Информатика. Структура предметной области. Объекты изучения информатики. Основные задачи информатики.
Информатика. Структура предметной области. Объекты изучения информатики. Основные задачи информатики.
Информатика - это наука об общих свойствах информации, закономерностях и методах ее поиска и получения, записи, хранения, преобразования, передачи, переработки, распространения и использования в различных сферах человеческой деятельности. В качестве объектов изучения информатики выступают: информация, данные, информационные технологии и информационные процессы.
Термин информатика возник в 60-х годах во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин: informatique (информатика) = information (информация) + automatique (автоматика). В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (науки о компьютерной технике).
Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности. В узком смысле информатика состоит из трех взаимосвязанных частей: технических средств (hardware), программных средств (software), интеллектуальных средств (brainware). В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций: как отрасль народного хозяйства; как прикладную дисциплину; как фундаментальную науку.
Информатика как отрасль народного хозяйства включает в себя предприятия разных форм хозяйствования, где занимаются производством технических средств обработки и передачи информации, программных продуктов и разработкой современных технологий переработки информации.
Информатика как прикладная дисциплина занимается изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение); созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности. Информативная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем.
Задачи: 1.исследование инф. процессов любой природы, 2.разработка инф. техники и создание новейших технологий переработки информ. на базе получ. результатов исследований инф. процессов, 3.решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования комп-й и коммуникац-й техники и технологии во всех сферах общ-й жизни
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.
Формализация предметной задачи. Уровни формализации задач.
Формализация задачи состоит в переводе на формальный (математический) язык описания цели, определении объектов и свойств, способов вычисления свойств, формализации требований к результату, проверке согласованности требуемого результата с целью.
Процесс выбора способа решения задачи включает все этапы анализа данных и корректировки информации, а также определение алгоритма решения задачи, обеспечивающего получение требуемого результата.
На этапе решения задачи осуществляется в автоматизированном режиме преобразование схемы в технологическую (машинную) схему решения задачи и прохождение этой схемы на ЭВМ. Затем проводится формальный анализ полученных результатов, т.е. проверка соответствия результата критериям оценки результата.
Содержательная интерпретация результатов состоит в согласовании результатов с целью исследования, сформулированными требованиями к результату и принятии решения об использовании результатов либо об уточнении модельных представлений и формулировки задачи.
Цель
2) Представления о модели
3) Исходные данные
4) Результат
5) Критерий оценки
Что такое информация, различие информации и данных.
Что такое информация.
Ключевое понятие информатики - информация (от лат. information - разъяснение, осведомление) - любые сведения, данные, отражающие свойства объектов в природных (биологических, физических и других), социальных и технических системах и передаваемые звуковым, графическим (в том числе письменным) или иным способом без применения или с применением технических средств.
Информация и язык
Существенно, что информация существует вне ее создателя, отчуждаема от него, может быть записана на материальном носителе. Важнейший элемент информатики - язык - набор представлений, соглашений и правил, используемых для выражения информации.
Естественным языком называют систему звуковых, словарных и грамматических средств, которая служит средством человеческого общения, мышления. В отличие от этого существуют языки, создаваемые для специальных целей в науке и технике. Искусственные языки - это знаковые системы, создаваемые для использования в тех областях, где применение естественного языка менее эффективно или невозможно. Искусственные языки предназначены, например, для обмена информацией между пользователями и/или прикладными процессами. Один из классов искусственных языков - языки программирования.
Единицей языка является слово. Оно служит для наименования (обозначения) понятий, предметов, лиц, действий, состояний, признаков, связей, отношений и т.д.
Информация и данные
Информатика рассматривает информацию как концептуально связанные между собой сведения, данные, понятия, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира. Наряду с информацией в информатике часто употребляется понятие данные.
Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.
Данные и знания.
Информация, с которой имеют дело ЭВМ, разделяется на процедурную и декларативную. Процедурная информация овеществлена в программах, которые выполняются в процессе решения задач, декларативная информация - в данных, с которыми эти программы работают.
Данные - это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, а также их свойства.
Параллельно с развитием структуры ЭВМ происходило развитие информационных структур для представления данных. Появились способы описания данных в виде векторов и матриц, возникли списочные структуры, иерархические структуры. В настоящее время в языках программирования высокого уровня используются абстрактные типы данных, структура которых задается программистом. Появление баз данных (БД) знаменовало собой еще один шаг на пути организации работы с декларативной информацией. В базах данных могут одновременно храниться большие объемы информации, а специальные средства, образующие систему управления базами данных (СУБД), позволяют эффективно манипулировать с данными, при необходимости извлекать их из базы данных и записывать их в нужном порядке в базу.
По мере развития исследований в области интеллектуальных систем возникла концепция знаний, которые объединили в себе многие черты процедурной и декларативной информации.
Знания - совокупность сведений, образующих целостное описание, соответствующее некоторому уровню осведомленности об описываемом вопросе, предмете, проблеме и т.д. Знания - это выявленные закономерности в предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области.
В ЭВМ знания так же, как и данные, отображаются в знаковой форме - в виде формул, текста, файлов, информационных массивов и т.п. Поэтому можно сказать, что знания - это особым образом организованные данные. Но это было бы слишком узкое понимание. А между тем, в системах ИИ знания являются основным объектом формирования, обработки и исследования. База знаний, наравне с базой данных, - необходимая составляющая программного комплекса ИИ. Машины, реализующие алгоритмы ИИ, называются машинами, основанными на знаниях, а подраздел теории ИИ, связанный с построением экспертных систем, - инженерией знаний.
Знания могут быть классифицированы по следующим категориям:
•поверхностные - знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области;
•глубинные - абстракции, аналогии, схемы, отображающие структуру и процессы в предметной области.
Кроме того, знания можно разделить на следующие виды:
•процедурные: знания, отвечающие на вопрос «Как решать поставленную задачу?»; эти знания хранятся в памяти интеллектуальной системы в виде описаний процедур, с помощью которых их можно получить. В таком виде обычно описывается информация о предметной области, характеризующая способы решения задач в этой области, а также различные инструкции, методики и т.п.
декларативные: знания, не содержащие в явном виде процедуры решения задач; которые записаны в памяти так, что они непосредственно доступны для использования после обращения к соответствующему полю памяти. В таком виде обычно записывается информация о свойствах предметной области фактах, имеющих в ней место и т.п. информация.
Информационные войны.
Информационная война - это любая атака против информационной
функции, независимо от применяемых средств. Бомбардировка АТС -
операция информационной войны. То же самое можно сказать и про
вывод из строя программного обеспечения компьютера АТС.
Информационная война - это любое действие по защите наших
собственных информационных функций, независимо от применяемых
средств. Укрепление и оборона здания АТС против бомбардировок -
тоже часть информационной войны. То же самое можно сказать и про
антивирусную программу, которая защищает программное обеспечение
АТС.
Информационная война - только средство, а не конечная
цель, аналогично тому как бомбардировка - средство, а не цель.
Информационную войну можно использовать как средство для
проведения стратегической атаки или противодействия.
Военные всегда пытались воздействовать на информацию,
требующуюся врагу для Нффективного управления своими силами.
Обычно это делалось с помощью маневров и отвлекающих действий.
Так как эти стратегии воздействовали на информацию, получаемую
врагом, косвенно путем восприятия, они атаковали информацию врага
косвенно. То есть, для того чтобы хитрость была Нффективной, враг
должен был сделать три вещи:
* наблюдать обманные действия
* посчитать обман правдой
* действовать после обмана в соответствии с целями
обманывающего.
Информационные революции.
В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций (преобразование общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации).
Информационные революции:
1-я - изобретение письменности (возможность передачи знаний) - пять-шесть тысяч лет назад в Месопотамии, затем - независимо, но несколько тысяч лет спустя - в Китае, и еще на 1.500 лет позднее - майя в Центральной Америке. Затем изобрели рукописную книгу - сначала в Китае, вероятно, около 1300 г. до н.э., а затем, независимо и 800 лет спустя, в Греции, когда афинский тиран Песистрат распорядился записать в книгу поэмы Гомера, до этого передававшиеся изустно. Эффект рукописной книги в Греции и Риме был огромным, равно как и в Китае. По сути, вся китайская цивилизация и система государственного устройства основаны именно на рукописной книге.
2-я (середина XVI века) - книгопечатание (изменение культуры организации деятельности) - произошла после изобретения Гуттенбергом печатного пресса и наборного шрифта между 1450 и 1455 годами, а также изобретения гравировки примерно в то же время.
За очень незначительное время революция в книгопечатании изменила институты общества, включая и систему образования. В последовавшие за ней десятилетия по всей Европе были созданы новые университеты, однако, в отличие от ранее существовавших, они не были рассчитаны на священнослужителей и изучение теологии. Они были построены для изучения светских дисциплин: права, медицины, математики, натуральной философии (естественных наук).
3-я (конец XIX века) - электричество (телеграф, телефон, радиопередача оперативная, накопление информации в любом объеме);
4-я (70 годы XX века) - микропроцессорная технология ? персональный компьютер.
Реальные схемы составляют компьютеры, компьютерные сети, информационные телекоммуникации (системы передачи данных).
Три достижения данного периода:
1. переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;
2. миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;
3. создание программно-управляемых устройств и процессов.
87. Информационный кризис, его предпосылки, содержание, симптомы, последствия.
Образование больших объемов информации определяется:
1. Чрезвычайно быстрым ростом числа документов, докладов, отчетов, диссертаций и т.д., в которых излагаются результаты отчетно-конструкторских работ.
2. Постоянно увеличивается число периодических изданий по разным областям человеческой деятельности.
3. Появлением разнообразных метеорологических, медицинских и других данных записываемых на магнитные носители.
В результате возникает информационный кризис.
Его проявления:
1. Противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработки информации и огромными потоками хранящейся информации (Пример: изменение суммы значений: к 1900 г. - удваивалось каждые 50 лет, к 1950 г. - каждые 10 лет, к 1970 г. каждые 5 лет, с 1990 - каждый год).
2. Существует большое количество избыточной информации в обществе, которая препятствует быстрому извлечению полезной информации;
3. Возникают социальные барьеры (экономические, политические и др.), которые препятствуют распространению информации (Пример: секретность информации).
Возникает парадокс: громадный информационный потенциал, накопленный в мире, но люди не могут им воспользоваться.
Возникла необходимость выхода общества из кризиса. Внедрение ЭВМ, других средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности, послужили началом нового эволюционного процесса в развитии человеческого общества, названного информатизацией.
Информационная грамотность
Информационная грамотность - набор навыков, необходимых для поиска, анализа и использования информации в своей деятельности.
Какие ж навыки сюда входят?
– осознание потребности в информации
– определение доступных источников, предположительно содержащих нужную вам информацию
– навыки рационального поиска информации в различных источниках
– умение критически оценить найденную информацю
– этичность и ответственность при использовании информации
– правильность оформления результатов поиска
– сохранение и управление информацией
| 1. Информатика. Структура предметной области. Объекты изучения информатики. Основные задачи информатики. 2. Основные области исследований информатики. 3. Социальная информатика. Объект и предмет исследований. Фундаментальная проблема социальной информатики. Основные проблемы научных исследований в социальной информатике. 4. Междисциплинарные направления информатики. 5. Формулировка предметной задачи. Задачная ситуация. 6. Формализация предметной задачи. Уровни формализации задач. 7. Общая схема постановки и решения предметных задач. 8. Понятие о модели. Типы моделей. 9. Представления о системном подходе. 10. Коммуникация как передача информации о модели. 11. Что такое информация, различие информации и данных. 12. Формы адекватности информации. |
| 12. Формы адекватности информации. 13. Классификация мер информации. 14. Синтаксические меры информации 15. Семантические меры информации 16. Прагматические меры информации 17. Показатели качества информации. 18. Системы классификации, основные идеи. 19. Системы кодирования информации, классификация методов. |
| 19. Системы кодирования информации, классификация методов. 20. Информационные системы. Этапы развития информационных систем. 21. Основные процессы в информационной системе. 22. Свойства информационной системы. Что дает внедрение информационной системы. 23. Представления о жизненном цикле информационной системы. 24. Проблемы внедрения информационных систем. 25. Структура информационной системы. 26. Техническое обеспечение информационной системы. 27. Программно–математическое обеспечение информационной системы. 28. Информационное обеспечение информационной системы. 29. Организационное обеспечение информационной системы. 30. Правовое обеспечение информационной системы. 31. Классификация информационных систем по сфере применения. 32. Роль структуры управления в информационной системе. Классификация информационных систем по функциональному признаку и уровням управления 33. Классификация информационных систем по степени автоматизации 34. Классификация информационных систем по характеру использования информации 35. Классификация информационных систем по признаку структурированности задач 36. Понятие информационной технологии. Функциональные и обеспечивающие информационные технологии. |
| 36. Понятие информационной технологии. Функциональные и обеспечивающие информационные технологии. 37. Основные свойства информационных технологий, определяющие их роль в технологическом развитии современного общества. 38. Информационные технологии. Критерий эффективности информационных технологий. 39. Классификация информационных технологий по типу обрабатываемой информации 40. ИТ обработки данных. Классы задач. Основные компоненты. 41. Цель ИТ управления (ИТУ). Классы задач, решаемые в рамках ИТУ. Основные компоненты ИТУ. 42. Характеристики и назначение ИТ автоматизации офиса. Основные компоненты. 43. ИТ поддержки принятия решений. Основная цель ИТППР. Отличительные характеристики ИТППР. Основные компоненты ИТППР. 44. Информационные технологии экспертных систем. Основные компоненты экспертной системы, специалисты-разработчики. 45. Классы задач, решаемые с помощью экспертных систем. 46. Информационные технологии в социальной сфере |
| 46. Информационные технологии в социальной сфере 47. Современное состояние и основные тенденции развития информационных технологий. 48. Глобальные концепции развития информационных технологий. Концепция открытых систем. Концепция Глобальной информационной инфраструктуры 49. Геоинформационные системы. Составные части ГИС. 50. Классы задач, решаемые с помощью ГИС. 51. Основные функциональные возможности геоинформационных систем. 52. Основные возможности анализа данных в ГИС GrinView 53. Компьютеры. Поколения ЭВМ. Классификации компьютеров. 54. Техническое обеспечение компьютера. 55. Архитектура персонального компьютера (ПК). Основные блоки ПК и их назначение. 56. Программное обеспечение компьютеров. 57. Интеллектуальное обеспечение компьютеров. 58. Программирование. Типы программирования. Классификация компьютерных языков по уровню. |
| 58. Программирование. Типы программирования. Классификация компьютерных языков по уровню. 59. Принципы создания компьютерных языков (логическое, функциональное, объектно-ориентированное, процедурное программирование). 60. Основные принципы архитектуры фон Неймана 61. Централизованная и распределенная обработка данных. 62. Основные программные и аппаратные компоненты сети. 63. Функциональные группы устройств в сети. 64. Классификации вычислительных сетей. 65. Локальные вычислительные сети. 66. Основные характеристики и требования к коммуникационной сети. 67. Глобальные сети. INTERNET. Способы передачи информации в INTERNET. 68. Искусственный интеллект. Основные разделы искусственного интеллекта. Основные проблемы искусственного интеллекта. 69. Основные направления развития искусственного интеллекта. 70. Данные и знания. |
| 70. Данные и знания. 71. Модели представления знаний в современных интеллектуальных системах. 72. Интеллектуальные информационные технологии. 73. Информационные ресурсы. Информационные продукты и услуги. 74. Информационный бизнес. Основные функции информационного бизнеса. 75. Информационные технологии в производстве. Основные проблемы. Основные виды. 76. Электронный бизнес. Преимущества электронного бизнеса. Основные модели электронного бизнеса. Ключевые проблемы электронного бизнеса. 77. Информационная безопасность человека и общества Основные цели обеспечения информационной безопасности. 78. Информационные войны. 79. Представления о защите информации. Основные цели защиты информации. 80. Элементы системы защиты информации. |
| 80. Элементы системы защиты информации. 81. Технология использования цифровой подписи 82. Анализ защищенности сети (сетевой аудит) 83. Основные виды информационных преступлений. 84. Вредоносные программы. Основные виды вредоносных программ и их жизненный цикл. 85. Антивирусы. Основные технологии обнаружения вирусов. Основные виды антивирусных программ. 86. Информационные революции. 87. Информационный кризис, его предпосылки, содержание, симптомы, последствия. 88. Информационное неравенство. Основные факторы, влияющие на цифровой разрыв 89. Информатизация общества. Условия успешного развития информатизации общества. 90. Информационное общество. Основные характеристики информационного общества. 91. Информационное общество и Россия. Готовность к информационному обществу. 92. Положительные и отрицательные последствия информатизации. |
| 92. Положительные и отрицательные последствия информатизации. 93. Условия успешного развития процесса информатизации общества 94. Информационный потенциал общества 95. Информационная культура. 96. Информационная грамотность |
Информатика. Структура предметной области. Объекты изучения информатики. Основные задачи информатики.
Информатика - это наука об общих свойствах информации, закономерностях и методах ее поиска и получения, записи, хранения, преобразования, передачи, переработки, распространения и использования в различных сферах человеческой деятельности. В качестве объектов изучения информатики выступают: информация, данные, информационные технологии и информационные процессы.
Термин информатика возник в 60-х годах во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин: informatique (информатика) = information (информация) + automatique (автоматика). В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (науки о компьютерной технике).
Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности. В узком смысле информатика состоит из трех взаимосвязанных частей: технических средств (hardware), программных средств (software), интеллектуальных средств (brainware). В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций: как отрасль народного хозяйства; как прикладную дисциплину; как фундаментальную науку.
Информатика как отрасль народного хозяйства включает в себя предприятия разных форм хозяйствования, где занимаются производством технических средств обработки и передачи информации, программных продуктов и разработкой современных технологий переработки информации.
Информатика как прикладная дисциплина занимается изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение); созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности. Информативная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем.
Задачи: 1.исследование инф. процессов любой природы, 2.разработка инф. техники и создание новейших технологий переработки информ. на базе получ. результатов исследований инф. процессов, 3.решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования комп-й и коммуникац-й техники и технологии во всех сферах общ-й жизни
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.