Вопрос 58.

Естественно-научные аспекты информатики. Развитие информационных технологий. Современные средства накопления, хранения и передачи информации. Технические средства повышения информационной плотности.

Удовлетворение все возрастающих потребностей общества при неуклонном росте народонаселения земного шара требует повышения эффективности информационного обеспечения. Под которым понимается предоставление необходимой информации с соблюдением требований своевременности, актуальности и толерантности выдаваемой информации. Решение весьма важной проблемы повышения эффективности информационного обеспечения чаще всего связывается с абсолютизацией роли средств электронно-вычислительной техники (ЭВТ), которые представляются в виде универсальных преобразователей в самой широкой интерпретации понятия универсальности.

Информатика – наука, изучающая информационные процессы и системы в социальной среде, их роль, методы построения, механизм воздействия на человеческую практику, усиление этого воздействия с помощью вычислительной техники.

Если средства ЭВТ предоставляют все необходимые и достаточные условия для эффективного решения всех проблем информатизации общества, то в рамках информатики должны быть сформулированы и научно обоснованы концепции рационального решения этих проблем. Работы в данном направлении интенсивно ведутся весьма продолжительное время. Наиболее общим их результатом стили концепция так называемого искусственного интеллекта, которая и предлагается в кач-ве основного базиса решения проблем информатизации. Были разработаны экспертные системы, каждая из которых представляет собой комплекс программ. Способных воспринимать, синтезировать, хранить и выдавать информацию о способах и методах решения задач соответствующего класса экспертами- специалистами определенного профиля. Предполагается, что после накопления и обработки достаточно большого объема сведения, поступивших от экспертов, такие системы могут стать эффективными советчиками широкому кругу специалистов при решении ими сложных задач. В теории искусственного интеллекта данное направление получило название Инженерии знаний.

Инженерия знаний в настоящее время представляется последним достижением в области искусственного интеллекта, но применение на практике пока отсутствует.

К наст-му времени информатика по совокупности объекта изучения, масштабу влияния и уровню развития с полным основанием должна быть отнесена к фундаментальным научно-техническим направлениям. Единодушно признается и то, что центральная задача информатики – формирование и обоснование научно-методологического базиса информатизации современного общества. Основные разногласия возникают по 2 вопросам: выбору отправной точки формирования информатики, интерпретации сущности и содержания информатизации современного общества.

Два подхода решению этих проблем:

1. подход отправной точкой формирования информатики считается ЭВТ, а информатизация общества практически отождествляется с компьютеризация, т.е. повсеместным внедрением средств ЭВТ, причем особая роль отводится искусственному интеллекту.

2. Подход считает что средства ЭВТ представляют не самый главный предмет изучения и разработок в информатике. Главный системообразующий предмет для информатики составляют информационные процессы, характеризующие степень развития общества. Принципиальным в этом подходе представляется то, что внедрению средств обработки информации, и особенно ЭВТ, должна предшествовать рационализация самих информационных процессов в обществе, т.е. подготовка сфер деятельности к их информатизации.

По числу сторонников и по популярности второй подход существенно уступает первому.

Развитие инфор-х технологий: один из важных вопросов разработки концепции информатизации заключается в создании унифицированной в широком спектре приложений и полностью структурированной инф-ной технологии, охватывающей процессы сбора, накопления, хранения, поиска, переработки и выдачи всей информации, необходимой для информационного обеспечения деятельности. Для этого должны быть унифицированы: представление об информации, т.е. ее классификация и описание параметров основных видов, выделенных в классификационной структуре; структура и общее содержание инф-го потока, т.е. процессов генерирования, фиксации и циркуляции инф-ции ; перечень и содержание методов решения задач обработки информации.

Получены конкретные решения этих проблем: обоснована системная классификация информации; построена унифицированная структура инф-го потока; доказана возможность разделения всех процедур обработки инф-ции на три унифицированных класса задач – информационно-поисковые. Логико-аналитические и поисково-оптимизационные и осуществлена детализация задач в пределах каждого класса; произведена систематизация методов решения задач каждого класса. Это означает, что уже создана практически полная совокупность предпосылок, необходимых для построения унифицированной информационной технологии и полной ее структуризации.

На основе естественно-научных предпосылок уже в настоящее время может быть создана и реализована информационная технология, унифицированная в токой степени, что, с одной стороны она может использоваться в различных сферах деятельности без дополнительной трансформации и адаптации, а с др. – он может быть стабильной, не нуждаться в принципиальном совершенствовании достаточно продолжительное время.

Последовательное решение совокупности решаемых задач означает не что иное, как эволюционный переход от ЭВТ в универсальном исполнении к технике информационных технологий.

Современные средства накопления, хранения и передачи информации: на персональном компьютере можно хранить до нескольких Гбайт данных. Но во многих отраслях знаний и экономики требуется обрабатывать еще большие объемы информации. К таким отраслям относятся банковское дело, системы резервирования и реализации авиа- и железнодорожных билетов, служба метеопрогнозирования и т.п. Любая ЭВМ, в том числе и персональный компьютер, содержит запоминающее устройство или память.

Память – это то, что наделяет ЭВМ интеллектуальными признаками и что существенно отличает ее от других машин и механизмов. Параметрами памяти характеризуются мощность ЭВМ и ее потенциальные возможности.

Ха последние десятилетия разнообразные технические средства накопления и хранения информации пополнились еще одним – наиболее универсальным и гибким – памятью ЭВМ, которой во все большей степени отводиться постоянно возрастающая роль в совершенствовании ЭВМ. И, следовательно, в развитии экономики и общества в целом.

Высокая плотность записи, большая емкость памяти, высокое быстродействие, способность восприятия и аналоговой, и цифровой информации, возможность оперативного доступа к данным, сочетание адресного и ассоциативного поиска, объединение последовательного и параллельного принципов ввода-вывода информации, отсутствие механически перемещающихся узлов, высокая долговечность и надежность хранения – вот те основные качества, которыми хотелось бы наделить разрабатываемые долговременные запоминающие устройства.

Технические сред-ва повышения информационной плотности: большинство моделей ЭВМ содержит внешние запоминающие устройства, которые базируются в основном нм магнитной записи. С развитием средств вычислительной техники растет и будет расти спрос на запоминающие устройства небольших размеров, проблема повышения информационной плотности записи – одна из важнейших в современных запоминающих устройствах большой емкости.

Плотность записи определяется количеством информации, приходящейся на единицу площади поверхности рабочего слоя носителя записи.

Поверхностная информационная плотность записи зависит от плотности записи вдоль одной дорожки ( продольной плотности) и числа самих дорожек на единицу длины в поперечном относительно движения носителя направлении ( поперечной плотности). Теоретически доказано, что продольная плотность записи инф-ции на магнитном носителе может быть равной примерно 20000 бит/мм. В наст-цее время в лучших накопителях на магнитных дисках при традиционной записи с продольным намагничиванием реализована продольная плотность ок. 1000 бит/мм.

Магнитная запись с перпендикулярным намагничиванием, когда перемагничивание рабочего слоя осуществляется в его перпендикулярной плоскости, обеспечивает существенное повышение информационной плотности записи. Так, в лабораторных образцах накопителей уже достигнута продольная плотность, составляющая более 10000 бит/мм. С увеличением информационной плотности уменьшается область, занимаемая единицей информации, - битом.