Информатика как наука и вид практической деятельности
Информатика появилась с развитием вычислительной техники, компьютерных систем и сетей. В истоках лежит кибернетика, хотя в настоящее время информатика гораздо шире кибернетики. Эти науки разные с некоторыми общими взаимопроникновениями.
Теоретическая информатика (теоретические основы информатики) – наука молодая, не вполне сложившаяся, устоявшаяся. Эта наука математизированная: сюда входят различные разделы математики, теория автоматов, теория алгоритмов, математическая логика, теория формальных языков и грамматик, реляционная алгебра, теория кодирования и др.
Основные задачи ТОИ:
· Методами точного анализа ответить на основные вопросы связанные с информацией. Например, вопрос о количестве информации, содержащемся в данной информационной системе (понятие объема).
· Способы упаковки информации.
· Способы передачи, обработки и приема информации без помех.
· Вопросы существования алгоритмов преобразования информации.
· Вопросы математического моделирования и т.д.
Таким образом, требуется серьезная математическая база.
История возникновения термина «информатика »
В англоязычном обществе употреблялось понятие «Computer Science ». Чуть позже примерно 30 лет назад (на рубеже 60-70гг) французы ввели понятие «Informatique ». В русском языке «Информатика » использовалась лишь в смысле информационно-аналитической деятельности связанной с научной (печатной) литературой.
В истоках понятия «информатика » лежит понятие «кибернетика ». Впервые этот термин употребил Платон (древнегреческий философ). В переводе с греческого – искусство управления рулем (кораблем).
В 1948 г. Норберт Винер опубликовал свой труд, названный «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В нем указывались пути создания общей теории управления для различных систем с единой точки зрения.
В энциклопедии «Кибернетика – наука об управлении, связи и переработке информации». В кибернетике под информацией понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые воспринимаются некоторой системой (входная информация), выдается в окружающую среду (выходная информация), а также хранятся в себе (внутренняя информация). В кибернетике под информатикой понимается и связь в любых системах, в том числе биологических, технических.
В 1978 г. Международный конгресс по информатике предпринял попытку уточнить понятие «информатика »: «Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия».
Как наука информатика изучает закономерности свойственные информационным процессам (социальным, а не любым).
Объектом приложений информатики являются самые различные науки и области практической деятельности, для которых она стала непрерывным источником самых современных технологий.
Информатика нашла свое приложение в таких областях жизнедеятельности, как: производство, управление, образование, проектные разработки, торговля, финансовая деятельность, медицина, криминалистика и т.д. Примером таких приложений являются:
· АСУ – автоматизированные системы управления – комплекс технических и программных средств, которые во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере.
· АСУ ТП – автоматические системы управления технологическими процессами. Например, такая система управляет работой станка с числовым программным управлением.
· СУБД – системы управления базами данных.
· АСНИ – автоматизированная система научных исследований – программно-аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, вводят в него данные измерений автоматически, а компьютер производит обработку этих данных и представление их в наиболее удобной для исследователя форме.
· АОС – автоматизированная обучающая система. Есть системы, помогающие учащимся осваивать новый материал, производящие контроль знаний, помогающие преподавателям готовить учебные материалы и т.д.
Структура современной информатики
Рассмотрим составные части «ядра» современной информатики. Каждая из этих частей может рассматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина; взаимоотношения между ними примерно такие же, как между алгеброй, геометрией и математическим анализом в классической математике – все они хоть и самостоятельные дисциплины, но являются частями одной науки.
Теоретическая информатика – часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она опирается на математическую логику и включает такие разделы, как теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и другие. Этот раздел информатики использует математические методы для общего изучения процессов обработки информации.
Вычислительная техника – раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем. Речь идет не о технических деталях и электронных схемах, а о принципиальных решениях на уровне так называемой архитектуры вычислительных систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств. Примеры принципиальных, ставших классическими решений в этой области – неймановская архитектура компьютеров первых поколений, шинная архитектура ЭВМ старших поколений, архитектура параллельной (многопроцессорной) обработки информации.
Программирование – деятельность, связанная с разработкой систем программного обеспечения. Основные разделы: создание системного ПО и создание прикладного ПО. Среди системного – разработка новых языков программирования и компиляторов к ним, разработка интерфейсных систем (операционные оболочки и ОС Windows). Среди прикладного ПО – системы обработки текстов, табличные процессоры, системы управления базами данных.
Информационные системы – раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации. Известным примером решения проблемы на глобальном уровне может служить гипертекстовая поисковая система WWW, а значительно более низком уровне – телефонная справочная система 09.
Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Основные направления разработок – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие. От успехов работ в области искусственного интеллекта зависит, в частности, решение такой прикладной проблемы, как создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека с компьютером, благодаря которым это взаимодействие будет походить на межчеловеческое и станет более эффективным.