CNIV 2019

Atitudini actuale privind Informatica în România - C.N.A.T.D.C.U. și promovarea academică de Prof. dr. Ferucio Laurențiu Țiplea


Atitudini actuale privind Informatica în România - C.N.A.T.D.C.U. și promovarea academică

Prof. dr. Ferucio Laurențiu Țiplea*, Facultatea de Informatică, Universitatea „Al. I. Cuza” din Iași
 --------
(*) Articole preluate din revista Certitudinea Iași, nr. 42 (I-pag. 8), Nr. 44 (II), http://www.certitudinea.ro/

Despre Informatică (Computing as a Science)

Informatica este știința care se ocupă de prelucrarea informației într-o manieră algoritmică, unde prin algoritm se înțelege, la modul cel mai general, mașină Turing. Conceptul de calculator este strâns legat de informatică fiind un instrument prin care automatizăm procese de diverse tipuri pe baza unui algoritm implementat într-un anumit limbaj de programare. Deci, identificarea calculatorului cu informatica este greșită; este ca și cum s-ar identifica telescopul cu astronomia. De asemenea, identificarea persoanelor ce scriu programe într-un un anumit limbaj de programare cu informaticienii este greșită. Spre exemplu, un medic ce are cunoștințe modeste de informatică poate el însuși construi un program într-un limbaj de programare care să îl ajute în prelucrarea unor date medicale, dar aceasta nu înseamnă că el este informatician. Dezvoltarea continuă a tehnicii de calcul și perfecționarea interfeței om-calculator face ca din ce în ce mai multe persoane să poată interacționa cu calculatorul pe baza unui bagaj minim de cunoștințe (ce țin mai mult de utilizarea calculatorului și a programelor ce pot procesa pe acesta decât de informatică). 

Informatica a luat naștere ca ramură a matematicii. Principiile de bază în calculabilitate, sâmburele informaticii, au fost puse în perioada anilor 1930 de matematicieni și logicieni celebri, precum Church, Kleene, Turing, Gödel etc. Conform lui Matti Tedre, “Computing as a Science: A Survey of Competing Viewpoints. Minds and Machines”, 21(3): 361–387, 2011, informatica se separă de matematică în perioada 1960-1970. Începând cu 1970, informatica ar trebui considerată parțial disciplină matematică, inginerească și științifică, conform aceluiași autor.

Oferta de licență la universități de prestigiu din străinătate a început să își facă simțită destul de bine prezența și în România. Este foarte posibil ca în viitorul apropiat să asistăm la o migrație substanțială a liceenilor nostri de elită către facultăți de informatică din străinătate. Dorința de afirmare specifică vârstei va face ca decizia acestora să fie luată, fără doar și poate, pe baza calității ofertei academice. Astfel de liceeni, cu excepții neglijabile, nu se vor mai întoarce în țară pentru programe de master sau doctorat în informatică. Cum oferta națională la master și doctorat în informatică este calitativ inferioară celei din țări ale Europei de Vest, America etc., migrația absolvenților de licență din informatica românească va căpăta și ea noi valențe, în detrimentul mediului academic național.

I. Informatica de avarie: transfer tehnologic invers 

 Dezvoltarea impetuoasă a tehnologiei informației (Information Technology - IT) a condus la o cerință crescândă de informaticieni. Aceasta s-a pliat cu necesitatea facultăților ce predau informatică de a avea fonduri financiare cât mai mari și în consecință de a școlariza cât mai mulți studenți. Până aici, nu este nimic rău. Vorbim în fapt de o colaborare reciproc avantajoasă între companiile de IT și mediul academic informatic cu o rezultantă pozitivă majoră către societatea românească. Din păcate, lăcomia facultăților de a școlariza cât mai mulți studenți, lipsa de cadre didactice specializate, precum și a spațiului de școlarizare, actul didactic de calitate are de suferit. Asistăm la o informatică academică de avarie ce migrează din ce în ce mai mult spre informatica de consum specifică școlilor profesionale de IT.

Transferul tehnologic de la mediul academic către companii… și invers!

Marea majoritate a companiilor de IT ce și-au deschis porțile în România, fie autohtone fie prin filiale ale unor (mari) companii străine, angajează absolvenți ai facultăților de informatică pentru activități de dezvoltare, întreținere, verificare și testare de produse software. Acestea se reduc în măsură covârșitoare la cunoașterea și abilitatea de a opera cu diverse tehnologii IT. Partea de cercetare realizată în România de aceste companii este inexistentă sau, în cel mai bun caz, neglijabilă atât ca volum cât și ca anvergură și profunzime practică (luând în calcul doar aspectul fundamental al cercetării practice și nu teoretice). Beneficiul major al companiilor străine este costul scăzut al personalului calificat.
Pentru a răspunde cererii crescute de absolvenți de informatică venite din partea companiilor, facultățile cu profil de informatică și-au orientat curricula către predarea de tehnologii IT. Evident, aceasta se realizează în detrimentul unor discipline fundamentale care, în viziunea unor ”lideri”, sunt matematică și nu informatică. S-a creat o fobie atât de mare încât orice disciplină ce conține fundamente teoretice este aproape invariabil catalogată ca fiind matematică. De exemplu, criptografia este pentru mulți matematică pură. Predând IPsec sau SSL&TLS în cadrul cursului de Securitatea Informației, am avut surpriza de a constata că studenții, în mare măsură, privesc componenta de schimb de cheie a acestor tehnologii pe care probabil le utilizează zi de zi, ca fiind teorie abstractă. Este clar atunci că pentru marea majoritate a lor, modul în care aceste două tehnologii reușesc să asigure securitatea comunicației este de neînțeles. Dar și mai surprinzător este că unii dintre aceștia se angajează pe posturi ce au securitatea informației ca domeniu de activitate.

Companiile de IT dezvoltă semnificativ abilitățile angajaților de a lucra cu tehnologii informatice. Pe fundalul orientării curriculei informatice către astfel de tehnologii, angajații companiilor de IT ajung să fie văzuți drept ”specialiști” ce pot preda în mediul academic aceste discipline. Coroborând acest punct de vedere cu dorința unor facultăți de a scolariza cât mai mulți studenți, se ajunge la situații anacronice prin care o facultate de informatică poate avea 30-40 de colaboratori externi de la companiile de IT ce predau discipline de informatică. În niciuna din deplasările pe care le-am avut la universități din Europa de Vest, Japonia sau America, nu am întâlnit astfel de situații, în care aproape jumătate (sau uneori chiar mai mult de jumătate) din instructorii ce predau informatica să fie cobaboratori de la companii de IT. Unii lideri autohtoni numesc aceasta ”transfer tehnologic de la companii către mediul academic”! Nu exclud necesitatea unui transfer tehnologic de la companii către studenții informaticieni, dar el trebuie implementat numai prin organizarea de practici de specialitate a studenților în cadrul companiilor.

Parcuri de cercetare

Transferul tehnologic de la mediul academic către companii trebuie înțeles ca un transfer de cunoștințe, metode și tehnici fundamentate teoretic către domeniul practic, ce pot conduce la realizări practice importante societății. În America, implemetarea masivă a acestui transfer tehnologic se face prin intermediul așa numitelor parcuri de cercetare (research parks) cunoscute și ca parcuri de transfer tehnologic (technologic parks) sau parcuri științifice (science parks). Un parc de cercetare este un domeniu în care activează filiale ale unor companii ce mențin o strânsă legătură cu mediul academic, urmărind printre altele transferul unor rezultate teoretice către practică. Un astfel de parc de cercetare este de regulă arondat unei universități, fiind sub patronajul administrației locale și/sau a unor instituții de cercetare (universități, de exemplu). Parcul de cerectare al Universității Floridei Centrale, universitate la care am activat pentru 2 ani și jumătate ca profesor invitat (visiting professor), este cel mai mare parc de cercetare din Florida și al patrulea ca mărime (număr de companii) din America. Europa de Vest are și ea destul de bine conturat acest concept al parcurilor de cercetare. În catalogul UNESCO din 2017 ”Science Parks in Europe”, România nu figura cu niciun astfel de parc. Există încercări de a realiza parcuri de cercetare și în România, cum ar fi de exemplu la Iași, dar acestea nu își ating scopul nici pe departe.

Instruire și certificare în IT

Un fenomen ce a început să ia amploare în România este cel de instruire și certificare în domeniul IT. Companii cu echipe de instructori orientați pe diverse tehnologii oferă cursuri de specialitate, formând ”power-users, specialiști CAD, administratori de rețea sau baze de date, ingineri de sistem, programatori seniori, business analiști, arhitecți software, antreprenori sau manageri de proiect”, citând oferta unei astfel de companii. Mai mult, se obține și o certificare ”recunoscută la nivel național și internațional”. Vor lua aceste companii pâinea facultăților de profil? Cu o curriculă orientată din ce în ce mai mult spre asimilarea de IT și cu o diminuare vădită a elementelor fundamentale de informatică, personal nu văd decât un răspuns pozitiv la această întrebare.

Extinderea acestui fenomen de instruire și certificare în IT prin companii de profil vine să acopere ceea ce școlile profesionale de IT ar fi trebuit să o facă. Efectul benefic va fi reprezentat de faptul că mediul academic va trebui volens nólens să se orienteze spre aspecte fundamentale ale informaticii. Un specialist IT în baze de date va preda mult mai bine practica bazelor de date decât un cadru didactic plafonat la nivelul utilizării unui sistem de gestiune a bazelor de date. Tehnologii precum cloud, fog sau edge computing au fost ”impuse” de companii de IT din necesități practice, fiind considerate concepte arhitecturale de ultimă generație. Predarea lor doar la nivel de aplicații este insuficientă pentru a justifica includerea acestora în curricula universitară.

II. Informatica de avarie: teama de matematică 

Continuăm discuția inițiată în materialul ”C.N.A.T.D.C.U. și promovarea academică” din Certitudinea nr. 42/2019, pag. 8, referitoare la orientarea pronunțată a informaticii academice românești către tehnologiile IT. Aceasta orientare, bine simțită în programele de licență dar chiar și în cele de master și doctorat, este în detrimentul fundamentelor teoretice ale informaticii. De fapt, ceea ce se remarcă în ultimul timp este teama de fundamentele teoretice ale informaticii, frecvent gândite ca fiind matematică fără legătură cu informatica.

Fundamente matematice ale informaticii

Este dificil și foarte complex a da o definiție formală informaticii, și cu certitudine nu este scopul acestui material. Pentru cei interesați de acest lucru recomandăm secțiunea de informatică a Enciclopediei Stanford de Filosofie ”Stanford Encyclopedia of Philosophy”. Într-o variantă suficient de cuprinzătoare putem spune că informatica este știința care se ocupă de prelucrarea informației într-o manieră algoritmică, unde prin algoritm se înțelege, la modul cel mai general, mașină Turing. Conceptul de calculator este strâns legat de informatică ca fiind un instrument prin care automatizăm procese de diverse tipuri pe baza unui algoritm implementat într-un anumit limbaj de programare. Deci, identificarea calculatorul cu informatica este greșită; este ca și cum s-ar identifica telescopul cu astronomia. De asemenea, identificarea persoanelor ce scriu programe într-un un anumit limbaj de programare cu informaticienii este greșită. Spre exemplu, un medic ce are cunoștințe modeste de informatică poate el însuși construi un program într-un limbaj de programare care să îl ajute în prelucrarea unor date medicale, dar aceasta nu înseamnă că el este informatician. Dezvoltarea continuă a tehnicii de calcul și perfecționarea interfeței om-calculator face ca din ce în ce mai multe persoane să poată interacționa cu calculatorul pe baza unui bagaj minim de cunoștințe (ce țin mai mult de utilizarea calculatorului și a programelor ce pot procesa pe acesta decât de informatică).

Fără a intra prea mult în filosofia informaticii, care este un domeniu captivant dar peste care putem trece pentru a ne îndrepta către obiectivul nostru, spunem că informatica are nevoie de o bază teoretică solidă, de natura matematică, pentru a putea fi înțeleasă corespunzător. De exemplu, orice informatician specializat în domeniul criptografiei trebuie să aibă cunoștințe bogate de teoria numerelor, probabilități și statistică, curbe eliptice etc. Spațiile vectoriale sunt fundamentale tuturor celor ce activează în zona codurilor detectoare și corectoare de erori. Analiza și verificarea programelor cere cunoștințe solide de logică matematică, teoria categoriilor și a instituțiilor. Putem umple pagini întregi cu astfel de exemple. Ne vom opri însă aici citând oferta academică 2019-2020 în domeniul informaticii a Universității Stanford, una dintre cele mai prestigioase universități din lume:

”The Foundations in Computer Science Graduate Certificate at Stanford provides a solid course of study in the mathematical foundations of computing as well as important aspects of computer programming:
• Learn the essential elements of computing theory including logic, proof techniques, combinatorics, algorithm analysis, discrete data models (sets, relations, trees), and finite automata;
• Explore various programming paradigms as well as principles of building object-oriented software.
Who Should Apply: Practitioners looking to solidify their understanding of the foundations of computer science in theory and practice.”

Oferta scoate clar în evidență orientarea spre fundamente matematice ale informaticii precum și faptul că se adresează practicienilor ce doresc să își consolideze pregătirea informatică. Această ofertă nu este singulară, fiind întâlnită în variante apropiate de conținut și formă la multe universități de prestigiu din lume.

Teama de matematică

Nu sunt un adept al matematizării informaticii de dragul matematicii, dar sunt un adept inverșunat al predării informaticii academice pe baze solide. Am absolvit secția de informatică a Facultății de Matematică a Universității Alexandru Ioan Cuza din Iași în perioada 1982-1986. Eram o grupă de studenți ce număra aproximativ 25 de persoane. Studiile de matematică se desfășurau în comun cu studenții ce aveau profil de matematică pură. Nu aș putea spune acum că matematica studiată atunci nu mi-a ajutat de-a lungul carierei. Pot spune însă că anumite capitole de matematică au avut utilitate redusă în pregătirea mea ca informatician (și cadru didactic universitar în domeniul informaticii). Pot de asemenea spune că anumite capitole de matematică ar trebui predate altfel studenților informaticieni, că ele trebuie să aibă o orientare informatică. De exemplu, in contextul unui program de licență de 3 ani, un curs de un semestru de teoria numerelor este prea mult pentru studenții informaticieni. Includerea câtorva lecții orientate pe teoria numerelor în cadrul unui curs de fundamente algebrice pentru informaticieni, este o soluție mult mai potrivită.
Eliminarea însă a fundamentelor matematice din pregătirea studenților informaticieni este o mare greșeală. Aceasta pentru simplul motiv că ea va conduce la imposibilitatea înțelegerii corespunzătoare a unor domenii cu caracter informatic major. Pe de altă parte, matematizarea exagerată constituie cert o altă greșeală. Aceasta a fost situația anilor de după 1989 când informatica, dezvoltată în sânul matematicii, s-a văzut sufocată de cursuri de matematică pură în timp ce tehnologia informației se dezvolta cu pași mari. S-a ajuns astfel la o discrepanță majoră între matematica ca fundament teoretic pentru informatică și informatica aplicată, discrepanță ce a dat câștig de cauză informaticii aplicate acolo unde informatica s-a putut separa în diverse forme de matematică. În unele situații însă s-a trecut de la o extremă la cealaltă.

Fuga după tehnologii

Așa cum s-a spus în materialul ”C.N.A.T.D.C.U. și promovarea academică” din Certitudinea nr. 42/2019, pag. 8, cerința crescândă de absolvenți de informatică pe fondul dorinței facultăților cu profil de informatică de a atrage suport financiar cât mai mare, a condus la creșterea cifrei de școlarizare în domeniul informaticii. Astfel, dacă la Iași se școlarizau aproximativ 25 de studenți în informatică înainte de 1989, cifra de școlarizare a crescut la aproximativ 50 de studenți în primii ani după 1989, ca acum să depășească 400. Spațiul de școlarizare a rămas în linii mari același, precum și numărul cadrelor didactice titulare.
Pe fondul declinului demografic din România, creșterea interesului pentru domeniul informatic, ce este consecință a necesității informatizării societății, se face prin scăderea interesului populației pentru alte domenii de activitate. Ceea ce însă a rămas constant numeric, dar nu procentual, în cadrul cifrelor de școlarizare menționate mai sus este numărul studenților de licență interesați de asimilarea informaticii pe baze solide. Aceasta înseamnă că diferența până la o cifră de școlarizare de 400 de studenți este acoperită de persoane interesate în asimilarea de tehnologii informatice, în special la nivel de utilizator. Orientarea ofertei academice și a procesului didactic către astfel de tehnologii informatice apare atunci ca răspuns la acest fenomen, coroborată cu dorința facultăților de a atrage cat mai multe fonduri finaciare.


Despre Prof. dr. Ferucio Laurențiu Țiplea (Nota ed.).

Ferucio Laurentiu Tiplea received the Ph.D. degree in computer science from Alexandru Ioan Cuza University of Iasi, Romania, in 1993. He joined the Department of Computer Science of the aforementioned university in 1990, where he is currently Professor of Computer Science. Dr. Tiplea's research interests lie in the area of theories and tools for high-level modeling, design, and analysis of systems, cryptography, and computer security. He published three books (on Petri nets, set theory, and algebraic foundations of computer science), more than 75 papers in professional journals and refereed conference proceedings in these areas, co-edited five conference volumes, contributed to six edited volumes, and delivered invited talks at many universities and international conferences. Dr. Tiplea was the recipient of several fellowships, such as the Fulbright Fellowship, German Academy Fellowship, DAAD Fellowship, Monbusho Fellowship. From December 2003 to May 2006 he held a Visiting Professor position at University of Central Florida, School of Computer Science, Orlando (USA).