Основные понятия

Информатика - отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных видах деятельности.

Теория информации - раздел кибернетики, в котором математическими методами изучаются способы измерения количества информации, содержащейся в каких-либо сообщениях и наиболее оптимальные методы ее передачи.

Кибернетика (от греч. «искусство управления») - наука об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации. Основной объект исследования - так называемые кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы.

Примеры кибернетических систем: автоматические регуляторы, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции человеческое общество.

Каждая кибернетическая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов - элементов системы (которые в совокупности выполняют некие функции), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ей.

Современная кибернетика состоит из ряда самостоятельных направлений, из них наиболее важными являются следующие:

• _{теория информации}

• _{теория алгоритмов}

• _{теория автоматов}

• _{исследования операций}

• _{теория оптимального управления}

• _{теория распознавания образов}

• _{и т. д.}

Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства в настоящий момент для решения задач кибернетики - ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики связано с созданием в 40-ч годах XX века электронных вычислительных машин.

Создатель кибернетики - Норберт Винер.

Информация (от лат. «разъяснение») - первоначально сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом с помощью условных сигналов, технических средств или как либо иначе. С середины XX века общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, между человеком и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире.

Теория алгоритмов - наука об оптимальном составлении алгоритмов.

Алгоритм (лат. «транслитерация») - конечный набор правил, позволяющих чисто механически решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач.

Теория автоматов - наука об автоматах.

Автомат (от греч. «самодействующий») - это устройство или совокупность устройств, выполняющая по заданной программе без непосредственного участия человека все операции в процессах получения, преобразования, передачи и распределения энергии, материалов или информации.

Исследования операций - прикладное направление кибернетики, используемое для решения организационных, в том числе экономических задач, распределения ресурсов, управления запасами, упорядочивания и согласования действий для достижения поставленной цели.

Главный метод - системный анализ целенаправленных действий - операций и объективная количественная сравнительная оценка возможных результатов этих действий.

Исследование операций основывается на математическим аппарате оптимального программирования, теории массового обслуживания, математической статистике, теории игр и некоторых других дисциплинах.

Теория оптимального управления позволяет достичь желаемого результата наилучшим в некотором смысле образом соответствии с критерием оптимизации.

Теория распознавания образов занимается разработкой методов построением систем для установления принадлежности некоторого объекта к одному из заранее выделенных классов.

История развития информатики

Информация и ее свойства

Под информацией понимают любые сведения о каком-либо событии или объекте. Понятие информации в кибернетике родственно понятию отражения в философии. В диалектическом материализме между состояниями взаимодействующих объектов существует определенная связь, но философию интересуют качественные различия между типами отражения, а кибернетику - их количественные описания. Информация есть отражение одного объекта другим, проявляющееся при наличии соответствия их состояний. Информацию, фиксированную в определенной форме, называют сообщением. Сообщение отображается в виде сигнала (электрического, звукового, светового и т. д.).

Общая схема передачи и хранения информации:

Формирование любого сигнала связано с передачей сообщения от отправителя (источника) получателю (приемнику), которые в общем случае разделены пространством и временем, поэтому сигнал можно характеризовать как средство перенесения информации в пространстве и времени. Для соответствия между сообщением и сигналом, то есть возможностью, то есть возможность извлечения сообщения из полученного сигнала последний должен формироваться по определенным правилам. Построение сигнала по определенным правилам называется кодированием.

В большинстве случаев информацию о протекании того или иного процесса, физического или любого другого, можно изобразить в виде функции времени y=F(t).

Для передачи или обработки такой непрерывный сигнал преобразуется в дискретный. Такой процесс называется квантованием. Квантование может быть двух видов: квантование по времени и квантование по уровню. Квантование по времени и квантование по уровню могут быть реализованы как раздельно, так и одновременно. Значение сигнала в точках квантования представляется в цифровом виде.

Существуют аналоговые системы, которые работают без квантования, на основе преобразования сигналов одного вида в другой, например в аналоговом телевидении световой сигнал преобразуется в электрический.