Предмет и задачи информатики

Термин «информатика» получил распространение во Франции с середины 80-х гг. ХХ в. Он состоит из корня inform – «информация» и суффикса от аutomatique – «автоматика». Таким образом, информатика – это наука об информации и её автоматической обработке. В англоязычных странах термин не прижился, информатика там называется Computer Science – наука о компьютерах.

Информатика – молодая, быстро развивающаяся наука, поэтому строгого и точного определения её предмета пока не сформулировано. В одних источниках информатика определяется как наука, изучающая алгоритмы, т.е. процедуры, позволяющие за конечное число шагов преобразовать исходные данные в конечный результат, в других – на первый план выставляется изучение компьютерных технологий. Наиболее устоявшимися посылками в определении предмета информатики в настоящее время являются указания на изучение информационных процессов (т.е. сбора, хранения, обработки, передачи данных) с применением компьютерных технологий.

Информатика – это техническая наука о методах реализации информационных процессов средствами вычислительной техники, а также о принципах функционирования этих средств и методах управления ими.

Информатика – прикладная наука, использующая научные достижения многих наук. Кроме того, информатика – практическая наука, которая не только занимается описательным изучением перечисленных вопросов, но и во многих случаях предлагает способы их решения. В этом смысле информатика технологична и часто смыкается с информационными технологиями.

Методы реализации информационных процессов находятся на стыке информатики с теорией информации, статистикой, теорией кодирования, математической логикой, документоведением и т.д. В изучении состава, структуры, принципов функционирования средств вычислительной техники используются научные положения из электроники, автоматики, кибернетики. В разработке методов управления средствами вычислительной техники используют научные положения из теории алгоритмов, логики, теории графов, лингвистики, теории игр.

В предмет информатики входят основные взаимосвязанные части: технические или аппаратные (hardware), программные (software) и алгоритмические (brainware) средства, а также средства взаимодействия – интерфейсы. Совокупность аппаратных и программных средств представляет собой вычислительную систему.

Основной задачей информатики является систематизация приёмов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. В составе основной задачи выделяются следующие практические направления: архитектура и интерфейсы вычислительных систем; программирование, автоматизация, защита информации, преобразование данных и стандартизация.

Предыстория информатики начинается с освоения человеком устной речи. Человеческая память и язык стали средствами хранения и передачи информации. По мере развития цивилизации объёмы информации, которые необходимо было накапливать и передавать, росли, и человеческой памяти стало не хватать – появилась письменность. Изменился смысл информационных сообщений. Появилась возможность обобщать, сопоставлять, переосмысливать ранее сохранённые сведения. Это же в свою очередь дало толчок развитию истории, литературы, точным наукам и в конечном итоге изменило общественную жизнь. Изобретение письменности характеризует первую информационную революцию.

Дальнейшее накопление человечеством информации привело к увеличению числа людей, пользовавшихся ею, но письменные труды одного человека могли быть достоянием небольшого окружения. Возникшее противоречие было разрешено созданием печатного станка. Эта веха в истории цивилизации характеризуется как вторая информационная революция (началась в XVI в.). Доступ к информации перестал быть делом отдельных лиц, появилась возможность многократно увеличить объём обмена информацией, что привело к большим изменениям в науке, культуре и общественной жизни.

Третья информационная революция связывается с открытием электричества и появлением (в конце XIX в.) на его основе новых средств коммуникации – телефона, телеграфа, радио. Возможности накопления информации для тех времён стали поистине безграничными, а скорость обмена очень высокой. К середине XX в. появились быстрые технологические процессы, управлять которыми человек не успевал. Проблема управления техническими объектами могла решаться только с помощью универсальных автоматов, собирающих, обрабатывающих данные и выдающих решение в форме управляющих команд. Ныне эти автоматы называются компьютерами. Бурно развивавшаяся наука и промышленность привели к росту информационных ресурсов в геометрической прогрессии, что породило проблемы доступа к большим объёмам информации.

Наше время отмечается как четвёртая информационная революция. Пользователями информации стали миллионы людей. Появились дешёвые компьютеры, доступные миллионам пользователей. Компьютеры стали мультимедийными[1], т.е. они обрабатывают различные виды информации: звуковую, графическую, видео и др. Это, в свою очередь, дало толчок к широчайшему использованию компьютеров в различных областях науки, техники, производства, быта.

Средства связи получили повсеместное распространение, а компьютеры для совместного участия в информационном процессе соединяются в компьютерные сети. Появилась всемирная компьютерная сеть Интернет, услугами которой пользуется значительная часть населения планеты, оперативно получая и обмениваясь данными, т.е. формируется единое мировое информационное пространство. В настоящее время круг людей, занимающихся обработкой информации, вырос до небывалых размеров, а скорость обмена стала просто фантастической, компьютеры применяются практически во всех областях жизни людей.

На наших глазах появляется информационное общество, где акцент внимания и значимости смещается с традиционных видов ресурсов (материальные, финансовые, энергетические и пр.) на информационный ресурс, который, хотя всегда существовал, но не рассматривался ни как экономическая, ни как иная категория.

Информационные ресурсы – это не только отдельные документы и массивы документов в библиотеках, архивах, фондах, банках данных, информационных системах и других хранилищах – это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальных носителях. Информационные ресурсы страны, региона, организации всё чаще рассматриваются как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости запасам сырья, энергии, ископаемых и прочим ресурсам.

Информационное общество

Глубина и масштабность процесса информатизации всех сфер жизнедеятельности общества на основе новых информационных технологий дает основание говорить об информационной революции, которое переживает человечество. Конечным результатом информационной революции должно стать создание новой постиндустриальной, информационной цивилизации. Миссию проводника в информационное общество выполнила компьютерная микросхема.

Предыдущие революционные изменения в области информационных основ общества происходили в результате возникновения письменности, а затем и книгопечатания. Однако они не задевали самой важной компоненты информационных процессов – переработки информации. Происходящие ныне изменения основываются на универсальной электронной технологии информационных процессов, что дает ей неисчерпаемые возможности по переработке информации, ее хранению, передачи, размножению, унификации и представлении в требуемом виде практически всем категориям пользователей.

В течение всей предшествующей XX в. истории развития человеческой цивилизации основным предметом труда оставались материальные объекты. Деятельность за пределами материального производства и обслуживания, как правило, относилась к категории непроизводительных затрат. Экономическая мощь государства измерялась его материальными ресурсами. Информация становится таким же основным ресурсом, как материалы и энергия, и, следовательно, по отношению к этому ресурсу должны быть сформулированы те же критические вопросы: кто им владеет, кто в нем заинтересован, насколько он доступен, возможно ли его коммерческое использование.

Информационное общество – это общество, в котором в качестве главных факторов производства выступают факторы идеальные: знания и информация. Невозможность развиваться в одном темпе с информационными технологиями можно рассматривать как источник нового вида дискриминации. Если изобретение печатной книги сделало необходимым умение читать, то использование ИТ обязывает уметь обращаться с электронной информацией, рассредоточенной по общемировой информационной сети. В некотором роде, в мировом сообществе начинается компания по ликвидации неграмотности, и количество компьютерно грамотных людей со временем станет таким же важным показателем развития страны, как количество людей, умеющих читать и писать.

Наиболее четко критерии информационного общества выражены А.И. Ракитовым:

– каждый член общества в любое время суток и в любой точке страны имеет доступ к нужной информации;

– общество способно обеспечить каждого информационной технологией (как компьютерами, так и средствами связи);

– общество само способно производить всю необходимую для жизнедеятельности информацию.

Дальнейшее технологическое развитие общества определяется достижениями в информатике. Современная информатика является фундаментальной общенаучной дисциплиной об информационных процессах и системах любой природы: естественной, социальной, искусственной (т.е. технической). Основной целью информатики является построение теории современных информационных процессов и систем и разработка на этой основе новых информационных технологий в производственной сфере и в обществе в целом. Глобальный процесс информатизации общества рассматривается как социотехническая революция. По этой причине глубокое понимание и систематическое проникновение в область информатики не может ограничиваться только математическими и инженерными аспектами. Технические и технологические проблемы информатизации общества не могут быть решены без достаточно глубоких социальных преобразований, охватывающих практически все области общественной деятельности, включая науку, экономику, политику, право. Поэтому можно достаточно обоснованно предполагать, что взаимосвязь и взаимообусловленность процессов информатизации и социальных процессов представляют собой некоторую общую закономерность общественного развития, которую особенно важно исследовать и учитывать на современном этапе становления информационного общества, являющегося порождением определенных технологических новшеств.

В информатике, более чем в других науках, справедлив принцип постоянного критического переосмысления, как содержания этой науки, так и формального определения ее функций. В текущем состоянии она включает в себя несколько направлений:

· теоретическая информатика

· техническая информатика

· социальная информатика.

Информатика в теоретическом аспекте включает в себя науку о машинной обработке данных. Это охватывает вопросы схематизированного представления информации: структуры объектов и данных, а также их взаимосвязи; правил и предписаний для обработки информации (алгоритмы, вычислительные предписания) и их представления.

При разработке программных систем перед информатикой стоит задача представления, моделирования и использования самых различных видов информации. Так машинная обработка информации требует точно установленных форм представления и преобразования, информатика пользуется формальными методами. Этим она обнаруживает связь с математикой, особенно с математической логикой. Но поскольку методы информатики должны вести к практически применимым результатам ("программа", "система"), которые должны решать поставленные задачи на имеющихся компьютерах при определенных экономических условиях, то информатика имеет и сильно выраженные инженерно-научные черты.

1.6 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля

1. Что такое информация? Приведите пример некоторой информации.

2. Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе, называются:

1) данными;

2) предикатами;

3) истинными высказываниями;

4) умозаключениями.

3. Верным является утверждение, что:

1) сигнал – изменяющийся во времени физический процесс, параметры которого могут использоваться для представления данных;

2) в качестве носителя информации могут выступать только световые и звуковые волны;

3) в качестве материального носителя информации могут выступать знания, сведения или сообщения;

4) информационные процессы являются материальным носителем информации.

4. Под обработкой информации понимают:

1) процесс планомерного изменения содержания или формы представления информации;

2) процесс организации сохранности информации;

3) процесс передачи информации от одного объекта к другому;

4) процесс взаимодействия носителя информации и внешней среды.

5. Характеристика физического процесса, используемая для представления данных, – это:

1) параметр;

2) сигнал;

3) данные;

4) информация.

6. Если параметр сигнала принимает ряд последовательных значений и их конечное число, то сигнал называется:

1) дискретным;

2) непрерывным;

3) случайным;

4) детерминированным.

7. Охарактеризуйте синтаксический, семантический и прагматический уровень информационных сообщений.

8. Перечислите способы измерения информации.

9. Какими свойствами обладает информация?

10. Свойство информации, характеризующее степень соответствия текущему моменту времени:

1) актуальность;

2) полнота;

3) достоверность;

4) доступность.

11. Свойство информации, характеризующее степень соответствия информации реальному объекту с необходимой точностью, отсутствие существенных ошибок и шумов:

1) достоверность;

2) актуальность;

3) адекватность;

4) доступность.

12. Сколько различных состояний можно запомнить с помощью одного байта?

13. Что такое бит, байт, килобайт, мегабайт, терабайт?

14. Какое количество информации требует двоичное кодирование одного из 256 символов?

15. Наиболее полное определение информатики:

1) наука о методах реализации информационных процессов средствами вычислительной техники, а также о принципах функционирования этих средств и методах управления ими;

2) система кодирования понятий;

3) знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальных носителях;

4) продукт взаимодействия данных и адекватных методов.

16. Информационный ресурс – это:

1) знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальных носителях;

2) система кодирования понятий;

3) продукт взаимодействия данных и адекватных методов;

4) наука о методах реализации информационных процессов средствами вычислительной техники, а также о принципах функционирования этих средств и методах управления ими.

17. Язык – это:

1) система кодирования понятий;

2) продукт взаимодействия данных и адекватных методов;

18. Вторая информационная революция связывается:

1) с изобретением печатного станка;

2) освоением человеком устной речи;

3) появлением письменности;

4) открытием электричества и появлением телефона, телеграфа, радио.

19. Выберите вариант, в котором объёмы информации расположены в порядке возрастания:

1) 10 бит, 2 байта, 20 бит, 1010 байт, 1 Кбайт;

2) 10 бит, 20 бит, 2 байта, 1 Кбайт, 1010 байт;

3) 10 бит, 2 байта, 20 бит, 1 Кбайт, 1010 байт;