Информатика как естественная наука

Многие ведущие отечественные ученые, такие, как академики Е.П. Велихов, О.М. Белоцерковский, В.М. Глушков, А.П. Ершов, В.С. Михалевич и некоторые другие, отдавая должное актуальности инструментально-технологических аспектов развития информатики, хорошо понимали, что ее проблематика не ограничивается только этими аспектами, а является гораздо более широкой. Академик Е.П. Велихов подчеркивал, что:

«Информатика охватывает очень широкую область обработки информации, гораздо более обширную, чем создание вычислительных машин и математического обеспечения».

Комментируя свою точку зрения на место информатики в системе научного знания, А.П. Ершов писал:

«Сознавая некоторую относительность деления наук на естественные и общественные, мы все же относим информатику к естественнонаучным дисциплинам в соответствии с принципом вторичности сознания и его атрибутов и представлением о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах. Отношение информатики к фундаментальным наукам отражает общенаучный характер понятия информации и процессов ее обработки».

Сегодня эта точка зрения на позиционирование информатики в системе науки приобретает в России и в ряде других стран мира все большее количество сторонников.

В настоящее время в мировом научном и образовательном сообществах информатика квалифицируется как комплексная техническая дисциплина, изучающая методы и средства автоматизированной обработки и передачи информации при помощи современных средств информатизации и, в первую очередь, с помощью ЭВМ и телекоммуникационных сетей.

Российский академик А.А. Дородницин выделяет в информатике три неразрывно и существенно связанные части — технические, программные и алгоритмические средства.

Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware (буквально — "твердые изделия").

Программные средства, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, обозначаются словом Software (буквально — "мягкие изделия"), которое подчеркивает способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.

Алгоритмические средства связанные с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, обозначаются словом Brainware (англ. brain — интеллект).

Структура информатики

В процессе развития информатики и ее становления как самостоятельной научной дисциплины представления о структуре и содержании ее предметной области неоднократно изменялись весьма существенным образом. Это объясняется тем разнообразием подходов, которое имело место со стороны учёных к определению объекта и предмета исследований информатики на различных этапах её развития. Одна из первых попыток структуризации предметной области информатики:

- информационные системы,

- информационные процессы,

- базовые информационные элементы.

Таким образом, предлагалось структурировать предметную область информатики по уровню сложности изучаемых ею информационных объектов (базовые элементы, процессы и системы).

Следующее предложение о структуризации предметной области информатики было сделано в 1985 году и принадлежит первому директору Института проблем информатики АН СССР академику Б.Н. Наумову. Он предложил различать в составе предметной области информатики следующие три сегмента:

- теоретическую информатику – область изучения теоретических основ информатики;

- техническую информатику – область, связанную с изучением и разработкой технических и программных средств информатики;

- прикладную информатику – область, связанную с изучением проблем и методов применения средств информатики в различных сферах социальной практики.

Предложенная Б.Н. Наумовым структура предметной области информатики была достаточно позитивно воспринята научным сообществом и сохранялась неизменной практически до 1990 года, когда стали предприниматься попытки выделения в составе информатики ряда новых сегментов предметной области.

Одним из них явилась социальная информатика – область, связанная с изучением социальных аспектов информатики, которая в настоящее время уже получила достаточно широкое международное признание.

Предметом исследований информатики являются свойства, закономерности, процессы, методы и средства формирования информации, ее представления, количественной оценки, хранения, преобразования и распространения в природе и обществе, а также проблемы создания и использования для этих целей соответствующих систем.

Была предложена новая структура предметной области информатики:

- теоретическая информатика;

- техническая информатика;

- социальная информатика;

- биологическая информатика.

Выделение социальной информатики в качестве самостоятельного направления научных исследований, а не только прикладной области позволило системно и целенаправленно вести работы по данному научному направлению. В результате этих работ Россия занимает сегодня ведущее место в мире в части создания теоретических основ социальной информатики, структуризации ее предметной области и формирования системы основных научных понятий. Основные результаты здесь принадлежат российским ученым.

Выделение в качестве самостоятельного научного направления биологической информатики как новой научной дисциплины, предметом исследования которой являются информационные процессы в биологических системах, живых организмах и растениях, а также влияние этих процессов на развитие живой природы в начале 90-х годов 20-го века являлось наиболее дискуссионным, так как оно только зарождалось. Однако с каждым годом становилось все более ясным, что влияние информационных процессов на развитие живой природы ранее явно недооценивалось.

В последние годы научные исследования в области биоинформатики получают все большее развитие. В этой области публикуются не только научные статьи, но и монографии. Проблемы биоинформатики начинают изучаться и в системе высшего образования России. Так, например, в 2001 году в МГУ им. М.В. Ломоносова был создан новый факультет «Биоинформатика и биоинженерия».

Важным событием в этот период явилось обсуждение фундаментальных проблем информатики на пленарном заседании Международного конгресса «Информационные процессы и технологии», который состоялся в 1993 г. в Москве. На этом Конгрессе были заслушаны и обсуждены пленарные доклады, посвященные проблемам формирования нового комплекса наук об информации. В них были показаны те направления развития информатики, которые в последующем могут стать “точками роста” новых научных дисциплин, расширяющих ее предметную область. Так, например, впервые была аргументирована необходимость целенаправленного изучения информационных процессов в неживой природе. В настоящее время это направление активно развивается, и получило в России название физической информатики.

Современная структура предметной области информатики как фундаментальной науки представляет собой достаточно крупное самостоятельное направление научных исследований:

- теоретическая информатика;

- техническая информатика;

- моциальная информатика;

- биологическая информатика;

- физическая информатика.

В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций: как отрасль народного хозяйства, как фундаментальную науку, как прикладную дисциплину.

Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации.

Информатика как фундаментальная наука занимается методологией создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Одна из главных задач этой науки – выяснение, что такое информационные системы, какое место они занимают, какую должны иметь структуру, как функционируют, какие общие закономерности им свойственны.

Цель фундаментальных исследований в информатике – получение обобщенных знаний о любых информационных системах, выявление общих закономерностей их построения и функционирования.

Информатики как прикладная дисциплина занимается:

- изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);

- созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;

- разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Прикладная информатикаизучает конкретные разновидности информационных технологий (ИТ), определяя для них общие и различные черты. При этом появляются новые ветви прикладной информатики: экспертные системы, диагностические комплексы, управляющие системы и др.

Результатом деятельности прикладной информатики является создание ИТ различного назначения.