Тема 1. Информация в материальном мире

Информатика – молодая наука. Эта новая область - одно из величайших достижений 20-го века. Возникшая в середине века, она развивалась с необычайной скоростью и к концу века дала людям такие могучие средства обработки и передачи информации, которые позволяют с полным основанием говорить о новой научно-технической революции, в том числе и в сфере образования.

Прежде всего, что касается самого названия, то термин "Informatique" был введен французами в конце 60-х годов и получил распространение в большинстве европейских стран. Однако еще раньше в англоязычных странах был введен эквивалентный по смыслу термин "Computer science" – " Компьютерная наука ".

Термин "Информатика" понимается как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. Здесь имеется в виду представление о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах, а сама информация рассматривается как один из трех атрибутов материи, наряду с веществом и энергией. В то же время основу текущего "рабочего" понимания информатики составляют компьютеры и машинная обработка информации. Поэтому "Computer science" следует понимать как науку о преобразовании информации, в самом своем существе базирующуюся на вычислительной технике.

Прародительницей информатики является кибернетика, возникшая с началом разработки первых ЭВМ. Ее предмет – общие закономерности строения управляющих систем и течения процессов управления. Изучение таких закономерностей привело к изучению теории способов хранения, передачи и обработки информации в машинах и живых организмах – а это и есть предмет информатики.

Информатика существенно опирается на достижения математики. Одним из наиболее фундаментальных понятий, объединяющих математику и информатику, является понятие алгоритма. Вместе с математической логикой теория алгоритмов образует теоретическую основу современной компьютерной науки.

Состав информатики – это три неразрывно и существенно связанные части: технические средства (hardware), программные средства (software) и алгоритмические разработки (brainware). Кстати, термин "brainware" был впервые предложен в 1985 г. академиком А.А. Дородницыным, который тем самым подчеркнул ведущую роль алгоритмической компоненты информатики. Поэтому следует иметь в виду различие между историей информатики как фундаментальной науки о преобразовании информации, информационных моделях и алгоритмах, и историей собственно компьютера.

Современная информатика, как и ее "старшая сестра" кибернетика, является результатом бурного развития науки и техники во второй половине 20-го века. Но многие ее корни уходят далеко в историю. По существу, история информатики началась почти одновременно с историей математики и искусства вычислений, то есть с древнего Египта (около 3000 лет до н.э.), Греции (800 лет до н.э.) и Римской Империи. Точнее, следует считать, что информатика началась тогда, когда впервые попытались механизировать так называемую умственную деятельность. Ни римский абак, ни русские счеты, еще не знаменуют собой начала механизации умственной деятельности. Правда, каталанский философ и богослов Раймунд Луллий, с своей идеей "Великого искусства" ("Ars Magna", 1274 г.) стремился получить универсальный логический метод (по существу, алгоритм) нахождения "всех истин на свете", и даже придумал некую "мыслительную машину" – "вертушку Луллия" для моделирования логических операций. Но возможность механизации вычислений появилась лишь после того как возникшие в Индии и пришедшие в Европу от арабов цифры и позиционная система счисления позволили заменить счетные косточки зубчиками шестеренок.

Основными идеями и принципами, на которых базируется гениальное изобретение уходящего столетия – компьютер и новая наука – информатика, были: цифровой принцип вычислений, двоичная система счисления и булева алгебра, идея программного управления и принцип хранимой программы, электронная элементная база, информационные модели и алгоритмы.

В истории информатики содержатся замечательные факты истинной человеческой культуры. Это – личные и творческие биографии выдающихся ученых, которые создавали и развивали кибернетику и информатику: Готфрид Лейбниц, Чарльз Бэббидж, Норберт Винер, Джон фон Нейман, Алексей Ляпунов и другие. Здесь уместно вспомнить, что основные труды В.М. Брадиса посвящены повышению вычислительной культуры учащихся. Этой же цели послужили и популярные таблицы Брадиса. И не знаменательно ли, что идея создания вычислительной машины пришла к одному из основоположников современной информатики Чарльзу Бэббиджу именно в связи с желанием автоматизировать вычисление и печать логарифмических таблиц.

Без сомнения, становление информатики не было делом рук одного-единственного человека. Но если назвать кого-то одного, то основателем информатики несомненно является универсальный гений Готфрида Вильгельма Лейбница (1646-1716), создавшего одну из первых вычислительных машин, а главное – первым понявшим значение и роль двоичной системы счисления. Основатель кибернетики Норберт Винер заявил: "Если бы мне пришлось выбирать в анналах истории наук святого – покровителя кибернетики, то я выбрал бы Лейбница".

Всего лишь пара цитат. В 1672 г., посетив в Париже голландского математика и астронома Христиана Гюйгенса, который многочисленные вычисления производил вручную, Лейбниц написал: "… это недостойно таких замечательных людей, подобно рабам, терять время на вычислительную работу, которую можно было бы доверить кому угодно при использовании машин". Лейбниц думал и о машинах, которые будут пригодны не только для работы с группами цифр, изображающими числа, но и с группами символов, изображающими формулы, тексты и т.д. Эти машины представлялись Лейбницу способными правильно выполнять действия логического характера. Лейбниц прямо указывал на связь своих идей с замыслом Луллия. Схоластические идеи Луллия приобрели в изложении Лейбница конкретную математическую интерпретацию. Он писал: "Свести понятия к символам, символы к числам, и, наконец, посредством цифр и символов подвергнуть понятия механическим вычислениям". И далее - "Тогда при возникновении спорных вопросов между двумя философами не будет больше надобности в научных дискуссиях, как нет ее для двух специалистов–вычислителей. Достаточно будет сесть за вычислительное устройство и сказать друг другу (желательно, дружеским тоном): давайте посчитаем".

Математика и логика составляли лишь небольшую часть тех предметов, в которых Лейбниц достиг вершин познания и успеха. В 1670 г. Лейбниц сконструировал арифмометр, который мог производить все четыре арифметических действия. Интересно отметить, что в 1712 г. Лейбниц встретился с царем Петром Первым, для которого попытался построить еще один экземпляр своей вычислительной машины. Стоит добавить, что Лейбниц был незаурядным организатором и, в частности, Петр Первый неоднократно советовался с ним по вопросам образования и науки, обсуждал с ним план создания Санкт-Петербургской академии наук.

История информатики, как история любой науки, да и история вообще, полна драматических событий и трагических коллизий. Это относится как к отдельным этапам ее становления, так и к ее героям. Раймунда Луллия убили, побив камнями на рыночной площади. Готфрид Лейбниц остался не понятым своими современниками, его идеи не признавали Кант и Гегель, при дворе он тоже находил только непонимание и умер больным, одиноким, затравленным человеком. Чарльз Бэббидж и Ада Лавлейс разорились, так и не доведя до практического применения при жизни свою знаменитую программируемую аналитическую машину – прообраз современных компьютеров. Создатели первой в мире ЭВМ Дж. Атанасов и К. Берри вынуждены были судиться по вопросу о приоритете с разработчиками машины ENIAC Дж. Маучли и Дж.П. Эккертом. А авторские права самих Маучли и Эккерта, как изобретателей первого компьютера EDVAC с хранимой в памяти программой, были оспорены их администрацией. Да и в наши дни идет судебный процесс над компьютерной империей Microsoft Билла Гейтса…

Но наиболее драматичными коллизиями и резкими изменениями приоритетов насыщена история информатики в нашей стране (сначала СССР, а затем России). Кибернетика в СССР была признана "реакционной лженаукой" и это продолжалось до эпохи "оттепели" – до середины 50–х годов. А термин “информатика” для обозначения совокупности научных направлений, связанных с появлением компьютеров и их стремительным вхождением в ноосферу, определяемую жизнедеятельностью людей, получил у нас “права гражданства” лишь в начале 80-х годов. Однако наши ученые и инженеры еще с конца 30–х годов самоотверженно вели успешные разработки по вычислительной технике и программированию, хотя и под завесой секретности (это поддерживалось Советскими властями лишь в интересах сохранения высокого уровня военных разработок). Здесь следует вспомнить не только выдающийся вклад А.А. Ляпунова, но и известных советских математиков, формировавших базис отечественной информатики - А.Н. Колмогорова, Л.В. Канторовича, А.И. Берга, А.П. Ершова, В.М. Глушкова и многих других ученых, инженеров и конструкторов.

Дата добавления: 2014-11-16