История информатики как науки о знаниях и технологиях

Этап автоформализации знаний. Этот этап тесно связан с развитием  когнитологии, персональных компьютеров и вычислений, делающих возможным формальное описание (а, следовательно, актуализацию, передачу, хранение, сжатие) исследователями накопленного знания, опыта, профессиональных умений и навыков. Развиваются когнитивные методы и средства, позволяющие строить решения проблем “по ходу решения, на лету”, особенно эффективно в тех случаях, когда исследователю неизвестен путь решения. Развиваются методы виртуализации и визуализации. Этот этап очень важен для информатики, ибо он стал позволять решать межпредметные задачи, как правило, плохо структурируемые и формализуемые, а также позволил использовать типовые инструментальные системы. Используется когнитивная графика – графика, порождающая новые решения, а также “виртуальный мир” – искусственное трехмерное пространство (одну из осей координат можно условно считать “пространственной”, другую - “временной”, третью - “информационной”) и визуальные среды (например, Visual-среды).

Рассмотрим, наконец, наиболее развитый период безбумажной информатики.

Этап развитой безбумажной информатики  и глобальных систем связи (Интернет), этап информационного общества. Переход  к безбумажной информатике, электронным  информационным технологиям и использованию  сетей Интернет, информационному  производству товаров и услуг  характерен для всех стран вступивших в стадию построения информационного  общества. Основные атрибуты общества безбумажной информатики (мы специально не используем здесь термин «информационное  общество», так как такое общество полностью ещё нигде не построено, а критерии могут изменяться):

безбумажные (электронные) документооборот  и делопроизводство, их государственная  поддержка и целенаправленное развитие;

информационная (компьютерная, сетевая) грамотность населения и её государственная  поддержка и развитие;

превращение информации в товар (со всеми атрибутами товара);

развитая (интеллектуальная) и доступная  система баз данных и знаний, доступа  к сетям и информации Интернет;

информатизация и информационная безопасность основных систем общества;

актуализация вещественно-энерго-информационных связей систем и процессов.

В мировой глобальной информационной системе сетей Интернет каждый месяц  число новых пользователей растет в среднем на 15-20%. Хотя первая в  истории компьютерная сеть начала разрабатываться  в конце 60-ых годов, сегодня уже  Интернет насчитывает более 40 тыс. компьютерных сетей, более 200 млн. пользователей и  более 20 млн. компьютеров (мест доступа). В мировых базах данных накоплено  более 150 млн. документов. Во второй половине 60-х годов в Японии возникло понятие  “информационное общество”, которое  используется в качестве одного из главных ориентиров при планировании экономического развития страны. Это  понятие в дальнейшем было взято  на вооружение и в других странах. Отметим, что стоимость информационных услуг и количество людей, занятых  в сфере информационного обслуживания резко начали расти, например, в США  в начале 80-ых годов в сельском хозяйстве было занято около 5%, в  промышленности - 20%, в сфере обслуживания - 30%, в сфере информационных услуг - 45% всех работающих в стране. Прогнозируемый  аналогичный  показатель начала нового тысячелетия - 70 %.

Рост числа работников в информационной сфере вызван, в первую очередь, пространственно-временным  увеличением и усложнением информационных потоков. Вступление государства в  “информационную цивилизацию” прежде всего, подтверждается макроэкономическими  показателями, в частности, - увеличением доли информационного сектора в валовом национальном продукте и повышением доли работников информационной сферы в общей численности занятых. Информационный бизнес занимает заметное место в структуре экономики промышленно развитых стран.

Д.С.Робертсон (США) выдвинул формулу “цивилизация - это информация”. Опираясь на количественные меры математической теории информации, он ранжирует цивилизации по количеству производимой ими информации на 5 следующих уровней:

0 - информационная емкость мозга  отдельного человека - примерно 10⁷ бит;

1 - устное общение внутри общины, деревни или племени, количество  циркулирующей информации - примерно 10⁹ бит;

2 - письменная культура; мерой информированности  общества служит Александрийская  библиотека, имеющая 532800 свитков,  в которых содержится примерно 10¹¹ бит информации;

3 - книжная культура: имеются сотни  библиотек, выпускаются десятки  тысяч книг, газет, журналов, совокупная  емкость которых оценивается  примерно в 10¹⁷ бит;

4 - информационное общество с  электронной обработкой информации  объемом примерно 10²⁵ бит.

Информатика завершает этап спонтанного, возможно, несколько хаотичного развития и накопила достаточный опыт и  знания для её систематизации, осмысления, структурирования, теоретизации, превращения  в фундаментальную науку.

Информатика, рассматриваемая с  точки зрения хранения и преобразования информации, как правило, сводится, в основном, к компьютерам (служащим определенным человеческим целям). Это  ресурсный или технократический подход к информатике. Если же информатика  рассматривается с коммуникационных позиций, например, с позиции передачи знаний, то она выступает неотъемлемым фрагментом культуры общества. Оба  подхода должны быть взаимосвязаны. Абсолютизация первого подхода  приводит к заблуждению, что технические  возможности предопределяют цели развития общества (возникают технократические утопии). Абсолютизация второго подхода  может привести к забвению технических  возможностей информатики, недооценке технических нововведений, к излишнему  формализму.

Можно, видимо, говорить о завершении этапа информатики, понимаемой как  основы информатики и вычислительной техники и наступлении этапа  научной, системно-междисциплинарной информатики. Отсутствие развитой и развивающей понятийной системы, понятийного аппарата в образовательной информатике, искусственное “притягивание” неадекватного целям, задачам, значению информатики понятийного аппарата из других наук (кибернетика, микропроцессорная техника, управление и др.) сводит его к тривиальному изучению программирования, ЭВМ и пользовательского интерфейса (мы ничуть не умаляем их практического значения).

Использование более полных, точных и адекватных методов и методологии  позволяет фундаментальной науке  и образовательной дисциплине “информатика”:

придерживаться более точных и  строгих (формализованных) правил исследования информационных процессов и систем, что позволяет выявить общее, инвариантное в этих процессах и  системах, прогнозировать и повышать надежность принимаемых решений;

формулировать более точные и строгие (формализованные) законы эволюции информационных процессов и систем, что позволяет  изучать и актуализировать общее, инвариантное в этих процессах и  системах, прогнозировать и повышать надёжность принимаемых решений;

переосмысливать и перестраивать  ранее сформулированные правила  и законы и определять (расширять) границы применимости знаний и строить  технологии применения этих знаний.

Информатика - наука, изучающая информационные аспекты системных процессов  и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно  считать системным определением информатики.

Информатика - это наука об инвариантах (т.е. неизменных сущностях) информационных процессов, о их выявлении, описании, изучении, применении, пространственно-временной  организации и самоорганизации. Такое определение естественно  назвать синергетическим определением информатики и оно имеет важное значение при исследовании синергетики  информационных процессов в различных  системах.

Информатика тесно связана и  с философией. Философия дает общие  методы содержательного анализа, а информатика даёт общие методы формального анализа предметных областей (особенно, теоретическая, математическая информатика).

Можно дать философское определение  информатики: информатика - это наука, изучающая общие свойства и процессы отражения материи, порядок в  материи, ее структурированность и  отражение в сознании человека, общества.

Дадим математическое определение  информатики (определение  математической информатики): информатика - наука, изучающая вопросы построения и исследования математических методов и моделей, алгоритмов, формальных систем для описания и актуализации различных информационных систем и процессов, различных классов операционных пространств. Эта – наука, математически (формальным языком) описывающая и исследующая их инварианты, абстрагируясь при этом от материальной основы информационных процессов.

Фундаментальность информатике придаёт  не только широкое и глубокое использование  математики, формальных методов и  средств, а общность и фундаментальность  её результатов, их универсальная методологическая направленность в производстве знаний. В этом смысле математическая информатика  аналогична математической физике, математической биологии, математической экономике  и др.

Предмет информатики точно (“математически”) невозможно определить, в силу его  сложности, многосторонности, динамической изменчивости. Тем не менее, можно  отметить следующие три основные ветви информатики (в классическом понимании), определяемые её познавательной и прагматической функциями, её внутренней и внешней сущностями (заметим, что  деление информатики как науки  и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов).

Теоретическая, математическая информатика (brainware) изучает теоретические проблемы информатики (большей частью связанные с формальными системами, моделями, алгоритмами и теорией программирования, кодирования и организации систем).

Практическая, прикладная информатика (software) изучает практические, конкретные проблемы информатики (большей частью связанные с программированием и использованием моделей, программными и компьютерными технологиями и системами).

Техническая, инженерно-физическая информатика (hardware) изучает инженерно-физические, технические проблемы информатики (большей частью связанные с разработкой и использованием технических средств обработки информации, ЭВМ и систем ЭВМ, сетей).

Информатика базируется на следующих  основных и важных понятиях:

информация и сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации сообщениями различного типа;

алгоритм и алгоритмизация, в  частности, программа и программный  комплекс, проектирование программ и  программирование; 

система и структура, отношение  и связь, порядок, выбор, в частности, информационные система и структура, отношения в них;

модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с  помощью моделей и моделирования;

исполнитель и его операционная среда, в частности, ЭВМ и система  ЭВМ;

языки и грамматики, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с различными системами  и средами;

проектирование систем и технология, в частности, информационная, компьютерная технология.

Предметная область науки “информатика” - информационные процессы и системы, модели, языки их описания, технологии их актуализации,  направленные как на получение знаний (это - внутренняя сущность информатики), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных предметных областях (это - внешняя сущность информатики). 

Эти информационные процессы могут  происходить в живых существах (организмах), автоматах (технических  устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.