الثلاثاء، 19 أكتوبر 2010

Proposal for a new-style FCIS ACM chapter

As some of you know, I have long-term plans of creating a software company, إن شاء الله.

The question is: Where to get great programmers to work there?

What's a great programmer anyway? What types of programmers am I looking for? Think of someone who has some (not necessarily all) of those capabilities:

- Knows enough to create a basic computer vision application.
- Can write a compiler for a small but useful language in a couple of days.
- Can learn a new platform (say a mobile platform) in a short time.
- Invents his own tools to help with projects (e.g code generators, data editors such as level editors in games, verifiers...).
- Understands design trade-offs and the needs for real-world applications.
- Can mix concepts from different disciplines (e.g use techniques from AI when writing a database application).
- ...etc

The reader might now ask: Why do I want such a level of programmers? Does the market need anything like that at all? Well, my plan is to change the market a little. I have big ideas for creative hardware and software applications, many of which I hope are monetizable. Some of them are for internal markets (Egyptian, Arab...) and some for the international market. I should talk more later those projects. Some of their names may be familiar to readers who know me:
- Arwa
- Kalimat
- Awraq
- Kitty
- SketchCode
- Ideaz
- SenseWiki
- ...etc

Isn't this the dream of every computer-science student or graduate? A company where the valuable science they've learned is applied, improved and monetized? A place where you get paid for doing the things you love, and yet produce useful tools for society?

In order to have a chance at doing this, إن شاء الله , many things are needed: I need funding, good strategic planning, and more. But one of the things I'd need most is the existence of a growing number of smart, talented, capable programmers . The existence of those programmers is a major deciding factor for all of this.

How to establish a pool of talent then? Long-term I hope social changes help with this (like teaching children programming). Short-term we need to look at existing students and graduates and help them grow as programmers.

(Are you growing as a programmer?)

Now my opinion on the current FCIS ACM chapter activities. Before I go on I have to say two important things:

1- The ACMers have worked hard to organize competitions and educate students. Many of them have spent long hours of their own time helping others and expecting nothing in return. I'm not trying to discredit their hard work. I think it's clear that they deserve appreciation.

2- I'm not opposing their strategies for the sake of mere opposition. I've talked about these issues with several members of the organization. I think we all have the same goals for the faculty and society in general.

Now..criticism time :-) :-) :-)

1- The current ACM activities make students focus too much on algorithmic problem-solving and almost nothing else. Eventually there's a limit to the usefulness of repeatedly practicing the same topics over and over. After a while you learn nothing new.

2- Then there's no creation involved... The main aim of the competition is to give correct output for a given input. Real-world programming isn't like that. When creating a real product almost nothing is fixed in advance and you need to think hard about features, trade-offs, system constraints and user-interaction.

3- The training focuses almost exclusively on C++ console applications. This is a very small part of the development world. Again, real development has a very diverse ecosystem: Mobile applications, web apps, embedded systems, games, developer tools, scientific applications...etc. All these need a multitude of tools, techniques and languages.

4- The training talks a lot about "Computer science", "Math" and the like yet it only focuses on one aspect of CS and Math ignoring all other important aspects. This could give students the false idea that CS is only about algorithms.

5- ...Even then, the (few small) observations I've noticed make me think algorithms are not really taught in-depth. "Some lessons about graphs and dynamic programming" != "algorithms".

True, the ACMers make the occasional educational sessions or other activities but for me the real goal is achieved when people grow enough as programmers to reach and exceed the level I described at the beginning of this article. Success is when programmers are able to help with the kind of applications I described, for the kind of companies I described. (Yes, I said companies, I hope my own company helps set a wave of change in the local market).

I've talked with some ACM members and leaders and described a proposal for improving the organization. Here's some more details:

The new, new ACM

My proposal for the new ACM is all about changing the focus from one aspect (problem solving competitions) to other suggested aspects:

Creation
Students should train on creating real, working applications and not just idealized programming examples.

Diversity
Students should learn a variety of tools and languages, be capable of creating more than one type of application, and get good introductions to the various fields of computer science.

Depth
Students should have the opportunity of, and be helped with, getting deeper into the subjects that fit with their interests, both scientific and technical.


Activities

Here's a sample of suggested activities that could be made in the new ACM:

Events:-

Hackathons: Where students gather in labs (like in competitions) but instead have 2-3 hours to create a small, useful application. Like a game or a web tool.

Special topic weeks like "software engineering week", "game programming week", "programming language week", where several speakers interested in the same topic can all give presentations about the different sides of that topic.

Minimalist presentation days where several speakers can give sessions, but each session is very focused (say 15 or 20 minutes) so the speakers will have to really concentrate on what's important. And at the same time allow the audience to view many presentations without feeling tired.

Research days where TAs and other researchers can speak about their research and discuss their scientific interests with the audience.

Projects:-

Ongoing open-source projects where fresh members regularly join and learn from experienced members. I think the 2010 summer of code was a real important step forwards in this direction.

Dissect-a-project where a presenter takes some project (open source or developed by the presenter) and explains how it was designed and implemented, with a focus on how design decisions were made, how implementation problem were solved, techniques used, and the like.

Knowledge repositories: An online site where summaries, tutorials and example programs are regularly added and modified. Perhaps also a place to collect technical knowledge from the forum, blogs...etc. Perhaps in the long-term books could be authored that way.

Activities:-

Book rings where (say) five readers take five books, and each reader reads his book then passes it to the next 'element' in the ring.

Sessions of knowledge (مجالس علم) would be like mini-sessions where learners can exchange knowledge, discuss a book, plan for projects...etc

I'm sure that with some brainstorming more and more ideas could be found.

Moving forward

While this discussion is already going with existing ACM members/leaders, I decided to put this article on my blog for several reasons:
  • I wanted to raise awareness of the need for creation, diversity, and depth.
  • I wanted older ACMers (many of whom are outside Egypt) to know about these suggestions and join the discussion if they want.
  • I wanted a stable reference where my ideas are organized, written-down and publicly available.
If something stops improving, it stagnates. I think it's time to take FCIS programming activities (and perhaps the local software market) to the next stage.

الأحد، 12 سبتمبر 2010

الصورة أكبر مما تبدو عليه

هذا برنامج مكتوب بلغة Logo:
لكن مفسر الLogo نفسه مكتوب هنا بلغة كلمات
...ولغة كلمات مكتوبة بال++C


الأحد، 4 أبريل 2010

بيئة حية متكاملة

في طفولتي كان عندي كمبيوتر صخر. وكانت تلك الأجهزة تملأ الدنيا في سائر بلاد الوطن العربي. جهاز صنعته شركة ياماها، مبنيّ على نظام MSX، معرّبٌ يفهم لغتي. قبل "الكمبيوتر الشخصي" كان هناك "الكمبيوتر المنزلي".

الجهاز فيه لغة برمجة جاهزة. افتح الكمبيوتر، انتظر، اضغط زر "4"، صرت في بيئة البرمجة! أدّى هذا إلى ظهور جيل من المبرمجين في سن العاشرة فما فوق. لم تكن هناك كليات الحاسبات ولم يكونوا يعرفون انه هناك وظيفة اسمها "مبرمج" يقوم بها محترف يأخذ أجراً. اطفال وجدوا اللغة أمامهم فبرمجوا. هكذا بكل بساطة. انا نفسي لم اكن اعتبر نفسي مبرمجا شديد التمكن وقتها، كنت اكتب برامج عادية بينما غيري يكتب العابا كاملة.

الشركة العربية التي قدمت هذا الكمبيوتر لم تكتف بالجهاز فحسب، لكنها قدمت أيضا برامج بعضها تعليمي وبعضها ترفيهي وبعضها احترافي. من هذه البرامج كانت لغة Basic معرّبة اسمها "صخر Basic". لم استخدم أنا هذه اللغة وتعلمت على لغة الBasic الأنجليزية، لكن ثاني لغة برمجة تعلمتها كانت لغة Logo المعرّبة هي الأخرى. كم مرة كتبتُ فيها هذه الكود يا ترى؟:

يا مربع
كرر ٤ [امام ٥٠ يمين ٩٠]
نهاية

نشرت الشركة أيضا كتبا برمجية عديدة للأطفال. منها كتب أجنبية مترجمة ومنها إنتاج عربي.

لم تكن الشركة منتجة كمبيوتر صخر هي اللاعب الوحيد في هذا المضمار. من ناحية الأجهزة كان هناك الكومودور والسنكلير والتكساس وغيرهم. وفي مجال النشر كان هناك دور نشر كثيرة تنتج كتبا في البرمجة في مختلف الدول العربية. بعضها مترجم، بعضها إنتاج عربي أصيل. وكثيرها بجودة عالية جدا. كانت هناك أيضا مجلة اسمها "ميكرو" -أظنها كانت لبنانية- تقدم برامجا على صفحاتها وأبواب تعليمية وركن للقراء ليرسلوا برامجهم التي تنشرها المجلة. كان باقي القراء يكتبون هذه البرامج بأيديهم سطرا سطرا لينفذوها بعد ذلك. لا اظن مجلة ميكرو المجلة الوحيدة، بل غالبا كان هناك الكثير غيرها.

الذي اريد أن اقوله من كل هذا أن البرمجة لم تكن نشاطاً فردياً بل ظاهرة اجتماعية: موردو الأجهزة، الناشرون، الأطفال، المجلات كلهم يكوّنون بيئة حية متكاملة (ecosystem)، كل منهم له ما يقدمه وما يستفيد منه. هذا يبيع، وهذا يكتب، وهذا يرسل برامجه لبريد القراء. الكل مستفيد. الكل رابح.

لو اشتريت جهازاً حديثاً عليه الWindows فكيف ستبرمجه؟ برنامج الpaint واضح مكانه. برنامج الكتابة كذلك. لكن أين لغة البرمجة؟ أين الكتب؟ بل نحن الآن مستهلكون للتكنولوجيا لا صانعون لها. لم تنقرض حركة البرمجة في الصغر تماما؛ لن اتعجب مثلا لو رأيت مبرمج عربي في الرابعة عشرة يبرمج visual basic أو PHP الآن، لكن لم يعد الموقف كما كان.

أريد بإذن الله إعادة إنشاء تلك البيئة الحية المتكاملة. أريد لغات برمجة عربية، أريد كتبا في كل شيء: كيف تؤلف برامجك. كيف تحلّ الواجبات المدرسية بالبرمجة. كيف تساعدك البرمجة في إجراء تجارب علمية. كيف تكتب برنامجا يحسب ميزانية المنزل. كيف تطوّع هذا الجهاز لحسابك. كيف تكون صانعا للتكنولوجيا. أريد أن أرى الأطفال يُرِي بعضهم البعض البرامج ويتبادلون الsource code.

على المدى الطويل أتمنى بديلا لكمبيوتر صخر لكن بمقاييس القرن الواحد والعشرين. عربيّ. سلس. رخيص. قويّ. عودة لفكرة الكمبيوتر المنزلي المخصص لأهداف الأسرة وليس فقط الأعمال.

لعل هذه البيئة تعود إن شاء الله. قديما كان شعار كمبيوتر صخر هو "يجعل التعلم متعة". وإني لأراه شعارا جديرا بالتمسك به.

الأحد، 14 مارس 2010

المقامة البرمجية

إنما البرمجة تفصيل المبهم وتنظيم الذي لا يُنظّم. البرنامج امتداد لفكرك واللغة أداتك؛ فاشحذ فكرك فالكمبيوتر لن يؤلف شيئا بدلا منك، وأتقن لغتك فالكمبيوتر لن يقرأ أفكارك. اعرف لغات متعددة تتفتح الطرق لك، ولا تتحيز للغة دون الأخرى. فكر في مواءمة اللغة للهدف الذي بين يديك، ولا تضيع وقتا في جدل عن لغة مقابل غيرها، وتذكر: إن هي إلا أدوات تعمل بها.

البرمجة أسسها رياضية وتطبيقاتها عملية – فقدّر هذين الجانبين واهتم بهما، واستمتع بما تعمل واعمل ما تنفع به الناس، ولا تتوقف عن التعلم ولا تدع تخرجا ولا توظفا يمنعك من معرفة أو يخبرك أنك قد اكتفيت من العلم.

البرامج خطط ثابتة تنفيذها عمليات سائرة. اعرف العلاقة بين تكوين البرنامج وبين سلوك العمليات الذي تتبع منه تصبحْ برامجك بين يديك، وافتح عينيك لما تراه يتكرر أمامك، وسرعان ما تجد مفاهيم كنت تظنها مختلفة قد صارت واحدا، وما كان مجسما قد صار مجردا.

ليس كل الناس مبرمجين ولم يبلغ كل المبرمجين علمك، فكن صبورا لمن لم يفهم لك قصدا ولا تتكبر على من يقلّ عنك علما، واعلم أن البرامج للبشر ليقرؤوها كما هي للآلة لتنفـّذها فاكتب برامجك لتُقرأ قبل أن تكتبها لتُنفـّذ، وليكن أول قاريء تراعيه هو أنت.

لا تجعل العمل يحطمك واهتم بصحتك، لا تقضِ الساعات الطوال جالسا بلا راحة واصنع بيئة عمل تعينك واحجز وقتا كافيا لنومك. تعلم علوما غير البرمجة تجد نفسك مبرمجا أفضل، ولو قابلت خطأ لا حل له اترك الكمبيوتر برهة لعلك تُلْهَم الحل، وتذكر أن البرمجة تفكير لا كتابة فأحيانا تفكر جديا وأنت بعيد عن الجهاز وتفكيرك عمل.

البرمجة تفاهم بين بشر وآلة وبين بشر وبشر، فتعلّم كيف تتكلم يسرِ الحال كما أردت، وتعلم كيف تكتب تتحقق أهدافك، واعلم أن أهم أداة للإقناع أن تكون على حق أولا، وإن وجدت خطأ في قولك فلا تعاند فيه. وإن كنت لا تعلم فقل "لا أعلم" ولا تدّعِ علما ليس لك.

سألتني فأجبتك على قدر ما أعلم، وما لا أعلم أكثر وأعظم.

(انتهت المقامة البرمجية، شكراً لعمر عثمان على مراجعتها والأقتراحات القيمة التي قدمها)

الأربعاء، 8 أبريل 2009

البرمجة و التفكير (و فرصة للتفوق العلمي)

تحولات...

قديما كانت القراءة و الكتابة مهارتين نادرتين حتى ان المرء كان ليؤجّر كاتبا يكتب له ما يشاء. الآن أي طفل في الشارع يقرأ و يكتب. ثم كانت العمليات الحسابية مثل الضرب و القسمة المطولة حكراً على العلماء حتى صارت هي الأخرى في متناول التلميذ العادي.

و قديما كان علم الجبر لا يقدر عليه سوى اسطورة مثل الخوارزمي. لم يعد الأمر كذلك. مع مرور الوقت يتحرك العلم من شيء تخصصي لا يقدر عليه إلا القلّة إلى جزء من التعليم العادي. و من تخصص وظيفي إلى معرفة عامّة.

...تفتح أبوابا

و حين يصير علم مثل الحساب معرفة عامة للناس جميعا، يرتفع مستوى البحث العلمي و يمتد إلى آفاق اكبر مثل التفاضل و التكامل مثلاً. و حين تصير الفيزياء العادية معروفة للجميع يفتح هذا الباب للهندسة و الألكترونيات. و حين تصير القراءة و الكتابة أمام كل الناس يفتح هذا المجال للصحافة، التي لم تكن ممكنة في عصور كان معظم الناس فيها لا يقرأون. و لو صارت العلوم السياسية مثلا يعرفها طلبة المدارس لفتح هذا باباً للمجتمع كله ليتكلم عن ادارة الدول و نظم الحكم. و كل علم يتحول من "تخصصيّ" إلى "عام" يرفع مستوى العلم في المجتمع كله.

و الفرصة القادمة البرمجة...

أعتقد أنه في السنوات القادمة ينبغي أن تكون البرمجة جزء من التعليم الأساسي، مثلها مثل الحساب و الجبر من قبلها. يجب ان يتكلم الناس عن الAlgorithms و الArrays كما يتكلمون عن طرح x من طرفي المعادلة. هل هذا صعب؟ ليس بشدة: مع مرور الزمن يتطور مستوى تفكير المجتمع ككل. و هناك الآلاف من الناس في بلادنا و خارجها تعلموا البرمجة و هم أطفال. لو اخذ المجتمع هذا الموضوع مأخذ الجد فإني أتوقع، إن شاء الله، ان تزداد خبرة المعلمين شيئا فشيئا و يتعلموا من تجاربهم الطرق المثلى لتعليم البرمجة لأي طفل.
و هل سيفيد هذا شيئا؟ نعم يفيد في مجالين:

أولا: البرمجة هي "تفكير بطريقة رسمية" و يدخل في كل شيء في الحياة. ربما لو نظرنا لعلم مثل المحاسبة نجده مجموعة من الData structures و الAlgorithms. أشياء مثل الBaker's algorithm أو الBanker's Algorithm كانت تستخدم فعلا في المخابز و البنوك. حتى الأستراتيجيات العسكرية ربما يمكن "تكويد" بعضها أو كثير منها في صورة خوارزميات. لو كان الناس كلهم يعرفون البرمجة لوجدوا طريقة جديدة، غاية في الوضوح و الدقة، للحديث عن العلوم الأساسية التي يعرفونها.

ثانيا: العلوم الطبيعية مثل الأحياء و الفيزياء صارت أعقد من أن يقوم بها الأنسان وحده و صار الكثير من الأبحاث يعتمد على الكمبيوتر. و ظهرت علوم مهجّنة مثل Computational Physics أو ال
Computational Biology و صار العديد من علماء الفيزياء و الكيمياء يتعلمون البرمجة ليتابعوا أعمالهم.

...فرصة للتفوق العلمي

تخيل لو سبق العالم الأسلامي باقي الدول في إدخال البرمجة في التعليم الأساسي (بشكل صحيح مبدع) و خرج لدينا جيل كامل من الأطباء و المهندسين و المحامين و المحاسبين الذين لا يجدون البرمجة شيئا غريبا. ماذا سيحدث؟ اتوقع، بإذن الله، ثورة علمية تكافيء أثارها أو تفوق آثار النهضة الأوروبية.

- ربما يصير شيء مثل الComputational Physics مادة جامعية عادية بدلا من حكرا على نخبة من العلماء القليلين!
- ربما تصير القوانين و المحاماة اقل إبهاما و أسهل في التطبيق!
- ربما يكون الإعراب في النحو بوصف الParse Trees!

..هيّا

هناك أوروبيون بدأوا فعلا في التفكير في هذا الأمر (أنظر مثلا هذه الصفحة عن ال"Computational Thinking"). لكن الأمر مازال في بدايته و لعلّنا نكون أمام فرصه حقيقية لأن نسبقهم بمشيئة الله تعالى.
كما قلت في مثل هذا اليوم في 2008...علّموا الأطفال البرمجة!

الجمعة، 27 فبراير 2009

فيش فيش

احيانا يقرأ المرء أشياء عجيبة لم يسمع بها من قبل. هذا مثال مم قرأت أنا:
ابدأ بكلمة انجليزية تنفع إسما أو فعلا على السواء مثل "Fish". هناك جمل عديدة في صورة Fish^N هي جمل صحيحة نحويا, هذه بعض قيم N:

Nالجملةالمعنى
1!Fishإصطد!
2Fish fish"إصطد سمكا" ...أو "السمك يصطاد
3Fish fish fishالسمك يصطاد سمكا
4Fish fish fish fishالسمك الذي يصطاده السمك يصطاد
5Fish fish fish fish fishالسمك يصطاد السمك الذي يصطاده السمك
6Fish fish fish fish fish fishالسمك الذي يصطاده السمك (الذي يصطاده السمك) يصطاد

الجملة رقم 6 تحتاج بعض التفصيل, تخيل أن السمك أ يصطاد ب, و ب يصطاد ج, و جيم يصطاد سمكا غير محدد:
أعتقد أنه يمكن إثبات بواسطة الInduction أن أي جملة في صورة fish^N هي جملة مفيدة (لكني لم أحاول بعد). هل يمكنك أنت أن تثبت هذا؟

الجمعة، 16 يناير 2009

We can do Web applications

Watching a new homegrown language grow up and generate its first dynamic Web page. Seeing the result of months of work. It feels good, الحمد لله.

If you know Lisp, you probably can understand how the code works in the (simplistic) example below. Click on the picture for better viewing.

I hope I'll be able, soon إن شاء الله, to announce more details about the language and a bit about its history.
To the team members who contributed valuable code to this project*, if you're reading this, thank you :)

[*] Haytham Alaa, Mosapha Ateya Sakr, Mostapha M. El-Maasarawy, Mohamed M. Moussa, Mohamed Abdul-Aziz El-Morsy & Kamal El-Din Mohammed.


الأربعاء، 14 يناير 2009

من اخترع المتغيرات؟ (الجزء الأول)

لم يعرف الخوازمي- العالم المسلم مؤسس علم الجبر- المتغيرات الرياضية بالصورة التي نعرفها.
في كتابه" الجبر و المقابلة" تجده يتحدث عن "الجذر" و "المال" في معادلاته. فيعرف الجذر بأنه "كل شيء مضروب في نفسه" و المال بأنه "كل ما اجتمع من الجذر المضروب في نفسه".
يقول المؤرخون أن الجذر في هذا الكتاب يرمز إلى المجهول و المال هو مربع المجهول . و لكن لماذا كانت الأمور بهذه الطريقة؟ و لماذا كلمة "مال" بالذات؟

أخمّن أنا رأيا آخر, و لا أعلم إن كان رأيي صحيحا أم لا (وليس معي الكتاب الآن لأراجع الحقائق, للأسف!).
المهم..تخميني هو أن العلماء في ذلك الزمن لم يكونوا يستخدمون الأسس بل كانوا يستخدمون الجذور. فبينما نحن نقول:

كانو يفكرون هم في:

فالمجهول الأصلي بالنسبة لهم هو مربع المجهول بالنسبة لنا.

و لكن عموما مشكلتهم كانت أكبر من ذلك, لم يكن لديهم أصلاً فكرة حرف مثل x يعبّر عن قيمة عددية. فماذا يفعل الخوارزمي؟
بدلا من المتغير كان يتكلم عن الشيء الحقيقي المراد معرفة قيمته, و لما كان كتابه يهدف لمساعدة الناس في حسابات التجارة و المواريث ففي كثير من الأحيان يكون المطلوب معرفته هو مقدار من المال. وهذه هي نظريتي في سبب التسمية.

و نتيجة لهذه التسميات فأنه لو نظرت في كتاب الجبر و المقابلة تجد أنه حيث نقول نحن:

كان يقول هو:
"مال وخمسة أجذار يعدل 24 درهماً".

ثم تطورت الأمور فبعد أن صارت كلمة "مال" تعني الرقم مضروبا في نفسه بشكل عام, صار مثلا "مال المال" هو نتيجة رفع العدد للأس أربعة, و بدأت اصطلاحات جديدة تظهر. بالمناسبة قام الدكتور مصطفى مشرفه وعالم مصري آخر سنة 1937 بتأليف شرح كتاب الجبر و المقابلة. شرح النص الأصلي كان في الهامش متضمنا "ترجمة" للمعادلات من الصياغة القديمة إلى المعادلات بالصورة التي نعرفها.

لك طبعا أن تتخيل الجهد العقلي الجبار الذي كان الخوارزمي و أمثاله يبذلونه في وضع القوانين. هذا الرجل اخترع علم الجبر بدون أن يكون لديه رموز رياضية و لا حتى متغيرات! رحم الله اساتذتنا علماء المسلمين.

كيف إذن ظهرت المتغيرات بالطريقة التي نعرفها؟ البقية في الجزء الثاني.