Тема 1

Оглавление

Тема 1. Основы информатики 2

Лекция 1. Основные представления о современной информатике 2

1.1. Становление информатики как науки 2

1.2. Структура современной информатики 4

Лекция 2. Понятие информации. Эволюционное развитие информационного взаимодействия 9

2.1. Неоднозначность и сложность понятия «информация» 9

2.2. Взаимодействие объектов как основа информационного взаимодействия 10

2.3. Наблюдатель – особый объект окружающей среды 11

2.4. Развитие информационных процессов как сопровождение эволюционного развития форм жизни 13

Лекция 3. Свойства информации, её измерение, передача и представление. Информационные процессы 31

3.1. Определения информации 31

3.2. Методы получения информации 32

3.3. Свойства информации 32

3.4. Понятие количества информации 33

3.5. Передача информации. Информационные каналы 34

3.6. Формы представления информации 35

3.7. Классификация информационных процессов 36

3.8. Информация в жизни современного человечества 36

Лекция 4. Представление (кодирование) данных в электронных вычислительных машинах 37

4.1. Понятие кодирования данных 37

4.2. Представление чисел в двоичном коде 38

4.3. Представление символьных и текстовых данных в двоичном коде 40

4.4. Представление звуковых данных в двоичном коде 41

4.5. Представление графических данных в двоичном коде 42

4.6. Понятие сжатия информации 44

4.7. Структуры данных 44

4.8. Хранение данных 45

Список используемой литературы 47

Тема 1. Основы информатики

Авторы-составители: Окулич В.И., Осенчугова Т.В.

Лекция 1. Основные представления о современной информатике

1.1. Становление информатики как науки

В настоящее время для большинства людей, далёких от тонкостей истории возникновения и развития информатики как отдельной ветви науки, слова информатика, программирование и электронные вычислительные машины неразрывны. Но это не совсем верно. Связывать возникновение информатики только с появлением компьютеров или, наоборот, считать появление компьютера результатом информатики было бы неверным.

Информатика приходится родной дочерью другой науки – кибернетики. После Второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика как наука об общих закономерностях в управлении и связи в различных системах: искусственных, биологических, социальных. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием (1948 г.) американским математиком Норбертом Винером ставшей знаменитой книги «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи различных систем с единой точки зрения.

С точки зрения кибернетики любая система взаимодействует с окружающей средой. Она воспринимает из этой внешней среды совокупность сигналов, воздействий или сведений (это входная информация), хранит в себе отражение этих сигналов (внутренняя или внутрисистемная информация) и выдаёт некоторые сигналы, сведения или воздействия в окружающую среду (выходная информация). Именно так трактовалось понятие информации в кибернетике. Система должна так обрабатывать информацию, чтобы оставаться устойчивой или обеспечивать устойчивое развитие. Отмеченное свойство характерно как для живых, так и для искусственных систем управления. Рассмотрение проблем обеспечения устойчивого функционирования и тех, и других являлось содержанием кибернетики.

В нашей стране развитие кибернетики переживало драматические периоды. Как академик А.И.Берг, «...в 1955—1957 гг. и даже позже в нашей литературе были допущены грубые ошибки в оценке значения и возможностей кибернетики». Это нанесло серьезный ущерб развитию науки в нашей стране, привело к задержке в разработке многих теоретических положений и даже самих электронных машин». Достаточно сказать, что еще в философском словаре1959 г. издания кибернетика характеризована как «буржуазная лженаука».

Причиной этого послужили, с одной стороны, недооценка оценка новой бурно развивающейся науки отдельными учеными «классического» направления, с другой — неумеренное пустословие тех, кто вместо активной разработки конкретных проблем кибернетики в различных областях спекулировал на полуфантастических прогнозах о безграничных возможностях кибернетики, дискредитируя тем самым эту науку.

Вскоре вслед за появлением термина «кибернетика» в мировой науке стало ис­пользоваться англоязычное «Computer Science» (наука о компьютерной технике), что было связано со всё более широким использованием электронных вычислительных устройств для обработки данных. а чуть позже, на рубеже 1960-х и 1970-х гг., французы ввели получивший сейчас широкое распространение термин «Informatique», для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Термин informatigue (информатика) образован путем слияния слов information (информация) и automatigue (автоматика) и означает "информационная автоматика или автоматизированная переработка информации".

В русском языке наиболее раннее (примерно с середины 1960-х гг.) употребление термина «информатика» связано с узкой конкретной областью изуче­ния структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной (но не только научной) литературы. Однако, эта информационно-аналитическая деятельность, совершенно необходимая и сегодня в библиотечном деле, книгоиз­дании и т.д., уже давно не отражает современного понимания информатики.

Итак, со временем кибернетика как наука об управлении, в которой понятие информации играло важную роль, трансформировалась в новую и более общую науку о преобразовании информации - информатику.

Таким образом, информатика — достаточно молодая дисциплина, находящаяся в процессе становления. Можно сказать, что в широком смысле она изучает вопросы, связанные с поиском сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности.

В узком (профессиональном) смысле информатика включает в себя теорию кодирования информации, разработку методов и языков программирования, математическую теорию процессов передачи и обработки информации.

Необходимо отметить, что до настоящего времени толкование термина «информатика» (в том смысле как он используется в современной научной и методической литературе) еще не является установившимся и общепринятым.

Что касается вопроса о связи искусственных вычислительных устройств, обрабатывающих информацию с информатикой, их возникновение и развитие стимулировало как развитие кибернетики, так и позже – развитие информатики. Именно поэтому информатику преимущественно связывают с использованием компьютеров. В то же время, компьютер является продуктом длительной истории развития вычислительных устройств, (мы рассмотрим ее ниже в модуле 2), и его можно рассматривать как некий инструмент, средство информатики. Естественно, что появление компьютеров повлияло на темпы становления информатики, ее характер и содержание.

Развитие компьютерной техники предопределило выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности. Основная заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х гг. послужило началом второй электронной революции. С этого времени элементной базой вычислительной машины становятся интегральные схемы и микропроцессоры, а область, связанная с созданием и использованием компьютеров, получила мощный импульс в своем развитии. Термин "информатика" приобретает новое дыхание и используется не только для отображения достижений компьютерной техники, но и связывается с процессами передачи и обработки информации. В нашей стране подобная трактовка термина "информатика" утвердилась с момента принятия решения в 1983 г. на сессии годичного собрания Академии наук СССР об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика трактовалась как "комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики".

Как наука "Информатика" имеет глобальный и универсальный характер применения во всех социальных и экономических направлениях, а её методы являются одним из ведущих инструментов работы в социально-экономической сфере деятельности. Основной задачей информатики является получение новых информации и знаний.