Информатика как наука

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                         

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              Содержание:

 

               1. Информация

 

                     1.1 Информация и время

                     1.2 Количество информации

                     1.3 Что такое информация?

 

               2. Информатика

 

                     2.1 Как развивалась информатика

                     2.2 Рождение ЭВМ

                     2.3 Современная информатика

 

               3. Язык Паскаль

 

                     3.1 История создания языка

                     3.2 Процедуры

 

               4. Параметры

 

                     4.1 Формальные и фактические

 

1. Информация

 

1.1 Информация и время

 

    Накопление человечеством  опыта и знаний при освоении природы  смешалось с освоением информации.  Именно этот процесс и привёл к образованию инфосферы.

    Информация в  переводе с латинского языка означает:  разъяснение, изложение чего-либо или сведения о чём-либо.  Такое понятие, как обработка информации, появилось совсем недавно, но обрабатывать информацию люди начали ещё в древние времена.

    Сначала из  поколения   в  поколение информация передавалась устно. Это были сведения о профессиональных навыках,  например о приёмах охоты, обработки охотничьих трофеев,  способах земледелия и др.  Но затем информацию стали фиксировать в виде  графических  образов  окружающего мира. Так, первые наскальные рисунки, изображающие животных, растения,

людей, появились примерно 20-30 тыс. лет назад.

    Начатый поиск  более   современных способов фиксирования информации привёл к появлению письменности. Вначале люди записывали расчёты с покупателями, а затем написали и первое слово.  На чём только они не писали! В Индии - на пальмовых листьях,  в Вавилоне - на глиняных  плитках, на  Руси пользовались берестой.  Как видим,  письменность – новый шаг человечества в области хранения и передачи информации. Однако первым революционным  явлением  в  этой сфере стало изобретение печатного станка, благодаря которому появилась книга и, таким образом стало воз-

можно массовое тиражирование профессиональных знаний,  зафиксированных на материальном носителе.

    Сегодня потоки книг,  сливаясь с потоками технической документации и многотомной справочной литературой,  образуют океаны информации. Эту информацию необходимо хранить и передавать потребителю, для чего нужен мобильный и ёмкостный носитель.

    Но книга является  неудобным,  сложным, дорогим, а главное "медленным" носителем информации.  Вся многогранность содержания раскрывается человеку при перелистывании,  чтении и рассматривании книги. Таким образом, она не может непосредственно влиять  на  производственный  процесс. Сначала человеку необходимо найти нужную ему книгу,  освоить накопленные в ней знания,  которые позже смогут дать толчок  дальнейшему развитию производства. Хранение книг требует громадных знаний и специальных климатических условий,  а их доставка потребителю  сопряжена  с

дорогостоящим размножение  во множестве экземпляров и объёмными транспортными перевозками. Книга как носитель информации сегодня уже отстаёт от  стремительного продвижения человечества по пути освоения природы. Прогресс в этой деятельности,  обусловленный в первую очередь развитием коммуникаций, т.е. связью между людьми, требует расширения влияния инфосферы на техносферу.

    Был и другой вид  информационной деятельности.  Отдельные государства, стремясь  к  расширению своих территорий,  проводили агрессивную политику по отношению к своим соседям. Подготовка  и ведение боевых действий требовали информации о военном потенциале противника.  Её добывали, например, через разведчиков. Тогда остро встал вопрос о защите информации от утечки в посторонние руки. Стали развиваться методы кодирования, разрабатываться способы быстрой и безопасной пересылки информации. Шли годы,  рос объем информации,  которой обменивалось общество.

Для сбора,  переработки и распространения информации создавались издательства, типографии - родилась информационная промышленность. Газеты, журналы и другие издания,  выпускающиеся большими тиражами,  кроме полезной информации  обрушивали на человека огромное количество зачастую и ненужных,  бесполезных сведений. Для обозначения таких лишних сведений придумали специальный термин "информационный шум".

    Помимо печати появились  и другие органы массовой информации -  радио и  телевидение.  И общество привыкло к тому,  что когда говорят об информации, то речь идёт о сведениях, полученных через радио, газеты и т.д. Затерялся  основной смысл этого слова,  утонул в потоке новостей, поступающих через органы массовой информации.

    Второе революционное  изобретение XX века  -  Электронная Вычислительная Машина (ЭВМ).  Она-то и является носителем информации и средством доставки её потребителю.  В совокупности с линиями связи, такими, как проводная,  радио-,  космическая и оптическая, ЭВМ делает человеку

доступной и мобильной любую  часть гигантского объёма информации,  которая без непосредственного воздействия на человека может влиять на работу производственного оборудования,  например на станки с программным управлением. На заводах внедряются автоматизированные линии и даже целые автоматизированные производства.  Отсюда, конечно, не следует, что в будущем  компьютер  вытеснит из обихода книгу.  Ведь книга не просто "носитель информации",  она - часть нашего духовного мира. Уже сейчас, передавая информацию в машинную память, люди освобождают полки книжных хранилищ от технической документации и справочной литературы.

 

1.2 Количество информации

 

    Информация - произвольная  последовательность символов,  т.е.  любое слово, каждый новый символ увеличивает количество информации. Как же измерить количество информации? Для этого, как впрочем и для измерения длины, массы и т.д. нужен эталон.  Какое же слово взять в качестве эта-

лона информации?  Прежде, чем  выбрать это слово необходимо выбрать алфавит - материал,  из которого будет сделано это слово. Обычно алфавит берут двух символьным.  Например, он может состоять из цифр 1 и 0. Эталоном считается слово,  состоящее из одного символа  такого  алфавита.

Количество информации, содержащееся в этом слове принимают за единицу, названную битом.  Имея эталон количества информации  можно  сравнить любое слово с эталоном.  Проще сравнивать те слова, которые записаны в том же двух символьном алфавите.

 

1.3 Что такое информация?

 

    Вообще существует  несколько   взглядов на то,  что принято считать информацией. Один взгляд,  и его,  по-видимому придерживается  большая часть специалистов  и неспециалистов сводится к тому,  что существует как бы два сорта информации:

    1).Информация техническая,  которая  передаётся  по телеграфным линиям и отображается на  экранах радиолокаторов. Количество такой информации может быть точно вычислено, и процессы, происходящие с такой информацией, подчиняются физическим законам.

   2). Информация семантическая, то  есть смысловая. Это та самая  информация,  которая содержится, к примеру, в литературном произведении. Для такой  информации предлагаются различные количественные оценки и даже строятся математические теории. Но общее  мнение  скорее сводится  к тому,  что  оценки здесь весьма условны и приблизительны и алгеброй гармонию всё-таки не проверишь.

   Второй  взгляд состоит  в том, что информация - это физическая величина, такая же,  как, например, энергия или скорость. Определённым образом и  в  определённых условиях  информация равным образом описывает как процессы, происходящие в естественных физических системах,  так  и

процессы в системах, искусственно созданных.

   Как  всегда,  при наличии  двух резко противоположных мнений существует и третье, примиряющее.  Сторонники третьего подхода считают,  что информация  едина,  но вот количественные оценки должны быть  разными. Отдельно  нужно измерять количество информации,  причём количество ин-

формации - строгая оценка,  относительно  которой можно развивать единую строгую  теорию. Кроме количества информации, следует измерять ещё и ценность.  А вот с ценностью  информации происходит то же самое, что и с понятием семантической информации. С одной стороны,  вроде её можно вычислить, а с другой стороны,  все эти вычисления справедливы лишь  в ограниченном числе случаев.  И вообще, кто может точно вычислить, скажем, ценность крупного научного открытия?

    Бурное развитие науки и промышленности в XX веке, неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии  воспринимать  и  перерабатывать  всё ему предназначенное. Возникла необходимость классифицировать поступления по темам,  организовывать их хранение, доступ к ним, понять закономерности движения информации в различных изданиях и т.д.  Исследования, позволяющие разрешить возникшие  проблемы, стали называть информатикой (см.  раздел 2)

 

2. Информатика

 

2.1 Как развивалась информатика

 

    На начальном этапе  своего развития информатика являлась базой библиотечного дела и многие годы являлась теорией и практикой его  совершенствования. Тогда  информатика занимала странное промежуточное место между изучаемыми объектами природы и знаниями  о  них.  Действительно,

человек, изучая объекты окружающего  мира, получает информацию, которую фиксирует на каких-то носителях (литература, магнитные кассеты и др.). Обрабатывая информацию,  мы  получаем  знания  об окружающем нас мире, позволяющие создавать новые методы исследования, получать новую информацию, фиксировать её, обрабатывать и т.д.

    Естественно, хочется  назвать информатикой тот круг вопросов, который связан с разработкой эффективных методов сбора, хранения, обработки и преобразования имеющейся информации в знания,  т.е.  с обеспечением связей цепочки "Информация - Знания",  а не только с изучением,  где и в каких журналах чаще появляются статьи по данной теме, как лучше расставить книги, каталожные карточки и др.

    Что же такое информатика?  Если это сбор и обработка информации  об окружающем нас мире, как отличить её от физики, химии, геологии и других наук?  А может быть все  остальные  науки являются  её  составной частью? Нет,  информатика не включает в себя ни химию,  ни физику,  ни

медицину и т.д.,  хотя с каждой имеет много общего. Она существует для помощи другим  наукам и вместе с математикой снабжает их методами исследований и обработки информации.

    До 50-х годов нашего  столетия такая постановка вопроса была неправомерной, так  как не существовало почти ничего общего в методах сбора и обработки информации у медиков,  физиков, психологов и т.д. Примеров отдельных связей было много,  но не было общего стержня,  вокруг которого объединились бы все науки.  Положение  существенно  изменилось  с рождением ЭВМ (см. раздел 2.2).

 

2.2 Рождение ЭВМ

 

    Широко известно,  что  первые ЭВМ создавались для проведения расчётов в ядерной физике,  в летательной и ракетной технике. Последовавшее далее внедрение ЭВМ в область административного управления и экономики дало не только экономический эффект, но и привело к созданию и бурному

росту новой отрасли - средств и  методов электронной обработки информации.

    Появились новые ЭВМ,  новые методы и средства общения с  ними. Возникла новая информационная промышленность,  производящая дорогостоящую и мало осязаемую продукцию. Информация стала товаром. Электронно-вычислительные машины,  созданные  первоначально для решения вычислительных задач, стали обрабатывать числовую,  текстовую,  графическую и  другую

информацию.

    Вычислительная техника  сразу же показала свою эффективность  в  тех областях человеческой  деятельности,  где широко использовались методы человеческого моделирования - точные количественные методы. Сюда относятся физика,  механика и т.д. Но есть области человеческой деятельности, которые ещё недавно считались недоступными для  методов  математического моделирования,  а следовательно, и для ЭВМ. В них шло накопление отдельных фактов,  давалось качественное описание объектов и событий. Их назвали описательными науками. Развитие электронно-вычислительной техники,  средств и методов общения с ней,  создание автоматизированных информационно-поисковых  систем,  методов распознавания образов

привели к тому,  что ЭВМ стали  способны проводить описательный  анализ изучаемых объектов.  Появилось новое направление исследований - разработка машинного (искусственного) интеллекта. Описательные науки получили ЭВМ в качестве нового рабочего инструмента.  Никого сейчас не удивит сообщение: "Учёные, обработав на компьютере портрет Леонардо да Винчи и  изображение  Монны  Лизы на его картине,  утверждают,  что везде изображено одно и то же лицо"

    В развитии ЭВМ можно  выделить три этапа:  вычислительный,  общеинформационный и интеллектуальный. Наука и технологии находятся сейчас на пороге третьего этапа - развития машинного интеллекта.  Машинный интеллект войдёт в жизнь в виде ЭВМ,  выполняющих такие функции,  которые раньше были привилегией работников умственного труда.  Рождаются новые

машины, создаются более совершенные  программы, "растет" машинный интеллект -  появляются новые возможности для исследования и познания окружающего нас мира.

 

2.3 Современная информатика

 

    Современную информатику  составляют три направления: 1) разработка методов и алгоритмов автоматизированного сбора, хранения, поиска и передачи информации;  2)  разработка методов и алгоритмов  обработки  и преобразования информации;  3)  разработка технологии и электронно-вычислительной техники, позволяющих развивать первые два направления.

    Современная информатика  сложилась в недрах математики и кибернетики, системотехники и электроники, логики и лингвистики. Основные научные направления информатики образуют такие дисциплины,  как теоретические основы вычислительной техники,  статистическая теория  информации, теория вычислительного эксперимента,  алгоритмизация, программирование и искусственный интеллект.