1.2. Структура современной информатики

Структура современной информатики:

Теоретическая информатика – это раздел информатики, который использует математические методы для общего изучения процессов обработки информации, например, теорию алгоритмов и автоматов, теорию кодирования, теорию формальных языков и грамматик, исследование операций и другие.

Вычислительная техника – это раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем. Речь идет не о технических деталях и электронных схемах, а о принципиальных решениях на уровне создания архитектуры вычислительных систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств. Например, шинная архитектура компьютеров, архитектура многопроцессорной обработки информации.

Программирование – это деятельность, связанная с разработкой систем программного обеспечения. Основные разделы программирования: создание системного программного обеспечения и создание прикладного обеспечения.

Информационные системы – это раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурирования, принципах хранения и поиска информации.

Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются сложные вопросы, находящиеся на пересечении с другими науками, такими как психология, философия и другими.

Искусственный интеллект – научное направление, связанное с машинным моделированием человеческих интеллектуальных функций, в основе которого лежат положения науки кибернетики.

К предмету изучения информатики относятся следующие направления для практических приложений:

1) архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

2) интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

3) программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ);

4) преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

5) защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

6) автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

7) стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).

1.3 История развития информатики

Предыстория:

Начальный этап — освоение человеком развитой устной речи.

Второй этап — возникновение письменности.

Третий этап — книгопечатание.

Четвертый этап — успехи точных наук, возникновение мощных средств связи (радио, телефон, телеграф), развитие телевидения, фотографии, кино, запись информации на магнитные носители.

Начало истории — разработка первых ЭВМ

Причины:

• «информатика» - наука о вычислениях;

• единая форма представления обрабатываемой и хранимой информации — важное свойство современной вычислительной техники;

1.4 Сигналы и данные

Все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения. Эти процессы сопровождаются обменом энергией между объектами и преобразованием ее из одной формы в другую. Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов.

Пример.

Английский ученый Джеймс Максвелл на основании изучения экспериментальных работ Фарадея по электричеству высказал гипотезу о существовании в природе особых волн, способных распространяться в вакууме. Эти волны Максвелл назвал электромагнитными волнами. Возможность практического применения электромагнитных волн для установления связи без проводов продемонстрировал 7 мая 1895 г. русский физик А. Попов. Этот день считается днем рождения радио.

Для осуществления радиосвязи необходимо обеспечить возможность излучения электромагнитных волн. С помощью электромагнитных волн осуществляется передача на расстояние не только звуковых сигналов, но и изображения предметов.

Изменение свойств физических тел в результате взаимодействия с сигналами называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно измерять – при этом возникают и регистрируются новые сигналы, т. е. образуются данные.

Данные – это зарегистрированные сигналы.