Levan Imnaishvili: კომპიუტერული ინჟინერია

რატომ უნდა დავეუფლოთ კომპიუტერულ ინჟინერიას?

ლევან იმნაიშვილი, საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის კომპიუტერული ინჟინერიის დეპარტამენტის უფროსი

შუმერებიდან დაწყებული, ადამიანს ყოველთვის ქონდა თვლისკენ მისწრაფება, რამაც საბოლოო ჯამში მიიყვანა მათემატიკის მეცნიერების ჩამოყალიბებამდე. პირველ რიგში, ეს განპირობებული იყო სამეურნეო საქმიანობით, იქნებოდა ეს მიწის აზომვა თუ ვაჭრობა. ქურუმებისათვის მნიშვნელოვანი იყო ასევე ასტრონომიის ცოდნა, რაც რთულ მათემატიკურ გათვლებთან იყო დაკავშირებული. ცხადია, მათემატიკური ცოდნის გარეშე შეუძლებელი იქნებოდა ძველი ცივალიზაციების მიერ დატოვებული განსაცვიფრებელი ნაგებობების დაპროექტება და მშენებლობა. ყოველივე ამან განაპირობა ადამიანის სწრაფვა მანქანების საშუალებით გაემარტივებინა გონებრივი შრომა, მეტი სიზუსტე მიეცა ამ საქმიანობისათვის, შეემცირებინა დროითი დანახარჯები.

დღევანდელ კომპიუტერებს ბევრი რამ შეუძლიათ: დაამუშაონ გამოსახულება თუ ხმა, დაამუშაონ სამედიცინო სიგნალები თუ მართონ ფრიად რთული ტექნოლოგიური პროცესები, ხელოვნურ ინტელექტში უკვე მიღწეულია შთამბეჭდავი წარმატებები. მიუხედევად იმისა, რომ ისინი ასრულებენ ძალიან რთულ გამოთვლებს და მონაცემთა გარდაქმნებს, მათი ქმედება დაიყვანება ძალიან მარტივ არითმეტიკულ და ლოგიკურ გარდაქმნებზე. ეს გამოწვეულია არითმეტიკული და ლოგიკური გარდაქმნების ტექნიკურ ბაზისში „გადატანის“ თავისებურებებით. სწორედ ამით არის განპირობებული, რომ კომპიუტერების ფუნქციონირებას საფუძვლად უდევს ორობითი არითმეტიკა და ბულის ალგებრა.

დღეისათვის, ძნელია დავასახელოთ ადამიანის საქმიანობის ისეთი სფერო, სადაც არ გამოიყენება კომპიუტერი. უფრო ზუსტი რომ ვიყოთ, ადამიანის საქმიანობის ყველა სფერო შეიძლება გადატანილი იქნას გამომთვლელ მანქანებში, თუ შესაძლებელია დაწერილი იქნას ამ პროცესის ალგორითმი, ანუ მეცნიერების დღევანდელი გადასახედიდან თუ ვიცით პროცესის ფიზიკური არსი. თუ არსებულ გამოკვლევებს დავუჯერებთ, გვარწმუნებენ, რომ მაგალითად, „სიძულვილის“ ან „სიყვარულის“ გრძნობა არის ქიმიური პროცესი, რომელიც ადამიანის ორგანიზმში მიმდინარეობს. გამოდის, რომ შესაძლებელია მოსიყვარულე მოაზროვნე მანქანის შექმნა.

კომპიუტერული ინჟინერია მოწოდებულია შეისწავლოს ინფორმაციის (მონაცემების) გარდაქმნის ფიზიკური გარემო, ანუ უშუალოდ მოწყობილობები და მათი მოქმედებაში მოყვანის პროგრამული საშუალებები. ამ ლოგიკით კომპიუტერული ინჟინერიის ისტორია სათვლელი მოწყობილობების ისტორიიდან იწყება.

აქ არ შევუდგებით კომპიუტერული ტექნიკის განვითარების ისტორიის განხილვას, მაგრამ ვიტყვით რომ მან განვლო განვითარების მრავალსაუკუნოვანი გზა და ჩვენ დაგვიტოვა შთამბეჭდავი შემოქმედება ისეთი მასშტაბური მოაზროვნებისა, როგორებიც იყვნენ: ლეონარდო და ვინჩი, ბლეზ პასკალი, ჯონ ნეპერი, ჩარლზ ბებიჯი, ჯონ ფონ ნეიმანი,სტივ ჯობსი და სხვები და სხვები. დღესაც აგრძელებენ საქმიანობას ცოცხალი ლეგენდები გორდონ მური და სტივ ვოზნიაკი. სახეზე გვაქვს გასული საუკუნის მეორე ნახევრიდან დაწყებული საკაცობრიო ცვლილებები, რომლებიც განახორციელა კომპიუტერებმა. მათ შეძლეს სამყაროს შეცვლა. ძნელია იმის წარმოდგენა, რომ არა კომპიუტერული ტექნოლოგიები, როგორ წარიმართებოდა თანამედროვე ცივილიზაციის განვითარება. ასევე წარმოუდგენელია დღევანდელი ყოფა ინტერნეტის გარეშე, რომელიც ვალშია კომპიუტერულ ინჟინერიასთან, რამდენადაც მან შექმნა ინტერნეტის განვითარების საფუძველი – აპარატურული და პროგრამული საშუალებები.

რა გვაქვს დღეს?

უსაზღვრო მოცულობის ინფორმაციის უსაზღვრო მანძილზე გადაცემა და უსაზღვრო სისწრაფით დამუშავება. მიუხედავად ამისა, ამ მიმართულებით მუშაობა გრძელდება და ვესწრაფვით: გაიზარდოს კომპიუტერების ინტელექტუალური შესაძლებლობები და მონაცემთა დამახსოვრების მოცულობები, გაიზარდოს სწრაფქმედება როგორც ფიზიკური ელემენტების, ასევე სისტემების დონეზე.

კომპიუტერის ინტელექტუალური და მეგობრული ურთიერთობა ადამიანთან. დღევანდელი კომპიუტერული სისტემები იმდენად მეგობრულია ადამიანის მიმართ, რომ ახალგაზრდებს, რომლებიც დღეს იწყებენ მოღვაწეობას ამ სფეროში, სხვანაირად ვერცკი წარმოუდგენიათ. ჩემი თაობის სპეციალისტებმა კი კარგად იციან, რომ ასეთი ეფექტის მიღწევას დასჭირდა მრავალი თაობის მკლევართა მუშაობა და უსაზღვროდ დიდი მატერიალური დანახარჯები.

სულ უფრო დახვეწილი და მგრძნობიარე გადამწოდები. ამ გადამწოდების გამოყენებით და ციფრულ ტექნოლოგიებზე დაყრდნობით იქმნება ტექნოლოგიური პროცესის მართვის სისტემები, რომლებიც ამაღლებენ შრომის ნაყოფიერებას და არიან გარანტი იმისა, რომ წარმოებული პროდუქცია იქნება მაღალი ხარისხის. ახალი ტიპის გადამწოდები დამყარებული ახალ ფიზიკურ ეფექტებზე საშუალებას იძლევიან დამუშავებული იქნას ინტელექტუალური მოწყობილობები ისეთი ამოცანების გადასაწყვეტად, რომელთა ავტომატიზაცია მანამდე თავში არავის მოსდიოდა ფანტასტიკის სფეროშიც კი.

კომპიუტერული ინჟინერიის დარგში, პირველ რიგში, ფასობდა სპეციალისტის პროფესიული ცოდნა და სასურველი იყო აგრეთვე, რომ სპეციალისტს ქონებოდა კრეატიული აზროვნების უნარი წამოჭრილი ახალი ამოცანების არაორდინალურად გადაწყვეტისათვის. დღევანდელ შრომით ბაზარზე კონკურენციის პირობებში უფრო მეტად ფასობს და წინა პლანზე წამოვიდა ადამიანის ინოვაციური უნარები. ეს სრულებით არ ნიშნავს, რომ გენერირებული იდეის ხორცშესხმისათვის ტექნიკური დარგის ცოდნა არ არის საჭირო. საჭიროა და კიდევ უფრო საჭირო, თუნდაც იმისათვის, რომ გენერირებული იდეა წარმოებამდე რაც შეიძლება სწრაფად მივიყვანოთ.

მიუხედავად იმისა, რომ დღეისათვის კაცობრიობამ ბევრი რამ მიაღწია კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარების სფეროში, შეიძლება გაგვიკვირდეს, მაგრამ გასაკეთებელი კიდევ უფრო მეტია.ეს მომავალი თაობისთვის ყველაზე დიდი გამოწვევაა, ახალმა თაობამ უნდა შექმნას კომპიუტერული ტექნოლოგიების ხვალინდელი დღე.ახალი თაობის წარმოდგენები და ფანტაზიები, ახალი თაობის დამოკიდებულება გარემოს მიმართ განსაზღვრავს რა მიმართულებებით განვითარდებაციფრული ტექნოლოგიები.

რა იქნება ხვალ?

კომპიუტერული ტექნოლოგიები კიდევ უფრო ფართოდ შეიჭრება ადამიანის ცხოვრებაში: სამუშაო ადგილზე, ყოფაში. ადამიანის ყოფაში ისინი დაიკავებენ ისეთ ადგილს, რაც აქამდე ვერც კი წარმოგვედგინა, რომ მსგავსი საკითხების ავტომატიზაცია შეიძლებოდა. მაგალითისათვის მოვიყვანთ „ჭკვიან სარკეს“, რომელიც ჩახედვისას აღიქვამს ადამიანის ფიზიკურ მდგომარეობას და იძლევა სამედიცინო დასკვნებს, გვაწვდის ახალ ამბებს თუ ამინდის პროგნოზს. მეორე მაგალითი –“ჭკვიანი ქოლგა”, რომელიც თვითონ ახდენს ამინდის პროგნოზს და „გვეუბნება“, რომ დღეს სახლიდან არ გახვიდე ჩემს გარეშეო და ა.შ.

კომპიუტერი გახდება ადამიანის მრჩეველი და „მისი პატრონის“ თანამოაზრე. იგი შეისწავლის ჩვენს ხასიათს, გემოვნებას ამა თუ იმ საკითხის მიმართ და, მაგალითად, ჩვენი გემოვნების შესაბამის სადილს შემოგთავაზებს ჩვენი გემოვნებისათვის მისაღებ ლანდშაფტურ გარემოში, ანუ რა მივირთვათ (გამომდინარე ჩვენი გემოვნებიდან, ფიზიკური მდგომარეობიდან, და ა.შ.) და სად მივირთვათ (სახლში, რესტორანში ჩვენთვის მისაღები პეიზაჟით და ა.შ.).

ჩვეულებრივი საშუალო მოქალაქე გადაწყვეტილებების მიღებაში სრულად იქნება დამოკიდებული კომპიუტერის მიერ შემოთავაზებულ რჩევებზე. კარგია ეს თუ ცუდი? ეს ჩვენი, ადამიანების გადასაწყვეტია, გვინდა თუ არა ასეთი ცხოვრება, შეგვიძლია თუ არა უარი ვთქვათ ტექნოლოგიების ასეთ თავბრუდამხვევ განვითარებაზე. ჯერ–ჯერობით ამ კითხვაზე გამოკვეთილი პასუხი არ ჩანს.

უაოხლოეს წლებში მნიშვნელოვნად შეიცვლება ჩვენი წარმოდგენები პერსონალურ კომპიუტერზე. იგი გახდება მეტად კომპაქტური და სამუშაო ადგილს მთლიანად დაიკავებს დიდი ზომის მონიტორი, შემცირდება კომპიუტერის მეხსიერების მოცულობა, არ იქნება ხისტი დისკო და ა.შ., და გამოთვლითი რესურსი მთლიანად გადაინაცვლებს „ღრუბლებში“. ამდენად, დღევანდელი პერსონალური კომპიუტერის მაგივრად გვექნება „გამტარი“ მოწყობილობა ადამიანსა და „ღრუბელს“ შორის. ასეთი ტექნოლოგიის ჩანასახი დღეს უკვე გვაქვს.

დღევანდელ პერსონალურ კომპიუტერში მოწყობილობა – „დინოზავრებად“ შეიძლება ჩაითვალოს კლავიატურა და მაუსი. კომპიუტერთან ურთიერთობის ეს საშუალებები მნიშვნელოვნად აფერხებს ადამიანი–კომპიუტერის სისტემის წარმადობას. კომპიუტერი სწრაფად ამუშავებს ინფორმაციას, ასევე სწრაფადვე გამოაქვს მონიტორზე შედეგები, მაგრამ ადამიანი ვერ ახერხებს სწრაფად უპასუხოს კომპიუტერს. საგულისხმოა ახალი წამოწყებები: კომპიუტერთან ურთიერთობა ჟესტებით, ხმით, თვალის მოძრაობით და ა.შ. განსაკუთრებით დიდი შედეგებია მოსალოდნელი კომპიუტერისა და ადამიანის ხმით ურთიერთობის საკითხებში.

განსაკუთრებული ყურადღება მიექცევა კომპიუტერის მიერ მოხმარებული ენერგიის შემცირებას. ერთი შეხედვით კომპიუტერი მოიხმარს საკმარისად მცირე ენერგიას, მაგრამ ამ ენერგიას თუ გავამრავლებთ მსოფლიოში არსებულ კომპიუტერებსა და გაჯეტების რაოდენობაზე, მივიღებთ ძალიან შთამბეჭდავ რიცხვს. ასე რომ, მუშაობა უნდა გაძლიერდეს კომპიუტერების „რკინის“ მიერ მოხმარებული ენერგიის შემცირებაზე და ასევე პროგრამირების მხრივაც. ამ მხრივ პერსპექტიულია „ეკოლოგიური პროგრამირების“ კონცეფცია.

მნიშვნელოვანია თანამედროვე კომპიუტერული ტექნოლოგიების ადაპტირება უნარშეზღუდული ადამიანებისათვის. ეს უნდა იყოს ისეთი ტექნოლოგიები, რომ ამ ადამიანებმა თავი იგრძნონ საზოგადოების სრულუფლებიან წევრებად. უნარშეზღუდული ადამიანების ეფექტური ინტერაქციისათვის კომპიუტერთან საჭირო გახდება ახალი ტექნოლოგიების და მოწყობილობების შექმნა.

მნიშვნელოვანი იქნება„კომპიუტერული ჰიგიენის“ განვითარება, რაც გულისხმობს კომპიუტერთან ხანგრძლივი მუშაობით(თუ ურთიერთობით) ადამიანის ჯანმრთელობაზე მიყენებული ზიანის შემცირებას ან პრევენციას.

შეიძლება ითქვას, რომ კომპიუტერული ინჟინერია არის ინტერდისციპლინარული საინჟინრო დარგი, რამდენადაც მას უხდება ადამიანის საქმიანობასთან დაკავშირებული მრავალმხრივი ამოცანების გადაწყვეტა. ამ თვალსაზრისით საკმარისი მოვიტანოთ იმ დარგების არასრული ჩამონათვალი, სადაც ასპარეზი აქვთ კომპიუტერული ინჟინერიის სპეციალისტებს:

· რა თქმა უნდა, კომპიუტერების, ქსელური მოწყობილობების და ციფრულ ტექნოლოგიებზე დაყრდობილი გაჯეტების (მაგალითად, სმარტფონები) წარმოების ინდუსტრია.

· საავტომობილო ინდუსტრია, სადაც დღეისათვის ფართოდ გამოიყენება ციფრული ტექნოლოგიები. კომპიუტერული ინჟინერიის როლი კიდევ უფრო გაძლიერდება ჰიბრიდული და განსაკუთრებით ელექტრომობილების წარმოების მოცულობების გაზრდასთან ერთად.

· დარგები, სადაც საჭიროა ტექნოლოგიერი პროცესების მართვა, იქნება ეს კვების მრეწველობა, მსუბუქი მრეწველობა, მეტალურგია და ა.შ.

· ენერგეტიკის (შეგვიძლია ვიგულისხმოთ ელექტროენერგეტიკა, ბუნებრივი აირი, ნავთობი, წყალი) სფერო, რომელიც უკვე წარმოუდგენელია კომპიუტერული და ციფრული ტექნოლოგიების დახმარების გარეშე.

· საამშენებლო ინდუსტრია, სადაც უკვე ფართოდ იკიდებს ფეხს „ჭკვიანი სახლის“ კონცეფცია.

· საბანკო სფერო, სადაც უკვე საკმაოდ განვითარებულია ციფრულ მოწყობილობებზე დაფუძვნებული საბანკო ტექნოლოგიები.

· საყოფაცხოვრებო ტექნიკა ჩაშენებული მმართველი სისტემებით.

· სამედიცინო ტექნიკა, რომელიც მთლიანად იმართება ციფრული სისტემებით.

· სოფლის მეორნეობის დარგი, სადაც სულ უფრო მეტად გამოიყენება „ჭკვიანი“ მოწყობილობა–დანადგარები.

· და ა.შ. და ა.შ.

აქედან გამომდინარე, კომპიუტერული ინჟინერიის სპეციალისტს უნდა გააჩნდეს ფართო საბაზისო განათლება, რომ სწრაფად შეძლოს მისთვის უცხო დარგში (მაგალითად, საყოფაცხორებო ტექნიკა და ტექნოლოგიები) ადაპტირება და პრობლემების გათავისება.

და ბოლოს, მთავარი კითხვა: რატომ უნდა დავეუფლოთ კომპიუტერულ ინჟინერიას?

იმიტომ რომ:

• 21–ე საკუნის ყველაზე მოთხოვნადი სპეციალობაა.

• ძალიან საინტერესოა–ქმნის იმას, რაც ჯერ შექმნილა.

• იძლევა საკუთარი თავის სწრაფად რეალიზების საშუალებას.

• იძლევა შემოქმედებითი ძიებისათვის ნოყიერ ნიადაგს.