И основные задачи информатики

Информатика. Объект, предмет, структура

В главе вводятся основные понятия информатики, представлена ее структура, рассмотрены объект, предмет и задачи информатики, истоки и исторические предпосылки ее появления, раскрыто понятие информации, приведены ее виды, свойства и единицы измерения.

Основные понятия информатики

Ключевые слова: информатика, объект и предмет информатики, информационная технология, информационное общество, информатизация, информационные процессы, информационная система, информационные ресурсы, информация, свойства информации, сигнал, сообщение, данные, бит, бод, сбор данных, передачи данных, хранение данных, обработка данных.

Информатика возникла относительно недавно (примерно тридцать лет назад) и по сравнению с другими науками еще совсем молода. Но, несмотря на это, в настоящее время она выдвинулась в ряд важнейших областей знания. Причина ее стремительного развития состоит в том, что предмет ее исследования – научная информация, свойства и закономерности ее распространения – приобретает в современном мире исключительно важное значение. Эффективное использование научной информации – задача не только специальных информационных органов, но и всех тех, кто непосредственно занят в научной или производственной сфере. Поэтому, в какой бы области знаний ни работал сейчас ученый или специалист, для него очень важно уметь грамотно обрабатывать информацию: искать, отбирать, анализировать и использовать ее.

Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин [31]. Французский термин informatigue (информатика) образован путем слияния 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), что явно указывает на компьютерный способ обработки информации.

Информатика. Существует множество мнений относительно определения содержания понятия «информатика». Скажем, в 60-70-е годы информатика определялась как научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации, т.е. процессов, осуществляемых через научную литературу, личные контакты между учеными и специалистами, обмен препринтами и т.п. Соответственно этому решался вопрос о статусе и природе информатики - она относилась к общественным дисциплинам, но не считалась самостоятельной отраслью науки. К началу 80-х годов взгляд на информатику изменился. Теперь она уже трактовалась как отрасль науки, которая изучает структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Последующие же определения информатики отражают тот уровень развития, который позволяет именовать ее «безбумажной», или «машинной» информатикой.

Естественно, это - более высокий уровень развития информатики; здесь четко просматриваются два элемента: переход к безбумажным (машинным) носителям информации и к электронно-вычислительным машинам (ЭВМ) как средству обработки, хранения и представления информации.

В дальнейшем, будем придерживаться следующего определения информатики: информатика - это техническая наука, систематизирующая способы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими [18].

Объект и предмет информатики. Поскольку информатика является многоаспектной и интегрированной научной областью, то ее объект и предмет тоже неоднозначны. Объектом изучения информатики являются, прежде всего, информационные процессы, т.е. последовательность действий, выполняемых с информацией. К информационным процессам относят процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации. Предмет информатики как науки составляют информационные технологии в их взаимодействии со средой.

Информационная технология - комплекс методов, способов и средств, обеспечивающих хранение, обработку, передачу и отображение информации.

Предмет информатики включает в себя следующее:

· аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

· программное обеспечение средств вычислительной техники;

· средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

· средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

В информатике все внимание сосредоточено на свойствах информации и средствах ее преобразования. Цель информатики - приобретение знаний об информационных системах, определение общих принципов их построения и работы. Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем [53]:

· исследование информационных процессов любой природы;

· разработка информационной техники и создание новых технологий переработки информации на основе полученных результатов исследования информационных процессов;

· решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Структура информатики. Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей (рис. 1.1): информационные процессы, аппаратное обеспечение (hardware) и программное обеспечение (software).

Рис. 1.1. Структура информатики

Методы реализации информационных процессов находятся на стыке информатики с теорией информации, статистикой, теорией кодирования, математической логикой, документоведением и т.д. В этом разделе изучаются вопросы:

· представление различных типов данных (числа, символы, текст, звук, графика, видео и т.д.) в виде, удобном для обработки средствами вычислительной техники (СВТ) - кодирование данных;

· форматы представления данных (предполагается, что одни и те же данные могут быть представлены разными способами);

· теоретические проблемы сжатия данных;

· структуры данных, т.е. способы хранения с целью удобного доступа к данным.

В изучении состава, структуры, принципов функционирования средств вычислительной техники используются научные положения из электроники, автоматики, кибернетики. В целом этот раздел информатики известен как аппаратное обеспечение (АО) информационных процессов. В этом разделе изучаются:

· основы построения элементов цифровых устройств;

· основные принципы функционирования цифровых вычислительных устройств;

· архитектура СВТ - основные принципы функционирования систем, предназначенных для автоматической обработки данных;

· приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию вычислительных систем;

· приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию компьютерных сетей.

В разработке методов управления средствами вычислительной техники (а средствами цифровой вычислительной техники управляют программы, указывающие последовательность действий, которые должны выполнить СВТ) используют научные положения из теории алгоритмов, логики, теории графов, лингвистики, теории игр. Этот раздел информатики известен как программное обеспечение (ПО) СВТ, в котором изучаются:

· средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

· средства взаимодействия человека с аппаратным и программным обеспечением, объединяемые понятием интерфейс;

· программное обеспечение СВТ.

В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций (рис. 1.2): как отрасль народного хозяйства, как фундаментальную науку, как прикладную дисциплину.

Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации.

Рис. 1.2. Структура информатики как отрасли, науки,

прикладной дисциплины

Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем.

Информатика как прикладная дисциплина занимается [86]:

· изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);

· созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;

· разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Как комплексная научная дисциплина информатика связана (рис. 1.3):

· с философией и психологией - через учение об информации и теорию познания;

· с математикой - через теорию математического моделирования, дискретную математику, математическую логику и теорию алгоритмов;

· с лингвистикой - через учение о формальных языках и о знаковых системах;

· с кибернетикой (наука об управлении, получении, передаче и преобразовании информации в кибернетических системах, т.е. системах способных воспринимать, хранить, перерабатывать информацию, а также обмениваться информацией) - через теорию информации и теорию управления;

· с физикой и химией, электроникой и радиотехникой - через «материальную» часть компьютера и информационных систем.

Рис. 1.3. Связь информатики с другими науками

Дата добавления: 2014-01-05