1.5. Содержание информатики

Исторически она как научная дисциплина изучала структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности процессов научной коммуникации. На первом этапе в связи со слабым развитием средств автоматизации информационных процессов в центре внимания этой науки стояла деятельность по сбору, переработке, хранению, распространению научно-технической информации, но уже в это время информатика изучала методологию классификации, сортировки, выявления, реферирования информации по конкретным отраслям науки и техники. Естественно, что в центре внимания информатики оказались информационные системы библиотечного типа, но в своем содержании она сохранила математическую теорию информации, включив элементы инженерной психологии при изучении отображения информации. Используя математические методы и являясь разделом кибернетики, информатика в то же время потребовала применения методов семиотики с учетом традиционных ее разделов: прагматики, семантики и синтактики. В общем виде теоретической задачей информатики является нахождение общих закономерностей создания научной информации, ее преобразования и использования в разных сферах человеческой деятельности. К прикладным задачам информатики можно отнести разработку средств и методов автоматизации информационных процессов. В соответствии с современным состоянием и тенденциями развития определим информатику как область науки и техники, изучающую информационные процессы и методы их автоматизации на основе современных аппаратно-программных средств вычислительной техники и техники связи.

Информатика как наука должна дать методологические основы построения информационной модели объекта. Использование этой модели для целенаправленной деятельности в любых сферах человеческого общества осуществляется на основе реализации информационных процессов. Под моделью обычно понимают объект-заместитель объекта-оригинала, который обеспечивает изучение некоторых свойств оригинала. Информационная модель - это модель, выраженная в виде информации, доступной для использования человеком. Известно большое число разновидностей моделей. Исключая физическую, натурную модель, можно считать, что остальные виды | моделей имеют информационный характер. Это означает, что эти модели должны быть записаны в виде определенных символов, знаков, а при хранении с помощью ЭВМ отображаться совокупностью данных. Таким образом, информационная модель имеет определенный жизненный цикл, включающий в себя: получение модели на основе специально разработанной методики для выявления наиболее существенной информации о характеристиках объекта; компоновку полученной информации в форме, отвечающей интересам пользователя либо возможностям записи информации на носитель; хранение информации в формализованном виде во внемашинной сфере либо в виде данных внутри ЭВМ в соответствии с методами организации информационных массивов; извлечение информации в виде концептуальной модели для последующего превращения ее в алгоритмическую модель и программу с целью управления либо решения других задач. Конкретные процедуры формирования, хранения и использования информационной модели могут быть различными и зависеть от объекта, который они отражают. На практике широкое применение информационные модели получили при «обследовании» производства как объекта последующей автоматизации. Эффективную обработку результатов изучения организационной структуры предприятия с существующей системой управления с учетом документооборота дают матричные информационные модели, которые реализуются в документальной форме и могут быть построены без использования ЭВМ. Матричная модель может служить ярким примером статической информационной модели. Большую актуальность в современном производстве имеют динамические информационные модели, которые формируются непосредственно в ходе производства в памяти ЭВМ. Для пользователя в этом случае важным является соблюдение следующих требований: отражение информационной моделью только существенных сторон реального объекта, которые необходимы для решения данной задачи управления, наглядность, т.е. представление ее в понятном для пользователя языке, достаточная простота и компактность. Методология построения информационной модели должна включать три уровня: верхний уровень - концептуальный, на котором содержательно записываются основные характеристики объекта, полученные в процессе отражения. На концептуальном уровне должна быть продумана идеология структуризации данных, отражающих информационную модель; средний уровень - логический, на котором решается задача формализации информационной модели на основе известного математического аппарата. Аппарат формализации должен позволять представлять полученную информацию в виде совокупности отдельных информационных объектов и отношений между ними, а также организовывать информационные массивы из данных, отображающих эту информацию, подготавливая процедуру хранения ее в документальной форме либо в памяти ЭВМ; нижний уровень - физический, на котором информационные массивы распределяются по физическим носителям. Переход к средствам вычислительной техники на уровне описания реального объекта свел указанные задачи к проблеме создания информационного обеспечения системы. В сферу информатики вошли проблемы создания, проектирования и ведения баз и банков данных с использованием современных средств автоматизации этого процесса. Информационная модель, становясь источником управляющей информации, не может быть использована без четкой организации информационного процесса в системе. В соответствии с этим в сферу информатики вошли вопросы анализа и синтеза информационных процессов с выделением основных базовых фаз преобразования информации.

Информационный процесс также может быть представлен на концептуальном, логическом и физическом уровнях. Концептуальный уровень содержательно описывает структуру информационного процесса, его составляющие и связи между ними. Логический отображается набором математических моделей, позволяющих проводить анализ качества реализации информационного процесса, а также осуществить процедуру синтеза. На этом этапе должны быть определены основные характеристики качества, модели их оценки и методы получения их в реальных условиях функционирования. На физическом уровне рассмотрения информационных процессов определяются программно-аппаратные средства их реализации на базе типового математического и программного обеспечении. В течение длительного периода информационные процессы рассматривались раздельно. Такому подходу посвящены многочисленные публикации как в отечественной, так и в зарубежной литературе. Повышение роли и значимости информации в обществе в начале 80-х годов заставило комплексно подойти к теории и практике использования, информационных процессов. Общество осознало необходимость, совокупности мер, направленных на обеспечение полного использования информационного ресурса в обществе. Наступил этап, который может быть назван этапом информатизации общества. Фундаментом информатизации общества являются программно-аппаратные средства вычислительной техники и техники связи. Переход к персональным ЭВМ, объединенным локальной сетью и связанным магистральной сетью с главными вычислительными машинами, позволяет решить принципиально новые проблемы информатики: создание информационной модели мира; расширение творческого аспекта деятельности человека в обслуживании информационной модели; перенос данных из документов в память ЭВМ, т.е. переход от бумажной информатики к безбумажной; доступность информационного ресурса каждому члену общества; демократизация информационной структуры общества.

Переход к безбумажной информатике. Информационная модель! приобретает новое конструктивное значение при встраивании компьютера в рабочее место. Создание специализированных вычислительных средств позволяет использовать информационную модель в реальном масштабе времени, непрерывно пополнять ее, исключить документооборот, установить прямую связь между материальным объектом и ЭВМ. Здесь серьезное место занимают проблемы соединения реального объекта либо его модели со средствами вычислительной техники. Современные микроЭВМ уже позволяют эффективно реализовать этот процесс. Удается осуществить информационный обмен с выдачей оперативной управляющей информации, которая может в реальном масштабе времени регулировать производство, активно воздействовать на проводимый научный эксперимент, эффективно использоваться в процессе проектирования. Специализированные компьютерные средства уже в настоящее время находят эффективное применение в виде автоматизированных обучающих систем, обеспечивающих самоконтроль, самообучение, что особенно важно при реализации самостоятельной творческой работы на всех уровнях народного образования. Перспективы расширения творческой активности работника в сфере производства, науки, культуры и т. д. связаны с тем, что при внедрении АРМ человек освобождается от рутинных информационных процессов, у него появляется возможность творчески относиться к принятию решения по каждой задаче. Этому способствуют и дополнительные возможности по получению новых знаний за счет использования информационного ресурса и большей доли личного творческого труда. На базе информатики может быть реализован тезис о том, что наука становится непосредственной производительной силой общества. Переход к безбумажной информатике не только меняет реализацию информационных процессов, но и приводит к новой организационной структуре управления практически во всех сферах общественного производства, освобождается большое число людей, занятых в сфере бумажного производства. Документ может остаться не носителем информации, а только лишь результатом машинной процедуры вывода его при необходимости. Устранение человека из сферы формирования и передачи документа уменьшает роль субъективного фактора, что поднимет достоверность информации, а также предотвратит сознательное ее извращение. Доступность информации для каждого члена общества имеет не только важное экономическое значение, но и большие социальные последствия. Огромную роль сыграет внедрение персональных ЭВМ в быт семьи, воспитание детей, информатизацию образования. Перевод его на алгоритмический уровень позволит резко изменить структуру обязательных часов, отведенных под изучение различных дисциплин, увеличит активность и самостоятельность учащихся. Доступность информации позволит полнее раскрыть способности каждого человека, увеличить объем знаний и тем самым повысить интеллектуальный потенциал общества в целом. Демократизация информационной структуры общества должна привести к сокращению служебной информации, право доступа к которой зачастую без оснований принадлежит чиновничьему слою административно-командной системы управления. Чтобы использовать информационный ресурс общества, каждый его член должен быть подготовлен к работе с компьютером.

Развитие средств вычислительной техники, переход к персональным ЭВМ ускорили научно-технический прогресс общества. Современный период его развития конкретизирует требования к содержанию информатики. Эти требования нашли выражение в новой информационной технологии. Новая информационная технология по существу представляет собой совокупность моделей, методов и средств обработки данных с непосредственным интеллектуальным доступом человека в вычислительную среду для формирования новых знаний. Создание информационной модели, использование этой модели в конкретной сфере деятельности человека возможно только на базе современной информационной технологии. Можно считать, что если программно-аппаратные средства вычислительной техники составляют фундамент и являются физическим уровнем информатики, то информационная технология составляет ее логический уровень. Информационная технология реализуется на основе взаимодействия информационных процессов и должна предусматривать такую их организацию, чтобы они могли быть автоматизированы и в совокупности выступали как единая система. Таким образом, информационная технология может быть рассмотрена как система, т.е. объект разработки. Одновременно она становится средством создания и проектирования новых систем. В этом проявляется верхний - пользовательский - уровень информации. Этот уровень определяет путь построения автоматизированных систем управления, автоматизированных систем научных исследований и комплексных испытаний, интеллектуальных систем, систем реального времени, автоматизированных информационных систем, автоматизированных систем обработки и отображения информации, автоматизированных распределенных систем. Эти системы в связи с однотипностью происходящих в них информационных процессов могут быть классифицированы как системы информатики.

В рамках информатики и ее раздела - информационной технологии важнейшей проблемой является такое построение информационного процесса и отдельных его фаз, которое позволяет автоматизировать их на основе современных программно-аппаратных средств. При автоматизации любого процесса желательно знать его математическую модель. Если математические модели для такого процесса, как передача информации, в значительной степени разработаны, то для остальных фаз преобразования системные модели пока отсутствуют и можно говорить лишь об автоматизации отдельных процедур. Значительная доля процедур выполняется вручную, и здесь следует, прежде всего, указать на программирование. Точка зрения, связанная с уменьшением числа программистов по мере развития и совершенствования средств вычислительной техники, себя не оправдывает. Изменяется перечень задач, которые решает программист. Он все больше переходит на уровень прикладного программного обеспечения. В этих условиях успех внедрения информационной технологии будет зависеть от совершенствования операционных систем, программного обеспечения и всей идеологии построения вычислительной техники. Учитывая актуальность этого направления, возникло неверное представление об информатике как отрасли создания, совершенствования и внедрения программного обеспечения. Более правильным представляется отнести программное обеспечение к средствам информатики, т.е. к ее физическому уровню. Это не умаляет всей сложности решения проблемы; построения программных средств, которые являются трудоемким объектом проектирования. Процесс проектирования программного обеспечения должен непрерывно автоматизироваться, и в этом ведущая роль принадлежит информационной технологии. Должны создаваться специальные технологические комплексы по проектированию программного обеспечения, которое становится промышленным продуктом. Естественным является процесс возникновения промышленных предприятий и целой индустрии программного обеспечения. Развитию этого направления будут способствовать нормативные документы по оценке стоимости программного обеспечения. Нужны новые критерии оценки, поскольку оценка программного обеспечения и длине программы (в операторах) уже в настоящее время является неудовлетворительной. Особое внимание следует обратить на то, что информационную технологию нельзя внедрять в существующие традиционные схемы организационно-экономического и технологического управления. Должны совершенствоваться структуры предприятий как объектов, охватываемых на стадии их проектирования и эксплуатации информационной технологией. Дальнейшее развитие должна получить экономика индустрии информатики как на уровне программно-аппаратных средств, так и на уровне совершенствования моделей, методов и алгоритмов реализации информационной технологии. Таким образом, научное направление - информатика - может быть рассмотрено на трех уровнях: физический уровень как программно-аппаратные средства вычислительной техники и техники связи, логический уровень - информационная технология, т.е. модели, методы и средства организации и автоматизации информационных процессов, и прикладной уровень, т. е. использование информационной технологии для создания систем, в основе функционирования которых лежат информационные процессы. Развитие информатики есть следствие научно-технического прогресса в области вычислительной техники и основа дальнейшей информатизации общества - нового периода развития человеческой цивилизации. Сейчас трудно предсказать последствия этого процесса, но будем надеяться на новый уровень развития творческих возможностей человека. Грядущий век можно с уверенностью назвать веком информатики.