Shimon Schocken: The self-organizing computer course

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Перекладач: Ilya Rozenberg Утверджено: Мирослава Кругляк

So, this is my grandfather,

Це мій дідусь,

Salman Schocken,

Салман Шокен,

who was born into a poor and uneducated family

який народився в бідній і неосвіченій сім'ї

with six children to feed,

що мала годувати шістьох дітей,

and when he was 14 years old, he was forced to

і коли йому було 14 років,

drop out of school in order to help put bread on the table.

він мусив кинути школу, щоб заробляти на хліб для сім'ї.

He never went back to school.

До школи він ніколи не повернувся.

Instead, he went on to build a glittering empire

Проте, він побудував процвітаючу імперію

of department stores.

торгових центрів.

Salman was the consummate perfectionist,

Салман був неперевершеним перфекціоністом,

and every one of his stores was a jewel

і кожен з його магазинів був перлиною

of Bauhaus architecture.

в стилі архітектурної школи Баугауз.

He was also the ultimate self-learner,

Він також був неперевершеним самоосвітянином,

and like everything else, he did it in grand style.

і, як і усе інше, робив це блискуче.

He surrounded himself with an entourage

Він оточив себе молодими невідомими інтелектуалами,

of young, unknown scholars like Martin Buber

такими як Мартін Бубер,

and Shai Agnon and Franz Kafka,

Шай Агнон і Франц Кафка,

and he paid each one of them a monthly salary

і він платив кожному з них щомісячну зарплату,

so that they could write in peace.

щоб вони могли спокійно працювати.

And yet, in the late '30s, Salman saw what's coming.

Проте, в кінці 30-х Салман побачив, до чого йде.

He fled Germany, together with his family,

Він утік з Німеччини разом з родиною,

leaving everything else behind.

залишивши все інше.

His department stores confiscated,

Його торгові центри були конфісковані,

he spent the rest of his life in a relentless pursuit

і він провів решту свого життя в невпинному прагненні

of art and culture.

до мистецтва і культури.

This high school dropout

Цей діяч, що не закінчив середню школу,

died at the age of 82,

помер у 82 роки, будучи

a formidable intellectual, cofounder and first CEO

визначним інтелектуалом, співзасновником і першим виконавчим директором

of the Hebrew University of Jerusalem,

Єрусалимського єврейського університету,

and founder of Schocken Books,

засновником Schocken Books.

an acclaimed imprint that was later acquired

Це популярне видавництво згодом увійшло

by Random House.

у видавництво Random House.

Such is the power of self-study.

Ось яка сила самоосвіти.

And these are my parents.

А це мої батьки.

They too did not enjoy the privilege of college education.

Вони також не мали привілею здобути вищу освіту.

They were too busy building a family and a country.

Вони були дуже зайняті будівництвом сім'ї і країни.

And yet, just like Salman, they were lifelong,

І як Салман, вони все своє довге життя вчилися самотужки,

tenacious self-learners, and our home was stacked

і наш дім був заповнений

with thousands of books, records and artwork.

тисячами книжок, записів і художніх творів.

I remember quite vividly my father telling me

Досі пам'ятаю, як батько мені казав

that when everyone in the neighborhood will have a TV set,

що коли в усіх сусідів буде телевізор,

then we'll buy a normal F.M. radio. (Laughter)

ми купимо нормальний радіоприймач.

(Сміх)

And that's me,

А це я,

I was going to say holding my first abacus,

тримаю, можна сказати, мою першу рахівницю,

but actually holding what my father would consider

яка, на думку мого батька,

an ample substitute to an iPad. (Laughter)

цілком здатна замінити iPad.

(Сміх)

So one thing that I took from home is this notion

Тож я виніс із дому розуміння того,

that educators don't necessarily have to teach.

що педагоги не обов'язково повинні навчати.

Instead, they can provide an environment and resources

Проте вони можуть створити атмосферу і надати ресурси,

that tease out your natural ability to learn on your own.

які пробудять нашу вроджену здатність самостійно вчитися.

Self-study, self-exploration, self-empowerment:

Самоосвіта, самостійне дослідження, саморозвиток –

these are the virtues of a great education.

все це запорука чудової освіти.

So I'd like to share with you a story about a self-study,

Отже, я хочу розповісти вам про самоосвіту,

self-empowering computer science course

курс комп'ютерних наук для саморозвитку,

that I built, together with my brilliant colleague Noam Nisan.

який ми створили разом із моїм чудовим колегою Номом Нісаном.

As you can see from the pictures, both Noam and I

Як ви бачите на цих фото,

had an early fascination with first principles,

ми обидва рано захопилися базовими принципами,

and over the years, as our knowledge of

і з плином років,

science and technology became more sophisticated,

разом з тим, як наші знання про науку і техніку поповнювалися,

this early awe with the basics

рання пристрасть до базових принципів

has only intensified.

тільки посилювалася.

So it's not surprising that, about 12 years ago, when

І було не дивно, що 12 років тому

Noam and I were already computer science professors,

ми з Номом, вже професори комп'ютерних наук,

we were equally frustrated by the same phenomenon.

були однаково розчаровані, спостерігаючи один феномен.

As computers became increasingly more complex,

З ускладненням комп'ютерів,

our students were losing the forest for the trees,

наші студенти не бачили лісу за деревами.

and indeed, it is impossible to connect

Зрозуміло, що складно збагнути суть машини,

with the soul of the machine if you interact

якщо ти працюєш з чорним ящиком PC або Mac,

with a black box P.C. or a Mac which is shrouded

який оповитий численними шарами

by numerous layers of closed, proprietary software.

закритого власного програмного забезпечення.

So Noam and I had this insight that if we want our students

Ном і я зрозуміли, що якщо ми хочемо, щоб наші студенти

to understand how computers work,

розуміли, як працює комп'ютер,

and understand it in the marrow of their bones,

і розуміли це до мозку кісток,

then perhaps the best way to go about it

тоді, можливо, найкращий шлях –

is to have them build a complete, working,

створення придатного для основних задач корисного комп'ютера, що працює

general-purpose, useful computer, hardware and software,

з відповідним апаратним і програмним забезпеченням,

from the ground up, from first principles.

комп'ютера, побудованого з нуля, спираючись на базові принципи.

Now, we had to start somewhere, and so Noam and I

Нам треба було з чогось почати,

decided to base our cathedral, so to speak,

і ми вирішили, що в основу нашого "собору" ляже

on the simplest possible building block,

найпростішa основнa частина комп'ютера,

which is something called NAND.

яка називається NAND.

It is nothing more than a trivial logic gate

Це просто тривіальний логічний оператор

with four input-output states.

з чотирма станами входу-виходу.

So we now start this journey by telling our students

Ми почали нашу пригоду з того, що сказали студентам,

that God gave us NAND — (Laughter) —

що Бог дав нам NAND,

(Сміх)

and told us to build a computer, and when we asked how,

і наказав побудувати комп'ютер, а коли ми запитали як,

God said, "One step at a time."

Бог сказав: "Крок за кроком".

And then, following this advice, we start

І тоді, дотримуючись цієї поради,

with this lowly, humble NAND gate,

ми почали працювати з цим скромним NAND-ом,

and we walk our students through an elaborate sequence

і ми провели студентів дорогою,

of projects in which they gradually build a chip set,

що складалася з численних кроків, де вони послідовно нарощували

a hardware platform, an assembler, a virtual machine,

мікросхему, апаратні рішення, асемблер, віртуальну машину,

a basic operating system and a compiler

базову операційну систему і компілятор

for a simple, Java-like language that we call "JACK."

для простої Java-подібної мови під назвою "JACK".

The students celebrate the end of this tour de force

Студенти святкують закінчення цієї мандрівки,

by using JACK to write all sorts of cool games

використовуючи JACK, щоб написати всілякі цікаві ігри,

like Pong, Snake and Tetris.

такі як понг, змійка і тетріс.

You can imagine the tremendous joy of playing

Ви можете уявити неймовірну насолоду від гри в тетріс,

with a Tetris game that you wrote in JACK

яку ви самі написали на JACK

and then compiled into machine language in a compiler

і потім зібрали e машинний код компілятором?

that you wrote also, and then seeing the result

який так само ви написали, і бачите результат?

running on a machine that you built starting

запущений на машині, яку ви почали будувати,

with nothing more than a few thousand NAND gates.

використовуючи тільки кілька тисяч NAND операторів.

It's a tremendous personal triumph of going

Це величезний особистий тріумф

from first principles all the way to a fantastically complex

переходу від базових принципів до фантастично складної

and useful system.

і корисної системи.

Noam and I worked five years to facilitate

Ми з Номом працювали п'ять років, щоб полегшити це сходження,

this ascent and to create the tools and infrastructure

й створити інструменти та інфраструктуру,

that will enable students to build it in one semester.

які дозволять студентам це побудувати протягом одного семестру.

And this is the great team that helped us make it happen.

А це чудовa команда, яка допомогла нам це зробити.

The trick was to decompose the computer's construction

Хитрість полягала в тому, щоб розкласти конструкцію комп'ютера

into numerous stand-alone modules,

на численні автономні модулі,

each of which could be individually specified,

кожeн з яких можна було індивідуально визначати,

built and unit-tested in isolation from the rest of the project.

будувати і перевіряти окремо від решти проекту.

And from day one, Noam and I decided to put

З першого дня ми з Номом вирішили викласти

all these building blocks freely available in open source

всі ці модулі у вільному доступі з відкритим кодом

on the Web.

в Інтернеті.

So chip specifications, APIs, project descriptions,

Отже, специфікації чіпів, інтерфейс прикладного програмування,

software tools, hardware simulators, CPU emulators,

описи проектів, програмні засоби, імітатори апаратних засобів,

stacks of hundreds of slides, lectures --

емулятори процесорів, стопки слайдів, лекції –

we laid out everything on the Web

ми виклали все в Інтернеті,

and invited the world to come over,

й запросили світ прийти

take whatever they need,

і взяти все, що кому потрібно,

and do whatever they want with it.

і робити з цим що завгодно.

And then something fascinating happened.

І тоді сталося щось захопливе.

The world came.

Світ приєднався.

And in short order, thousands of people

І дуже швидко тисячі людей долучились

were building our machine.

до побудови нашої машини.

And NAND2Tetris became one of the first

А NAND2Tetris став одним із перших

massive, open, online courses,

масових відкритих онлайн-курсів.

although seven years ago we had no idea that what

Звичайно, сім років тому ми і не думали,

we were doing is called MOOCs.

що це зветься MВOК [Масовий відкритий онлайн-курс].

We just observed how self-organized courses

Ми просто спостерігали, як самоорганізовані курси

were kind of spontaneously spawning

майже спонтанно виникали

out of our materials.

з наших матеріалів.

For example, Pramode C.E.,

Наприклад, Прамоде C.E.,

an engineer from Kerala, India,

інженер з Керали, Індія,

has organized groups of self-learners

організував групи самонавчання,

who build our computer under his good guidance.

які будують наш комп'ютер під його дбайливим керівництвом.

And Parag Shah, another engineer, from Mumbai,

А Параг Шах, теж інженер, з Мумбаю,

has unbundled our projects into smaller,

розбив наші проекти на менші,

more manageable bites that he now serves

зручніші шматки, які він зараз використовує

in his pioneering do-it-yourself computer science program.

у своїй новаторській програмі самостійного вивчення комп'ютерної науки.

The people who are attracted to these courses

Люди, яких приваблюють ці курси,

typically have a hacker mentality.

зазвичай мають менталітет хакерів.

They want to figure out how things work,

Вони хочуть зрозуміти, як це працює,

and they want to do it in groups,

і вони хочуть робити це в групах,

like this hackers club in Washington, D.C.,

наприклад, як цей клуб хакерів у Вашингтоні,

that uses our materials to offer community courses.

який використовує наші матеріали для проведення курсів для спільноти.

And because these materials are widely available

І оскільки ці матеріали у вільному доступі

and open-source, different people take them

з відкритими джерелами, різні люди використовують їх

to very different and unpredictable directions.

для дуже різних і непередбачуваних завдань.

For example, Yu Fangmin, from Guangzhou,

Наприклад, Ю. Фанґмін, з Гуанчжоу,

has used FPGA technology

використовував технологію ПКВМ (FPGA)

to build our computer and show others how to do the same

для створення нашого комп'ютера,

using a video clip, and Ben Craddock developed

і записав відеокліп, щоб показати іншим, як це робити.

a very nice computer game that unfolds

А Бен Креддок розробив дуже приємну комп'ютерну гру, яка розгортається

inside our CPU architecture, which is quite a complex

в нашій процесорній архітектурі і являє собою досить складний

3D maze that Ben developed

3D-лабіринт, який Бен розробив

using the Minecraft 3D simulator engine.

за допомогою ігрового симулятора Minecraft 3D.

The Minecraft community went bananas over this project,

Спільнота Minecraft у захваті від цього проекту,

and Ben became an instant media celebrity.

і Бен умить здобув медійну популярність.

And indeed, for quite a few people,

І дійсно, для багатьох людей

taking this NAND2Tetris pilgrimage, if you will,

це, можна сказати, NAND2Tetris паломництво

has turned into a life-changing experience.

перетворилося на досвід, що змінив їх життя.

For example, take Dan Rounds, who is a music

Наведу ще один приклад: Ден Раундз, з Іст Лансінг, штат Мічиган.

and math major from East Lansing, Michigan.

В нього музична і математична освіта.

A few weeks ago, Dan posted a victorious post

Кілька тижнів тому Ден опублікував переможний пост

on our website, and I'd like to read it to you.

на нашому сайті, і я хотів би його вам прочитати.

So here's what Dan said.

Ось що сказав Ден:

"I did the coursework because understanding computers

"Я вивчав цей курс, тому що для мене розуміти комп'ютери

is important to me, just like literacy and numeracy,

так само важливо, як і бути грамотним та вміти рахувати.

and I made it through. I never worked harder on anything,

І я дійшов до кінця. Я ще ніколи не докладав таких зусиль,

never been challenged to this degree.

мені ніколи не було настільки тяжко.

But given what I now feel capable of doing,

Але враховуючи все те, що я тепер навчився робити,

I would certainly do it again.

я б, звичайно, зробив це знову.

To anyone considering NAND2Tetris,

Для всіх, хто має намір зайнятися NAND2Tetris, знайте:

it's a tough journey, but you'll be profoundly changed."

це буде важка подорож, яка на вас глибоко вплине".

So Dan demonstrates the many self-learners

Ден це один з багатьох учнів,

who take this course off the Web, on their own traction,

які за власним бажанням проходять наш курс в Інтернеті

on their own initiative, and it's quite amazing because

за власною ініціативою, і це просто вражає,

these people cannot care less about

тому що цих людей не хвилюють

grades.

оцінки.

They are doing it because of one motivation only.

Вони роблять це, маючи лише один мотив.

They have a tremendous passion to learn.

Вони мають величезну пристрасть до навчання.

And with that in mind,

До речі, з огляду на це,

I'd like to say a few words about traditional college grading.

хочу сказати кілька слів про традиційну системy оцінювання у вищій освіті.

I'm sick of it.

Вона мені набридла.

We are obsessed with grades

Ми одержимі оцінюванням,

because we are obsessed with data,

бо ми одержимі даними,

and yet grading takes away all the fun from failing,

хоч оцінки відбивають все задоволення від поразки,

and a huge part of education

а поразка – це дуже суттєва

is about failing.

частина навчання.

Courage, according to Churchill,

Черчилль казав, що сміливість –

is the ability to go from one defeat to another

це здатність переходити від однієї поразки до іншої,

without losing enthusiasm. (Laughter)

не втрачаючи ентузіазму.

(Сміх)

And [Joyce] said that mistakes

А [Джойс] казав, що помилки –

are the portals of discovery.

це портали відкриття.

And yet we don't tolerate mistakes,

Але ми не терпимо помилок

and we worship grades.

і молимося на оцінки.

So we collect your B pluses and your A minuses

Тому ми збираємо наші чотири з плюсом і п'ять з мінусом

and we aggregate them into a number like 3.4,

у середній бал, наприклад 3,4,

which is stamped on your forehead

якій нiби штампований у вас на лобі

and sums up who you are.

і підсумовує, хто ви є.

Well, in my opinion, we went too far with this nonsense,

Ну, на мій погляд, з цією нісенітницею ми зайшли так далеко,

and grading became degrading.

що оцінювання знецінилося.

So with that, I'd like to say a few words about upgrading,

Тому я хотів би сказати кілька слів про переоцінку,

and share with you a glimpse from my current project,

і коротко розповісти вам про мій поточний проект,

which is different from the previous one,

який відрізняється від попереднього,

but it shares exactly the same characteristics

але поділяє такі його характеристики

of self-learning, learning by doing,

як самонавчання, практичне навчання,

self-exploration and community-building,

самостійне дослідження та побудова спільноти,

and this project deals with K-12 math education,

і цей проект стосується вивчення математики у середній школі.

beginning with early age math,

Починаючи з дітей раннього віку,

and we do it on tablets because we believe that

ми вчимо математику з застосуванням планшетів, бо віримо,

math, like anything else, should be taught hands on.

що її, як і все інше, треба вивчити на практиці.

So here's what we do. Basically, we developed

Так ось що ми робимо. По суті, ми розробили

numerous mobile apps, every one of them explaining

численні мобільні програми, кожна з яких пояснює

a particular concept in math.

якесь поняття в математиці.

So for example, let's take area.

Наприклад, візьмемо площу.

When you deal with a concept like area --

Коли ми маємо справу з таким поняттям, як площа,

well, we also provide a set of tools that the child

то ми також надаємо дитині певні знаряддя,

is invited to experiment with in order to learn.

запрошуємо її експериментувати, щоб зрозуміти, що таке площа.

So if area is what interests us, then one thing

Так що, якщо вас цікавить площа конкретної фігури,

which is natural to do is to tile the area

природно просто покрити цю фігуру плиточками

of this particular shape and simply count

і просто їх підрахувати,

how many tiles it takes to cover it completely.

скільки плиточок потрібно, щоб покрити фігуру повністю.

And this little exercise here gives you a first

Ця маленька вправа

good insight of the notion of area.

дає перше інтуїтивне розуміння поняття площі.

Moving along, what about the area of this figure?

Далі, як виміряти площу цієї фігури?

Well, if you try to tile it, it doesn't work too well, does it.

Ну, плиточки тут не дуже допоможуть, чи не так?

So instead, you can experiment

Але ж можна експериментувати

with these different tools here by some process

з цими різними інструментами,

of guided trial and error,

і в процесі керованих спроб і помилок,

and at some point you will discover that one thing

в якийсь момент виявити,

that you can do among several legitimate transformations

що серед кількох можливих перетворень може бути ось таке.

is the following one. You can cut the figure,

Можна розрізати фігуру на декілька частин,

you can rearrange the parts, you can glue them

переставити частини і склеїти,

and then proceed to tile just like we did before.

а потім покрити плиточками так само, як робили раніше.

(Applause)

(Оплески)

Now this particular transformation

Оце перетворення

did not change the area of the original figure,

не змінило площу первісної фігури,

so a six-year-old who plays with this

і тому шестирічна дитина, яка цим погралась,

has just discovered a clever algorithm

щойно відкрила цікавий алгоритм

to compute the area of any given parallelogram.

обчислення площі будь-якого заданого паралелограма.

We don't replace teachers, by the way.

До речі, ми не замінюємо вчителів.

We believe that teachers should be empowered, not replaced.

Ми вважаємо, що вчителів треба підтримувати, а не замінювати.

Moving along, what about the area of a triangle?

Далі, що робити з площею трикутника?

So after some guided trial and error,

Після серії керованих спроб і помилок

the child will discover, with or without help,

дитина виявить, з допомогою або без,

that he or she can duplicate the original figure

що вона може скопіювати початкову фігуру,

and then take the result, transpose it,

а потім взяти результат, перенести,

glue it to the original and then proceed [with] what we did before:

приклеїти до оригіналу, а далі робити те, що й раніше:

cut, rearrange, paste — oops— paste and glue,

відрізати, посунути, вставити – ой – вставити і склеїти,

and tile.

і покрити плиточками.

Now this transformation has doubled the area

Отже, це перетворення подвоїло площу

of the original figure, and therefore we have just learned

початкової фігури, тож ми щойно дізналися,

that the area of the triangle equals the area of this rectangle

що площа трикутника дорівнює площі цього прямокутника,

divided by two.

розділеному на два.

But we discovered it by self-exploration.

Але ми виявили це шляхом самостійного дослідження.

So, in addition to learning some useful geometry,

Отже, на додаток до користі від вивчення геометрії,

the child has been exposed to some pretty sophisticated

дитина опанувала деякі досить складні

science strategies, like reduction,

наукові стратегії, такі як редукція,

which is the art of

яка є мистецтвом

transforming a complex problem into a simple one,

перетворення складної проблеми на просту;

or generalization, which is at the heart

або узагальнення, яке лежить в основі

of any scientific discipline,

будь-якої наукової дисципліни;

or the fact that some properties are invariant

або те, що деякі властивості залишаються незмінними

under some transformations.

при деяких перетвореннях.

And all this is something that a very young child

І всі ці речі дуже маленька дитина

can pick up using such mobile apps.

може усвідомити за допомогою таких мобільних додатків.

So presently, we are doing the following:

Тому зараз ми робимо ось що:

First of all, we are decomposing the K-12 math curriculum

перш за все, розкладаємо навчальну програму з математики

into numerous such apps.

для середньої школи на такі численні додатки.

And because we cannot do it on our own,

Через те, що ми не можемо зробити все самі,

we've developed a very fancy authoring tool

ми розробили дуже просунутий інструмент для написання таких додатків,

that any author, any parent or actually anyone

і будь-який автор, батьки або будь-хто,

who has an interest in math education,

хто має інтерес до математичної освіти,

can use this authoring tool to develop similar apps

може використовувати цей інструмент для створення подібних програм

on tablets without programming.

для планшетів, навіть не знаючи програмування.

And finally, we are putting together an adaptive ecosystem

І, нарешті, ми збираємо адаптивну екосистему,

that will match different learners

яка буде підбирати різним учням різні програми,

with different apps according to their evolving learning style.

відповідно до прогресу учнів і їхнього стилю навчання.

The driving force behind this project

Мій колега Шмулик Лондон

is my colleague Shmulik London,

є рушійною силою цього проекту.

and, you see, just like

І, бачите, точно так само,

Salman did about 90 years ago,

як Салман робив близько 90 років тому,

the trick is to surround yourself with brilliant people,

хитрість полягає в тому, щоб оточити себе блискучими людьми,

because at the end,

тому що, врешті-решт,

it's all about people.

люди вирішують усе.

And a few years ago, I was walking in Tel Aviv

Кілька років тому я йшов по Тель-Авіву

and I saw this graffiti on a wall,

і побачив це графіті на стіні,

and I found it so compelling

його зміст так мене зачепив,

that by now I preach it to my students,

що тепер я демонструю його своїм студентам,

and I'd like to try to preach it to you.

і спробую продемонструвати його вам.

Now, I don't know how many people here are familiar

Я не знаю, скільки людей тут знайомі

with the term "mensch."

з терміном "mensch".

It basically means to be human

По суті, він означає бути людиною

and to do the right thing.

і чинити як слід.

And with that, what this graffiti says is,

Тепер стане зрозумілим зміст графіті:

"High-tech schmigh-tech.

«Хайтек-шмайтек.

The most important thing is to be a mensch." (Laughter)

Головне бути людиною».

(Сміх)

Thank you. (Applause)

Дякую.

(Applause)

(Оплески)