Введение в информатику. Основные понятия информатики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение в информатику. Основные понятия информатики

Информационные революции и появление информационного общества

Вплоть до конца ХХ века общество развивалось как индустриальное: происходило всестороннее совершенствование орудий производства и производственных отношений, увеличение производства и потребления материальных продуктов (товаров). Смена формаций происходила из-за накопления противоречий в этих областях деятельности человечества.

С физической точки зрения это соответствовало вещественно-энергетической картине мира: деятельность человека была направлена сначала на овладении веществом, а потом - энергией (тепловой, электрической, атомной).

В ХХ в. выяснилось, что функционирование сложных систем различной природы (биологических, социальных, технических) невозможно объяснить без привлечения еще одной точки зрения - информационной, поэтому начала складываться информационная картина мира. Ее центральным понятием является понятие информации, которую определим пока как какие-то новые сведения, знания.

Но, даже и на более ранних этапах историю развития общества в определенном смысле можно рассматривать и как историю накопления, преобразования и передачи информации в виде знаний, появляющихся в процессе познания человеком Природы. Информация оказала определяющее влияние на прогресс общества. Это и появление новых технологий производства товаров, и развитие образования, поскольку знания необходимо было передавать ученикам, и многое другое.

Более того, можно выделить в истории развития человечества информационные революции - существенные преобразования общественных отношений вследствие кардинальных изменений в сфере обработки информации, что способствовало появлению новых качественных сдвигов во всех областях жизнедеятельности общества.

Первая революция связана с изобретением письменности, что оказало огромное влияние на развитие общества, поскольку появилась возможность более качественного хранения и передачи знаний от поколения к поколениям. У разных народов она появилась в разное время, поэтому дату этой революции назвать невозможно.

Вторая революция (первый печатный станок И.Гуттенберга в 1440 г.) вызвана изобретением книгопечатания, влияние которого на развитие всех сторон жизни общества трудно переоценить, поскольку стало возможным массовое тиражирование профессиональных знаний, зафиксированных на материальном носителе.

Третья (конец XIX в.) обусловлена изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, а потом - радио и телевидение, которые позволили оперативно передавать информацию практически в любых объемах на большие расстояния.

Четвертая революция связана с изобретением персонального компьютера (70-е годы XX в.) на основе микропроцессорной технологии, что способствовало всеобщей компьютеризации общества с небывалым прорывом в области совершенствования методов обработки информации.

Постепенно информация становится главным (и часто - самым дорогим) продуктом деятельности, и, соответственно, основная часть населения Земли занята в сферах, где этот продукт производится. Так со второй половины XX века начало образоваться информационное общество.

Информационное общество - общество, в котором большинство населения задействовано в информационных процессах и главным продуктом деятельности является информация.

Фигурирующие в этом определении информационные процессы включают процессы получения (сбора), хранения, преобразования и передачи информации.

Информационный процесс - это процесс обработки информации, связанный с получением, хранением, преобразованием и передачей информации.

Из этих процессов относительно простыми являются: процессы по получению (сбору) информации, например, у человека - регистрация сигналов с помощью органов чувств; процессы хранения информации (память у человека или книги); процессы передачи информации (речь, телефон, радио).

Что касается преобразования информации, то такие процессы являются наиболее сложными: это процесс изменения в общем случае и формы представления информации (например, перевод с одного языка на другой), и ее содержания, например, создание новых теорий в науке; построение различных моделей; доказательство теорем; изобретательство; создание новых технологий и т.д.

По сравнению с индустриальным в информационном обществе главным является производство и потребление интеллекта, знаний, т. е. информационного, а не материального продукта, что повышает роль умственного труда.

Можно выделить самые основные черты информационного общества:

решение проблемы, имеющегося пока, информационного кризиса, т.е. разрешения противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и существующими гигантскими объемами информации;

информация является главным ресурсом, становится основой экономики;

возникновение общего информационного пространства и обеспечение свободного доступа каждого человека ко всем информационным ресурсам цивилизации;

появление общей (единой) цивилизации на Земле в отличие от предыдущих этапов развития человечества, когда различные цивилизации существовали в разное время в различных регионах.

Отметим, что в масштабах всей Земли процесс становления информационного общества находится только в начальной стадии, причем процесс перехода к информационному обществу происходит неодновременно в различных странах и характеризуется разными темпами развития. Первыми на этот путь встали на рубеже 50-60-х годов XX века США, Япония и страны Западной Европы.

Научным фундаментом процесса информатизации общества является информатика.

Понятие об информатике

Этот термин появился в 60-х годах ХХ в. во Франции в результате слияния двух французских слов: information. (информация) и automatigue (автоматика) и означает "информационная автоматика" или "автоматизированная переработка информации". В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science - "наука о компьютерной технике" или дословно - "компьютерная наука".

Выделение информатики в самостоятельную область деятельности человека обусловлено двумя важнейшими причинами.

Во-первых, это упоминавшийся выше информационный кризис. Дело в том, что для ХХ в. была характерна небывалая скорость развития науки, техники и новых технологий. Так между изобретениями радио и телевидения был промежуток в 30 лет, а между телевидением и появлением компьютера - всего несколько лет. За ХХ век человечество накопило во много раз больше информации, чем за всю свою предыдущую многотысячелетнюю историю. Поэтому одной из важнейших проблем человечества является лавинообразный поток информации в любой отрасли его жизнедеятельности. Подсчитано, например, что в настоящее время специалист должен тратить около 80% своего рабочего времени, чтобы уследить за всеми новыми печатными работами в его области деятельности. Этот неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии воспринимать его и перерабатывать.

Во-вторых, это появление компьютерной техники, что не было случайным: она появилась как средство, позволяющее снизить влияние этого кризиса. Если в начале развития общества человеку не хватало физических сил или скорости работы его рук и ног, поэтому многие изобретения были направлены на компенсацию этих недостатков. Из области действий над информацией довольно давно известны лишь изобретения для хранения информации, например, книги. Затем появились изобретения для сбора и передачи информации (радио, телеграф, телефон, телевидение). Но в середине ХХ века стал необходим прибор для преобразования информации, т.е. для "усиления" самого сложного органа человека - мозга, причем научно-технический прогресс подготовил необходимую почву для этого.

Таким образом, информатика как совокупность средств и методов для автоматизации процессов обработки информации немыслима без компьютеров.

Существует много определений информатики, что связано с широким спектром ее функций и различных приложений, причем, поскольку речь идет о цивилизации в целом, то необходимо иметь в виду обратную связь, т.е. влияние этих процессов на общество (социальный аспект). Можно привести следующее определение.

Информатика - комплексная научная и инженерная дисциплина, включающая аппаратные, программные средства, а также ИТ, и связанная с процессами автоматизированной переработки информации с помощью компьютеров, включая социальные аспекты этих процессов.

Отметим, что информатику нельзя понимать только как науку, это более широкое образование: область человеческой деятельности.

Структура информатики. Основные задачи информатики

Как следует из вышеприведенного определения, информатика является сложной дисциплиной, которую можно и нужно рассматривать с разных позиций. автоматизация информационный общество

Во-первых, фраза "процессы автоматизированной переработки информации с помощью компьютеров" подразумевает то, что информатику можно представить как совокупность взаимосвязанных технических (аппаратных) средств (компьютерная техника: компьютер, принтер, сканер, модем и др.), а также программных и алгоритмических средств, под управлением которых эта техника работает (рис.1.1).

Деление информатики на такие структурные единицы представляет ее, образно говоря, изнутри, поэтому будем считать его основным: оно будет определять структуру дальнейшего изложения материала данного учебника.

Во-вторых, фраза "комплексная научная и инженерная дисциплина" подразумевает то, что информатика является отраслью народного хозяйства (производства); фундаментальной наукой и прикладной дисциплиной [1].

Как отрасль народного хозяйства информатика состоит из совокупности предприятий по производству компьютерной техники, программных продуктов, современных методов обработки информации. Здесь значение информатики состоит в том, что от ее достижений зависит производительность труда в других отраслях народного хозяйства.

Как фундаментальная наука информатика занимается получением обобщенных знаний о любых информационных системах, выявлением общих закономерностей их создания и функционирования.

Подчеркнем, что центральным понятием здесь является понятие информационной системы.

Информационная система - это совокупность взаимосвязанных средств, методов и персонала, использующейся для переработки информации с целью решения поставленных задач.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В настоящее время информационных систем существует великое множество. Это как относительно простые варианты: беседующие люди; человек, работающий на компьютере, так и более сложные примеры: бухгалтерские системы обработки счетов и расчета зарплаты; системы по продаже билетов; системы по управлению; ускорению потоков товаров; снижению издержек производства; экспертные системы в различных отраслях: медицине, юриспруденции, химии, и многие другие.

Информатика как прикладная дисциплина занимается, опираясь на достижения фундаментальной информатики, созданием информационных моделей и информационных систем в конкретных областях народного хозяйства, разработкой и совершенствованием конкретных методов обработки информации (т.е. созданием инженерных разработок). Термин "прикладная" означает именно приложение усилий к конкретной отрасли (или ряду родственных областей) для достижения четко поставленных практических показателей.

Если говорить коротко, то основные задачи информатики заключаются:

в определении общих закономерностей, в соответствии с которыми происходят информационные процессы в различных сферах деятельности человека;

в разработке наиболее эффективных методов и средств осуществления информационных процессов в конкретных областях народного хозяйства, т.е. достижение результата с минимальными затратами всех видов ресурсов (материальных, информационных, финансовых).

Структура информатики (продолжение). Понятие об информационных и коммуникационных технологиях

Если продолжить предыдущий параграф о структуре информатики на основе анализа определения информатики (см. п.1.2), то можно отметить, что она также включает в себя процессы переработки информации, т.е. некоторые совокупности действий. В технике (да и не только в ней) совокупность действий, направленных на достижение определенных целей называют технологией, которая в переводе с греческого слова techne означает искусство, мастерство, умение (т.е. процесс). Существуют различные технологии изготовления, например, автомобилей, печатных плат, продуктов питания и др.

В современном мире технологии играют наиважнейшую роль, поскольку мало сделать, например, изобретение и получить патент (зафиксировать новую перспективную идею), необходимо уметь довести эту идею до воплощения в материальном объекте (знать технологию изготовления), а это часто гораздо сложнее и не все это могут сделать. Например, в Японии, скупив идеи со всего мира, делают в итоге самые надежные микросхемы, и здесь играет роль ряд факторов, существенно влияющих на технологические процессы, и которые часто недостижимы в других странах. Это генетические особенности жителей, особенности менталитета и воспитания (отношение японцев к труду); природные условия (расположение заводов в океане) и много других факторов.

Именно использование современных сложных технологий в различных областях и определяет в итоге общее развитие, уровень жизни, а также положение страны в мире.

Возвращаясь к информатике, заметим, что для создания на компьютере документа с использованием, например, текстового процессора Word недостаточно иметь компьютер и Word в составе программного обеспечения, необходимо овладеть технологией обработки текстовой информации. Аналогично - для редактирования изображения с помощью графического редактора необходимо овладеть технологией обработки графической информации, для проведения вычислений в электронных таблицах - технологией обработки числовой информации. В процессе исследования информационных моделей приходится разрабатывать алгоритмы и затем кодировать их на языках программирования, то есть использовать технологию программирования.

Все эти технологии называются информационными технологиями. Именно эти технологии позволяют достигнуть поставленной цели, сделать информационный процесс полным: из первичной информации получить новую информацию или информационный продукт (рис.1.2,а) аналогично тому, как на заводе из сырья получается материальный продукт при использовании технологии материального производства (рис.1.2,б)[1].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Когда компьютерная техника и методы обработки информации используются для передачи информации от источника к потребителю при помощи компьютерных сетей, то в этом случае говорят о коммуникационных технологиях (т.е. технологиях общения между пользователями).

Когда речь идет о передаче информации на дальнее расстояние, то говорят о телекоммуникациях. Например, поиск и получение необходимой информации из глобальной компьютерной сети Internet требует знания и использования именно таких видов технологий.

Можно сделать вывод, что в любом случае кроме использования определенных аппаратных и программных средств необходимо знать и уметь применять определенные информационные и коммуникационные технологии.

Информационные и коммуникационные технологии - это совокупность методов, устройств и производственных процессов, используемых обществом для переработки первичной информации с целью получения новой информации (информационного продукта).

Таким образом, эти технологии входят в структуру информатики, и им также будет уделено внимание при изложении материала данного учебника.

Связь информатики с другими научными дисциплинами

Как следует из п.1.3, информатика является сложной дисциплиной, здесь затронем её связь с другими научными дисциплинами.

Как известно, науки делятся на четыре класса: фундаментальные, естественные, технические и гуманитарные (общественные).

Фундаментальные науки - это те науки, основные понятия которых являются общенаучными, законы, установленные в этих науках, распространяются на многие сферы деятельности. К фундаментальным наукам относят, например, философию и математику.

Естественные науки (физика, химия, биология и др.) имеют дело с теми или иными объектами объективной реальности, т.е. существующими независимо от сознания человека. Благодаря развитию этих наук человек познает окружающий мир, и научился использовать эти знания для удовлетворения своих потребностей.

Технические науки сформировались, прежде всего, в качестве приложения различных областей естествознания к определенным классам инженерных задач, но затем образовали особый класс научных дисциплин, отличающихся от естественных наук, как по объекту, так и по внутренней структуре, но также обладающих дисциплинарной организацией. Они имеют сферой приложения искусственно созданную человеком среду, различные виды деятельности по созданию технических устройств. Номенклатура технических наук весьма широка, в частности, это электротехника, электроника, метрология, системотехника и многие другие.

Гуманитарные науки связаны с человеком, как социальным существом, и обществом в целом. К ним, в частности, относится лингвистика - наука о языках.

Через центральное понятие "информация" информатика связана с философией, физикой, кибернетикой, математикой. Поскольку информатика предполагает разработку и создание технических средств, то она связана также с электротехникой, электроникой, схемотехникой. Поскольку в ней фигурируют системы, то она также связана с системотехникой, инженерией знаний. Поскольку используются методы преобразования информации, использование моделей, то она связана с математикой, также с физикой, метрологией, измерительной техникой. Через создание языков программирования информатика связана с лингвистикой. Решение задач по передаче информации связывает информатику с радиотехникой. Имеются также социальные аспекты информатики, поэтому она связана с экологией и социологией.

Таким образом, информатике присущи черты всех четырех классов наук (фундаментальных, естественных, технических и гуманитарных).

Выводы

1. Вплоть до конца ХХ века общество развивалось как индустриальное, но со второй половины XX века начало складываться информационное общество, в котором информация постепенно становится главным (и часто - самым дорогим) продуктом деятельности человека, а часть населения Земли будет занята в сфере информационных процессов.

2. Информационный процесс - это процесс обработки информации, связанный с получением, хранением, преобразованием и передачей информации.

3. Термин "информатика" появился в 60-х годах ХХ в. во Франции в результате слияния двух французских слов: information (информация) и automatigue (автоматика) и означает "информационная автоматика" или "автоматизированная переработка информации".

4. Выделение информатики в самостоятельную область деятельности человека обусловлено двумя важнейшими причинами. Во-первых, это информационный кризис, заключающийся в наличии противоречия между лавинообразным ростом объема информации в ХХ веке и невозможностью человека его переработать. Во-вторых, это появление компьютерной техники, что не было случайным: она появилась как средство, позволяющее снизить влияние этого кризиса. Таким образом, информатика как совокупность средств и методов для автоматизации процессов обработки информации немыслима без компьютеров.

5. Информатика имеет сложную структуру. Ее можно представить, в частности, как совокупность взаимосвязанных технических (аппаратных) средств, а также программных и алгоритмических средств, под управлением которых эта техника работает.

6. Важное место в структуре информатики занимают также информационные технологии. Именно они позволяют из первичной информации получить новую информацию или информационный продукт аналогично тому, как на заводе из сырья получается материальный продукт при использовании технологии материального производства.

Контрольные вопросы

Назовите информационные революции в истории человечества.

Что такое вещественно-энергетическая и информационная картины мира?

Что включает в себя информационный процесс?

Дайте определение информационному обществу. Чем оно отличается от индустриального общества?

Укажите основные черты информационного общества.

В чем проявляется информационный кризис?

Дайте определение информатике.

Почему появилась информатика?

Что входит в структуру информатики?

Назовите основные задачи информатики.

В чем заключается роль технологий, в первую очередь - информационных и коммуникационных?

Как Вы понимаете выражение "информационный продукт"?

Размещено на Allbest.ru