История развития информатики. Информатика как наука

 

 • исследование  информационных процессов любой  природы; 

 

 • разработка  новейшей информационной технологии на базе компьютеров и компьютерных сетей;

 

 • решение  научных и инженерных проблем  создания и внедрения аппаратно-программного  обеспечения компьютеров. Круг  проблем, рассматриваемых информатикой, настолько широк, что помимо  сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика, химия, биология, литература. Это обусловлено тем, что информатика представляет совершенно особую отрасль знаний, которая интегрирует (объединяет) все остальные. Благодаря ожидаемому внедрению информационных систем и технологий в различные сферы деятельности, можно представить область информатики как некую среду существования прочих дисциплин. Информатика должна стать дисциплиной совершенно иного уровня и качества, нежели все существующие ныне. Она будет обобщать знания, полученные по другим предметам, учить новому системному осмыслению происходящих в мире процессов и явлений. [4]

 

 

Информатика как наука

 

Информатика – научное направление, занимающееся изучением законов, методов и способов накапливания, обработки и передачи информации с помощью ЭВМ и других технических средств, группа дисциплин, занимающихся различными аспектами применения и разработки ЭВМ: прикладная математика, программирование, программное обеспечение, искусственный интеллект, архитектура ЭВМ, вычислительные сети.

 

Основные  направления информатики следующие.

 

Теоретическая информатика – математическая дисциплина, использующая методы математики для  построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации, она создает тот теоретический фундамент, на котором строится все здание информатики.

 

Кибернетика – наука об управлении в живых, неживых и искусственных системах. Кибернетика может рассматриваться  как прикладная информатика в области создания и использования автоматических или автоматизированных систем управления разной степени сложности: от управления отдельным объектом (станком, промышленной установкой, автомобилем и т.п.) – до сложнейших систем управления целыми отраслями промышленности, банковскими системами, системами связи и даже сообществами людей. Наиболее активно развивается техническая кибернетика, результаты которой используются для управления в промышленности и науке.

 

Программирование  – сфера деятельности, направленная на создание отдельных программ и пакетов прикладных программ, разработку языков программирования, создание операционных систем, организацию взаимодействия компьютеров с помощью протоколов связи.

 

Искусственный интеллект, цель работ в области которого направлена в раскрытие тайны творческой деятельности людей, их способности к овладению навыками, знаниями и умениями. Исследования в области искусственного интеллекта необходимы при создании роботов, создании баз знаний и экспертных на основе этих баз знаний систем, применение которых необходимо и в юридической деятельности.

 

Информационные системы – системы, предназначенная для хранения, поиска и выдачи информации по запросам пользователей. В юридической деятельности примером таких систем являются правовые информационные системы "Кодекс", "Гарант", "Консультант", информационные системы для хранения и поиска различных учетов (дактилоскопический, пофамильный, пулегильзотеки, похищенных и обнаруженных вещей и др.). Задача перевода всех учетов в электронную форму и организация доступа к ним через вычислительную сеть в настоящее время весьма актуальна.

 

Вычислительная техника – самостоятельное  направление, в котором часть  задач не имеет прямого отношения  к информатике (микроэлектроника), однако при разработке, проектировании и  производстве ЭВМ наиболее широко используются достижения информатики.

 

Защита информации – сфера деятельности, направленная на обобщение приемов, разработку мето-дов и средств  защиты данных.

 

Исторически слово информатика  происходит от французского слова Informatique, образованного в результате объединения  терминов Information (информация) и Automatique (автоматика). Несмотря на широкое использование термина информатика в ряде стран Восточной Европы, в большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин – Computer Science (наука о средствах вычислительной техники).

 

В качестве источников информатики  принято называть две науки: документалистику и кибернетику. Документалистика, предметом  которой было изучение рациональных средств и методов повышения  эффективности документооборота, сформировалась в конце XIX века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20 – 30-е годы XX в.

 

Наиболее близка к информатике  техническая наука кибернетика (kyberneticos) – искусный в управлении,основы которой были заложены в 1948 г. американским математиком Норбертом Винером.

 

Интересно, что впервые термин кибернетика  ввел французский физик Андре  Мари Ампер в первой половине XIX в. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать.

 

Предметом кибернетики являются принципы построения и функционирования систем автоматического управления, а основными  задачами – методы моделирования  процессов принятия решений, связь между психологией человека и математической логикой, связь между информационным процессом отдельного индивидуума и информационными процессами в обществе, разработка принципов и методов искусственного интеллекта. На практике кибернетика во многих случаях опирается на те же программные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, а информатика, в свою очередь, заимствует у кибернетики математическую и логическую базу для развития этих средств. [4]

 

4.1 Данные

 

Данными называют информацию, когда  делают акцент на том, что она поступает  в качестве входных параметров некоторого алгоритма обработки. Данные - от слова  “дано”, так же как в записи условия  задачи мы записываем “дано” и “найти”.

    Этот термин часто употребляется, когда речь идет о компьютерных системах. Одни и те же данные, записанные в компьютерной памяти, могут быть отображены в зависимости от выбранной программы обработки или как графическая информация, или как символьная, или как звуковая, или как числовая.

 

Данные - это любые зарегистрированные сигналы. Слово “информация” чаще используется в более узком смысле, чем просто все, что отражается в  материальном объекте в результате воздействия на него другого материального  объекта. Предполагается, что получение информации дает получившему ее возможность принимать решения, действовать, осуществлять выбор или пополнить (и/или реструктурировать) свою систему знаний. Если полученные данные не приводят ни к чему из перечисленного, то с субъективной точки зрения считается, что для получателя они информации не несут, хотя и занимают определенный объем его памяти.

 

Говоря об информации и ее свойствах, обычно имеют в виду один из трех аспектов:

 

Технический - точность, надежность, скорость передачи сигналов, объем, занимаемый в памяти зарегистрированными сигналами, способы регистрации сигналов. В этом аспекте информация = данные, и никак не учитывается ее полезность для получателя или ее смысловое содержание. Это информация в самом широком общем для всей материи смысле, информация в аспекте восприятия, хранения, передачи.

 

Прагматический - насколько эффективно информация влияет на поведение получателя. В этом аспекте говорят о полезности и ценности информации. В определенных случаях ценность информации становится отрицательной, а сама информация становится дезинформацией. Это информация в аспекте управления поведением.

 

Семантический - передача смысла с  помощью кодов. Семантической называется информация, активизирующая образы, уже  имеющиеся в тезаурусе получателя (узнаваемая) или вносящая изменения в его тезаурус (систему знаний). Это информация в аспекте знаний.[7]

 

4.2 Информационный процесс

 

Процесс, в результате которого осуществляется прием, передача (обмен), преобразование и использования информации. С  помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основании своего опыта, имеющихся знаний, интуиции принимают определенные решения. Эти решения воплощаются в реальные действия, которые в разной степени преобразуют окружающий мир. Информационные процессы протекают не только в человеческом обществе, но и в растительном мире.

 

Обеспечить должный уровень  информационной культуры призвана в  первую очередь такая дисциплина, как информатика. Ведь в ее компетенцию  изначально входят: компьютерные информационные технологии, информационные системы, современные средства и методы обработки информации, системы искусственного интеллекта, компьютерные коммуникации. [9]

 

 

Место информатики в системе  наук

 

Рассмотрим место науки информатики  в традиционно сложившейся системе наук (технических, естественных, гуманитарных и т.д.). В частности, это позволило бы найти место общеобразовательного курса информатики в ряду других учебных предметов.

 

Напомним, что по определению А.П.Ершова информатика - фундаментальная естественная наука. Академик Б.Н.Наумов определял информатику как естественную науку, изучающую общие свойства информации, процессы, методы и средства ее обработки (сбор, хранение, преобразование, перемещение, выдача).

 

Уточним, что такое фундаментальная наука и что такое естественная наука. К фундаментальным принято относить те науки, основные понятия которых носят общенаучный характер, используются во многих других науках и видах деятельности. Нет, например, сомнений в фундаментальности столь разных наук как математика и философия. В этом же ряду и информатика, так как понятия "информация", "процессы обработки информации" несомненно имеют общенаучную значимость.

 

Естественные науки - физика, химия, биология и другие - имеют дело с  объективными сущностями мира, существующими независимо от нашего сознания. Отнесение к ним информатики отражает единство законов обработки информации в системах самой разной природы - искусственных, биологических, общественных.

 

Однако, многие ученые подчеркивают, что информатика имеет характерные черты и других групп наук - технических и гуманитарных (или общественных).

 

Черты технической науки придают  информатике ее аспекты, связанные  с созданием и функционированием  машинных систем обработки информации. Так, академик А.А.Дородницын определяет состав информатики как три неразрывно и существенно связанные части: технические средства, программные и алгоритмические. Первоначальное наименовании школьного предмета "Основы информатики и вычислительной техники" в настоящее время изменено на "Информатика" (включающее в себя разделы, связанные с изучением технических, программных и алгоритмических средств). Науке информатике присущи и некоторые черты гуманитарной (общественной) науки, что обусловлено ее вкладом в развитие и совершенствование социальной сферы. Таким образом, информатика является комплексной, междисциплинарной отраслью научного знания. [5]

 

 

Информатика как единство науки  и технологии

 

Информатика – отнюдь не только «чистая  наука». У нее, безусловно, имеется  научное ядро, но важная особенность информатики – широчайшие приложения, охватывающие почти все виды человеческой деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, медицину, криминалистику, охрану окружающей среды и др. И, может быть, главное из них – совершенствование социального управления на основе новых информационных технологий.

 

Как наука, информатика изучает  общие закономерности, свойственные информационным процессам (в самом  широком смысле этого понятия). Когда разрабатываются новые носители информации, каналы связи, приемы кодирования, визуального отображения информации и многое другое, конкретная природа этой информации почти не имеет значения. Для разработчика системы управления базами данных важны общие принципы организации и эффективность поиска данных, а не то, какие конкретно данные будут затем заложены в базу многочисленными пользователями. Эти общие закономерности есть предмет информатики как науки.

 

Объектом приложений информатики  являются самые различные науки и области практической деятельности, для которых она стала непрерывным источником самых современных технологий, называемых часто «новые информационные технологии». Многообразные информационные технологии, функционирующие в разных видах человеческой деятельности (управлении производственным процессом, проектировании, финансовых операциях, образовании и т.п.), имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой.

 

Перечислим наиболее впечатляющие реализации информационных технологий.

 

АСУ – автоматизированные системы  управления – комплекс технических  и программных средств, которые  во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере. Например, в  образовании используются системы  АСУ–ВУЗ.

 

АСУТП – автоматизированные системы  управления технологическими процессами. Например, такая система управляет  работой станка с числовым программным  управлением (ЧПУ), процессом запуска  космического аппарата и т.д.

 

АСНИ – автоматизированная система научных исследований – программно-аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, вводят в него данные измерений автоматически, а компьютер производит обработку этих данных и представление их в наиболее удобной для исследователя форме.

 

АОС – автоматизированная обучающая  система. Есть системы, помогающие учащимся осваивать новый материал, производящие контроль знаний, помогающие преподавателям готовить учебные материалы и  т.д.