NASZA POLITECHNIKA


Poniżej prezentujemy wykład wygłoszony podczas inauguracji roku akademickiego 2000/2001 na Wydziale Mechanicznym Politechniki Krakowskiej.

Kolegium Redakcyjne

Zbigniew Polański

INFORMATYKA - DZIEŃ DZISIEJSZY I PRZEWIDYWALNE JUTRO (cz. I)

Komputer nie jest jedynie zaawansowanym kalkulatorem, kamerą czy pędzlem; jest raczej urządzeniem, które przyspiesza i poszerza nasze procesy myślowe.
(W. Daniel Hillis)

Promocja wykształcenia

    Rokrocznie, wczesną jesienią, Kraków się zmienia; zwłaszcza widoczne jest to na Starym Mieście - wszędzie pełno młodych ludzi; to studenci krakowskich uczelni. Kraków w ogóle się zmienił, dawne miasto z galicyjskimi tradycjami, sięgającymi czasów cesarza Franciszka Józefa, odeszło wraz z pokoleniami emerytów. Socjalistyczny eksperyment z Hutą im. Lenina nie powiódł się, a huta przyjęła szacowne imię Sendzimira; zaś na drodze do Nowej Huty, w Czyżynach zlokalizowano Wydział Mechaniczny Politechniki Krakowskiej.
    Tym, co zmienia Kraków, jest właśnie studiująca młodzież: tysiącami powracają tu "starzy" studenci, ale i pojawiają się pierwszoroczniacy. To oni będą w pierwszych dniach studenckiego życia wędrować po Starym Mieście, może wejdą na ulicy Floriańskiej do McDonalda - nie wiedząc nawet, iż tuż obok jest słynna Jama Michalikowa z tradycjami kabaretu "Zielony Balonik" skostniałymi w rutynie lekcji z języka polskiego i wypartymi nieodwołalnie przez talk-show.
    Jesienią w sklepach trwa wyprzedaż, a na uczelniach od wiosny przez cały rok trwa promocja osobliwego towaru nazywanego - wykształceniem. Uczelnie promują nowe kierunki i specjalności. Cena edukacji jednak nie maleje. Powstają pytania: Dlaczego - szczególnie w ostatnich latach - wzrósł popyt na osobliwy towar nazywany wiedzą i umiejętnościami, którego posiadanie nazywa się wykształceniem? Dlaczego tak wielu chce go kupić - płacąc trudem i kosztami 5-letnich studiów?
    Przyczyny są różne; nie jest to już jednak snobistyczny urok kilku literek przed nazwiskiem: inż., mgr, dr itd. Ostatecznie można sobie sprawić tablicę rejestracyjną samochodu z napisem MGR. Sądzę, że wreszcie powstała i utrwala się - powszechna w cywilizowanym świecie - zależność między posiadanym wykształceniem a pracą zawodową i - dlaczego tego jasno nie powiedzieć - przyszłą sytuacją finansową. Oczywiście jest to zależność statystyczna, tzn. przeciętnie tak jest, ale znane są przypadki ludzi bardzo bogatych, o których trudno powiedzieć, iż są wybitnie wykształceni i odwrotnie: są ludzie wykształceni, lecz niemajętni. Szczegółową analizę pozostawmy socjologom, dla nas ważne jest jedno, dostrzeżone ostatnio i udokumentowane stwierdzenie, iż nie każde studia wyższe zapewniają automatycznie dobrą pracę zawodową w przyszłości.
    Rynek pracy ulega zmianie, niedawno dużym uznaniem cieszyły się kierunki, jak: zarządzanie, marketing itp., w roku 2000 - chyba większym informatyka. I to w krajach Unii Europejskiej (np. Niemcy) i USA. Dotyczy to również krajowego rynku pracy. Wystarczy przeczytać ogłoszenia (autentyczne!), np.: poszukiwany analityk - projektant, wymagana znajomość narzędzi CASE i UML, systemów rozproszonych itd. I jeszcze jedno - rynek pracy nie ceni wyłącznie informatyków teoretyków, którzy świetnie poradzą sobie z problemami algorytmów rekurencyjnych odniesionych do przykładu Wież Hanoi. Poszukuje się przede wszystkim fachowców w określonej dziedzinie techniki czy ogólniej - gospodarki (e-biznes), którzy perfekcyjnie stosują metody informatyki. Innymi słowy, dominuje informatyka stosowana, a jeżeli mają to być techniczne zastosowania informatyki - to propozycję takiego właśnie wykształcenia zapewniają wszystkie kierunki i specjalności Wydziału Mechanicznego. Kształcimy inżynierów specjalistów z określonej dziedziny, z równoległą umiejętnością stosowania metod informatyki.
    Podam tylko jeden wyjątkowo aktualny przykład, wyjaśniający istotę zagadnienia - stadion igrzysk olimpijskich w Sydney zaprojektował i zbudował polski inżynier Edmund Obiała. Niewątpliwie dysponował komputerami, ale to nie one zdecydowały o powodzeniu, lecz posiadana przez niego wiedza i umiejętności; notabene kształcił się na WSI w Bydgoszczy i Politechnice Poznańskiej i to w okresie "przedkomputerowym", gdyż z Polski wyjechał w 1980 r.
    Jak wielu z nas i mnie fascynują możliwości komputerów - mówię jednak z pełnym przekonaniem: komputer stanowi jedynie doskonałe narzędzie użytkowane przez inżyniera XXI w., a jego opanowanie stanowi obecnie podstawowy czynnik wspomagający stosowanie wiedzy specjalistycznej w każdej dziedzinie techniki.

Technologia informacyjna - dzień dzisiejszy

    Może to zaskakujące, ale informatyka dnia dzisiejszego to formalnie już raczej nie ... informatyka. Obecnie nie tylko wśród specjalistów, ale i powszechnie w mediach, a zwłaszcza prasie, używa się skrótu IT (lub jak chcą niektórzy: TI) - od technologia informacyjna (Information Technology), np. spółki IT, branża IT itp. Technologia informacyjna stanowi połączenie informatyki i telekomunikacji; stosuje się również określenie: teleinformatyka.
    Bardzo trudno wskazać cechy ogólne charakteryzujące technologię informacyjną dnia dzisiejszego. Zaryzykuję jednak twierdzenie, iż są to następujące cechy:

  1. Uniwersalność zastosowań - obecnie elementy teleinformatyki są dosłownie wszędzie: od promu kosmicznego i sondy na Marsie do elementów życia codziennego - telefon komórkowy, samochód, bankomat itd.; nawet mój pies ma szansę na wszczepienie chipa identyfikacyjnego.
  2. Szczególnie duża szybkość zmian metod i środków technicznych teleinformatyki; przykładów dziesiątki - wskażę jedynie na dwa: komputer osobisty i Internet (informatyka) oraz telefon komórkowy (telekomunikacja); notabene, ostatnio łączą się wzajemnie.

    Uzasadniając powyższe stwierdzenia, należy eksponować fakty zaistniałe w obszarze współczesnej technologii informacyjnej. Zacząć jednak należy od wyjaśnienia, iż komputera nie należy identyfikować wyłącznie z komputerem osobistym, tzw. pecetem (PC - Personal Computer). Komputery osobiste są niesłychanie rozpowszechnione i ważne, ale to nie one decydują wyłącznie o zastosowaniach technologii informacyjnej. Tak jak w motoryzacji - transport samochodowy nie opiera się wyłącznie na samochodach osobowych, tak i zastosowania teleinformatyki nie bazują jedynie na pecetach. Spójrzmy z historycznej perspektywy: pierwsze komputery były ogromnymi urządzeniami; przykładowo ENIAC (The Electronic Numerical Integrator and Computer) - uruchomiony w 1946 r. - ważył około 30 ton! Ten nurt ewolucji komputerów doprowadził w pewnym okresie do superkomputerów. Przykładami - już raczej historycznymi - mogą być superkomputery Cray (np. wieloprocesorowy Cray
Y-MP z 1982 r.) lub tzw. maszyna konekcyjna Daniela Hillisa (1985 r. - 65536 procesorów!). Obecnie nadal powstają nowe, unikatowe konstrukcje superkomputerów, pełniących istotną rolę w zaawansowanych badaniach (głównie symulacja komputerowa: aerodynamika lotnicza, meteorologia itp.). Równolegle fascynującą karierę zrobiły - zrodzone podobno w garażu Stevena Jobsa i Stephena Wozniaka - komputery osobiste.
    Aż wierzyć się nie chce, iż IBM nie pałał początkowo entuzjazmem do komputerów. Thomas J. Watson (jr) tak opisuje wrażenia po obejrzeniu pierwszego komputera: "Co za niezgrabna maszyna. Do niczego się nie nadaje" (T. J. Watson jr., P. Petre: "Ojciec i syn. Tak powstawał IBM". Iskry 1990, s. 121).
    Szybko jednak zrozumiano błąd i od początku lat 80. rusza produkcja. Model IBM PC XT powstał w 1983 r., jest więc rówieśnikiem wszystkich osób zaczynających studia w roku akademickim 2000/2001. Ostatecznie dzień dzisiejszy charakteryzują dwa główne typy komputerów:

    Sieci komputerowe - to dominująca technika współczesnej teleinformatyki. Zaczęło się od spostrzeżenia, iż nonsensem jest wyposażanie każdego autonomicznego komputera w drukarkę; taniej jest połączyć wszystkie komputery z jedną drukarką. Szybko też zauważono korzyści, jakie daje wzajemna komunikacja pomiędzy pracownikami jednej skomputeryzowanej firmy. Tak narodziła się lokalna sieć komputerowa (LAN) - zapewniająca współużytkowanie zasobów, tj. sprzętu i oprogramowania oraz wzajemną komunikację. Dalsze kroki były oczywiste: sieci typu LAN rozrastały się i stopniowo objęły obszar miast (MAN) i krajów. I tak doszliśmy do rozległej sieci globalnej (WAN) i jej reprezentacyjnego, największego i najpopularniejszego osiągnięcia - Internetu. Nie będę wskazywał, jak powstał Internet, ani też czym on jest obecnie; przecież wielu uczniów szkół średnich korzysta z Internetu, zaś nauczyciele, lecz tylko ci bardziej konserwatywni, nie wiedzą nawet, jak wiele gotowców można ściągnąć z Internetu (znamienny adres: www.sciaga-online.pl). Myślę, że jest to jedynie adres przejściowy, gdyż niesłychanie szybko rozwija się edukacja. Oznacza to zasadniczy zwrot: olbrzymich zasobów współczesnej wiedzy nie należy już opanowywać pamięciowo, należy jedynie wiedzieć, że ona istnieje i umieć do niej dotrzeć. A potem - i to jest najważniejsze - umieć wykorzystać posiadane informacje. Paskudna zasada 3Z (zakuć, zdać, zapomnieć) ulega modyfikacji: Z - znaleźć (informację), Z - zrozumieć, Z - zastosować. Takie stanowisko prezentowane jest m.in. w syllabusie "Matura z matematyki 2002"; tylko dlaczego - a wiem to od wnuczki - cieszą się ci, których jeszcze ona nie dotyczy, a martwią ci, którzy będą ją zdawać? Właściwym powodem do zmartwienia powinno być raczej to, że komputerów w szkołach jest jeszcze zbyt mało. W USA ponad 46 mln uczniów kształconych jest przez prawie 3 mln nauczycieli, lecz jeden komputer przypada tam tylko na sześciu uczniów. Odpowiednio np. w Estonii 25 uczniów na jeden komputer, a w Polsce statystycznie aż 54 uczniów usiłuje korzystać z jednego komputera.
    Opanowanie komputera to umiejętność praktyczna, uzyskiwana indywidualnie przez bezpośredni kontakt. Nie można się tego nauczyć tylko teoretycznie, tak jak nie można teoretycznie, nie wchodząc do wody, nauczyć się pływać, tym bardziej że z komputerami będzie jak z czytaniem i pisaniem - nie uda się ich ominąć.
    Podobna jest zresztą sytuacja w telekomunikacji - kilka ostatnich lat spowodowało wprost eksplozję telefonów komórkowych. Rozmowy i SMS (Short Message Service) stały się czynnością banalną, lecz i tu bliski jest wielki mariaż telefonu i Internetu. Trzecia generacja telefonii: UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) - wywodzący się z systemu GSM - już staje się faktem. Transmisja danych z szybkością nawet niewielu megabitów na sekundę wprowadza nas w świat multimedialnych usług internetowych.
    Prezentując dzień dzisiejszy technologii informacyjnej chciałbym zwrócić uwagę na to, iż sieci komputerowe umożliwiły powstanie i rozwój - mało znanych, nawet przez tych, którzy nie stronią od komputerów - tzw. systemów rozproszonych (distributed system). W klasycznej sieci komputerowej każdy użytkownik korzysta, w danym czasie, z własnego oprogramowania, np. edytora tekstu, arkusza kalkulacyjnego itp. - łącznie z systemem operacyjnym, będącym z reguły systemem z jednym procesorem centralnym. Zapewniony jest dostęp do wspólnych zasobów sieci komputerowej i komunikacja wzajemna jej użytkowników; w tym z wykorzystaniem Internetu. Można nawet pracować zdalnie na innym komputerze (Telnet) - nadal jednak widoczna jest ziarnista struktura autonomicznych komputerów, połączonych w sieć komputerową. Inaczej w systemie rozproszonym - komputery nadal są połączone w sieć, jednak zupełnie inne jest oprogramowanie. Nie wnikając w szczegóły, oprogramowanie rozproszone - ewentualnie też współbieżne - stwarza użytkownikowi obraz jednego, spójnego systemu - wirtualnego komputera, pomimo iż w rzeczywistości - sam o tym nie wiedząc - używa różnych komputerów rozproszonych gdzieś w różnych częściach kraju czy nawet świata. Warto o tym wiedzieć, gdyż większość profesjonalnych zastosowań teleinformatyki oparta jest, i będzie, właśnie na systemach rozproszonych.
    Techniki teleinformatyczne, a przede wszystkim komputery, sieci komputerowe z Internetem włącznie, systemy rozproszone itp. - stwarzają podstawę rozległych i uniwersalnych zastosowań technologii informacyjnej. Dzisiaj coraz trudniej już wskazać dziedzinę pozbawioną obecności komputerów. W Dubaju (Zjednoczone Emiraty Arabskie) podobno nawet wyrzuca się z pracy urzędników odmawiających urzędowania z wykorzystaniem Internetu. Prawie wszystkie ważniejsze obszary naszego życia zaczyna poprzedzać mała litera "e" - jak elektroniczny (electronic), np. znany już e-mail i dalej: e-business, e-commerce, a nawet: e-book, itd. Smutno będzie jednak, gdy ograniczymy się jedynie do e-kiss. Równolegle rozpowszechnił się akronim CA - oznacza on "komputerowe wspomaganie" (Computer Aided). Inżynierowie wspomagają komputerowo projektowanie (CAD - CA Design) i wytwarzanie (CAM - CA Manufacturing lub CIM - Computer Integrated Manufacturing). Zarządzanie gospodarką wspomagane jest przez systemy CADM (CA Decision Making), ułatwiające podejmowanie decyzji techniczno-finansowych. Konkretnie można tu przykładowo wymienić systemy oferowane w Polsce: R/3 (SAP - Niemcy), System 21 (JBA - Wielka Brytania), Triton-Baan IV (Baan - Holandia), Oracle Applications (Oracle - USA) i inne.
    W edukacji rozwijane są systemy CAE (Computer Aided Education) - komputerowe wspomaganie edukacji; a uczniowie i studenci stosować powinni CAL (CA Learning) do wspomaganego komputerowo uczenia się, zwłaszcza języków obcych. Są jeszcze inne systemy, których raczej nie można kupić, myślę tu o systemach militarnych. Najświeższym przykładem jest projektowany - wstrzymany chwilowo przez prezydenta Billa Clintona - system obrony przeciwrakietowej NMD (National Missile Defence). Szczególne protesty wzbudzają systemy naruszające prywatność obywateli. Przejaskrawioną wizję tego, co może się zdarzyć w przyszłości, pokazuje film "Wróg publiczny", poważnie rzecz ujmując - można np. wskazać na przygotowywany przez FBI system przechwytywania korespondencji w Internecie (Carnivore) i to nie tylko w formie e-maili, ale i w postaci podsłuchiwania IRC i ICQ, Usenet, FTP itd.
    Można przytaczać wiele przykładów zastosowań informatyki - w wielu różnych obszarach współczesnej cywilizacji. Można i należy jednocześnie wskazywać na powstające równolegle zagrożenia. Przykładowo wymienię skutki błędów popełnianych przez komputery - od błędów w procesorze (Pentium) do poważnych katastrof rakiet kosmicznych. Zachwycając się możliwościami Internetu, należy podkreślić za prof. R. Tadeusiewiczem - jego ciemne strony, w tym tzw. smog informacyjny. Należy też zauważyć, iż wielu ludzi może nie odnaleźć się w nowym, elektronicznym świecie; nie wszyscy są intelektualnie przygotowani do ciągłych zmian wymagających nieustannego kształcenia. Wypadną z gry i swój gniew mogą zwrócić przeciwko komputerom - jak kiedyś w historii zwrócono się przeciwko maszynom mechanicznym. Czy należy im chirurgicznie wszczepiać chip-implanty, zapewniające stałe, komputerowe stymulowanie mózgu? Przecież istnieją już elektroniczne stymulatory serca.
    Należy zawsze pamiętać, iż rozwój technik teleinformatycznych dokonuje się w tempie niespotykanym w historii techniki. Przykładów jest wiele - ograniczę się do dwóch: procesor i pamięć komputera. W pierwszej połowie lat 80., wyposażając instytutowe laboratorium na Politechnice Krakowskiej w komputer osobisty IBM XT, z wielką estymą oceniałem jego potencjał: procesor z zegarem ca 5 MHz, 640 KB RAM i dysk twardy - o ile pamiętam - 10 MB. Dzisiaj każdy z tych parametrów należy pomnożyć - co najmniej - przez 100, a nawet 1000! To szalone tempo rozwoju teleinformatyki w pełni upoważnia do stwierdzenia: Będzie coraz - i tu się trochę waham - lepiej, czy jednak na pewno, a może również: gorzej?
    Miejmy nadzieję, że jednak: lepiej!