Раздел 1. Введение в информатику

Глава 1. Информатика и предмет ее исследования

Современное общество называют иногда «постиндустриальным». В промышленно-развитых странах переход к постиндустриальной экономике, которую принято также называть информационной экономикой, имеет следующие основные особенности:

– Главным стратегическим ресурсом становятся информация, знания, творчество. В 1975 г. специальный конгресс ЮНЕСКО определил, что экономический потенциал любой страны наряду с такими традиционными показателями национального богатства и экономики, как численность населения, национальный доход, богатства природных ресурсов и т. п., характеризуется и информационной вооруженностью, т. е. способностью быстро и качественно обрабатывать информацию, возникающую во всех сферах деятельности общества.

– Повышается наукоемкость производственного процесса, изменяется соотношение между массой применяемого вещества и энергии и количеством информации, заключенной в производимых товарах и услугах и содержащейся в самом производственном процессе.

– Экономически оправданным становится мелкосерийное индивидуализированное производство с относительно частой сменой конструкций изделий и обновлением применяемого оборудования, что ведет к росту рынка лицензий, специальных «комплектов знаний» о производственных процессах, различного рода консультационных услуг в административно-управленческой области, технике маркетинга и других способов коммерческой реализации непосредственно самих знаний.

– Резко возрастает скорость протекания экономических процессов. Это обусловлено, в частности, и применением новых информационных технологий.

– Применение новых безбумажных информационных технологий обусловливает рост интеграционных процессов.

В развитых промышленных странах мира переход к новому этапу развития характеризуется использованием многообразных информационных ресурсов. Основные признаки этого перехода следующие:

– превышение суммарных затрат на чисто информационные отрасли (электронику, связь) над затратами на генерирование, передачу и потребление энергии, что означает переход к менее энергоемкому и более наукоемкому производству;

– возрастание доли затрат на информационный компонент в общей сумме затрат отраслей;

– формирование глобальной коммуникационной сети общества («образование информационного поля»), быстрый рост парка ПЭВМ, увеличение количества пользователей сети;

– увеличение до 50% и более доли всего самодеятельного населения, занятого производством и обработкой информации.

Следовательно, качество и оперативность организации процессов сбора, хранения, передачи и обработки информации приобретают решающее значение. Современный специалист в новых условиях должен не только уметь использовать в своей повседневной работе средства вычислительной техники, но и на основе имеющейся информации принимать обоснованные и эффективные управленческие решения, что в настоящее время невозможно сделать без знаний в области информатики.

Процесс информатизации и компьютеризации охватывает все сферы жизни современного общества и развивается невиданными в истории темпами. Причем под компьютеризацией понимается не столько рост числа используемых ЭВМ, сколько перестройка профессионального и социального мышления человека, который обязан по–новому подходить к пониманию решаемых повседневных задач, методов и средств достижения поставленных целей.

В этих условиях изучение комплекса дисциплин, охватывающих различные аспекты применения вычислительной техники, информационных технологий, становится насущной необходимостью для специалистов, работающих в различных областях. Именно эту группу дисциплин связывают с понятием «информатика» (informatics, computer science).

Определим основные понятия, используемые в данном разделе.

То, что связано с приобретением новых знаний об окружающем мире, с изучением объективных законов природы и общества, не зависящих от воли людей, называют наукой. А то, что связано с реализацией этих знаний в процессе создания и использования материальных и духовных ценностей, то, что обеспечивает гарантированное получение нужного продукта из исходного материала, называют технологией.

Эти понятия нельзя противопоставлять друг другу: наука стимулирует развитие технологии, а технология не только опирается, но и стимулирует развитие науки. Ярким примером может служить развитие компьютерных технологий, приводящих к приобретению новых фундаментальных знаний в области физики, химии, биологии и др. Поэтому прежде всего остановимся на особенностях предмета информатики как науки.

Информатика – это совокупность дисциплин, изучающих свойства информации, способы ее представления, накопления, обработки и передачи с помощью технических средств, а также различные аспекты развития информационных процессов.

Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук, относящихся в первую очередь к математике и кибернетике (математическая логика, комбинаторный анализ, теория информации, теория алгоритмов, методы числовых и символьных вычислений, теория программирования, методы распознавания образов, теория формальных нейронных сетей и др.), а также к физике, особенно к таким ее разделам, как электроника и радиотехника, теория роботов, теория вычислительных сетей.

Решение многих вопросов, входящих в круг интересов информатики, опирается на использование достижений лингвистики и семиотики (при разработке принципов автоматического перевода), психологии (при изучении мыслительных процессов создания и использования научной информации, интеллектуального управления, организации работ в смешанных системах человеко-машинного взаимодействия), технических наук (для обеспечения техническими средствами процессов научно-информационной деятельности и их автоматизации), библиотековедения (при разработке информационно-поисковых систем и при выработке оптимальных форм научного документа), науковедения (для прогнозирования уровня и темпов развития научной информации).

Основное практическое значение информатики заключается в том, что она, как и математика в целом, снабжает методами исследований другие предметные области.

Информационная технология – совокупность методов, технических и программных средств, с помощью которых выполняются разнообразные операции по обработке информации в различных сферах жизни и деятельности человека. Это расчеты в области атомной физики и механики летательных аппаратов, в области экономики и административного управления, автоматизации проектирования и управления производственными процессами. Информационные технологии проникают в биологию, медицину, социологию и т.д.

Таким образом, уровень развития информатики, информационных технологий в любом из государств определяет его экономический потенциал, объем рынка высоких технологий.

Чтобы «не затеряться» в стремительно развивающемся процессе информатизации и компьютеризации, необходимо преодолеть рубеж второй – компьютерной – грамотности. Грамотность в обычном ее понимании и компьютерная грамотность дополняют друг друга. Какие же навыки жизненно необходимы современному специалисту?

Можно выделить перечень навыков, в получении которых может помочь изучение информатики:

 умение читать и понимать описание поставленной задачи, улавливать пожелания того, кто ее ставит;

 умение четко видеть действительные трудности и отбрасывать все, не относящееся к делу;

 способность выявить все случаи, где можно применить уже существующую теорию, самостоятельно решиться на ее применение или обратиться за советом к специалисту;

 способность разбить задачу на ряд обозримых независимых частей и понять взаимосвязь между этими частями;

 способность объединить множество частных решений и получить четкое и эффективное решение всей проблемы;

 способность выразить логику своих действий на простом и понятном языке (естественный это язык или искусственный – роли не играет; важно лишь, чтобы правильность решения была ясна и людям, и машине);

 способность оценить эффективность предлагаемых решений с точки зрения затрат и удовлетворения потребностей заказчика; умение найти компромисс между этими составляющими;

 способность при неудаче подавить самолюбие и найти другой подход.

Перечисленные навыки, безусловно, способствуют эффективному использованию вычислительной техники. Однако каждый из них имеет более широкое, общечеловеческое значение. Умение планировать свои действия в одинаковой степени необходимо экономисту и учителю, офицеру и тренеру, инженеру и агроному. Правильная организация информационного поиска – залог успеха в работе любого, кто обращается к библиотекам, архивам, информационным системам. Дисциплина общения в любом человеческом коллективе не менее существенна, чем при диалоге с компьютером. Однако ни литература, ни физика, ни даже математика не располагают в полном объеме необходимыми инструментами для овладения столь важными навыками. В информатике эти инструменты есть.

Компьютеры помогают врачу поставить диагноз, математику – доказать теорему, архитектору – спроектировать новое здание, станочнику – автоматически обработать деталь, экономисту – принять управленческое решение. Но для этого люди должны постоянно передавать компьютерам свои знания в виде точной информации и безошибочных алгоритмов ее обработки. Вот почему знание основ информатики и информационных технологий, понимание их роли в жизни общества стало элементом человеческой культуры, необходимой составной частью высшего образования.