Основные положения о дисциплине.

1) Информатика – это фундаментальная естественная наука, изучающая процессы передачи и обработки информации.

2) Информатика- изучает проблемы создания вычислительных машин, математического обеспечения, научных исследований.

3) Информатика – комплексная научная и техническая дисциплина, которая изучает важнейшие аспекты разработки, проектирования, создания систем обработки данных, а также их воздействия на жизнь общества и государства.

Объектом информатики выступают автоматизированные, осно­ванные на ЭВМ и телекоммуникационной технике, информационные системы (ИС) различного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и ис­пользования на практике.

Информационные технологии (ИТ) - это машинизированные (инженерные) способы обработки семантической информации - данных и знаний, которые реализуются посредством автоматизированных информационных систем (АИС).

В зависимости от организации информационных процессов АИС делятся на два больших класса: управляющие и информационные. В информационных системах управление отсутст­вует (автоматизированные системы научных исследований - АСНИ, «Библиотека», системы автоматизированного проектирования - САПР, экспертные системы - ЭС и др.).

Если информация - категория всеобщая, присущая всем истори­ческим периодам, то информатика - категория конкретно-историческая, присущая лишь современному и будущим историче­ским периодам. Ранее, когда не было ИТ, т.е. не было объекта ин­форматики, информация перерабатывалась не машинными, рутин­ными способами. На базе ЭВМ рождаются ИС, реализующие специ­альные технологии сбора, переработки, передачи и применения ин­формации, т.е. рождается объект информатики, что является основ­ным содержанием современной научно-технической революции.

Таким образом, объект информатики, охватывающий все элемен­ты ИТ: технические средства, математическое, алгоритмическое, программное, лингвистическое обеспечения, средства связи во взаи­модействии с людьми, резко усложняется.

Предметом информатики как новой фундаментальной науки выступает информационный ресурс - его сущность, законы функционирования, механиз­мы взаимодействия с другими ресурсами общества и воздействия на социальный прогресс.

Информатика как наука о законах получения, передачи и исполь­зования ИР в общественной практике подводит теоретический фун­дамент под использование ЭВМ и автоматизированных систем, кото­рые и предназначены для усиления информационных процессов в обществе, использования ИР.

Таким образом,предметом информатики является информа­ционный ресурс как симбиоз знания и информации. Он выступает в качестве предмета новой науки и с содержательной, и с формально-математической, и с технической стороны. Необходимо разграничи­вать предмет информатики как фундаментальной науки, ее объект и инструментарий: основанные на ЭВМ вычислительные системы, про­граммы, сети связи и т. д. Без ЭВМ нет информатики, но нельзя объ­являть информатику наукой об ЭВМ.

Информатика делится на две части: теоретическую и прикладную информатику.

1. Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разра­ботки автоматизированных информационных систем: их проектиро­вания, создания и использования не только с формально-технической, но и содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на социальную динамику. Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям конкретных ИТ, процессов и сред их протекания. Решающее значение для рождения теоретической информатики имеет появление ИТ высшего уровня, основанных на искусственном интеллекте (ИИ).

2. Прикладная информатика изучает конкретные разновидности ИТ, которые формируются с помощью специальных ИС (управ­ленческих, медицинских, обучающих, военных, криминалистических и др.). Рождаются ветви прикладной информатики, обслуживающие создание проекти­рующих систем, экспертных систем, диагностических комплексов, управляющих и других функциональных систем. Возникли также от­раслевые ветви информатики, обслуживающие информатизацию раз­ных сфер социальной и экономической практики: промышленность, науку, медицину, связь и т.д. Поэтому наряду с теоретической инфор­матикой развиваются ее конкретные ветви: экономическая информати­ка, медицинская информатика, военная информатика и др.

Формирование новой фундаментальной науки требует решения трех основных задач:

1) определения предметной области;

2) создания системы основных понятий и аксиоматики;

3) разработки математического аппарата.

Информатика впитала в себя достижения ряда наук, особенно кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики, т.е. является в большой степени интегративной дисцип­линой со всеми чертами метанауки.

1) Понятия, заимствованные информатикой из других наук - информация (в тради­ционном шенноновском смысле), информационный шум, избы­точность, бит, байт и другие понятия математической теории связи.

2) Система оригинальных понятий информатики:

1. Информационный ресурс (ИР). Это основное понятие, яв­ляющееся предметом информатики. ИР имеет две неразделимые стороны: формально-логическую (информационную) и семантическую (когнитивную). Когнитивный (от лат. cognition - знание, познание) означает познаваемый, соответствующий познанию. Первый аспект этого понятия (формально-логическая сторона) формируется в результате обобщения практики компьютеризации и развития инженерии знаний. Сам термин «инженерия знаний» (Knowledge engineering) появился в США в 1977 г. на ранних этапах создания ИИ. Развитие формально-логического направления в 70-е годы в основном было связанно с практикой создания интеллектуальных систем, главная особенность которых состоит в наличии у них базы знаний и механизма их вывода («логической машины.

2. Социальная энтропия. Вторая фундаментальная категория инфор­матики. Социальная энтропия - это мера отклонения от некоторого состояния, принимаемого за эталонное, оптимальное по критерию недоиспользования ИР. В теории информации Шеннона энтропия - это мера неопределенности случайной величины любой природы. Итак, социальная энтропия - новая категория информатики для характеристики управленческих процессов, уровня их осущест­вления.

3. Полезная работа (отдача) ЭВМ. Определим, что такое информационная работа вообще. Информационная работа обеспечивает развитие объекта, перевод его в новое состояние. Таким образом, полезная информационная работа наблюдателя, а значит и ЭВМ как орудия наблюдателя, есть остаток от работы, затраченной на компенсацию энтропии самого наблюдателя, его неупорядоченности и исходной энтропии объекта.

4. Информационная среда. Информационная среда - это весь набор условий для технологической переработки и эффек­тивного использования знаний в виде информационного ресурса. К информационной среде относятся аппаратные средства, программное обеспечение, телекоммуникации, уровень подготовки кадров - специалистов и пользователей, формы стимулирования, контроля, методы и формы управления, документопотоки, процедуры, рег­ламенты, юридические нормы и т.д.

5. Иформационно-управленческий процесс в его полном виде - не просто сообщение данных, а функционирование ИР - информдинамики, связанной с функционированием всей информационной среды, всех ее элементов, среди которых активными являются люди, а пассивными - технические средства и другие материальные ресурсы. Такой подход очень важен при создании интегрированных АСУ.

6. Напряженность информационного поля - это та сила, побу­дительный мотив, с которым объект и его среда действуют на управляющую подсистему, обеспечивая достижения объектом новой цели или перевода всей системы в новое целевое состояние в течение определенного времени.

7. Искусственный интеллект (ИИ). Слово «интеллект» (от лат. Intel lectus) означает ум, рассудок, разум, мыслительная способность человека. Учение об интеллекте развивается по трем направлениям. Первоесвязано с теорией эвристического поиска и созданием машинных «решателей задач», относящихся к разряду творческих. Второе направление связано с разработкой роботов, автономно действующих в реальной среде и решающих нетривиа­льные задачи, поставленные человеком. Третье - главное - направ­ление связано с коренной интеллектуализацией ЭВМ путем осна­щения их программно-техническими средствами высокого уровня, способными делать логические выводы.

Инструментарием, носителем искусственного интеллекта являются ЭВМ, роботы, экспертные системы, телекоммуникации. Непосредственным толчком к выработке нового подхода к ИИ, его понимания как искусственного аналога социального интеллекта послужили разработки пятого поколения ЭВМ в начале 80-х годов. В Японии, а затем сразу же в США, Западной Европе и с опозданием в 3-4 года в СССР были опубликованы проекты создания вычис­лительной системы (ВС) пятого поколения, реализующей функции интеллекта, включая функцию абстрактного мышления. Главными элементами этой «социальной машины» являются: «супермозг науки» - центральный процессор с быстродействием свыше 10 млрд. оп/с;

8. Творческая система, интеллектуальные системы - это информационные комплексы, оснащенные ИИ.

Творческие системы (Creative Systems) не просто творят новые знания, не просто дают новое представление об объекте, новые управленческие решения - это могут делать информационные системы неполного цикла, - а творят, созидают новые состояния объектов - предприятий, учреждений, технологий, хозяйственных комплексов, т.е. обеспечивают их развитие. Эти системы обеспе­чивают автоматизированный, высокопроизводительный процесс перевода знаний (книг, статей, патентов, квалификации людей) в ИР, т.е. в конкретные программы и решающие алгоритмы.

9. Квантификация знаний. Это умственная (интеллектуальная) деятельность всегда была областью, где нет метрики, где фигурируют лишь качественные, трудно определимые понятия.

Знания в виде информации можно учесть с помощьюединицы семантической информации - ранжиро­ванного бита.

Ранжированный бит - это информационная единица, отражаю­щая величину системной, социальной ценности конкретного сообще­ния.

Информационный ресурс - это отчуждаемые знания, становя­щиеся сообщениями, - выступает в пассивной и активной формах. К пассивной относятся такие формы существования знаний, когда они не связаны или слабо связаны с конкретными предметными облас­тями (книги, статьи, патенты, банки данных). Активные формы существования ИР: модель, алгоритм, программа, проект. Каждая из этих четырех активных форм ИР может иметь разные степени общности, научно-технический уровень и завершенность (комплек­тность).

Формирование аксиоматики т.е. фундаментальных соотношений, - решающий момент в становлении любой науки. Аксиоматика вводится дедуктивным путем.

В этой статье будет рассмотрена история информатики как науки, также разберемся в том, чем она занимается, и в ее основных направлениях.

Цифровая эпоха

Современный мир очень сложно представить без информационных и цифровых технологий. Все они значительно облегчают жизнь, благодаря им человечество совершило ряд значительных прорывов в науке и промышленности. Рассмотрим более подробно дисциплины информатики и историю ее становления как науки.

Определение

Информатика - это наука, которая занимается исследованием методов сбора, обработки, хранения, передачи и анализа информации с применением различных компьютерных и цифровых технологий, а также изучением возможностей их применения.

Она включает в себя дисциплины, которые имеют отношение к обработке и расчету информации с применением различного рода вычислительных машин и сетей. Причем как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и конкретные, к примеру, разработка новых методов компрессии данных, протоколов обмена информации и языков программирования.

Как видим, информатика - это наука, которая отличается широтой исследовательских тем и направлений. В качестве примера можно привести следующие вопросы и задачи: что реально, а что невозможно реализовать в программах (искусственный интеллект, самообучение компьютеров и т. п), как решать различного рода специфические информационные задачи максимально эффективно (так называемая теория сложности вычислений), в каком виде следует сохранять информацию и восстанавливать ее, как наиболее эффективно люди должны взаимодействовать с программами (вопросы пользовательского интерфейса, новых языков программирования и т. п).

Теперь же кратко рассмотрим развитие информатики как науки, начиная с ее истоков.

История

Информатика - это молодая наука, которая возникала постепенно и наиболее сильное развитие получила во второй половине XX века. Очень важна она и в наше время, когда практически весь мир зависим от компьютерных и иных электронных вычислительных технологий.

Началось же все с середины XIX века, когда разными учеными были созданы механические калькуляторы и «аналитические машины». В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку программируемого калькулятора, и, кстати, именно он впоследствии сформулировал множество основных черт и принципов современного компьютера. Также именно он предложил использовать перфокарты, которые затем были в употреблении вплоть до конца 80-x годов XX века.

В 1843 году Ада Лавлейс создала алгоритм для вычисления чисел Бернулли, и это считается первой в истории компьютерной программой.

Примерно в 1885 году Герман Холлерит создал табулятор - устройство для считывания данных с перфокарт. А в 1937 году, спустя почти сто лет после идей и мечты Бэббиджа, компания IBM создала первый программируемый калькулятор.

В начале 1950-х годов всем стало ясно, что компьютер можно использовать в различных сферах науки и промышленности, а не только как инструмент для математических расчетов. И что только зарождавшаяся тогда информатика - это наука, за которой будущее. А чуть позже она получила статус официальной науки.

Теперь же кратко рассмотрим ее структуру.

Структура информатики

Структура информатики многогранна. Как дисциплина, она охватывает широкий круг тем. Начиная от теоретического исследования различного рода алгоритмов и заканчивая практическим воплощением в жизнь отдельных программ или же созданием вычислительных и цифровых устройств.

Информатика - это наука, изучающая…

На данный момент различают несколько основных ее направлений, которые, в свою очередь, делятся на множество ответвлений. Рассмотрим самые основные:

1. Теоретическая информатика . В ее задачи входит исследование как классической теории алгоритмов, так и ряда важных тем, что имеют связь с более абстрактными аспектами математических вычислений.
2. Прикладная информатика . Это наука, вернее, один из ее разделов, который направлен на то, чтобы выявить определенные понятия в области информатики, которые можно использовать в качестве методов решения каких-то стандартных задач, к примеру, построение алгоритмов, хранение и управление информацией с использованием структуры данных. Кроме этого, прикладную информатику применяют в ряде промышленных, повседневных или научных сфер: биоинформатике, электронной лингвистике и прочих.
3. Естественная информатика . Это направление, которое занимается изучением процессов различной обработки информации в природе, будь то человеческий мозг или же человеческое общество. Ее основы строятся на классических теориях эволюции, морфогенеза и прочих. Помимо них, используются такие научные направления, как исследования ДНК, мозговой активности, теория группового поведения и т. п.

Как видим, информатика - это наука, изучающая ряд очень важных теоретических вопросов, к примеру, создание искусственного интеллекта или разработка решений для каких-то математических задач.

Информа́тика (фр. Informatique; англ. Computer science) - наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации с применением компьютерных технологий, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений.

Истори́ческая информа́тика - междисциплинарная область исторических исследований, целью которой является расширение информационного, методического и технологического обеспечения исторической науки, а также апробация новых информационных технологий и методов в конкретно-исторических исследованиях. В основе исторической информатики лежит совокупность теоретических и прикладных знаний, необходимых для создания, обработки и анализа оцифрованных исторических источников всех видов,.

Правова́я информа́тика - область в рамках информационной науки. Эрделез и О’Хара (1997) определяют правовую информатику следующим образом...

Теоретическая информатика - это научная область, предметом изучения которой являются информация и информационные процессы, в которой осуществляется изобретение и создание новых средств работы с информацией. Это подразделение общей информатики и математики, которое сосредотачивается на более абстрактных или математических аспектах вычислительной техники и включает в себя теорию алгоритмов.

Искусственный интеллект и закон (ИИ и закон) - подобласть искусственного интеллекта (ИИ), в основном касающаяся приложений ИИ к проблемам правовой информатики и оригинальных исследований по этим проблемам. Другое направление - перенос инструментов и методов, разработанных в контексте решения правовых задач, на сферу искусственного интеллекта в целом. Например, теории правовых решений, особенно модели аргументации, способствовали развитию представления знаний и рассуждений; модели социальной организации...

Подробнее:

Н. В. Бирюков

РФ. Тула

ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Информатика – научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным .

Информатика - это находящаяся в процессе становления наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ, а также область человеческой деятельности, связанная с применением ЭВМ.

Информатика (от информация и автоматика) - наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, анализа и оценивания информации, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений. Она включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и конкретные, например разработка языков программирования и протоколов передачи данных. Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п .

Несколько определений приведено здесь не случайно, это показывает то, что информатика - молодая наука и толклвание термина “информатика” еще не является установившимся и общепринятым.

После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика как наука об общих закономерностях в управлении и связи в различных системах. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 г. американским математиком Норбертом Винером книги “Кибернетика или управление и связь в животном и машине”. В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения
проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Одновременно с этим началось бурное развитие электронно-вычислительных машин.

Вскоре вслед за появлением термина “кибернетика” в мировой науке стало использоваться англоязычное “Computer Science”, а чуть позже, на рубеже шестидесятых и семидесятых годов, французы ввели получивший сейчас широкое распространение термин “Informatique” (информация + автоматика). В русском языке ранее под термином “информатика” понималось изучение структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы.

Попытку определить, что же такое современная информатика, сделал в 1978 г. Международный конгресс по информатике: “Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально ‐ техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия".

Информатика – это не только теоретическая наука, прикладные напревления информатики охватывают почти все виды человеческой деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, медицину, криминалистику, охрану окружающей среды и др. (перечисление может быть бесконечным).

Как наука, информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам (в самом широком смысле этого понятия). 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”.

Перечислим наиболее впечатляющие реализации информационных технологий, используя, ставшие традиционными, сокращения.

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 у правлением (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.

САПР ‐ система автоматизированного проектирования – программно ‐ аппаратный комплекс, который во взаимодействии с человеком (конструктором, инженером ‐ проектировщиком, архитектором и т.д.) позволяет максимально эффективно проектировать механизмы, здания, узлы сложных агрегатов и др.

Упомянем также диагностические системы в медицине, системы организации продажи билетов, системы ведения бухгалтерско ‐ финансовой деятельности, системы обеспечения редакционно ‐ издательской деятельности – спектр применения информационных технологий чрезвычайно широко.

Список использованной литературы:

http://profbeckman.narod.ru/EVM

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8