Информация, информационные технологии и информатика
Информационное общество
По современным воззрениям информационное общество — это такое общество, в котором производство и потребление информации является важнейшим видом деятельности, а информация признается наиболее значимым ресурсом, новые информационные и телекоммуникационные технологии и техника становятся базовыми технологиями и техникой, а информационная среда наряду с социальной и экологической - новой средой обитания человека.
Основными отличительными признаками информационного общества являются:
· информационная экономика;
· высокий уровень информационных потребностей всех членов общества и фактическое их удовлетворение для основной массы населения;
· высокая информационная культура;
· свободный доступ каждого члена общества к информации, ограниченный только информационной безопасностью личности, общественных групп и всего общества.
Информационному обществу присущи:
· единое информационное пространство;
· доминирование в экономике новых технологических укладов, базирующихся на массовом использовании сетевых информационных технологий, перспективных средств вычислительной техники и телекоммуникаций;
· ведущая роль информационных ресурсов в обеспечении устойчивого поступательного развития общества;
· возрастание роли инфраструктуры (телекоммуникационной, транспортной, организационной) в системе общественного производства и усиление тенденций к совместному функционированию в экономике информационных и денежных потоков;
· фактическое удовлетворение потребностей общества в информационных продуктах и услугах;
· высокий уровень образования, обусловленный расширением возможностей систем информационного обмена на международном, национальном и региональном уровнях и, соответственно, повышенная роль квалификации, профессионализма и способностей к творчеству как важнейших характеристик труда;
· высокая значимость проблем обеспечения информационной безопасности личности, общества и государства, наличие эффективной системы обеспечения прав граждан и социальных институтов на свободное получение, распространение и использование информации.
Рисунок 1.1 – Перераспределение трудовых ресурсов из сферы материального производства и обслуживания в информационную сферу США
Информационные технологии
Под технологией (гр. techne — искусство, мастерство + логия) обычно понимается:
1) совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката в процессе производства, например, технология металлов, химическая технология, технология строительных работ;
2) наука о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства.
Рассматривая технологию как науку о производстве материальных благ, обычно, выделяют в ней три аспекта: информационный, инструментальный и социальный.
Информационный аспект включает описание принципов и методов производства; инструментальный – орудия труда, с помощью которых реализуется производство; социальный – кадры и их организацию.
Понятие информационная технология возникло в последние десятилетия XX века в процессе становления информатики.
Особенностью информационных технологий является то, что в ней и предметом, и продуктом труда является информация, а орудиями труда – средства вычислительной техники и связи.
Информационная технология как наука о производстве информации возникла именно потому, что информация стала рассматриваться как вполне реальный производственный ресурс наряду с другими материальными ресурсами.
Причем производство информации и ее верхнего уровня – знаний, оказывает решающее влияние на модификацию и создание новых промышленных технологии.
Основу автоматизированных информационных технологий составляют следующие технические достижения:
· средства накопления больших объемов информации на машинных носителях, таких, как магнитные и оптические диски;
· средства связи, такие, как радио- и телевизионная связь, телекс, телефакс, цифровые системы связи, компьютерные сети, космическая связь, позволяющие воспринимать, использовать и передавать информацию практически в любой точке земного шара;
· компьютер, особенно персональный компьютер, позволяющий по определенным алгоритмам обрабатывать и отображать информацию, накапливать и генерировать знания.
Информационные технологии направлены на увеличение степени автоматизации всех информационных операций и, следовательно, ускорения научно-технического прогресса общества.
Информационная технология (ИТ) имеет свою цель, методы и средства реализации. Кратко их содержание состоит в следующем.
Целью информационной технологии является создание из информационного ресурса качественного информационного продукта, удовлетворяющего требованиям пользователя.
Методами ИТ являются методы обработки и передачи данных.
Средства ИТ – это математические, программные, информационные, технические и другие средства.
Практические приложения методов и средств обработки данных могут быть различными, поэтому целесообразно выделить глобальную базовые и конкретные информационные технологии.
Глобапьная информационная технология включает модели, методы и средства, формализующие информационные ресурсы общества и позволяющие их использовать.
Базовая информационная технология – предназначена для определенной области применения - производство, научные исследования, обучение и т.д.
Конкретные (прикладные) информационные технологии реализуют обработку данных при решении функциональных задач пользователей, например, задачи учета, планирования, анализа.
Успешное внедрение информационных технологий связано с возможностью их типизации. Конкретная информационная технология обладает комплексным составом компонентов, поэтому целесообразно определить ее структуру и состав.
Конкретная информационная технология определяется в результате синтеза базовых технологических операции, специализированных технологий и средств реализации
Информационная технология базируется на реализации информационных процессов, разнообразие которых требует выделения базовых, характерных для любой информационной технологии.
Базовый технологический процесс основан на использовании стандартных моделей и инструментальных средств и может быть использован в качестве составной части информационной технологии.
Среди базовых технологических процессов выделим:
· извлечение информации;
· транспортирование информации;
· обработку информации;
· хранение информации;
· представление и использование информации.
Процесс извлечения информации связан с переходом от реального представления предметной области к его описанию в формальном виде и в виде данных, которые отражают это представление.
В процессе транспортирования осуществляют передачу информации на расстояние для ускоренного обмена и организации быстрого доступа к ней, используя при этом различные способы преобразования.
Процесс обработки информации состоит в получении одних «информационных объектов» из других «информационных объектов», путем выполнения некоторых алгоритмов; он является одной из основных операций, выполняемых над информацией и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.
Процесс хранения связан с необходимостью накопления и долговременного хранения данных, обеспечением их актуальности, целостности, безопасности, доступности.
Процесс представления и использования информации направлен на решение задачи доступа к информации в удобной для пользователя форме.
Базовые информационные технологии строятся на основе базовых технологических операций (процессов), но кроме этого включают ряд специфических моделей и инструментальных средств.
Этот вид технологий ориентирован на решение определенного класса задач и используется в конкретных технологиях в виде отдельной компоненты. Среди них можно выделить:
· мультимедиа-технологии;
· геоинформационные технологии;
· технологии защиты информации;
· CASE-технологии;
· телекоммуникационные технологии;
· технологии искусственного интеллекта.
Специфика конкретной предметной области находит отражение в специализированных информационных технологиях (прикладных (конкретных) ИТ), например, организационное управление, управление технологическими процессами, автоматизированное проектирование, обучение и др.
Среди них наиболее продвинутыми являются следующие информационные технологии:
1) организационного управления (корпоративные информационные технологии);
2) в промышленности и экономике;
3) в образовании;
4) автоматизированного проектирования.
Аналогом инструментальной базы (оборудование, станки, инструмент) являются средства реализации информационных технологий, которые можно разделить на методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные.
CASE-технология (Computer Aided Software Engineering — Компьютерное Автоматизированное Проектирование Программного обеспечения) является своеобразной «технологической оснасткой», позволяющей осуществить автоматизированное проектирование информационных технологий.
Методические средства определяют требования при разработке, внедрении и эксплуатации информационных технологий, обеспечивая информационную, программную и техническую совместимость. Наиболее важными из них являются требования по стандартизации.
Информационные средства обеспечивают эффективное представление предметной области, к их числу относятся информационные модели, системы классификации и кодирования информации (общероссийские, отраслевые) и др.
Математические средства включают в себя модели решения функциональных задач и модели организации информационных процессов, обеспечивающие эффективное принятие решения.
Математические средства автоматически переходят в алгоритмические, обеспечивающие их реализацию.
Технические и программные средства задают уровень реализации информационных технологий как при их создании, так и при их реализации.
Таким образом, конкретная (прикладная) информационная технология определяется в результате компиляции и синтеза базовых технологических операций, «отраслевых технологий» и средств реализации.
В последние 10 лет довольно популярным стало понятие новая информационная технология.Наблюдаются различные подходы к трактовке этого термина.
Под новыми информационными технологиями понимают совокупность внедряемых («встраиваемых») в системы организационного управления принципиально новых методов, способов и средств обработки данных, представляющих собой целостные технологические системы и обеспечивающих целенаправленное создание обработки, передачу, хранение и отображение информационного продукта (данных, идей, знаний) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той социальной среды, где развивается эта информационная технология.
Новейшие информационные технологии - это специальные термин, характеризующий использование новейших для данного этапа развития достижений науки и техники в области информатизации.
Понятие новая является относительным и может использоваться на определенном отрезке времени. Так называемую «новизну» информационной технологии придает использование принципиально новых методов и средств преобразования информации.
Основными признаками НИТ на современном этапе являются: использование вычислительной техники, микроэлектроники, методов искусственного интеллекта, а также средств локальных и глобальных (территориальных) сетей.
Информация, информационные технологии и информатика
Термин "информация" происходит от латинского слова «informatio» –разъяснение, осведомление, изложение.
В широком смысле информация – это сведения, знания, сообщения, являющиеся объектом хранения, преобразования, передачи и помогающие решить поставленную перед человеком задачу.
В философском смысле информация есть отражение реального мира; это сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте. Таким образом, понятие информации связывается с определенным объектом, свойства которого она отражает.
Существуют три достаточно близких термина: информация, данные, знания, используемы в повседневной речи, обычно, как синонимы. Но в строгом смысле между ними есть отличия, дадим определения:
Данные – сведения, представленные в определенной знаковой системе и на определенном носителе для обеспечения возможностей хранения, передачи, приема и обработки этих сведений.
Уходя от способов представления, хранения и передачи, данные можно рассматривать как абстрактную субстанцию, несущую некоторую информацию. Данные безотносительны к содержанию информации.
Знание как объект коммерции и автоматизации – логически полный ограниченный набор сведений для непосредственного решения требуемой задачи (ряда задач) подготовленными специалистами.
Такие сведения выражаются в системе понятий, принятой в рамках некоторой науки или производственной деятельности, и имеют стандартное представление.
Ограниченный набор позволяет задать уровень подготовки специалистов (обладание требуемым уровнем понимания).
Рассмотрим подходы к количественному измерению информации.
Определить понятие “количество информации” довольно сложно. В решении этой проблемы наиболее распространены два основных подхода. Исторически они возникли почти одновременно. В конце 40-х годов XX века один из основоположников кибернетики американский математик Клод Шеннон развил вероятностный подход к измерению количества информации, а работы по созданию ЭВМ привели к “объемному” подходу.
Подходы к количественному измерению информации.
Различают статистический (вероятностный), семантический, прагматический, структурный подходы и объемный подходы.
Статистический (вероятностный подход)
Количеством информации называют числовую характеристику сигнала, отражающую ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Эту меру неопределенности в теории информации называют энтропией. Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. И, наоборот, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).
Приведенные рассуждения показывают, что между понятиями информация, неопределенность и возможность выбора существует тесная связь. Так, любая неопределенность предполагает возможность выбора, а любая информация, уменьшая неопределенность, уменьшает и возможность выбора. При полной информации выбора нет. Частичная информация уменьшает число вариантов выбора, сокращая тем самым неопределенность.
Подход к информации как мере уменьшения неопределенности знаний позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики.
Основоположником статистического подхода считается Клод Шеннон, в 1948 г. опубликовавший разработанную им теорию связи.
В данном случае, количество информации определяется, как мера неопределенности состояния системы, снимаемая при получении информации.
Мерой неопределенности состояния системы является энтропия, при получении информации энтропия системы уменьшается. Если о системе имеется полная информация, то ее энтропия равна 0.
В соответствии с вышесказанным:
,
где – энтропия системы до получения информации, – энтропия системы после получения информации.
Энтропия системы, обычно, определяется в битах. Предположим, что система имеет конечное число дискретных состояний с вероятностями , тогда энтропия системы определяется формулой:
.
Если состояния равновероятны, то вероятность пребывания системы в одном из состояний
,
где – количество состояний системы
и формула для определения энтропии упрощается:
.
Статистический подход находит очень широкое применение. Например, задачи сжатия информации, расчета канала связи для передачи информации и т.п.
Объемный подход
В двоичной системе счисления знаки 0 и 1 называются битами (от английского выражения Binary digits – двоичные цифры). Создатели компьютеров отдают предпочтение именно двоичной системе счисления, потому что в техническом устройстве наиболее просто реализовать два противоположных физических состояния. Например: некоторый физический элемент, имеющий два различных состояния: намагниченность в двух противоположных направлениях; прибор, пропускающий или нет электрический ток; конденсатор, заряженный или незаряженный и т.п. В компьютере бит является наименьшей возможной единицей информации.
Объем информации, записанной двоичными знаками в памяти компьютера или на внешнем носителе информации, подсчитывается просто по количеству требуемых для такой записи двоичных символов.
При этом в частности, невозможно нецелое число битов (в отличие от вероятностного подхода).
Эти единицы чаще всего используют для указания объема памяти ЭВМ.
Единицы измерения информации
Объём информации можно представлять как логарифм количества возможных состояний.
Наименьшее целое число, логарифм которого положителен — это 2. Соответствующая ему единица — бит — является основой исчисления информации в цифровой технике.
I=log2 N[бит],
где N– число дискретных состояний.
Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт, он может принимать одно из N=256 (28) различных значений. Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.
Для измерения больших количеств байтов служат единицы «килобайт», «Кбайт» (кибибайт, kibibyte, Kb) = 1024 байт. Такой порядок величин имеют, например:
сектор диска обычно равен 512 байтам, то есть половине килобайта, хотя для некоторых устройств может быть равен одному или двум кибибайт.
классический размер «блока» в файловых системах UNIX равен одному Кбайт (1024 байт).
«Страница памяти» в процессорах x86 (начиная с модели Intel 80386) имеет размер 4096 байт, то есть 4 Кбайт.
Единицы «мегабайт», «Мбайт» (mebibyte, Mb) = 1024 Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации.
Объём адресного пространства процессора Intel 8086 был равен 1 Мбайт.
Единицы «гигабайт», «Гбайт» (гибибайт, gibibyte, Gb) = 1024 мегабайт = 1048576 килобайт = 1073741824 байт.
Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы терабайт – 1012 гигабайт.
Кратные приставки для образования производных единиц для байта применяются не как обычно: уменьшительные приставки не используются совсем, увеличительные приставки кратны 1024=210, то есть килобайт равен 1024 байтам, мегабайт — 1024 килобайтам или 1 048 576 байтам и т.д. Разница возрастает с ростом веса приставки.
Между вероятностным и объемным количеством информации соотношение неоднозначное. Далеко не всякий текст, записанный двоичными символами, допускает измерение объема информации в статистическом смысле, но заведомо допускает его в объемном. Далее, если некоторое сообщение допускает измеримость количества информации в обоих смыслах, то они не обязательно совпадают, при этом статистическое количество информации не может быть больше объемного.
Информационное общество
По современным воззрениям информационное общество — это такое общество, в котором производство и потребление информации является важнейшим видом деятельности, а информация признается наиболее значимым ресурсом, новые информационные и телекоммуникационные технологии и техника становятся базовыми технологиями и техникой, а информационная среда наряду с социальной и экологической - новой средой обитания человека.
Основными отличительными признаками информационного общества являются:
· информационная экономика;
· высокий уровень информационных потребностей всех членов общества и фактическое их удовлетворение для основной массы населения;
· высокая информационная культура;
· свободный доступ каждого члена общества к информации, ограниченный только информационной безопасностью личности, общественных групп и всего общества.
Информационному обществу присущи:
· единое информационное пространство;
· доминирование в экономике новых технологических укладов, базирующихся на массовом использовании сетевых информационных технологий, перспективных средств вычислительной техники и телекоммуникаций;
· ведущая роль информационных ресурсов в обеспечении устойчивого поступательного развития общества;
· возрастание роли инфраструктуры (телекоммуникационной, транспортной, организационной) в системе общественного производства и усиление тенденций к совместному функционированию в экономике информационных и денежных потоков;
· фактическое удовлетворение потребностей общества в информационных продуктах и услугах;
· высокий уровень образования, обусловленный расширением возможностей систем информационного обмена на международном, национальном и региональном уровнях и, соответственно, повышенная роль квалификации, профессионализма и способностей к творчеству как важнейших характеристик труда;
· высокая значимость проблем обеспечения информационной безопасности личности, общества и государства, наличие эффективной системы обеспечения прав граждан и социальных институтов на свободное получение, распространение и использование информации.
Рисунок 1.1 – Перераспределение трудовых ресурсов из сферы материального производства и обслуживания в информационную сферу США
Информационные технологии
Под технологией (гр. techne — искусство, мастерство + логия) обычно понимается:
1) совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката в процессе производства, например, технология металлов, химическая технология, технология строительных работ;
2) наука о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства.
Рассматривая технологию как науку о производстве материальных благ, обычно, выделяют в ней три аспекта: информационный, инструментальный и социальный.
Информационный аспект включает описание принципов и методов производства; инструментальный – орудия труда, с помощью которых реализуется производство; социальный – кадры и их организацию.
Понятие информационная технология возникло в последние десятилетия XX века в процессе становления информатики.
Особенностью информационных технологий является то, что в ней и предметом, и продуктом труда является информация, а орудиями труда – средства вычислительной техники и связи.
Информационная технология как наука о производстве информации возникла именно потому, что информация стала рассматриваться как вполне реальный производственный ресурс наряду с другими материальными ресурсами.
Причем производство информации и ее верхнего уровня – знаний, оказывает решающее влияние на модификацию и создание новых промышленных технологии.
Основу автоматизированных информационных технологий составляют следующие технические достижения:
· средства накопления больших объемов информации на машинных носителях, таких, как магнитные и оптические диски;
· средства связи, такие, как радио- и телевизионная связь, телекс, телефакс, цифровые системы связи, компьютерные сети, космическая связь, позволяющие воспринимать, использовать и передавать информацию практически в любой точке земного шара;
· компьютер, особенно персональный компьютер, позволяющий по определенным алгоритмам обрабатывать и отображать информацию, накапливать и генерировать знания.
Информационные технологии направлены на увеличение степени автоматизации всех информационных операций и, следовательно, ускорения научно-технического прогресса общества.
Информационная технология (ИТ) имеет свою цель, методы и средства реализации. Кратко их содержание состоит в следующем.
Целью информационной технологии является создание из информационного ресурса качественного информационного продукта, удовлетворяющего требованиям пользователя.
Методами ИТ являются методы обработки и передачи данных.
Средства ИТ – это математические, программные, информационные, технические и другие средства.
Практические приложения методов и средств обработки данных могут быть различными, поэтому целесообразно выделить глобальную базовые и конкретные информационные технологии.
Глобапьная информационная технология включает модели, методы и средства, формализующие информационные ресурсы общества и позволяющие их использовать.
Базовая информационная технология – предназначена для определенной области применения - производство, научные исследования, обучение и т.д.
Конкретные (прикладные) информационные технологии реализуют обработку данных при решении функциональных задач пользователей, например, задачи учета, планирования, анализа.
Успешное внедрение информационных технологий связано с возможностью их типизации. Конкретная информационная технология обладает комплексным составом компонентов, поэтому целесообразно определить ее структуру и состав.
Конкретная информационная технология определяется в результате синтеза базовых технологических операции, специализированных технологий и средств реализации
Информационная технология базируется на реализации информационных процессов, разнообразие которых требует выделения базовых, характерных для любой информационной технологии.
Базовый технологический процесс основан на использовании стандартных моделей и инструментальных средств и может быть использован в качестве составной части информационной технологии.
Среди базовых технологических процессов выделим:
· извлечение информации;
· транспортирование информации;
· обработку информации;
· хранение информации;
· представление и использование информации.
Процесс извлечения информации связан с переходом от реального представления предметной области к его описанию в формальном виде и в виде данных, которые отражают это представление.
В процессе транспортирования осуществляют передачу информации на расстояние для ускоренного обмена и организации быстрого доступа к ней, используя при этом различные способы преобразования.
Процесс обработки информации состоит в получении одних «информационных объектов» из других «информационных объектов», путем выполнения некоторых алгоритмов; он является одной из основных операций, выполняемых над информацией и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.
Процесс хранения связан с необходимостью накопления и долговременного хранения данных, обеспечением их актуальности, целостности, безопасности, доступности.
Процесс представления и использования информации направлен на решение задачи доступа к информации в удобной для пользователя форме.
Базовые информационные технологии строятся на основе базовых технологических операций (процессов), но кроме этого включают ряд специфических моделей и инструментальных средств.
Этот вид технологий ориентирован на решение определенного класса задач и используется в конкретных технологиях в виде отдельной компоненты. Среди них можно выделить:
· мультимедиа-технологии;
· геоинформационные технологии;
· технологии защиты информации;
· CASE-технологии;
· телекоммуникационные технологии;
· технологии искусственного интеллекта.
Специфика конкретной предметной области находит отражение в специализированных информационных технологиях (прикладных (конкретных) ИТ), например, организационное управление, управление технологическими процессами, автоматизированное проектирование, обучение и др.
Среди них наиболее продвинутыми являются следующие информационные технологии:
1) организационного управления (корпоративные информационные технологии);
2) в промышленности и экономике;
3) в образовании;
4) автоматизированного проектирования.
Аналогом инструментальной базы (оборудование, станки, инструмент) являются средства реализации информационных технологий, которые можно разделить на методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные.
CASE-технология (Computer Aided Software Engineering — Компьютерное Автоматизированное Проектирование Программного обеспечения) является своеобразной «технологической оснасткой», позволяющей осуществить автоматизированное проектирование информационных технологий.
Методические средства определяют требования при разработке, внедрении и эксплуатации информационных технологий, обеспечивая информационную, программную и техническую совместимость. Наиболее важными из них являются требования по стандартизации.
Информационные средства обеспечивают эффективное представление предметной области, к их числу относятся информационные модели, системы классификации и кодирования информации (общероссийские, отраслевые) и др.
Математические средства включают в себя модели решения функциональных задач и модели организации информационных процессов, обеспечивающие эффективное принятие решения.
Математические средства автоматически переходят в алгоритмические, обеспечивающие их реализацию.
Технические и программные средства задают уровень реализации информационных технологий как при их создании, так и при их реализации.
Таким образом, конкретная (прикладная) информационная технология определяется в результате компиляции и синтеза базовых технологических операций, «отраслевых технологий» и средств реализации.
В последние 10 лет довольно популярным стало понятие новая информационная технология.Наблюдаются различные подходы к трактовке этого термина.
Под новыми информационными технологиями понимают совокупность внедряемых («встраиваемых») в системы организационного управления принципиально новых методов, способов и средств обработки данных, представляющих собой целостные технологические системы и обеспечивающих целенаправленное создание обработки, передачу, хранение и отображение информационного продукта (данных, идей, знаний) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той социальной среды, где развивается эта информационная технология.
Новейшие информационные технологии - это специальные термин, характеризующий использование новейших для данного этапа развития достижений науки и техники в области информатизации.
Понятие новая является относительным и может использоваться на определенном отрезке времени. Так называемую «новизну» информационной технологии придает использование принципиально новых методов и средств преобразования информации.
Основными признаками НИТ на современном этапе являются: использование вычислительной техники, микроэлектроники, методов искусственного интеллекта, а также средств локальных и глобальных (территориальных) сетей.