Информатика как наука. Предмет и задачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Информатика как наука. Предмет и задачи

1. Структура информатики. История и развитие

Информатика - относительно молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности.

"Генетически" информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным.

До настоящего времени толкование термина "информатика" ещё не является установившимся и общепринятым. 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 в 1948 году американским математиком Норбертом Винером 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 для различных систем с единой точки зрения. Со временем кибернетика превращалась в более общую науку о преобразовании информации.

Под информацией в кибернетике понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторой системой воспринимаются от окружающей среды (входная информация X ), выдаются в окружающую среду (выходная информация Y ), а также хранятся в себе (внутренняя, внутрисистемная информация Z ). Развитие кибернетики в нашей стране встретило идеологические препятствия. Достаточно сказать, что еще в философском словаре 1959 года издания кибернетика характеризовалась как "буржуазная лженаука". Причиной этому послужили, с одной стороны, недооценка новой бурно развивающейся науки отдельными учеными, 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. Кроме того, развитие отечественной кибернетики на протяжении многих лет сопровождалось серьезными трудностями в реализации крупных государственных проектов, например, создания автоматизированных систем управления (АСУ). Тем не менее, за это время удалось накопить значительный опыт создания информационных систем и систем управления технико-экономическими системами. Требовалось выделить из кибернетики здоровое научное и техническое ядро и консолидировать силы для развития нового движения к давно уже стоящим глобальным целям.

Вскоре вслед за появлением термина "кибернетика" в мировой науке стало использоваться англоязычное "Computer Science", а чуть позже, на рубеже 60-х и 70-х годов, французы ввели получивший сейчас широкое распространение термин "Информатика".

В русском языке раннее употребление термина "информатика" связано с узкоконкретной областью изучения структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы. Эта информационно-аналитическая деятельность, необходимая и сегодня в библиотечном деле, книгоиздании и т.д., уже давно не отражает современного понимания информатики.

В современных условиях термин информатика "вводится в русский язык в новом и куда более широком значении - как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации". Попытку определить, что же такое современная информатика, сделал в 1978 году Международный конгресс по информатике: "Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия".

Информатика - отнюдь не только "чистая наука". Важная особенность информатики состоит в том, что её широчайшие приложения охватывают почти все виды человеческой деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, медицину, криминалистику, охрану окружающей среды и др.

Как наука, информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам (в самом широком смысле этого понятия). Например, когда разрабатываются новые носители информации, конкретная природа этой информации почти не имеет значения.

Для разработчика системы управления базами данных (СУБД) важны общие принципы организации и эффективность поиска данных, а не то, какие конкретно данные будут затем заложены в базу пользователями. Таким образом, предмет информатики как науки - это 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, часто называемых "новые информационные технологии" (НИТ).

Перечислим некоторые реализации информационных технологий:

АСУ - автоматизированные системы управления - комплекс технических и программных средств, которые во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере (например, в образовании).

АСУТП - автоматизированные системы управления технологическими процессами. Например, такая система управляет работой станка с числовым программным управлением (ЧПУ), процессом запуска космического аппарата и т.д.

АСНИ - автоматизированная система научных исследований - программно- аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, вводят в него данные измерений автоматически, а компьютер производит обработку этих данных и представление их в наиболее удобной для исследователя форме.

АОС - автоматизированная обучающая система. Есть системы, помогающие учащимся осваивать новый материал, производить контроль знаний, помогать готовить учебные материалы и т.д.

САПР - система автоматизированного проектирования - программно-аппаратный комплекс, который во взаимодействии с человеком (конструктором, инженером- проектировщиком, архитектором и т.д.) позволяет максимально эффективно проектировать механизмы, здания, узлы сложных агрегатов и др. Существуют также диагностические системы в медицине, системы организации продажи билетов, системы ведения бухгалтерско-финансовой деятельности - спектр применения информационных технологий чрезвычайно широк.

2. Структура современной информатики

Каждая из составных частей современной информатики может рассматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина; взаимоотношения между ними примерно такие же, как между алгеброй, геометрией и математическим анализом в математике - все они хоть и самостоятельные дисциплины, но, несомненно, части одной науки.

Теоретическая информатика - часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она опирается на математическую логику и включает такие разделы, как теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и другие.

Этот раздел информатики использует математические методы для общего изучения процессов обработки информации. Вычислительная техника - раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем. Речь идет не о технических деталях и электронных схемах (это лежит за пределами информатики как таковой), а о принципиальных решениях на уровне так называемой архитектуры вычислительных систем.

Архитектура определяет состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств.

Программирование - деятельность, связанная с разработкой программного обеспечения. Здесь отметим лишь основные разделы современного программирования: создание системного программного обеспечения и создание прикладного программного обеспечения.

Среди системного - разработка новых языков программирования, разработка интерфейсных систем (например, операционная система Windows). Среди прикладного программного обеспечения самые популярные - системы обработки текстов, электронные таблицы (табличные процессоры), СУБД.

Информационные системы - раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурирования, вопросов о принципах хранения и поиска информации. Информационно-справочные системы, информационно-поисковые системы, глобальные системы хранения и поиска информации (включая Internet) привлекают внимание большого круга пользователей. Одним из примеров является гипертекстовая поисковая система WWW.

Искусственный интеллект - область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Как научить компьютер мыслить подобно человеку? Поскольку мы далеко не все знаем о том, как мыслит человек, исследования по искусственному интеллекту, несмотря на полувековую историю, все еще не привели к решению ряда принципиальных проблем.

Основные направления разработок, относящихся к этой области, - моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие.

От успехов работ в области искусственного интеллекта зависит, в частности, решение такой важнейшей прикладной проблемы, как создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека с компьютером, благодаря которым это взаимодействие будет походить на межчеловеческое и станет более эффективным.

информатика научный кибернетика винер

3. Место информатики в системе наук

Информатика - это фундаментальная естественная наука. К фундаментальным принято относить те науки, основные понятия которых носят общенаучный характер, используются во многих других науках и видах деятельности. Понятия "информация", "процессы обработки информации", несомненно, имеют общенаучную значимость. Естественные науки имеют дело с объективными сущностями мира, существующими независимо от нашего сознания.

Отнесение к фундаментальным наукам информатики отражает единство законов обработки информации в системах самой разной природы - искусственных, биологических, общественных. Однако информатика имеет характерные черты и других групп наук - технических и гуманитарных (или общественных).

Черты технической науки придают информатике ее аспекты, связанные с созданием и функционированием машинных систем обработки информации. Черты гуманитарной (общественной) науки обусловлены вкладом информатики в развитие и совершенствование социальной сферы.

Таким образом, информатика является комплексной, междисциплинарной отраслью научного знания.

Размещено на Allbest.ru