1.2. Предмет и задачи информатики

Информатика — это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

• программное обеспечение средств вычислительной техники;

• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Информатика не только «чистая наука». Важная особенность информатики — широчайшие приложения, охватывающие почти все виды человеческой деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, медицину, криминалистику, охрану окружающей среды и др.

Как наука, информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам. Когда разрабатываются новые носители информации, каналы связи, приемы кодиро-вания, визуального отображения информации и многое другое, конкретная природа этой инфор-мации почти не имеет значения. Для разработчика системы управления базами данных (СУБД) важны общие принципы организации и эффективность поиска данных, а не то, какие конкретно данные будут затем заложены в базу многочисленными пользователями. Эти общие закономерности есть предмет информатики как науки. Информатика как наука состоит из нескольких частей и каждая может рассматриваться как самостоятельная дисциплина.

• Теоретическая информатика – часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она опирается на математическую логику и включает такие разделы, как теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и другие. Этот раздел использует математические методы для общего изучения процессов обработки информации.

• Вычислительная техника – раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем. Это не технические детали и электронные схемы, а принципиальные решения на уровне так называемой архитектуры вычислительных систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств.

• Программирование – деятельность, связанная с разработкой систем программного обеспечения.

• Информационные системы – раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурирова-нию, о принципах хранения и поиска информации. Без теоретического обоснования принци-пиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться. Известным примером решения проблемы на глобальном уровне может служить гипертекстовая поисковая система WWW.

• Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Основные направления разработок, относящихся к этой области, – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие.

Объектом приложений информатики являются самые различные науки и области практической деятельности, для которых она стала непрерывным источником самых современных технологий, называемых «новые информационные технологии». Информатика – практическая наука. Ее достижения должны проходить подтверждение практикой и приниматься в тех случаях, когда они соответствуют критерию повышения эффективности.

Применение методов и средств информатики возможно во всех тех областях человеческой деятельности, в которых существует принципиальная возможность (и необходимость) регистрации и обработки информации. Ниже перечислены примеры наиболее значительных областей применения средств обработки данных.

• Автоматизированные системы планирования и управления производством, начиная с отдельных предприятий и кончая управлением целыми отраслями (железнодорожный транспорт, авиация и т.д.).

• Автоматизированные рабочие места (АРМ) специалиста, например АРМ бухгалтера, руководителя, врача и т.д.

• Банковские и биржевые компьютерные системы.

• Библиографические компьютерные системы.

• Подготовка различных документов, отчетов и других печатных материалов, рекламное дело.

• Управление работой отдельных станков (станки с числовым программным управлением), роботы, робототехнические линии, цеха и заводы-автоматы.

• Обработка конкретных экспериментальных данных при проведении экономических, социологических, математических, физических, химических, биологических, исторических и других исследований.

• Системы автоматизированного проектирования, обеспечивающие поддержку инженера-конструктора, существенно повышающие производительность его труда и сокращающие сроки разработок. Широко применяются при проектировании таких изделий, как космические челноки «Буран», «Шаттл», современные сверхзвуковые самолеты и т.д.

• Военное дело, например системы противоракетной обороны, космические системы.

• Моделирование физических явлений и исследование моделей с помощью компьютера например задачи термоядерного синтеза, космогонические модели.

• Моделирование чаще всего применяется в тех случаях, когда проведение прямого физического эксперимента либо слишком дорого, либо в принципе невозможно.

• Решение задач метеопрогноза.

• Получение изображений внутренних частей непрозрачных тел, в том числе в медицине – компьютерная томография и на производстве – контроль качества, не разрушающий изделия.

• Аранжировка музыкальных произведений, цветомузыка.

• Скульптура и архитектура.

• Компьютерный дизайн помещений, технических устройств, одежды.

• Машинный перевод с различных естественных языков.

• Компьютерная мультипликация и анимация.

• Криптография – шифрование документов, доступ к которым должен быть ограничен.

• Обучающие, тестирующие и контролирующие программы.

• Цифровая аудио– и видео запись.

• Игровые программы.

• Новые средства связи, базирующиеся на локальных и глобальных сетях.

Если подвести итог, то задачами информатики являются:

• разработка и производство современных средств вычислительной техники;

• проектирование и внедрение прогрессивных технологий обработки информации;

• информатизация общества и повышение уровня его информационной культуры.