этом писать 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 призерами становятся те студенты, которые освоили технику тестирования программ на ЭВМ и составления алгоритмов и программ без ошибок.

См. также

Примечания

  1. Halpern J.Y., Harper R., Immerman N., Kolaitis Ph.G., Vardi M.Y., and Vianu V. On the unususal effectiveness of logic in computer science. — January, 2001.
  2. Roussopoulos N.D. A semantic network model of data bases. — TR No 104, Department of Computer Science, University of Toronto, 1976.
  3. Scott D.S. The lattice of flow diagrams.-- Lecture Notes in Mathematics, 188, Symposium on Semantics of Algorithmic Languages.-- Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 1971, pp.~311-372.
  4. Codd E. F. Relational Completeness of Data Base Sublanguages. In: R. Rustin (ed.): Database Systems: 65-98, Prentice Hall and IBM Research Report RJ 987, San Jose, California, 1972.
  5. Peyton Jones S., Eber J.-M., Seward J. Composing contracts: an adventure in financial engineering. — ICFP 2000
  6. Asperti A, and Longo G. Categories, Types and Structures. Category Theory for the working computer scientist. — M.I.T. Press, 1991 (pp. 1-300)

Литература

  • Вольфенгаген В. Э. Логика. Конспект лекций: техника рассуждений. 2-е изд., дополн. и перераб. — М: АО «Центр ЮрИнфоР», 2004. — 229 с ISBN 5-89158-135-3.



Wikimedia Foundation. 2010.

Поможем написать курсовую<

Полезное


Смотреть что такое "Логика в компьютерных науках" в других словарях:

  • логика в компьютерных науках —         ЛОГИКА В КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУКАХ способы прикладного использования логики, подразделяемые на четыре основных направления. Первое логика как теоретический инструмент при проектировании вычислительных устройств. Второе реализация логических… …   Энциклопедия эпистемологии и философии науки

  • Логика в информатике — Логика в информатике  это направления исследований и отраслей знания, где логика применяется в информатике и искусственном интеллекте. Логика очень эффективна в этих областях[1]. Содержание 1 Область применения …   Википедия

  • логика многозначная —         ЛОГИКА МНОГОЗНАЧНАЯ обобщение классической двузначной логики С2 Логика высказываний), посредством которого к обычным истинностным значениям «истина» и «ложь» добавляются другие истинностные значения. Именно на этом пути была впервые… …   Энциклопедия эпистемологии и философии науки

  • логика высказываний —         ЛОГИКА ВЫСКАЗЫВАНИЙ, пропозициональная логика раздел символической логики, изучающий         сложные высказывания, образованные из простых, и их взаимоотношения. В отличие от логики предикатов, простые высказывания при этом выступают как… …   Энциклопедия эпистемологии и философии науки

  • Логика (философия) — Логика (др. греч. λογική «наука о рассуждении», «искусство рассуждения» от λόγος  «речь», «рассуждение»)  наука о формах, методах и законах интеллектуальной познавательной деятельности, формализуемых с помощью логического языка. Поскольку это… …   Википедия

  • Логика — Гр …   Википедия

  • пропозициональная логика —         ЛОГИКА ВЫСКАЗЫВАНИЙ, пропозициональная логика раздел символической логики, изучающий         сложные высказывания, образованные из простых, и их взаимоотношения. В отличие от логики предикатов, простые высказывания при этом выступают как… …   Энциклопедия эпистемологии и философии науки

  • Комбинаторная логика — направление математической логики, занимающееся фундаментальными  не нуждающимися в объяснении и не анализируемыми  понятиями и методами формальных логических систем или исчислений[1][2]. В дискретной математике тесно связана с λ… …   Википедия

  • философская логика —         ФИЛОСОФСКАЯ ЛОГИКА широкая область логических исследований, требующая философского осмысления основных понятий, применяемых в современной логике, и результатов, полученных средствами символической логики.         На самом деле термин «Ф.… …   Энциклопедия эпистемологии и философии науки

  • Логик — Логика (др. греч. λογική «наука о рассуждении», «искусство рассуждения» от λόγος  «речь», «рассуждение»)  наука о формах, методах и законах интеллектуальной познавательной деятельности, формализуемых с помощью логического языка. Поскольку это… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»