Лекция 1
Введение
Целью настоящего курса является введение в обширную и многоаспектную, стремительно развивающуюся область человеческих знаний, какой является информатика и информационные системы.
Еще несколько лет назад бесспорным казался лозунг «Программирование-вторая грамотность», под которым подразумевалось умение каждого образованного человека создавать алгоритмы и программировать в своей предметной области на каком-либо языке программирования. В современной жизни весьма актуальным для подавляющего большинства людей стало не столько программирование, сколько умение пользоваться современными информационными технологиями, готовыми программами, созданными для решения задач в конкретной прикладной области.
Проникновение компьютеров во все сферы жизни общества убеждает в том, что культура общения с компьютером становится частью общей культуры человека – термины «Word», e-mail, файл….. стали такими же обыденными как «телефон», «телевизор» и т.п. Сегодня важнейшей составляющей образованности человека является свободное владение информационными технологиями, так как деятельность людей все в большей степени зависит от информированности и способности эффективно использовать информацию.
На современном этапе развития общества происходит переход к новой формации – информационному обществу. Его основные черты:
большинство работающих (около 80%) занято в информационной сфере, то есть сфере производства информации и информационных услуг
обеспечена возможность доступа любому члену общества практически в любой точке территории в приемлемое время к нужной ему информации (за исключением гос. тайны)
В информационном обществе информация – это важнейший стратегический ресурс общества, который занимает ключевое место в экономике, образовании, культуре.
Базовые понятия информатики. Понятие «Информатика» и «Информация»
Термин "информатика" появился и установился не сразу. В СССР в 60-е годы все вопросы по разработке, функционированию и применению АС обработки информации назывались термином КИБЕРНЕТИКА. Это не совсем удачно, поскольку на самом деле К-это наука о законах управления в живой и неживой природе, то есть охватывает лишь часть используемых человеком информационных процессов и систем. В Америке и англоязычных странах - термин "computer science", а во Франции "informatique" –"информатика". Он и вошел в жизнь в середине 70-х гг.
Однако до настоящего времени предметную область дисциплины информатика установившейся считать нельзя.
У большинства людей слово «информатика» ассоциируется, прежде всего, и только с компьютером. На самом деле, кроме компьютера в информатике есть еще много полезных и не менее увлекательных вещей. Существует несколько определений понятия термина «информатика».
Информатика — это комплексная, техническая наука, которая изучает и систематизирует законы и приемы создания, сохранения, воспроизведения, получения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними.
комплексная научная и технологическая дисциплина, которая изучает аспекты разработки, проектирования, создания машинных систем обработки данных, а также их воздействия на жизнь общества
наука об осуществляемой с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях
наука, техника и применение машинной обработки, хранения и передачи информации
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 сферах деятельности
Как следует из всех этих определений термином «информатика» обозначают совокупность научных направлений, изучающих информацию, информационные процессы в природе, обществе, технике, формализацию и моделирование как методы познания, способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств и многое другое.
Информатика – это не только «чистая» наука. У нее , конечно, есть научное ядро. Но важная особенность информатики – широчайшие приложения, охватывающие почти сферы человеческой деятельности. Как наука, информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам
Объектом приложений информатики являются самые различные науки и области практической деятельности, для которых она стала непрерывным источником самых современных технологий – «новых информационных технологий».
«Ядро» (как бы теоретическая часть ) информатики состоит из следующих частей:
Теоретическая информатика – часть информатики, занимающаяся изучением структуры и общих свойств информации и информационных процессов. Основана на использовании математических методов и включает ряд математических разделов (теория алгоритмов, теория автоматов, теория кодирования. Метматическая логика, исследование операций и др).
Вычислительная техника – раздел, в котором описываются общие принципы построения вычислительных систем. Речь идет о принципиальных решениях на уровне архитектуры вычислительных систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств (например – архитектура многопроцессорной обработки информации - объяснить).
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, структурировании, принципах хранения и поиска информации. Информационно-справочные системы, информационно- поисковые системы, и, конечно, Internet привлекают внимание все большего числа пользователей. Без теоретического обоснования принципиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться. Известный пример решения проблемы на глобальном уровне – гипертекстовая поисковая система –WWW, а на значительно более низком уровне – справочная система 09.
Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Основные направления разработок в этой области – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем и другие. И вечный вопрос – сможет ли компьютер думать и как научить его делать это?
Современная информатика является фундаментальной общенаучной дисциплиной об информационных процессах и системах любой природы: естественной, социальной, искусственной (т.е. технической).
Предмет информатики как науки составляют:
аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
программное обеспечение средств вычислительной техники;
средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.
Задачи информатики как науки составляют:
изучение структуры, общих свойства информации, исследование законов и методов создания, преобразования, накопления, передачи и использования информации.
систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.
В рамках информатики, как технической науки можно сформулировать такие понятия как данные, информация, информационной системы и информационные технологии.
Данные (data)— Термин данные происходит от слова data - факт - это такое же первоначальное понятие, как, скажем, в математике "точка": попытка дать определение начальным понятиям приводит к необходимости дополнительно определять используемые термины. Будем считать, что данные — это любой набор символов и представляемых ими записей, изображений, сигналов как носителей информации, рассматриваемый безотносительно к их содержательному смыслу.
Во время информационного процесса осуществляется преобразование данных из одного вида в другой. Обработка данных включает в себя множество разных операций, таких как:
сбор данных — накопление данных с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;
формализация данных — приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;
фильтрация данных — устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;
сортировка данных — приведение в порядок данных в соответствии с заданным признаком с целью удобства использования;
архивация данных — сохранение данных в удобной и доступной форме;
защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;
транспортировка данных — прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса.
преобразование данных — преобразование данных из одной формы в другую или изменение типа носителя.
Преобразование и обработка данных позволяет получить информацию.
Информация (от лат. informatio, разъяснение, изложение, осведомленность) — общенаучное понятие, связанное с объективными свойствами материи и их отражением в человеческом сознании.
Встав в одни ряд с такими категориями, как материя и энергия, информация превратилась в необычайно широкое понятие и продолжала раскрываться все шире и глубже. В зависимости от области знания, в которой проводилось исследование, информация получила множество определений:
Основоположник кибернетики Норберт Винер говорил об информации так:
"Информация — это не материя и не энергия, информация —- это информация". Но основное определение информации, которое он дал в нескольких своих книгах, следующее: информация - это обозначение содержания, полученное нами из внешнего мира в процессе приспосабливания к нему нас и наших чувств. (См.:Кибернетика, или управление и связь в животном и машине; или Кибернетика и общество.) (Винер);
- информация – отрицание энтропии (Бриллюэн);
- информация – коммуникация и связь, в процессе которой устраняется неопределенность (Шеннон);
- информация – передача разнообразия (Эшби);
- информация – оригинальность, новизна; информация – мера сложности структур (Моль);
-информация – вероятность выбора (Яглом); и т.д.
Каждое из этих определений раскрывает ту или иную грань (аспект) этого многозначного понятия.
Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределённости и неполноты знаний.
В современной науке рассматриваются два вида информации:
1. Объективная (первичная) информация - свойство материальных объектов и явлений (процессов) порождать многообразие состояний, которые посредством взаимодействий передаются другим объектам и запечатлеваются в их структуре.(см.В.М. Глушков, Н.М. Амосов и др. «Энциклопедия кибернетики». Киев. 1975 г.)
2. Субъективная (семантическая, смысловая, вторичная) информация – смысловое содержание объективной информации об объектах и процессах материального мира, сформированное сознанием человека с помощью смысловых образов (слов, образов и ощущений) и зафиксированное на каком-либо материальном носителе.