Навчальних закладах

Редакційна колегія:
С. Г. Кіндзерська,
С. О. Лихота, І. М. Шевченко
Рекомендовано науково-методичною радою Національного центру
«Мала академія наук України» (протокол № 1 від 23.01.2012 р.)
Войтович І. Науково-дослідницька робота з інформатики у середніх та позашкільних навчальних закладах : навч.-метод. посіб. / Ігор Войтович, Володимир Сергієнко ; [відп. за вип. О. Лісовий]. – К. : ТОВ «Праймдрук», 2012. –57 с.
У посібнику викладено методологію наукових досліджень у галузі інформатики, розкрито методологічні основи наукового пізнання, специфіку наукової діяльності.
Авторами видання розроблено методичні рекомендації щодо підготовки і написання науково-дослідницьких робіт з інформатики в Малій академії наук України.
Видання адресоване учням та педагогам МАН України, спеціалістам, які працюють з обдарованою молоддю.
© Войтович І., Сергієнко В., 2012
© Національний центр
«Мала академія наук України», 2012

3
ВСТУП
В умовах реформування освіти в Україні стає актуальним не стільки формування традиційних знань, умінь та навичок учня, скільки розвиток його мислення, творчих здібностей, дослідницьких навичок. Одним із основних шляхів реформування освіти є органічне поєднання освіти й науки, активне використання наукового потенціалу вчителів загальноосвітніх навчальних закладів педагогічних працівників позашкільних навчальних закладів, викладачів вищих навчальних закладів.
Кожен заклад освіти має ознайомити випускника з передовим досвідом і методологією наукового пізнання, що дасть йому змогу за мірою потреби засвоювати нову інформацію, доповнювати знання і розширювати свій кругозір. Тому особливого значення набуває формування у молоді вже шкільного віку стійкого інтересу до знань, озброєння її навичками і вміннями, які після завершення середньої освіти забезпечать людині можливість не відставати від прискореного науково-технічного прогресу.
В умовах ступеневої і профільної диференціації навчання перед вчителями інформатики, керівниками гуртків позашкільних закладів відповідного профілю стоїть низка складних завдань, пов’язаних насамперед із розвитком творчих здібностей учнів. Учні беруть участь у науково- дослідницькій роботі, зокрема через систему Малої академії наук України, олімпіадах і конкурсах з інформатики на різних рівнях тощо. Вчитель є організатором і першим науковим керівником учнівської науково- дослідницької роботи.
Йдеться не про залучення до дослідницької роботи лише учнів, які досягли певних успіхів у навчанні, а про охоплення посильними завданнями більшості учнів. Такий підхід, як показали наші спостереження, є досить ефективним. Спочатку учні виявляють певну пасивність, але вже після першого самостійного виступу на засіданні гуртка чи семінару з’являється зацікавленість науковою роботою, націленість на самовдосконалення та самоствердження себе як особистості.
Розроблена і впроваджена у навчальний процес система поєднання навчальної та науково-дослідницької роботи учнів під час вивчення
інформатики спрямована на постійне самовдосконалення учнів, самостійну пізнавальну діяльність. Навчально-дослідницька робота забезпечує формування необхідних навичок дослідницької діяльності і завершується самостійним виконанням творчого завдання, проекту, науково-дослідницької роботи.
Навчально-дослідницька робота відрізняється від науково-дослідницької рівнем самостійності її виконання та новизни результатів. Навчально-дослідницьку роботу ми розглядаємо як етап підготовки учнів до науково-дослідницької роботи.
Учні, отримуючи навчально-дослідницькі завдання, працюють у бібліотеках з літературою, дістають нову інформацію з періодичних видань та електронних ресурсів. Така робота містить елементи пошуку та дослідження і певною мірою привчає учнів до самостійної роботи з друкованими й

4 електронними носіями інформації. Водночас учні поглиблено вивчають і самостійно розробляють окремі питання, винесені на самостійне опрацювання з метою доповнення і розширення матеріалу підручника. Учні опановують методи побудови логічної системи викладу навчального матеріалу, формування світоглядних, методологічних і загальнонаукових уявлень про інформатику як науку.
Навчання дослідницької діяльності відбувається також шляхом розв’язування прикладних варіативних завдань пошуково-творчого характеру, які включають до програми лабораторних занять. Розв’язування подібних завдань розвиває в учнів уміння мобілізувати знання, якими вони володіють, і включити їх у процес аналізу нових ситуацій.
У кожному семестрі учням пропонують низку прикладних завдань підвищеної складності для самостійного розв’язку, розробку комп’ютерних моделей, алгоритмів. Розв’язування таких завдань має особливо важливе значення для учнів, оскільки забезпечує їм набуття професійних навичок у методичному аналізі, критичному підході до вибору способу їх розв’язання.
Учні мають можливість значно поглибити свої теоретичні знання з методології науки, набути практичних навичок і досвіду проведення конкретних наукових пошуків, виробити риси спостережливості, самостійності, творчості в роботі.
В учнів формуються:
• усвідомлення професійної значущості навчально-дослідницької діяльності;
• прагнення до самовдосконалення, творчої самореалізації;
• певні риси характеру: цілеспрямованість, наполегливість, працелюбність;
• розуміння основних етапів історичного розвитку інформатики і комп’ютерної техніки.
При цьому у процесі навчання відбувається:
• взаємозв’язок із професійно орієнтованими дисциплінами;
• диференціація й індивідуалізація з огляду на власний досвід;
• поступове розширення знань з базових навчальних дисциплін;
• встановлення внутрішньопредметних і міжпредметних зв’язків з метою повноцінної реалізації наскрізної науково-дослідницької тематики;
• упровадження різних форм організації навчально-дослідницької діяльності.

5
РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА МЕТОДОЛОГІЯ НАУКОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
1.1. Словник наукових термінів
Словник наукових термінів за Гончаренком С. У. [4].
Наука
– соціально-значуща сфера людської діяльності, функцією якої є вироблення й використання теоретично систематизованих об’єктивних знань про дійсність. Наука є складовою інтелектуальної та духовної культури суспільства. Поняття «наука» містить в собі як діяльність із здобування нового знання, так і результат цієї діяльності – суму набутих на даний час наукових знань. Як система знань наука охоплює не тільки фактичні дані про предмети навколишнього світу, людської думки та дії, не лише закони та принципи вивчення об’єктів, а й певні форми та способи усвідомлення їх. Цим самим наука виступає як форма суспільної свідомості. Розкриваючи закономірні зв’язки дійсності, наука відображує їх в абстрактних поняттях чи схемах, які повною мірою відповідають дійсності.
Мета науки
– вивчення, пояснення і передбачення процесів і явищ дійсності, які є предметом її дослідження. Наука вивчає різні рівні системи організації й форми руху матерії з погляду пізнання істотних властивостей явищ, встановлення їхніх законів, різних причинних залежностей і взаємодій з метою управління природними й соціальними процесами, передбачення характеру і напряму їхнього перебігу, створення нових технологій і розвитку виробництва.
Головною функцією науки є пізнання об’єктивного світу.
Наука створена для безпосереднього вивчення суттєвих сторін всіх явищ природи, суспільства і мислення та являє собою струнку систему понять і категорій.
Поняття
– одна з форм мислення, в якій відображаються загальні істотні властивості предметів і явищ об’єктивної дійсності. Поняття є відображенням матеріального світу у свідомості людей. Наука є способом встановлення та усвідомлення об’єктивної істини.
Важлива форма знань – закони, теорії, принципи та аксіоми.
Принципи
– це основне, вихідне положення теорії, вчення, світогляду науки. Принципи вважаються початковою формою систематизації знань.
Аксіома
є відправним положенням чи твердженням теорії, що лежить в основі доведення інших положень цієї теорії, у межах якої воно приймається без доведення. Тобто, аксіому слід розуміти як беззаперечну істину, що не потребує доведення.
Категорія
(від грецького kategoria, що означає висловлювання, свідчення) є загальним поняттям, яке відображає найбільш суттєві властивості та відношення предметів, явищ об’єктивної дійсності. Категорії розділяють на філософські, загальнонаукові та конкретно наукові.
Закони
відображають найсуттєвіші, стійкі, об’єктивні внутрішні зв’язки у природі, суспільстві та мисленні. Закони відображають співвідношення понять, категорій.
Теорія
– система знань або сукупність узагальнених положень, які дають можливість пізнати існуючі процеси і явища, проаналізувати дію на них різних

6 факторів і запропонувати рекомендації щодо застосування їх у практичній діяльності людей. Теорія є уявним відображенням і відтворенням реальної дійсності і будується на результатах, які отримані на емпіричному рівні. Теорія повинна відповідати таким основним вимогам: адекватність описуваному об’єкту чи явищу; повнота опису певної галузі та необхідність пояснення взаємозв’язків між різними компонентами теорії; відсутність внутрішніх суперечностей і відповідність дослідним даним.
Систему наук можна умовно поділити на групи, наприклад: суспільні,
гуманітарні,
природничі,
технічні
Інформатика
належить
до
комп’ютерних наук.
Комп’ютерні науки – сукупність наук, предметом дослідження яких є електронно-обчислювальна техніка, засоби збирання, обробки, передавання та зберігання інформації.
Формою здійснення і розвитку науки виступає наукове дослідження,
тобто, вивчення за допомогою наукових методів явищ і процесів, аналіз впливу на них різних факторів, а також вивчення взаємодії між явищами з метою отримати переконливо доведені і корисні для науки та практики рішення з максимальним ефектом.
Мета наукового дослідження
– визначення конкретного об’єкта і всебічне, достовірне вивчення його структури, характеристик, зв’язків на основі розроблених у науці принципів і методів пізнання, а також для отримання корисних для діяльності людини результатів.
Основою здійснення кожного наукового дослідження є методологія, тобто, сукупність пізнавальних засобів, методів, прийомів і їх певна послідовність, яка прийнята під час розробки наукового дослідження. В кінцевому результаті методологія – це план-схема вирішення поставленого науково-дослідного завдання.
Історично існують дві категорії наукових досліджень: фундаментальні
та прикладні.
Фундаментальні
дослідження виконують задля пізнання законів, що спрямовують поведінку і взаємодію базисних структур природи, суспільства чи мислення без конкретного їх використання.
Прикладні
дослідження передбачають встановлення можливостей для застосування результатів фундаментальних досліджень у процесі розв’язання пізнавальних і соціально-практичних проблем. Наведений поділ наукових досліджень на дві категорії характерний для будь-якої галузі наук.
Фундаментальні дослідження визначають перспективи розвитку науки, освіти, техніки і виробництва на багато років уперед і є основою науково-технічного прогресу. Тому, як правило, наукові результати фундаментальної науки випереджають прикладні дослідження і створюють для них теоретичну основу.
Цим самим забезпечуються належні умови для безперервного і невпинного соціального й науково-технічного прогресу. Єдність теорії і практики, науки та виробництва – найважливіша закономірність розвитку наукового пізнання.
Поглиблення зв’язків між наукою і виробництвом знаходить прояв у найрізноманітніших організаційних формах: науково-виробничі об’єднання,

7 міжгалузеві науково-технічні комплекси, міжгалузеві державні об’єднання,
інженерні центри та деякі інші.
Наукові ступені та вчені звання.
Рівень кваліфікації наукових працівників визначається науковими ступенями та вченими званнями. Наукові ступені присуджуються, а вчені звання присвоюються за визначеним державою порядком.
Кандидат наук
(доктор філософії) (від латинського candidatus – одягнений у біле) – перший науковий ступінь. Здобути науковий ступінь кандидата наук може особа з вищою освітою. Для цього потрібно скласти кандидатський мінімум (іспити з філософії, однієї з іноземних мов – англійської, французької, німецької, іспанської або італійської та з дисципліни за обраною науковою спеціальністю згідно з темою дисертації) і прилюдно
(публічно) захистити дисертацію на здобуття наукового ступеня «кандидат наук» (доктор філософії).
Доктор наук
(від латинського doctor – учитель, наставник) – вищий науковий ступінь. Для здобуття наукового ступеня доктора наук потрібно мати науковий ступінь кандидата наук (доктора філософії), а вже потім виконати і захистити дисертацію на здобуття наукового ступеня «доктор наук».
Питання про присудження наукових ступенів кандидата наук (доктора філософії) і доктора наук розглядають спеціалізовані вчені ради вищих закладів освіти, науково-дослідних інститутів у встановленому порядку.
Головним джерелом поповнення наукових і науково-педагогічних кадрів в Україні є кращі випускники вищих навчальних закладів і, насамперед, випускники МАН України, які мають здібності до науково-педагогічної і науково-дослідної роботи.
1.2. Вибрані питання історії інформатики в Україні
Історія української науки сягає своїм корінням у глибину культури східного слов’янства, завдяки чому прадавня українська наука збагатилася досягненнями візантійської культури. Поряд із перекладною літературою, через яку потрапило багато відомостей античної науки, тут рано з’явилися й оригінальні праці з різних галузей знання. Важливу роль у культурі княжої доби відіграла поява писемності, яка виникла ще у IX ст., до створення слов’янської азбуки – кирилиці. Розвитку науки зобов’язані численні вироби ремесла, архітектурні й мистецькі пам’ятки Київської Русі, розвиток землеробства й скотарства, військової справи і торгівлі та багато господарських
і технічних досягнень.
Загалом природничі й технічні науки в Україні до XIX cт. мали здебільшого прикладний характер і тому не знайшли помітного відображення у спеціальних працях. Але про значний обсяг цих знань свідчить досить високий рівень розвитку багатьох галузей економічного життя, зокрема землеробства і садівництва, ремісничого й мануфактурного виробництва та промислів, будівельної справи (архітектури) і торгівлі. Початком розвитку науки в Україні слід вважати створення наукових осередків, а саме, університетів у Львові

8
(1784 р.), Харкові (1805 р.), Києві (1834 р.), Одесі (1865 р.), де успішно працювали вчені зі світовими іменами.
В Україні поняття «обчислювальна техніка» тривалий час використовували для позначення як технічних засобів, так і науки про принципи їх побудови і проектування. Наразі використовують термін
«інформатика», що позначає науку про одержання, передачу, збереження й опрацювання інформації. Її, своєю чергою, поділяють на теоретичну і прикладну.
Теоретична інформатика займається математичним моделюванням
інформаційних процесів. Прикладна охоплює питання побудови та проектування ЕОМ, мереж, мультимедіа, комп’ютерні технології
інформаційних процесів тощо. Головною науковою базою прикладної
інформатики є електроніка (мікроелектроніка) і теорія штучного інтелекту.
Об’єднавши в одне два слова: інтелект і електроніка, одержимо для прикладної
інформатики точнішу назву ІНТЕЛЕКТРОНІКА – «інтелектуальна» електроніка.
Слід зазначити, що в галузі штучного інтелекту, незважаючи на багато досягнень, ми стоїмо лише на самому початку розвитку цього важливого наукового напряму, і тут відкриваються величезні перспективи зближення ЕОМ з «інформаційними» можливостями людини.
Ще у 1870 р. (за рік до смерті Ч. Беббіджа) англійський математик
В. Джевонс сконструював першу у світі «логічну машину», що давала змогу механізувати найпростіші логічні висновки. У царській Росії про роботу
Джевонса стало відомо в 1893 p., коли професор університету в Одесі
І. Слешинський опублікував статтю «Логічна машина Джевонса» («Вісник дослідної фізики та елементарної математики», 1893 p., № 7) [6].
«Архітекторами» логічних машин у дореволюційній Росії стали Павло
Дмитрович Хрущов (1849–1909 рр.) та Олександр Миколайович Щукарєв
(1884–1936 рр.), які працювали у навчальних закладах України. Першим відтворив машину Джевонса проф. П. Д. Хрущов. Машину, що він створив в
Одесі, дістав «у спадщину» професор О. М. Щукарєв, який працював у
Харківському технологічному інституті з 1911 року. Він сконструював машину наново, зробивши в ній цілу низку удосконалень, і неодноразово виступав із лекціями про машину та про її можливе практичне застосування.
У квітні 1914 року Щукарєв на прохання Московського політехнічного музею приїхав до Москви і прочитав лекцію «Пізнання і мислення». Лекція супроводжувалася демонстрацією створеної ним «машини логічного мислення», здатної механічно здійснювати прості логічні висновки на основі вихідних змістовних тверджень. Наприклад, за вихідних тверджень: срібло є метал; метали є провідниками; провідники мають вільні електрони; вільні електрони під дією електричного поля створюють струм, – одержували логічні висновки: срібло є провідник, воно має вільні електрони, що під дією електричного поля створюють струм; не срібло, але метал (наприклад, мідь) є провідником, має вільні електрони, що під дією електричного поля створюють

9 струм; не срібло, не метал, не провідник (наприклад, сірка) не має вільних електронів і не проводить електричного струму.
Лекція мала великий резонанс. (Нагадаємо, що в 1914 році Алану
Т’юрінгу, англійському математику, що опублікував у 1947 р. статтю «Машина, що думає. Єретична теорія», а в 1950 р. другу «Чи може машина мислити?», йшов другий рік!) Присутній на лекції проф. О. М. Соков писав у журналі
«Вокруг света»: «Якщо ми маємо арифмометри, що додають, віднімають, множать мільйонні цифри поворотом важеля, то, очевидно, час потребує мати логічну машину, спроможну робити безпомилкові висновки одним натисканням відповідних клавіш. Це збереже масу часу, залишивши людині галузь творчості, гіпотез, фантазії, натхнення – душу життя». Ці пророчі слова були сказані в 1914 pоці!
«Машина логічного мислення» О. М. Щукарєва являла собою ящик заввишки 40 см, завдовжки 25 см і завширшки 25 см. У машині було 16 штанг, які приводились у рух натисканням кнопок, розташованих на панелі введення вихідних даних (змістовних посилок). Кнопки впливали на штанги, ті на світлове табло, де висвічувався (словами) кінцевий результат (логічні висновки
із заданих змістовних посилок).
Слід зазначити, що сам Джевонс, творець першої логічної машини, не бачив для неї якихось практичних застосувань. О. М. Щукарєв, на відміну від
Джевонса і П. Д. Хрущова, бачив у машині не просто шкільний посібник, а подавав її своїм слухачам як технічний засіб механізації формалізувальних сторін мислення. Статтю «Механізація мислення. Машина Джевонса» він починає з нагадування історії створення технічних засобів для лічби. Згадує абак, машину Паскаля, арифметичний прилад Лейбніца, логарифмічну лінійку й аналогові машини для розв’язання диференціальних рівнянь. Механізацію формалізації логічних процесів розглядає як крок у розвитку подібних пристроїв, що надають істотну допомогу людині у розумовій роботі. Як приклад, він наводить у статті розв’язання задачі прогнозування електричних властивостей водних розчинів оксидів хімічних елементів. За допомогою машини він знайшов вісім варіантів розчинів електролітів і неелектролітів. «Усі ці висновки цілком правильні, – пише вчений, – проте: думка людська сильно плуталася у цих висновках».
Найкраще про «інтелектуальний» розвиток інтелектуальних машин сказав
В. М. Глушков: «Навряд чи можна сумніватися, що в майбутньому дедалі більшу і більшу частину закономірностей навколишнього світу будуть пізнавати і використовувати автоматичні помічники людини. Але настільки ж безсумнівно й те, що все найбільш важливе у процесах мислення і пізнання завжди належатиме людині».
Із ХV і до початку XX ст. винахідники обчислювальних засобів користувалися десятковою системою числення. Для представлення цифр використовували колесо з 10-ма зубцями, а чисел – набір таких коліс. Лише у середині XX ст. з переходом від десяткової до двійкової системи числення замість зубчастих коліс почали застосовувати електромагнітне реле, електронні лампи і феритові сердечники. Незабаром їх замінили транзистори, які

10 вдосконалюючись, перетворились на інтегральні схеми, що містили спочатку тисячі, а згодом мільйони компонентів, однак принципи p–n-переходів застосовуються в них і зараз.
Природно поставити запитання, хто був першовідкривачем фізичних ефектів, що покладені в основу роботи транзистора? Щоб відповісти, розкриємо ще одну «білу пляму» в історії розвитку ІТ в Україні. Вона пов’язана з іменем і діяльністю видатного українського вченого Вадима Євгеновича
Лашкарьова (1903–1974 рр.), який за правом мав би увійти до групи американських вчених (Джон Бардін, Вільямс Шоклі, Уотер Браттейн), яких у
1956 р. було удостоєно Нобелівської премії з фізики за відкриття транзисторного ефекту.
Ще у 1941 р. В. Є. Лашкарьов опублікував статтю
«Дослідження запірних шарів методом термозонду»
(Известия АН СССР, сер. физ.; т. 5, 1941 г.) і у співавторстві з К. М. Косоноговою статтю «Вплив домішок на вентильний фотоефект у закисі міді» (там само). Він встановив, що обидва боки «запірного шару», розміщеного паралельно межі розділу мідь – оксид міді, мають протилежні знаки носіїв струму. Згодом це явище отримало назву p–n- переходу (р – від positive, n – від negative). Він же розкрив механізм інжекції – дуже важливого явища, на основі якого діють напівпровідникові діоди і транзистори (Н. Н. Боголюбов и др. Памяти
В. Е. Лашкарева. Успехи физических наук, 1975, т. 117, вып. 2, с. 377–378).
Перше повідомлення в американській пресі про появу напівпровідникового підсилювача – транзистора з’явилося в липні 1948 р., за сім років після статті В. Є. Лашкарьова. Його винахідники американські вчені
Бардін і Браттейн пішли шляхом створення так званого точкового транзистора на базі кристалу германію n-типу. Перший обнадійливий результат вони одержали наприкінці 1947 року. Проте, прилад поводився нестабільно, його характеристики вирізнялися непередбачуваністю, й тому практичного застосування точковий транзистор не мав. У 1951 році в США з’явився надійніший площинний транзистор n–p–n-типу. Його створив Шоклі.
Транзистор складався із трьох шарів германію n, p і n типу, загальною товщиною 1 см і був зовсім не схожий на пізніші мініатюрні, а з часом і не видимі оку компоненти інтегральних схем.
Уже за декілька років значущість винаходу американських вчених стала очевидною, і їх було відзначено Нобелівською премією. Можливо, що розпочата «холодна війна» або «залізна завіса», що існувала тоді, завадила додати ще одного лауреата – В. Є. Лашкарьова. Його інтерес до напівпровідників не був випадковий. Починаючи з 1939 р. й до кінця життя він послідовно і результативно займався дослідженням їхніх фізичних властивостей. Після двох перших робіт у 1950 р. він і В. І. Ляшенко опублікували статтю «Електронні стани на поверхні напівпровідників»
(Ювілейний збірник до 80-річчя О. Ф. Іоффе, 1950 р.), у якій описали

11 результати досліджень поверхневих явищ у напівпровідниках, покладені надалі в основу роботи інтегральних схем на базі польових транзисторів.
Під його керівництвом на початку 55-х років в Інституті фізики
НАН України було організовано виробництво точкових транзисторів.
Сформована В. Є. Лашкарьовим наукова школа в галузі фізики напівпровідників стала однією з провідних у Радянському Союзі. Визнанням значущості її наукових результатів стало створення в 1960 р. Інституту напівпровідників
НАН
України, директором якого призначили
В. Є. Лашкарьова.
Тобто, можна стверджувати, що В. Є. Лашкарьов є піонером
інформаційних технологій в Україні і в колишньому Радянському Союзі, галузі технології компонентів, «транзисторної елементної бази», засобів обчислювальної техніки. Цілком справедливо вважати його одним з перших у світі основоположників транзисторної мікроелектроніки.
Основним конструктором і реалізатором ідеї створення першої ЕОМ на теренах України та
Радянського Союзу був Сергій Олексійович Лебедєв
(1902–1974 рр.). Його творче життя ділиться на два періоди: перший пов’язаний з діяльністю в галузі енергетики, другий повністю присвячений справі комп’ютеробудування – створення ЕОМ та налагодження їх серійного виробництва. Між цими двома періодами минуло п’ять років (1946–1951 рр.), котрі Лебедєв провів у Києві, куди його запросили на посаду директора
Інституту електротехніки
НАН України, і де згодом було створено першу ЕОМ.
У грудні 1976 р. відбулося засідання Вченої ради Інституту кібернетики
НАН України, присвячене 25-річчю введення в регулярну експлуатацію першої на континентальній частині Європи Малої електронної обчислювальної машини МЕОМ, створеної в Інституті електротехніки НАН України під керівництвом Сергія Олексійовича Лебедєва. Виступаючи на засіданні, директор інституту академік В. М. Глушков так оцінив творчий вклад творця
МЕОМ: «Незалежно від зарубіжних учених С. О. Лебедєв розробив принципи побудови ЕОМ з програмою, що зберігається в пам’яті. Під його керівництвом була створена перша на континентальній частині Європи ЕОМ, за короткі терміни були розв’язані важливі науково-технічні завдання, чим започатковано радянську школу програмування. Опис МЕОМ став першим підручником у країні з обчислювальної техніки. МЕОМ стала прототипом Великої електронної обчислювальної машини ВЕОМ. Лабораторія С. О. Лебедєва стала організаційним зародком обчислювального центру – згодом Інституту кібернетики НАН України».
Твердження В. М. Глушкова про те, що С. О. Лебедєв незалежно від західних учених розробив принципи будови ЕОМ з програмою, що зберігається в пам’яті, є принципово важливим. Саме збереження програми в оперативній пам’яті стало завершальним кроком у розвитку ЕОМ. На Заході цей крок

12 пов’язують із Джоном фон Нейманом. Оскільки висловлення В. М. Глушкова підтверджується низкою архівних документів і спогадами людей, близьких до
С. О. Лебедєва, можна стверджувати, що цей крок слід пов’язувати з ім’ям не лише Джона фон Неймана, а й С. О. Лебедєва.
Згідно з протоколом № 1 засідання закритої Вченої ради Інституту електротехніки та Інституту теплоенергетики АН УРСР від 8 січня 1951 р.
С. О. Лебедєв, відповідаючи на поставлені йому запитання після доповіді про малу ЕОМ, сказав: «Я маю дані про 18 машин, розроблених американцями, ці дані носять характер реклами, без будь-яких відомостей про те, як машини побудовані... Використати закордонний досвід важко, оскільки опубліковані відомості досить скупі».
У короткій записці, поданій до Ради з координації АН СРСР на початку
1957 р., С. О. Лебедєв констатує: «У 1948–1949 рр. мною були розроблені основні принципи будови подібних машин. Зважаючи на їх виняткове значення для народного господарства, а також відсутність у Союзі будь-якого досвіду їх побудови та експлуатації, я прийняв рішення якомога швидше створити малу електронну обчислювальну машину, на якій можна було б досліджувати принципи будови, перевірити методику розв’язування окремих задач і накопичувати експлуатаційний досвід».
Із 1948 року в лабораторії під керівництвом С. О. Лебедєва розпочалися роботи зі створення ЕОМ. Основні елементи були розроблені у 1948 р., на кінець 1949 р. було створено загальне компонування машини та принципові схеми її блоків. У першій половині 1950 р. виготовлено окремі блоки й розпочалося їх налагодження у взаємозв’язку. Уже наприкінці 1950 р. почав працювати макет МЕОМ. У грудні 1951 р. державна комісія прийняла МЕОМ для регулярної експлуатації. На ній, єдиній на той час, упродовж 1952 р. розв’язували найважливіші для всієї країни завдання того часу: виконували фрагменти розрахунків термоядерних процесів, космічних польотів і ракетної техніки, віддалених ліній електропередач тощо.
Основні принципи будови МЕОМ випливають з опису машини, наведеного у книжці (раніше секретній) «Мала електронна обчислювальна машина» (автори С. О. Лебедєв, Л. Н. Дашевський, К. О. Шкабара, 1952 р.):
• у машині використано двійкову систему числення;
• до складу машини входять п’ять пристроїв: арифметичний, пам’яті, управління, введення та виведення;
• обчислення здійснюються автоматично за допомогою програм, що зберігаються в пам’яті;
• до числа операцій, крім арифметичних, входять логічні: операції порівняння, умовного й безумовного переходів;
• пам’ять будується за ієрархічним принципом;
• для обчислення використано числові методи розв’язування задач.
Досвід створення й експлуатації МЕОМ, як і передбачав С. О. Лебедєв, дав йому змогу за короткий строк (за наступні два роки уже в Інституті точної механіки та обчислювальної техніки АН СРСР) створити Велику електронну обчислювальну машину ВЕОМ. У статті «Біля колиски першої ЕОМ»

13
С. О. Лебедєв назвав МЕОМ «первістком радянської обчислювальної техніки».
Про ВЕОМ Сергій Олексійович написав: «Коли машина була готова, вона нічим не поступалася американським зразкам і являла собою торжество ідей її творців».
У 1956 році на конференції у Дармштадті доповідь С. О. Лебедєва про
ВЕОМ створила сенсацію: маловідому за межами СРСР машину було визнано найбільш швидкодійною у Європі. Серед розроблених під його керівництвом були супер-ЕОМ для обчислювальних систем і протилітакової ракетної зброї.
Створені в 1958 і 1959 рр. ЕОМ М40 та М50 виявилися найбільш швидкодійними у світі.
Із появою напівпровідникових та магнітних елементів Сергій
Олексійович узявся до створення супер-ЕОМ другого покоління. Створену в
1967 р. ВЕОМ-6 із продуктивністю 1 млн операцій за секунду випускали впродовж 17 років. Вона працювала у кращих обчислювальних центрах СРСР.
Завершенням діяльності вченого стало створення супер-ЕОМ на інтегральних схемах продуктивністю в мільйони операцій за секунду. Кожна ЕОМ була новим словом в історії обчислювальної техніки – продуктивніша, надійна та зручна в експлуатації.
Поряд з іменем Сергія Олексійовича Лебедєва потрібно згадати Віктора
Михайловича Глушкова. У своїй книжці «Синтез цифрових автоматів», спираючись на ранні роботи з теорії кінцевих автоматів (С. К. Кліні,
Дж. Фон Неймана, Д. Хафмена, В. І. Шестакова, T. Мілі, Є. Мура, М. Уілкса), а також на свої попередні публікації, В. М. Глушков детально розглядає основні етапи синтезу – абстрактний синтез, структурний синтез, комбінаційний синтез, а також надійність синтез автоматів.
Такого роду поетапний розгляд, як відзначав сам В. М. Глушков, дає «…можливість викладання теорії синтезу цифрових автоматів як єдиної математичної теорії». Її побудова базувалась на широкому використанні методів і формалізмів абстрактної алгебри і математичної логіки.
В. М. Глушковим була розвинена мова алгебри подій, яка бере початок у праці С. К. Кліні. За допомогою цієї мови був побудований другий етап, створений абстрактний синтез автоматів. У пізнішій праці В. М. Глушков і його колеги для побудови теорії програмування використовували й інші алгебраїчні структури, зокрема багатоосновні алгебри Хіггінса. У праці було запропоновано систему алгоритмічних алгебр, яка має принципове значення для створення формальних методів еквівалентних перетворень програм та їх оптимізації, для дослідження дискретних перетворювачів інформації.
В. М. Глушков опублікував ще багато монографій і статей (до списку його наукових робіт входить понад двісті найменувань). В «Енциклопедії кібернетики» він дав відоме означення кібернетики як «...науки про загальні закони отримання, зберігання, передачі і перетворення інформації в складних управляючих системах». Приблизно такі самі трактування предмета

14 кібернетики знайдемо у Великій радянській енциклопедії і у Британській енциклопедії.
У роботі він ділить кібернетику на дві частини: теоретичну і прикладну.
До теоретичної частини віднесено теорію алгоритмів, теорію автоматів, теорію кодування, теорію формальних мов і граматик, теорію інформації, теорію розпізнавання образів, навчальних і самонавчальних систем управління, теорію складних систем, теорію гри тощо.
До прикладного напряму кібернетики В. М. Глушков відносив теорію цифрових ЕОМ та їх математичне забезпечення, причому відзначав, що завдяки своїй вагомості вони стають окремими галузями (технічна, економічна, біологічна кібернетика тощо). У 1974 році в Енциклопедії кібернетики він порівняв розвиток кібернетики на Заході та в СРСР, писав про формування в
США науки про ЕОМ, а у Франції інформатики і відзначав, що в СРСР виявилось ширше означення кібернетики, яке повністю охоплює не лише ЕОМ, а й численні її застосування в різних областях, від автоматизації обробки наукових даних до управління великими економічними системами.
Видатний внесок В. М. Глушкова у кібернетику, обчислювальну техніку, математику був добре відомий і високо оцінений ще за життя вченого. Але що далі, то очевидніше стає, що у процесі своєї творчої діяльності він зумів об’єднати свої великі знання в один новий науковий напрям – інформатику, ставши основоположником цієї науки в Україні.
Завдяки зусиллям Віктора Михайловича у 60-і й 70-і роки у заснованому ним Інституті кібернетики НАН України розпочалися фундаментальні й прикладні дослідження, які в сукупності склали те, що зараз називається
інформатикою. Для завершальної оцінки особистості В. М. Глушкова найкраще пасують слова президента Національної академії наук України Б. Є. Патона:
«В. М. Глушков – блискучий, істинно видатний учений сучасності, який зробив величезний внесок у становлення кібернетики та обчислювальної техніки в
Україні й колишньому Радянському Союзі, та й у світі загалом. В. М. Глушков як мислитель відрізнявся широтою і глибиною наукового бачення, своїми роботами передбачив багато з того, що зараз з’явилося в інформатизованому суспільстві».
Утім, досягнення С. О. Лебедєва, В. М. Глушкова та їхніх колег практично втілювались і постійно вдосконалювались. Так, у 1970 р. було створено перший у колишньому СРСР і Європі мікрокалькулятор на 4-х великих інтегральних схемах МОП-ВК із ступенем інтеграції до 500 транзисторів на кристалі. Великі інтегральні схеми (ВІС) виготовляли на дослідному заводі НДІ «Мікроприлад». Мікрокалькулятори виготовляли у м. Свєтловодську, де знаходилась філія дослідного заводу.
У 1972–73 роках в НДІ «Мікроприлад» була розгорнута система машинного проектування на базі ВІС–М6 та інших ЕОМ, що дала змогу проектувати ВІС із високим ступенем інтеграції. Час розроблення ВІС скоротився до 50–70 днів.
У 1974 році на заводі напівпровідникових приладів ВО «Кристал» повністю освоїли технологічний процес виготовлення ВІС і розпочали масове

15
їх виробництво вперше в Україні, колишньому СРСР та Європі. Того самого року випустили: 200 тис. ВІС, 100 тис. калькуляторів, 200 тис. клавішних
ЕОМ.
У 1987 році в Інституті кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України
(В. С. Михалевич, О. В. Палагін) і Київському НВО «Сатурн» (Л. Г. Гассанов,
В. Г. Шермаревич) народилася оригінальна ідея створення багатопроцесорної обчислювальної системи з безпровідним радіозв’язком між процесорами на основі НВЧ радіоканалу з надширокою смугою (понад 5000 Мгц). Ідею було схвалено на рівні профільного міністерства, але на цьому все скінчилося, –
настав розпад СРСР.
За даними часопису «FutureHorizons», засоби мікроелектроніки, які випускала у 1989 р. промисловість колишнього СРСР, у тому числі України, за своїми якісними показниками наближалися до аналогічних виробів на Заході; серійний випуск ВІС пам’яті 64 кбіт та 1 Мбіт; серійний випуск ВІС процесорів 8086 і 80286 відповідно. Підприємства України забезпечували значну частину потреб союзної приладобудівної та інших галузей промисловості в мікроелектроніці.
Мікроелектроніка сьогодні визначає рівень розвитку приладобудування, машинобудування, систем і засобів військового призначення та більшості
інших напрямів техніки. Приміром, інформаційні технології, без розвитку яких Україна не зможе стати адекватним партнером країн Європи, на 90% залежать від стану мікроелектроніки, засобів зв’язку – на 80%. Електронне устаткування сучасного літака коштує від 50 до 80% його вартості. Приблизно такі самі цифри характерні для суднобудування, ракетобудування тощо.
Перебудова та розпад Радянського Союзу призвели до майже повного занепаду мікроелектронної промисловості України. Спад виробництва засобів мікроелектроніки за період із 1992 по 2012 р. становить 98% порівняно з рівнем 1991 року.
Поряд із розвитком мікроелектроніки та приладобудування розвивалася освітня галузь: упроваджено спеціальність «Інформатика» у вищих навчальних закладах з напрямів підготовки фахівців
інженерно-технічного і педагогічного профілю.
Упроваджено дисципліни
інформаційно- комп’ютерного профілю у ВНЗ для підготовки фахівців усіх спеціальностей.
Відповідно розвивається науковий напрям «теорія і методика навчання інформатики», яким керує доктор педагогічних наук, професор, академік АПН України, заслужений діяч науки і техніки України Мирослав
Іванович Жалдак.
Мирослав Іванович – фахівець у галузі обчислювальної математики, методики навчання інформатики та математики у загальноосвітній школі та вищих педагогічних навчальних закладах. Досліджує проблеми формування інформаційної культури майбутнього вчителя, змісту

16 навчання інформатики в школі, створення й використання комп’ютерно- орієнтованих дидактичних засобів навчання математики. Читає лекції з обчислювальної математики, теорії ймовірностей, інформатики.
М. І. Жалдак опублікував понад 240 робіт, серед яких близько 50 книжок
і брошур. Він започаткував розроблення сучасних комп’ютерно-орієнтованих методичних систем навчання математики і частково фізики, які орієнтовані на гармонійне педагогічно доцільне і виправдане поєднання надбань традиційних методичних систем навчання і сучасних інформаційно-комунікаційних технологій. Досить відомий сьогодні у школах і педагогічних університетах
України програмний комплекс Gran був розроблений М. І. Жалдаком та його тодішнім аспірантом А. В. Пеньковим ще у 1989 р. для комп’ютерів Ямаха, якими тоді були оснащені школи й вищі педагогічні навчальні заклади колишнього СРСР.
Зараз програмно-методичний комплекс Gran досить широко використовують у школах і педагогічних вузах України, про що свідчать публікації в журналах «Математика в школі», «Комп’ютер в школі та сім’ї», збірнику наукових праць «Комп’ютерно-орієнтовані системи навчання», збірниках наукових праць конференцій, теми кандидатських і докторських дисертацій з методик навчання математики, фізики, інформатики.