Министерство образования и науки РФ
Московский государственный горный университет
Кафедра автоматизированных систем управления
В. В. Куприянов
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Учебное пособие
по дисциплине «Современные проблемы информатики и вычислительной техники» по направлению подготовки магистров техники и технологии 230000.68 «Информатика и вычислительная техника». Магистерская программа «Системный анализ, информационные технологии и управление»
Часть 1
Москва 2013
Министерство образования и науки РФ
Московский государственный горный университет
Кафедра автоматизированных систем управления
Утверждено Советом
по методической работе
и качеству образования
МГГУ в качестве учеб-
ного пособия
В. В. Куприянов
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Учебное пособие
по дисциплине «Современные проблемы информатики и вычислительной техники» по направлению подготовки магистров техники и технологии 230000.68 «Информатика и вычислительная техника». Магистерская программа «Системный анализ, информационные технологии и управление»
Часть 1
Москва 2013
УДК 65.050.9(2)
Куприянов В. В. Современные проблемы информатики и вычислительной техники. Учебное пособие, часть 1. – М.: МГГУ, 2013.
Настоящее учебное пособие является руководством для практического освоения основных понятий системного анализа, управления, свойств информационных процессов. Приведены характеристики информации. Освещены вопросы, связанные с измерением количественных характеристик информации. Раскрыты информационные аспекты построения автоматизированных систем обработки данных. Раскрыты вопросы дискретизации случайных сигналов на основе теоремы Котельникова.
Дана классификация систем, приведено уточненное определение «системы»; рассмотрены свойства и принципы системного подхода; классифицированы характеристики процесса управления.
Для подготовки магистров техники и технологии по направлению 230000.68 «Системный анализ, информационные технологии и управление»
Рецензенты:
Карпович Е.Е., к.т.н, доц.каф. САПР МГГУ;
Уткин В.М., к.т.н., доц., зам.директора ООО «Авиньон»
© Московский государственный горный университет, 2013
ВВЕДЕНИЕ
Современный научно-технический прогресс уверенно продвигает человечество от постиндустриального к информационному сообществу. Проектирование систем управления – как технических, так и социально-управленческих и хозяйственных всё больше включает в себя методы и средства теории информатики и информационных технологий. Такие научные направления как автоматизация научных исследований, компьютерное проектирование и моделирование, системный анализ, принятие решений, интеллектуальные системы не мыслятся без использования информационных технологий.
В предлагаемом учебном пособии учтен тот факт, что в настоящее время по данной дисциплине существует разнообразная современная учебная литература, включающая литературные источники как широкого доступа для самостоятельного изучения студентами, так и материалы современных публикаций, недоступные массовому читателю (ведомственные или англоязычные). Поэтому предлагаемое учебное пособие должно оказать помощь в повышении обеспеченности учебного процесса литературой, полезной не только для изучения, но также для использования при дипломном проектировании, написании магистерских диссертаций.
Кроме того, вопросы терминологии во всей научной литературе, особенно русскоязычной, всегда являлись камнем преткновения при научном общении. Для избежания разночтений автор открывает учебное пособие глоссарием основных используемых определений и понятий по указанной дисциплине.
В список рекомендованной и цитированной литературы сознательно включены публикации, начиная с 1990 года. Очевидно, что студенты в первую очередь обратятся именно к публикациям последних лет. Те же читатели, кто проявит интерес к конкретному вопросу, в любом из указанных источников сможет найти ссылки на монографии более раннего периода.
Исключение составляют ссылки на две монографии Пригожина И. и Шеннона К., которые являются классическими.
Все главы учебного пособия заканчиваются контрольными вопросами для лучшего усвоения материала. Ряд разделов содержит упражнения, приведены также примеры.
ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ »
В англоязычной научной литературе при возникновении терминологических споров всегда можно прибегнуть к помощи арбитров, каковыми являются:
- В США и Канаде: словарь Webster или IEEE Standard Dictionary, которые содержат общепринятые и вновь введенные термины и определения, пополняемые ежегодно;
- В Великобритании: Оксфордский толковый словарь английского языка.
Русскоязычная научная литература в большей степени лишена такой возможности, поэтому вопросы терминологии всегда являлись камнем преткновения при научном общении. Во избежание разночтений автор представляет перечень основных используемых определений и понятий, базирующихся на следующих источниках:
- Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание;
- ГОСТы Р по научным направлениям, например ГОСТ Р-95 «ИСО 8402 – словарь»;
- русскоязычная калька терминов, взятых из IEEE Dictionary.
Исключением являются термины, не введенные в Глоссарий, а формулирующиеся в тексте непосредственно. В первую очередь, это относится к уточненному определению «система».
Глосса (glosa – греч. – язык, речь) – толкование слов и выражений, непонятных мест.
Глоссарий (glossarium – лат. – собрание глосс) – слова или выражения к отдельному произведению с определениями или переводами.
Автоматизация (automatos – греч. – самодействующий) – процесс, при котором функции управления и контроля передаются от человека приборам и автоматическим устройствам.
Интеллект (intelectus – лат. – понимание, рассудок) – относительно устойчивая структура умственных способностей индивида, способность к мышлению, рациональному пониманию.
Информатика (informatics – англ.) – 1) наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ; 2) область человеческой деятельности, связанная с применением ЭВМ.
Информационная технология (составное определение) – способ, метод, процесс или программа преобразования информации, энергии или вещества из заданного начального состояния в заданное конечное состояние с помощью определенных средств информатики.
Информация (informatio – лат. – изложение, разъяснение) – одно из основных понятий кибернетики, информатики, философии и т.д., являющееся предметом их изучения, в определенном отношении близкое понятиям «данные, сведения», совокупность знаний об окружающем мире.
Исследование (research – англ.) – процесс выработки научных знаний, один из видов познавательной деятельности.
Менеджмент (management – англ.) – управление, заведование, умение справляться с работой – сравните с управлением. В общем случае менеджмент – совокупность принципов, методов, средств и форма управления, разработанных с целью интенсификации производства и получения прибылей.
Моделирование (simulation – англ.) – исследование объектов познания на моделях; обычно понимается как исследование с помощью компьютеров.
Принятие решения – процесс осуществления рационального выбора из ряда альтернатив в условиях риска или неопределенности.
Прогнозирование (prognosis – греч. – предвидение, предсказание) – специальное научное исследование перспектив развития и выходных эффектов системы.
Проектирование (projectus – лат. – выдвинутый вперед) – процесс создания проекта – прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния, организации.
Объект (objectum – лат. – предмет) – 1) философская категория, обозначающая объективную реальность, внешний мир, существующий вне нашего сознания и независимо от человека (в противоположность субъекту); 2) предмет, явление, на которое направлена человеческая деятельность.
Системный анализ – совокупность средств и методов науки и практики, используемых для подготовки и обоснования решения при исследовании объектов как систем.
Системный подход – методология совокупной исследовательской деятельности на базе свойств и принципов, позволяющих формировать новые подходы.
Системология (systemology – англ.) – наука, объединяющая общие закономерности описания мира (онтология), методологию научного познания систем на базе системного подхода (гносеология), методы практической оценки поведения систем (праксеология).
Технология (techne – греч. – искусство, мастерство) – 1) совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции, а также научное описание способов производства; 2) способ, метод или программа преобразования вещества, энергии или информационных сигналов из заданного начального состояния в заданное конечное состояние с помощью определенных технических объектов.
Управление (control – англ.) – контроль, проверка, надзор, регулировка, управление, руководство (сравните – менеджмент). В общем случае - это функция систем различной природы, обеспечивающая сохранение их структуры, режима деятельности, реализацию цели или программы.
Цель (purpose – англ.) - один из элементов поведения и деятельности человека, который характеризует предвосхищение в мышлении результата деятельности и пути его реализации с помощью определенных средств.
Эффект (effectus – лат. – исполнение, действие) – результат, следствие действий при достижении цели.