Ляпунов Алексей Андреевич

Федеральное агентство железнодорожного

транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Иркутский государственный  университет путей  сообщения 
 
 
 
 

Реферат

по  теме:   Ляпунов  Алексей Андреевич. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: студентка группы ИС-08-1

Сокольникова  Юлия

Проверила: Абасова Н.И. 
 
 
 

Иркутск,2011г 

Введение.

Диапазон  научных интересов члена-корреспондента Академии наук Алексея Андреевича Ляпунова был необычайно широк, а сферы  их приложения разнообразны. Основные направления его исследований —  математическая логика, теория множеств, кибернетика, программирование, математическая лингвистика, машинный перевод. А. А. Ляпунову принадлежит разработка управляющих (кибернетических) систем, строгое определение  которых было сформулировано им вместе с его учеником С. В. Яблонским. С 1954 по 1964 годы А. А. Ляпунов в Московском университете вел семинар по кибернетике, который объединял ученых и специалистов, работавших по данной проблеме.

В июле 50-х годов А. А. Ляпунов разработал первые учебные курсы по программированию, а в 1952/53 учебном году он прочитал студентам МГУ первый курс под  названием "Принцип программирования" (до появления АЛ ГОЛ а).

В 1953 году он создал операторный метод, одну из первых в мире нотаций языков программирования — аппарат описания алгоритмов (язык логических схем).

Заслуги А. А. Ляпунова в области кибернетики  и программирования настолько велики, что период с середины 50-х годов  до середины 60-х годов XX века часто  называют "ляпуновским" периодом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Биография.

Алексей Андреевич Ляпунов родился 8 октября 1911 г. в Москве в семье, которая была связана родственными и дружескими узами с семьями выдающихся представителей русской интеллигенции того времени — Сеченовыми, Крыловыми, Филатовыми и  другими. Его отец, Андрей Николаевич Ляпунов, получил математическое образование, он учился в Московском университете, а также в Гейдельберге и Геттингене. Затем отец Ляпунова работал в Путейском ведомстве, а после 1917 года был сотрудником Института биофизики Народного Комиссариата здравоохранения. Мать Алексея Андреевича Елена Васильевна Ляпунова была широко образованным человеком и посвятила свою жизнь воспитанию детей, которых в семье Ляпуновых было семь.

Семья Алексея Андреевича принадлежала к  известному роду Ляпуновых, в котором  были и знаменитые ученые (А. М. Ляпунов  — выдающийся математик, М. В. Ляпунов  — астроном, Б. М. Ляпунов — славист  и др.), и известные деятели  русской культуры (композитор С. М. Ляпунов). Ляпуновы имели родственные связи  с семьями выдающихся русских  ученых — И. М. Сеченова, А. Н. Крылова, П. Л. Капицы и др.

Общение с детских лет с высокообразованными  людьми рано пробудило у Алексея  Ляпунова интерес и к искусству, и к различным наукам. Его увлекали астрономия, минералогия, биология, архитектура  и живопись. В 1928 году А. А. Ляпунов закончил среднюю школу и поступил в Московский университет. В 30-х годах он был учеником и сотрудником известного физика академика П. П. Лазарева, он работал лаборантом в Государственном геофизическом институте у известного физика академика. Выполняя математическую обработку геофизических и биофизических экспериментов, участвовал в экспедициях по изучению Курской магнитной аномалии. Сдав экстерном экзамены по университетским курсам в МГУ, он получает высшее образование.

А с 1932 года находился под влиянием академика Н. Н. Лузина, возглавлявшего в те годы Московскую математическую школу. Под руководством Н. Н. Лузина он получает первый математический результат в области дескриптивной теории множеств. Дескриптивная теория множеств становится и до конца жизни остается одним из основных направлений его научной деятельности. С 1934 по 1942 год А. А. Ляпунов был младшим, а затем старшим научным сотрудником Математического института им. В. А. Стеклова, где в 1939 году он защитил кандидатскую диссертацию на тему "Об униформизации аналитических дополнений".

Будучи  сотрудником П. П. Лазарева, Алексей  Ляпунов интересовался проблемами применения математических методов  к естественным наукам. В 1938 году он опубликовал совместно с Ю. Я. Керкисом результаты статистической обработки  генетических экспериментов. Инициаторами этой работы были академики Н. И. Вавилов  и А. Н. Колмогоров. В предвоенные  годы Алексей Андреевич занимается теорией вероятностей и ее приложениями. Из работ этого периода следует  отметить опубликованное в 1942 году исследование "О выборе из конечного числа  конкурирующих гипотез". Ценность этой работы была понята значительно позднее (в настоящее время она используется в математической статистике, вероятностных методах распознавания образов и т. д.), примерно в то же время (1939 год) он начинает свою Педагогическую работу в качестве доцента Педагогического института. 
 
В 1942 году А. А. Ляпунов призывается на военную службу и направляется в пехотное училище, которое заканчивает в 1943 году. С 1943 по 1945 год он в должности командира топографического взвода в артиллерии принимает участие в боях на 4-м Украинском, 3-м Белорусском и 1-м Прибалтийском фронтах.

Находясь  на фронте, А. А. Ляпунов не прекращал  математические исследования. Здесь  он занимался вопросами, связанными с точностью артиллерийской стрельбы, и примечательно, что для их решения  он широко привлекал аппарат математической статистики.

За участие в боях по освобождению Крыма А. А. Ляпунов был награжден орденом Красной Звезды.  
 
В марте 1945 года Алексей был отозван из действующей армии для преподавательской работы в Артиллерийской академии им. Ф. Э. Дзержинского, где проработал до 1952 года. Одновременно А. А. Ляпунов выполняет серьезные работы по математике, что позволило ему в 1949 году успешно защитить докторскую диссертацию.

В течение 1949—1951 годов А. А. Ляпунов работал  в Геофизическом институте АН СССР, где проводил исследования по прогнозированию землетрясений  и обработке гравитационных наблюдений. С 1951 года он работал в Математическом институте АН СССР им. В. А. Стеклова, а с 1953 года — в Институте прикладной математики, возглавляя в этих институтах работы по программированию. Он одним  из первых оценил возможность цифровых машин для решения задач невычислительного  характера. В Математическом институте А. А. Ляпунов организовал семинар, сразу привлекший к себе внимание, а с осени 1952 года он стал работать на механико-математическом факультете МГУ в качестве профессора кафедры вычислительной математики, где организовал семинар по программированию.

В 1953 году А. А. Ляпунов создает операторный  метод в программировании, с которого ведет начало теоретическое программирование. В основе операторного метода лежит  аппарат логических схем, который  включает основные формализмы, описывающие  алгоритмы.

 
А. А. Ляпунов был одним из первых, кто оценил значение кибернетики и стал активным организатором исследований по кибернетике в нашей стране.  
 
Работы А. А. Ляпунова посвящены разработке общих вопросов кибернетики, математическим основам программирования и теории алгоритмов, математической лингвистике и машинному переводу, кибернетическим вопросам биологии, а  также философским и методологическим вопросам развития научной мысли. Им создан операторный метод программирования, который получил широкое распространение в реальном программировании и оказал огромное влияние на все последующее развитие теории программирования.  
Аппарат (язык) логических схем программ, предложенный А. А. Ляпуновым, вырос из блок-схемного описания программы, применявшегося в то время в практике программирования. Блок-схемное описание предписывало перед программированием алгоритма деление его на части — блоки с установлением связей между ними. Однако понятие самого блока было расплывчатым, а поэтому и не могли быть четко описаны ни правила выделения блоков, ни правила соединения блоков в схему. Аппарат логических схем был с самого начала нацелен на устранение этих недостатков. Для него характерно предварительное и не зависящее от конкретного алгоритма выделение частей, из которых составляются алгоритмы программирования — это выделение осуществляется по признаку функциональной нагрузки, которую несет та или иная часть алгоритма. Так появились понятие оператора (термин "оператор" введен Ляпуновым), осуществляющего акт обработки информации, и понятие логического условия, которое осуществляет акт проверки информации, чтобы определить порядок выполнения операторов. Логическая схема, описывающая алгоритм, "представляет собой строку из операторов и логических условий, называемых членами схемы. После каждого логического условия начинается стрелка, оканчивающаяся либо перед одним из членов схемы, либо в конце строки".

Операторный метод лег в основу многих учебников  и учебных пособий по программированию, выпущенных в 50-е годы. Особенно велика роль операторного метода в становлении  программирования как науки.

Формальные  определения программирования как  науки были даны А. А. Ляпуновым в  его статье "К алгебраической трактовке программирования", написанной позже. В ней он рассматривает  формализмы программирования на "теоретико-множественной  базе". Ляпунов связывает программирование с основными направлениями современной  математики, в частности с позиций  общей алгебры. В статье была заложена та идейная платформа, на которой  основывались дальнейшие исследования, проводившиеся учениками Алексея  Андреевича — Ю. И. Яновым, А. П. Ершовым, Н. А. Криницким, Р. И. Подловченко и  др.

Необходимо  также отметить, что с появлением операторного метода была сформулирована проблема автоматизации программирования и, в частности, задача построения программирующей  программы (в современной терминологии — "транслятор"), т. е. такой программы, которая сама будет строить программы  для различных алгоритмов. Как  пишет Р. И. Подловченко, "эта задача определила направление исследований в программировании более чем  на десятилетия вперед. Постановка ее принадлежит Алексею Андреевичу Ляпунову и сделана им в 1953 году".

Вклад А.А. Ляпунова в кибернетику.

Кибернетика - наука об управлении, связи и переработке информации.

Предмет кибернетики. Основным объектом исследования в кибернетике являются так называемые кибернетические системы. В общей (или теоретической) кибернетике такие системы рассматриваются абстрактно, безотносительно к их реальной физической природе. Высокий уровень абстракции позволяет кибернетике находить общие методы подхода к изучению систем качественно различной природы, например технических, биологических и даже социальных.

Абстрактная кибернетическая система представляет собой множество взаимосвязанных  объектов, называемых элементами системы, способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также  обмениваться информацией. Примерами  кибернетических систем могут служить  разного рода автоматические регуляторы в технике (например, автопилот или  регулятор, обеспечивающий поддержание  постоянной температуры в помещении), электронные вычислительные машины (ЭВМ), человеческий мозг, биологические  популяции, человеческое общество.

Элементы  абстрактной кибернетической системы  представляют собой объекты любой  природы, состояние которых может  быть полностью охарактеризовано значениями некоторого множества параметров. С  помощью последовательностей дискретных параметров можно представить любое целое или рациональное число. Вместе с тем дискретные параметры могут служить и для оперирования величинами качественной природы, которые обычно не выражаются числами. Для этой цели достаточно перечислить и как-то обозначить (например, по пятибалльной системе) все различимые состояния соответствующей величины. Таким образом могут быть охарактеризованы и введены в рассмотрение такие факторы, как темперамент, настроение, отношение одного человека к другому и т.п. Тем самым область приложений кибернетических систем и кибернетике в целом расширяется далеко за пределы строго "математизированных" областей знаний.

Основные  труды Алексея Андреевича относятся к различным областям знания. В числе их необходимо, в первую очередь, отметить труды по:

— теории множеств,

— общим вопросам кибернетики,

— программированию и его теории,

— машинному переводу и математической лингвистике,