Объект, предмет и основные методы информатики

2.1. Объект и предмет дисциплины "Информатика"

Как было отмечено на предыдущей лекции, в современном понимании информатика представляет собой область знаний, изучающую информационные процессы и методы их автоматизации на основе современных аппаратно-программных средств вычислительной техники.

К информатике относят следующие основные области исследований:

- системы человеко-машинного взаимодействия (распределение работ в смешанных системах, организация коллективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и т. п.);

- логические модели (дедуктивные системы, нетрадиционные исчисления: индуктивный вывод, вывод по аналогии, правдоподобный вывод, немонотонные рассуждения и т. п.);

- прикладное программирование (инструментальные системы, базы данных, активные базы и т. п.);

- искусственный интеллект (представление знаний, манипулирование знаниями, экспертные системы и т. п.);

- бионика (математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы и т. п.);

- распознавание образов и обработка зрительных сцен (статистические методы распознавания, использование призначных пространств, теория распознающих алгоритмов, трехмерные сцены и т. п.);

- теория роботов (автономные роботы, планирование целесообразного поведения и т. п.);

- теория компьютеров и вычислительных сетей (параллельные архитектурные решения, новые принципы обработки информации и т. п.);

- компьютерная лингвистика (модели языка, анализ и синтез текстов, машинный перевод и т. п.);

- нейроматематика и нейросистемы (теория формальных нейронных сетей, нейрокомпьютеры и т. п.).

Информатика как наука возникла не на пустом месте. Она впитала в себя достижения ряда наук: кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики и др. Поэтому вся система категорий (понятий) информатики состоит из трех элементов:

- понятия, заимствованные из других наук;

- оригинальные понятия и аксиомы, отличающиеся принципиальной новизной;

- понятия более низких иерархий, раскрывающие содержание каждого из основных понятий информатики, как метанауки.

К заимствованным можно отнести следующие понятия: информация, информационный шум, избыточность, бит, байт и др. (из теории информации); цель, управляющая и управляемая система (подсистема), орган управления, объект управления и т. д. (из кибернетики).

Оригинальными понятиями информатики являются:

- информационный ресурс;

- информационная среда;

- автоматизированные информационные системы;

- информационные технологии;

- искусственный интеллект.

и ряд других.

Информационный ресурс (ИР) – это основное понятие информатики. ИР имеет две неразделимые стороны: формально-логическую (информационную) и семантическую. Формально-логическая сторона формируется в результате обобщения практики компьютеризации и развития инженерии знаний. Семантическая сторона основана на понимании процесса осознания чего-либо человеком. Главным объектом изучения при этом выступает соотношение знания и информации, переход одного во второе, а также фазовый переход знания в социальную силу.

Информационная среда – это весь набор условий для технологической переработки и эффективного использования знаний в виде информационного ресурса. К информационной среде относятся аппаратные средства, программное обеспечение, телекоммуникации, уровень подготовки кадров – специалистов и пользователей, методы и формы управления и т.д. В информационную среду входят рассматриваемые как элементы единой системы все факторы, воздействующие на информационные процессы и информационные системы в течение всего жизненного цикла от проектирования до использования.

Автоматизированные информационные системы (АИС) представляют собой совокупность технических и программных средств, предназначенных для автоматизированной обработки информации с минимальным вмешательством человека. Неотъемлемой частью любой АИС является электронная вычислительная машина (или несколько ЭВМ).

Под информационной технологией понимают всю автоматизированную среду получения, передачи, переработки, использования знаний в виде информации и их воздействия на объект. Другими словами, информационная технология - это совокупность моделей, методов, алгоритмов и программ формирования и рационального использования информационного ресурса.

Искусственный интеллект ориентирован на создание методов дублирования (разумеется, в пределах доступного) функций живых интеллектуальных систем искусственными системами. Естественно, что искусственный интеллект – не синоним искусственного разума. В нашем понимании слово "интеллект" означает ум, рассудок, разум, мыслительную способность человека. В этом смысле кибернетический автомат, ЭВМ никогда не сможет обладать интеллектом. Несмотря на то, что автоматы могут больше "знать", чем конкретный человек, быстрее вычислять, фильтровать данные, делать выборки и даже формально-логические выводы, накапливать знания – познать мир в содержательном аспекте, углублять понимание действительности, снимать неопределенность своего существования искусственные системы не могут. Поэтому под словосочетанием "искусственный интеллект" будем понимать, в первую очередь, то, что связано с коренной интеллектуализацией ЭВМ путем оснащения их программно-техническими средствами высокого уровня, способными делать логические выводы.

Как и любая наука, информатика имеет свой объект и предмет изучения (исследования).

Объект познания – это некий фрагмент реального мира, а его предмет – это выбранная для исследования методами данной науки сторона, грань, аспект объекта.

Объектом информатики выступают автоматизированные, основанные на ЭВМ и телекоммуникационной технике, информационные системы (ИС) различного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и использования на практике. Посредством АИС реализуются информационные технологии.

В зависимости от организации информационных процессов АИС делятся на два больших класса: управляющие и информационные. В информационных системах управление, в общепринятом смысле, отсутствует. В качестве примера информационных систем можно назвать: автоматизированные системы научных исследований – АСНИ, системы автоматизированного проектирования – САПР, экспертные системы – ЭС и др.

АИС в настоящее время получили широчайшее распространение. В общем виде структурная схема АИС показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Обобщенная структурная схема АИС

Принцип функционирования АИС состоит в следующем.

Источники информации (ИИ), имеющие данные и готовые их выдать, выставляют условный сигнал ГИ (готовность источника).

Пункт обработки информации (ПОИ) производит поиск нужных ему данных и выставляет условный сигнал ГП (готовность приемника). При наличии сигналов ГИ и ГП происходит процесс сбора данных на ПОИ. При этом ПОИ производит селекцию (отбор) только той информации, которая к настоящему моменту времени является достоверной, своевременной и имеющей потребительскую ценность для потребителя информации (ПИ).

ПОИ производит классификацию данных и по классификационным признакам записывает их в соответствующие ячейки памяти. Хранятся данные в ПОИ до момента вызова их на обработку, которая заключается в преобразовании данных в форму, заказанную потребителем. После преобразования (обработки) данные приобретают форму сведений, которые ждет и готов принять приемник информации (ПИ).

Предметом информатики является содержательная, смысловая сторона создания и функционирования информационных систем и технологий. В настоящее время информационные технологии выступили новым средством превращения знаний в информационный ресурс (ИР) общества, стали средством его эффективного использования. Информационный ресурс сегодня стал основным ресурсом человечества, главной ценностью современной цивилизации.

Таким образом, предметом информатики выступает информационный ресурс – его сущность, законы функционирования, механизмы взаимодействия с другими ресурсами общества и воздействия на социальный прогресс.

Информатика как наука о законах получения, передачи и использования информационного ресурса в общественной практике подводит теоретический фундамент под использование ЭВМ и автоматизированных систем, которые предназначены для усиления информационных процессов в обществе, использования информационного ресурса.

Итак, мы рассмотрели, что является объектом и предметом дисциплины информатика.

Дата добавления: 2014-01-15