Основные положения о дисциплине.

1) Информатика – это фундаментальная естественная наука, изучающая процессы передачи и обработки информации.

2) Информатика- изучает проблемы создания вычислительных машин, математического обеспечения, научных исследований.

3) Информатика – комплексная научная и техническая дисциплина, которая изучает важнейшие аспекты разработки, проектирования, создания систем обработки данных, а также их воздействия на жизнь общества и государства.

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.

Информационные технологии (ИТ) - это машинизированные (инженерные) способы обработки семантической информации - данных и знаний, которые реализуются посредством автоматизированных информационных систем (АИС).

В зависимости от организации информационных процессов АИС делятся на два больших класса: управляющие и информационные. В информационных системах управление отсутст­вует (автоматизированные системы научных исследований - АСНИ, «Библиотека», системы автоматизированного проектирования - САПР, экспертные системы - ЭС и др.).

Если информация - категория всеобщая, присущая всем истори­ческим периодам, то информатика - категория конкретно-историческая, присущая лишь современному и будущим историче­ским периодам. Ранее, когда не было ИТ, т.е. не было объекта ин­форматики, информация перерабатывалась не машинными, рутин­ными способами. На базе ЭВМ рождаются ИС, реализующие специ­альные технологии сбора, переработки, передачи и применения ин­формации, т.е. рождается объект информатики, что является основ­ным содержанием современной научно-технической революции.

Таким образом, объект информатики, охватывающий все элемен­ты ИТ: технические средства, математическое, алгоритмическое, программное, лингвистическое обеспечения, средства связи во взаи­модействии с людьми, резко усложняется.

Предметом информатики как новой фундаментальной науки 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 ИР в общественной практике подводит теоретический фун­дамент под использование ЭВМ и автоматизированных систем, кото­рые и предназначены для усиления информационных процессов в обществе, использования ИР.

Таким образом,предметом информатики является информа­ционный ресурс как симбиоз знания и информации. Он выступает в качестве предмета новой науки и с содержательной, и с формально-математической, и с технической стороны. Необходимо разграничи­вать предмет информатики как фундаментальной науки, ее объект и инструментарий: основанные на ЭВМ вычислительные системы, про­граммы, сети связи и т. д. Без ЭВМ нет информатики, но нельзя объ­являть информатику наукой об ЭВМ.

Информатика делится на две части: теоретическую и прикладную информатику.

1. Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разра­ботки автоматизированных информационных систем: их проектиро­вания, создания и использования не только с формально-технической, но и содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на социальную динамику. Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям конкретных ИТ, процессов и сред их протекания. Решающее значение для рождения теоретической информатики имеет появление ИТ высшего уровня, основанных на искусственном интеллекте (ИИ).

2. Прикладная информатика изучает конкретные разновидности ИТ, которые формируются с помощью специальных ИС (управ­ленческих, медицинских, обучающих, военных, криминалистических и др.). Рождаются ветви прикладной информатики, обслуживающие создание проекти­рующих систем, экспертных систем, диагностических комплексов, управляющих и других функциональных систем. Возникли также от­раслевые ветви информатики, обслуживающие информатизацию раз­ных сфер социальной и экономической практики: промышленность, науку, медицину, связь и т.д. Поэтому наряду с теоретической инфор­матикой развиваются ее конкретные ветви: экономическая информати­ка, медицинская информатика, военная информатика и др.

Формирование новой фундаментальной науки требует решения трех основных задач:

1) определения предметной области;

2) создания системы основных понятий и аксиоматики;

3) разработки математического аппарата.

Информатика впитала в себя достижения ряда наук, особенно кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики, т.е. является в большой степени интегративной дисцип­линой со всеми чертами метанауки.

1) Понятия, заимствованные информатикой из других наук - информация (в тради­ционном шенноновском смысле), информационный шум, избы­точность, бит, байт и другие понятия математической теории связи.

2) Система оригинальных понятий информатики:

1. Информационный ресурс (ИР). Это основное понятие, яв­ляющееся предметом информатики. ИР имеет две неразделимые стороны: формально-логическую (информационную) и семантическую (когнитивную). Когнитивный (от лат. cognition - знание, познание) означает познаваемый, соответствующий познанию. Первый аспект этого понятия (формально-логическая сторона) формируется в результате обобщения практики компьютеризации и развития инженерии знаний. Сам термин «инженерия знаний» (Knowledge engineering) появился в США в 1977 г. на ранних этапах создания ИИ. Развитие формально-логического направления в 70-е годы в основном было связанно с практикой создания интеллектуальных систем, главная особенность которых состоит в наличии у них базы знаний и механизма их вывода («логической машины.

2. Социальная энтропия. Вторая фундаментальная категория инфор­матики. Социальная энтропия - это мера отклонения от некоторого состояния, принимаемого за эталонное, оптимальное по критерию недоиспользования ИР. В теории информации Шеннона энтропия - это мера неопределенности случайной величины любой природы. Итак, социальная энтропия - новая категория информатики для характеристики управленческих процессов, уровня их осущест­вления.

3. Полезная работа (отдача) ЭВМ. Определим, что такое информационная работа вообще. Информационная работа обеспечивает развитие объекта, перевод его в новое состояние. Таким образом, полезная информационная работа наблюдателя, а значит и ЭВМ как орудия наблюдателя, есть остаток от работы, затраченной на компенсацию энтропии самого наблюдателя, его неупорядоченности и исходной энтропии объекта.

4. Информационная среда. 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, формы стимулирования, контроля, методы и формы управления, документопотоки, процедуры, рег­ламенты, юридические нормы и т.д.

5. Иформационно-управленческий процесс в его полном виде - не просто сообщение данных, а функционирование ИР - информдинамики, связанной с функционированием всей информационной среды, всех ее элементов, среди которых активными являются люди, а пассивными - технические средства и другие материальные ресурсы. Такой подход очень важен при создании интегрированных АСУ.

6. Напряженность информационного поля - это та сила, побу­дительный мотив, с которым объект и его среда действуют на управляющую подсистему, обеспечивая достижения объектом новой цели или перевода всей системы в новое целевое состояние в течение определенного времени.

7. Искусственный интеллект (ИИ). Слово «интеллект» (от лат. Intel lectus) означает ум, рассудок, разум, мыслительная способность человека. Учение об интеллекте развивается по трем направлениям. Первоесвязано с теорией эвристического поиска и созданием машинных «решателей задач», относящихся к разряду творческих. Второе направление связано с разработкой роботов, автономно действующих в реальной среде и решающих нетривиа­льные задачи, поставленные человеком. Третье - главное - направ­ление связано с коренной интеллектуализацией ЭВМ путем осна­щения их программно-техническими средствами высокого уровня, способными делать логические выводы.

Инструментарием, носителем искусственного интеллекта являются ЭВМ, роботы, экспертные системы, телекоммуникации. Непосредственным толчком к выработке нового подхода к ИИ, его понимания как искусственного аналога социального интеллекта послужили разработки пятого поколения ЭВМ в начале 80-х годов. В Японии, а затем сразу же в США, Западной Европе и с опозданием в 3-4 года в СССР были опубликованы проекты создания вычис­лительной системы (ВС) пятого поколения, реализующей функции интеллекта, включая функцию абстрактного мышления. Главными элементами этой «социальной машины» являются: «супермозг науки» - центральный процессор с быстродействием свыше 10 млрд. оп/с;

8. Творческая система, интеллектуальные системы - это информационные комплексы, оснащенные ИИ.

Творческие системы (Creative Systems) не просто творят новые знания, не просто дают новое представление об объекте, новые управленческие решения - это могут делать информационные системы неполного цикла, - а творят, созидают новые состояния объектов - предприятий, учреждений, технологий, хозяйственных комплексов, т.е. обеспечивают их развитие. Эти системы обеспе­чивают автоматизированный, высокопроизводительный процесс перевода знаний (книг, статей, патентов, квалификации людей) в ИР, т.е. в конкретные программы и решающие алгоритмы.

9. Квантификация знаний. Это умственная (интеллектуальная) деятельность всегда была областью, где нет метрики, где фигурируют лишь качественные, трудно определимые понятия.

Знания в виде информации можно учесть с помощьюединицы семантической информации - ранжиро­ванного бита.

Ранжированный бит - это информационная единица, отражаю­щая величину системной, социальной ценности конкретного сообще­ния.

Информационный ресурс - это отчуждаемые знания, становя­щиеся сообщениями, - выступает в пассивной и активной формах. К пассивной относятся такие формы существования знаний, когда они не связаны или слабо связаны с конкретными предметными облас­тями (книги, статьи, патенты, банки данных). Активные формы существования ИР: модель, алгоритм, программа, проект. Каждая из этих четырех активных форм ИР может иметь разные степени общности, научно-технический уровень и завершенность (комплек­тность).

Формирование аксиоматики т.е. фундаментальных соотношений, - решающий момент в становлении любой науки. Аксиоматика вводится дедуктивным путем.

В этой статье будет рассмотрена история информатики как науки, также разберемся в том, чем она занимается, и в ее основных направлениях.

Цифровая эпоха

Современный мир очень сложно представить без информационных и цифровых технологий. Все они значительно облегчают жизнь, благодаря им человечество совершило ряд значительных прорывов в науке и промышленности. Рассмотрим более подробно дисциплины информатики и историю ее становления как науки.

Определение

Информатика - это наука, которая занимается исследованием методов сбора, обработки, хранения, передачи и анализа информации с применением различных компьютерных и цифровых технологий, а также изучением возможностей их применения.

Она включает в себя дисциплины, которые имеют отношение к обработке и расчету информации с применением различного рода вычислительных машин и сетей. Причем как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и конкретные, к примеру, разработка новых методов компрессии данных, протоколов обмена информации и языков программирования.

Как видим, информатика - это наука, которая отличается широтой исследовательских тем и направлений. В качестве примера можно привести следующие вопросы и задачи: что реально, а что невозможно реализовать в программах (искусственный интеллект, самообучение компьютеров и т. п), как решать различного рода специфические информационные задачи максимально эффективно (так называемая теория сложности вычислений), в каком виде следует сохранять информацию и восстанавливать ее, как наиболее эффективно люди должны взаимодействовать с программами (вопросы пользовательского интерфейса, новых языков программирования и т. п).

Теперь же кратко рассмотрим развитие информатики как науки, начиная с ее истоков.

История

Информатика - это молодая наука, которая возникала постепенно и наиболее сильное развитие получила во второй половине XX века. Очень важна она и в наше время, когда практически весь мир зависим от компьютерных и иных электронных вычислительных технологий.

Началось же все с середины XIX века, когда разными учеными были созданы механические калькуляторы и «аналитические машины». В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку программируемого калькулятора, и, кстати, именно он впоследствии сформулировал множество основных черт и принципов современного компьютера. Также именно он предложил использовать перфокарты, которые затем были в употреблении вплоть до конца 80-x годов XX века.

В 1843 году Ада Лавлейс создала алгоритм для вычисления чисел Бернулли, и это считается первой в истории компьютерной программой.

Примерно в 1885 году Герман Холлерит создал табулятор - устройство для считывания данных с перфокарт. А в 1937 году, спустя почти сто лет после идей и мечты Бэббиджа, компания IBM создала первый программируемый калькулятор.

В начале 1950-х годов всем стало ясно, что компьютер можно использовать в различных сферах науки и промышленности, а не только как инструмент для математических расчетов. И что только зарождавшаяся тогда информатика – это наука, за которой будущее. А чуть позже она получила статус официальной науки.

Теперь же кратко рассмотрим ее структуру.

Структура информатики

Структура информатики многогранна. Как дисциплина, она охватывает широкий круг тем. Начиная от теоретического исследования различного рода алгоритмов и заканчивая практическим воплощением в жизнь отдельных программ или же созданием вычислительных и цифровых устройств.

Информатика – это наука, изучающая…

На данный момент различают несколько основных ее направлений, которые, в свою очередь, делятся на множество ответвлений. Рассмотрим самые основные:

1. Теоретическая информатика . В ее задачи входит исследование как классической теории алгоритмов, так и ряда важных тем, что имеют связь с более абстрактными аспектами математических вычислений.
2. Прикладная информатика . Это наука, вернее, один из ее разделов, который направлен на то, чтобы выявить определенные понятия в области информатики, которые можно использовать в качестве методов решения каких-то стандартных задач, к примеру, построение алгоритмов, хранение и управление информацией с использованием структуры данных. Кроме этого, прикладную информатику применяют в ряде промышленных, повседневных или научных сфер: биоинформатике, электронной лингвистике и прочих.
3. Естественная информатика . Это направление, которое занимается изучением процессов различной обработки информации в природе, будь то человеческий мозг или же человеческое общество. Ее основы строятся на классических теориях эволюции, морфогенеза и прочих. Помимо них, используются такие научные направления, как исследования ДНК, мозговой активности, теория группового поведения и т. п.

Как видим, информатика – это наука, изучающая ряд очень важных теоретических вопросов, к примеру, создание искусственного интеллекта или разработка решений для каких-то математических задач.

1 Информатика как наука. Предмет и задачи информатики.

Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика".

Информатика - это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации - массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

Информатика - научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её основные направления:

разработка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;

теория информации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

методы искусственного интеллекта, позволяющие создавать программы для решения задач, требующих определённых интеллектуальных усилий при выполнении их человеком (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать;

методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

средства телекоммуникации, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Термином информатика обозначают совокупность дисциплин, изучающих свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук, которую в равной степени можно отнести как к математике, так и к кибернетике: теория информации, теория алгоритмов, математическая логика, теория формальных языков и грамматик, комбинаторный анализ и т. д. Кроме них информатика включает такие разделы, как архитектура ЭВМ, операционные системы, теория баз данных, технология программирования и многие другие.

Предмет и задачи информатики

Предмет информатики составляют такие понятия:

Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

Программное обеспечение средств вычислительной техники;

Средства обеспечения аппаратной и программной составляющих;

Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными составляющими.

Как видно, в информатике большое внимание уделяется взаимодействию. Для этого используется специальное понятие – интерфейс. Согласно приведенным задач различают аппаратный, программный, программно-аппаратный интерфейсы и интерфейс пользователя.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Задачи информатики:

· создание техники и технологий преобразования информации;

· решение проблем, возникающих при разработке и использовании информационных технологий и компьютерной техники;

· исследование информационных процессов

Предмет и задачи информатики. Основные понятия информатики. Цели информатики

Эта статья посвящена рассмотрению таких вопросов, как предмет и задачи информатики. Прежде чем перейти к их освещению, определимся с термином, значение которого следует четко обозначить.

Слово "информатика" впервые появилось во Франции в 60-х годах прошлого века для обозначения области, которая занимается автоматизированной обработкой информации и использует для этого электронные вычислительные машины. Термин этот был образован с помощью слияния двух других - "автоматика" и "информация". Он означает автоматизированную переработку информации или информационную автоматику. Данному термину соответствует в англоязычных странах понятие "computer science", то есть наука о компьютерной технике.

Предлагаем читателю предварить рассмотрение таких тем, как предмет и задачи информатики, знакомством с историей ее возникновения.

История возникновения информатики

Мы можем найти истоки информации еще в глубине веков. Потребность выразить и запомнить ее привела еще много столетий назад к возникновению речи, счета, письменности. Наши предки пытались изобретать и в дальнейшем совершенствовать способы хранения информации, ее обработки и распространения. Различные свидетельства попыток людей далекого прошлого сохранять ее были найдены в наши дни. Это такие способы, как записи на глиняных дощечках и берестяной коре, наскальные рисунки, а затем и рукописные книги.

В 16 веке появился печатный станок. Его изобретение способствовало значительному увеличению возможности хранить и обрабатывать необходимые сведения. Информация, представленная в печатном виде, была основным способом обмена и хранения, и вплоть до середины 20 века продолжала им оставаться. Лишь с возникновением ЭВМ появились принципиально новые, намного более эффективные способы ее хранения, сбора, передачи, обработки, были сформулированы предмет и задачи информатики.

Общее определение информатики

Можно дать множество ее определений. Это связано с многогранностью присущих ей методов, форм, возможностей и функций. Следующее определение понятия "информатика" является одним из самых общих.

Информатика представляет собой область деятельности человека, которая связана с различными процессами преобразования информации, осуществляемыми с помощью компьютеров, а также с их взаимодействием с соответствующей средой применения.

Кибернетика и информатика

Зачастую возникает путаница двух понятий: "кибернетика" и "информатика". Давайте определим, в чем состоит их сходство и чем они отличаются друг от друга.

Кибернетика - наука о некоторых общих принципах управления, действующих в различных системах: социальных, биологических, технических и др. Предмет и задачи информатики же несколько иные. Она изучает более широко процессы создания и преобразования информации, почти не затрагивая решения задач, связанных с управлением теми или иными объектами, как это делает кибернетика. Ее возникновение стало возможным из-за развития компьютерной техники, которая на ней базируется и немыслима без нее. Развитие кибернетики происходит само по себе и, хотя она использует достаточно активно достижения компьютерной техники, совсем не зависит от них, поскольку строит разные модели управления объектами.

Информатика в широком и узком смысле слова

В широком смысле слова информатика - это единство различных отраслей науки, производства и техники, которые связаны с переработкой информации. А что же в узком смысле? В нем можно выделить 3 взаимосвязанные части информатики.

1. Информатика как отрасль народного хозяйства

Первая из них - отрасль народного хозяйства. В этом смысле информатика состоит из некоторой однородной совокупности фирм, осуществляющих различные формы хозяйствования, которые занимаются производством программных продуктов, компьютерной техники и разработкой технологии переработки информации. Значение, специфика, цели и задачи информатики в этом смысле определяются тем, что именно от нее зависит в большой степени рост производительности труда в различных отраслях народного хозяйства. Множество рабочих мест во всем мире сегодня оборудовано средствами автоматизации.

2. Информатика в качестве фундаментальной науки

Как фундаментальная наука информатика разрабатывает методологию информационного обеспечения различных процессов управления объектами на основе компьютерных информационных систем. Можно выделить существующие в Европе следующие ведущие научные направления: медицинская и экономическая информатика, компьютерно-интегрированные производства, разработка сетевой структуры, информатика окружающей среды и социального страхования, профессиональные информационные системы.

Опишем основные цели и задачи информатики фундаментальной. Целью ее является получение обобщенных знаний о различных информационных системах, а также выявление в их функционировании и построении общих закономерностей. Задачи ее состоят в следующем:

Исследовать различные теории информационных систем и технологий;

Разработать методологию того, как следует создавать информационное обеспечение тех или иных компьютерных систем.

3. Прикладной аспект

Описывая предмет информатики как прикладной науки, отметим, что она занимается:

Созданием различных информационных моделей коммуникации, функционирующих во множестве областей деятельности человека;

Изучением закономерностей, которые существуют в информационных процессах (распространение, переработка, накопление);

Разработкой технологий и информационных систем в конкретных областях, а также выработкой рекомендаций, касающихся их жизненного цикла для различных этапов (проектирования, производства, функционирования и др.).

Основные задачи информатики

Основная функция ее состоит в разработке средств и методов преобразования информации, а также в использовании их в организации различных технологических процессов ее переработки.

Можно выделить следующие основные задачи информатики:

Исследование информационных процессов, имеющих любую природу;

Решение инженерных и научных проблем внедрения, создания, обеспечения максимально эффективного применения компьютерной технологии и техники в различных областях общественной жизни;

Разработка информационной техники, а также создание на базе результатов исследования различных информационных процессов новейшей технологии переработки информации.

Информатика как комплексная дисциплина

Следует сказать, что она существует не сама по себе. Информатика - это комплексная дисциплина (научно-техническая), которая направлена на создание новых информационных технологий и техник. Они служат для решения проблем, возникающих в других областях. В информационном обществе комплекс ее индустрии является ведущим. В мире существует тенденция к увеличивающейся информированности. Она зависит в значительной степени от прогресса именно этой области знания, ее единства как науки, производства и техники.

Области применения информатики

Информатика сегодня широко применяется в различных областях нашей жизни: в науке, производстве, образовании и многих других сферах деятельности. Необходимость проведения дорогостоящих и сложных экспериментов неизбежно возникает в связи с развитием современной науки. В качестве примера можно привести разработку термоядерных реакторов. Роль информатики заключается в том, чтобы заменить машинными реальные эксперименты. Это экономит значительные ресурсы, предоставляет возможность обработать самыми современными методиками полученные результаты. Кроме того, подобные эксперименты занимают намного меньше времени, чем реальные. А в некоторых областях научного знания (к примеру, в астрофизике) просто невозможно проведение реального эксперимента. Тогда на помощь приходит информатика. В основном в данных областях все исследования осуществляются с помощью модельных и вычислительных экспериментов.

Дальнейшее развитие информатики, так же как и любой другой науки, приводит к новым открытиям и достижениям. Появляются новые области применения, которые ранее сложно было даже предположить.

Связь информатики с другими отраслями знания

Информатика - широкая область научных знаний, которая возникла на стыке прикладных и фундаментальных дисциплин. В качестве комплексной научной дисциплины она связана со следующими отраслями знания:

С психологией и философией (через теорию познания и учение об информации);

С математикой (через дискретную математику, теорию математического моделирования и алгоритмов, математическую логику);

С лингвистикой она связана через учение о знаковых системах и формальных языках;

С кибернетикой, как мы уже отмечали, - через теорию управления и информации;

С радиотехникой, электроникой, химией и физикой - через материальную часть информационных систем и компьютера.

В поле зрения науки информатики попадают вычислительные науки, которые изучают методы и принципы организации различных вычислительных процессов, глобальных и локальных компьютерных сетей. С другой стороны, в него также входят науки когнитивные, которые предназначены для изучения усилий человека в области мышления с целью улучшения интеллектуальных качеств компьютеров.

Информатика как отрасль экономики

Как отрасль экономики информатика представляет собой совокупность хозяйствующих субъектов, которые предназначены для обслуживания пользователей (информационного), производства средств обработки, а также создания программного обеспечения. Существует тенденция перехода от индустриального общества, где все направлено на производство и потребление товаров, к информационному.

Сегодня в экономике широко используются различные средства информатики. Они применяются в практике:

Торгового, производственного и банковского менеджмента;

Аудиторской деятельности и бухгалтерского учета;

Бюджетного процесса в муниципальных и государственных учреждениях;

Электронного предпринимательства и электронной коммерции;

Менеджмента казначейства, аукционов и торговых бирж.

Экономическая информатика - это наука, которая предназначена для формирования теории моделирования деятельности различных хозяйствующих субъектов, муниципальных, государственных и региональных образований. Ее цели определяются целями экономики. То есть они состоят в обеспечении хозяйственных субъектов, муниципальных и государственных служб и организаций информационными технологиями. В чем же заключается предмет информатики экономической? Он состоит в поиске закономерностей, существующих в информационном моделировании, а также методов предоставления знаний об экономической деятельности организаций (предприятий) хозяйствующему и иному субъекту, внедрении в практику управления информационных технологий.

Методы моделирования и изучения экономических процессов

Существует множество методов моделирования и изучения экономических процессов. Они как специфические, так и общенаучные. Общенаучные: синтез, анализ, индукция, дедукция, абстрагирование, аналогия, конкретизация. Все они выявляют закономерности, существующие в устойчивых явлениях или процессах. Методы специфические ориентированы на отражающие экономические процессы информационные явления, такие как:

Математические: детерминированное, стохастическое, имитационное, оптимизационное и сетевое моделирование, нечеткая математика, математический, системный, факторный, регрессионный и иные виды анализа;

Информационно-логические: графики и диаграммы, графы, визуальные и стандартизированные средства представления информационных потоков и бизнес-процессов.

Что такое ЭВМ?

Основные понятия информатики включают в себя различные ЭВМ, поскольку они являются главными техническими средствами, служащими для ее обработки. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по назначению, принципу действия, размерам вычислительной мощности, способам организации самого вычислительного процесса, функциональным возможностям и др.

Классификация ЭВМ по назначению

Можно разделить ЭВМ по назначению на 3 следующие группы.

1. Общего назначения (универсальные). Они предназначены для решения различных инженерно-технических задач: математических, экономических, информационных и иных, которые отличаются большим объемом данных, подлежащих обработке, а также сложностью алгоритмов. Характерными чертами данных ЭВМ является их высокая производительность, а также разнообразие форм данных, которые подлежат обработке (символьные, десятичные, двоичные), разнообразие выполняемых операций (специальных, логических, арифметических), значительная емкость оперативной памяти, а также развитая система ввода-вывода информации.

2. Вторая группа - проблемно-ориентированные. Их предназначение заключается в решении некоторого более узкого круга задач, которые обычно связаны с технологическими объектами, накоплением, регистрацией и обработкой незначительных объемов данных.

3. Специализированные служат для решения очень узкого круга задач. Это снижает стоимость и сложность таких ЭВМ, при этом сохраняя надежность работы и большую производительность.

Информационная технология

Описывая основные понятия информатики, нельзя не сказать пару слов об информационной технологии. Это совокупность конкретных программных и технических средств, служащих для выполнения различных операций, связанных с обработкой информации, в любых сферах нашей жизни. Информационную технологию называют иногда прикладной информатикой или компьютерной технологией. Это понятие возникло с формированием информационного общества, в котором основой социальной динамики являются информационные, а не традиционные материальные ресурсы. Это наука, знания, интеллектуальные способности, организационные факторы, творчество, инициатива и др. Данное понятие, к сожалению, является настолько всеохватывающим и общим, что специалисты до сих пор не пришли к четкой его формулировке. Самое удачное определение его было дано академиком Глушковым, трактовавшим информационную технологию как человеко-машинную технологию передачи, обработки, сбора информации, основывающейся на использовании различной вычислительной техники. Она быстро развивается и охватывает все больше видов общественной деятельности: управление, производство, образование, науку, медицину, финансово-банковские операции, быт и др.

Школьный курс информатики

Основная задача школьного предмета "Информатика" заключается в обеспечении сознательного и прочного овладения учащимися знаний, касающихся процессов преобразования, получения, использования, хранения информации. На этой основе учитель информатики должен раскрыть также роль ее в формировании научной картины мира, сложившейся в наши дни, значение вычислительной техники и информационной технологии в развитии современного общества. Задача заключается и в том, чтобы привить учащимся навыки рационального и сознательного использования ЭВМ в учебной и в дальнейшей профессиональной деятельности.

Следующие вопросы должен осветить школьникам учитель информатики:

Информация, различные информационные процессы, а также языки ее представления;

Информационное моделирование;

Программирование и алгоритмизация;

Компьютер в роли средства обработки информации;

Существующие сегодня новые информационные технологии ее обработки.

Данные линии имеют сквозной характер, то есть изучение их происходит на всех этапах (со 2 по 11 класс). На три уровня делится информатика в школе. Эти уровни учитывают возраст учащихся, а также их подготовку.

Первый уровень - начальный (со 2 по 6 класс), второй - базовый (с 7 по 9 класс), третий - профильный (10 и 11 классы). При этом программа для классов со 2 по 9 - это обязательный минимум. В старших классах осуществляется углубленное обучение информатике по различным профилям. Это обеспечивает подготовку к профессиональной деятельности. Более подробно рассматриваются уже пройденные темы, изучаются различные классы программ.

Информатика: ЕГЭ

По этому предмету ЕГЭ - один из наиболее долгих экзаменов, который длится порядка 4-х часов. В 2014 году минимальный проходной балл составлял 40. Подготовку следует начать еще задолго до дня проведения тестирования, и высокие результаты в этом случае будут обеспечены.

Задания по информатике разделены на блоки в зависимости от их сложности. А1-А13 - вопросы базового уровня с выбором из нескольких вариантов ответа. За каждый верный выбор полагается 1 балл. Задания по информатике В1-В15 - это уже задачи повышенной сложности. Числа или последние цифры служат ответом на них. Самые сложные задачи по информатике - С1-С4. Необходимо дать максимально полный ответ на них.

В каждом варианте ЕГЭ задачи по информатике связаны так или иначе с компьютером. Однако при решении заданий из категории С запрещается пользоваться калькулятором и ПК.

Глава 1. Основные понятия и определения информатики § 1.1. Предметная область и структура информатики

Последняя информационная революция второй половины 20-го века, связанная с изобретением и развитием микропроцессорной технологии и созданием современных информационных коммуникаций, компьютерных сетей и систем передачи данных, привела к созданию новой отрасли - информационной индустрии , направленной на производство технических средств и создание новых технологий производства знаний. Возникновение новой индустрии производства знаний привело к глобальным изменениям в обществе - информатизации общества - вовлечению всех его членов в общий процесс производства и реализации знаний на базе новых компьютерных и телекоммуникационных технологий и потребовало от всех его членов определенного уровня информационной культуры , определенных базовых знаний и умения целенаправленно использовать в своей деятельности современные информационные технологии, технические средства и методы. Научным фундаментом процесса информатизации современного общества и развития информационной индустрии является новая научная дисциплина - информатика .

Термин информатика произошел от слияния двух французских слов Informacion (информация) и Automatique (автоматика) и дословно определял новую науку об "автоматической обработке информации ". В англоязычных странах этому термину соответствовал синоним Computer Science (наука о компьютерной технике).

Всовременном толковании информатика - это комплексная научно-инженерная дисциплина, изучающая различные аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования различного рода технических информационных систем (ИС) , предназначенных для автоматизации информационных процессов сбора, хранения, поиска, отображения, обработки и передачи данных средствами современной вычислительной, информационно-измерительной техники и современных средств связи, а также изучающая вопросы применения этих систем и их воздействия на различные области социальной практики (по материалам сессии годичного собрания Академии наук СССР 1983 г.). В таком широком толковании информатика объединяет и использует достижения целого ряда научно-технических направлений, связанных с разработкой:

современных технических средств (hardware ) сбора, хранения, поиска, отображения, обработки и передачи данных в ИС , а также технологий их создания и использования;

математических моделей естествознания и общественных явлений с целью их формализации, численных и логических методов решения задач, возникающих при построении и реализации этих моделей;

алгоритмических (brainware ) и программных (software ) средств автоматизации информационных процессов сбора, хранения, поиска, отображения, обработки и передачи данных в ИС .

Этот комплекс научно-технических дисциплин, как фундаментального, так и прикладного характера, позволяющих рассмотреть весь широкий круг проблем, возникающих при разработке и применении автоматизированных ИС , и представляет собой структуру нового научно-технического направления называемого информатикой.

Как и в других фундаментальных науках (физика, химия, биология, математика и др.), в информатике можно выделить различные стороны одного и того же объекта - информации. В связи с этим информатику можно условно разделить на ряд направлений, взаимосвязанных друг с другом.

Теоретическая информатика - это математическая дисциплина, содержанием различных составных дисциплин которой являются создание информационных моделей и средств работы с информацией и изучение их свойств . Использованные в ней методы исследования опираются на идеи и понятия дискретной математики.

Теоретическая информатика распадается на ряд самостоятельных дисциплин, которые условно можно разделить на пять классов

. К первому классу относятся дисциплины, опирающиеся на математическую логику . В них разрабатываются методы анализа процессов переработки информации с помощь компьютеров (теория алгоритмов , теория параллельных вычислений ), а также методы, изучающие на основе моделей логического типа процессы, протекающие в самом компьютере (теория автоматов, теория сетей Петри .)

. Второй класс - это вычислительная математика и вычислительная геометрия, позволяющие свести решения математических задач к последовательности выполнения элементарных операций над числами с целью возможности их реализации на компьютерах.

. Изучением информатики как таковой, выявлением общих свойств информации, законов, управляющих ее рождением, развитием и уничтожением, занимается теория информации . К ней близко примыкает теория кодирования . В теории информации имеется раздел, специально занимающийся вопросами передачи информации по различным каналам связи.

V. Переход от реальных объектов к моделям, которые можно использовать для изучения и реализации в компьютерах, требует развития особых приемов, изучением которых занимается системный анализ . Частью системного анализа является общая теория систем. Пограничное положение между теоретической информатикой и кибернетикой занимают две науки -имитационное моделирование и теория массового обслуживания .

V. Последний класс дисциплин, входящих в теоретическую информатику, ориентирован на использование информации для принятия решений в различных ситуациях. Изучением общих схем, используемых при выборе нужного решения, занимается теория принятия решений . Если выбор происходит в условиях конфликта, то это является предметом теории игр . Выбор оптимального решения изучается в дисциплине математическое программирование . При организации поведения, ведущего к нужной цели, принимать решения приходится многократно. Поэтому выбор отдельных решений должен подчиняться единому плану. Изучением способов построения таких планов и их использованием занимается научная дисциплина исследование операций.

Родоначальницей информатики является кибернетика , возникшая в конце 40-х годов прошлого века. В ее основу положены понятия управления и информации . Основоположником кибернетики является американский математик Норберт Винер.

Кибернетика сыграла большую роль в возникновении структурной лингвистики .

Наиболее активно развивается техническая кибернетика. В ее состав входит теория автоматического управления , которая стала теоретическим фундаментом автоматики . С теорией автоматического управления связана техническая диагностика , в задачи которой входят контроль за функционированием систем и поиск повреждений в них.

Заметное место в кибернетике занимает теория распознавания образов . Ее задача - поиск решающих правил, с помощью которых можно было бы классифицировать многочисленные явления реальности, соотносить их с некоторыми эталонными классами. Она является пограничной наукой между кибернетикой и искусственным интеллектом .

Использованием принципов работы живых систем в искусственных объектах занимается бионика . Нейрокибернетика пытается применить кибернетические модели в изучении структуры и действия нервных тканей.

Достижение равновесия при взаимодействии многих систем, соперничающих между собой, рассматривается в гомеостатике - недавно возникшей и еще находящейся в стадии оформления науке.

Кибернетика может рассматриваться как прикладная информатика в области создания и использования автоматических или автоматизированных систем управления разной степени сложности - от управления отдельными объектами до сложнейших систем управления целыми отраслями промышленности, банковскими системами, системами связи и даже сообществами людей.

Аппаратным фундаментом информатики является вычислительная техника , представляющая собой вполне самостоятельное направление исследований. В рамках этого направления решается немало задач, не имеющих прямого отношения к информатике. Например, ведутся многочисленные исследования, направленные на совершенствование элементной базы вычислительных машин. Основное содержание микроэлектроники составляют теория, методы расчета и технология изготовления интегральных микросхем, больших интегральных схем и сверхбольших интегральных схем (БИС, СБИС). Но, конечно, развитие современной информатики немыслимо без компьютеров - основного и пока единственного инструмента для работы с разнообразной информацией.

Эффективное использование компьютеров невозможно без знания их архитектуры и принципов функционирования. Они не работают вне специально созданных для них операционных систем, тестирующих программ, трансляторов - всего того программного обеспечения, которое составляет программную среду, где “существует” вычислительная машина.

Это означает, что само развитие вычислительной техники невозможно без использования результатов, полученных в программировании, искусственном интеллекте и других разделах, составляющих информатику. Даже проектирование современных ЭВМ и разработка их элементной базы требуют специальных систем автоматизированного проектирования - САПР, созданием которых занимаются специалисты, работающие в области информатики.

Научное направление, своим появлением обязанное вычислительным машинам - этопрограммирование , цель которого разработать средства для подготовки задач к решению на ЭВМ и создать средства программного обеспечения, с помощью которых реализуются вычислительный процесс на ЭВМ и обмен информацией с внешним миром.

В начальный период своего развития программирование не имело под собой прочной теоретической базы и напоминало труд ремесленников высшей квалификации, когда качество работы определяется не знаниями, а профессиональным умением. С накоплением опыта программирования определились общие идеи и положения, лежащие в основе построения программ для компьютеров и в самих процедурах программирования. Это повлекло за собой создание теоретического программирования, в котором выделяется несколько направлений.

Одно из них связано с созданием разнообразных языков программирования. Кроме разработки языка, на котором пользователь записывает программы, необходимы специальные средства, обеспечивающие автоматический перевод записи программы в форму, воспринимаемую компьютером. Это делается с помощью специальных программных систем - трансляторов, созданием которых также занимаются системные программисты.

Другая область деятельности системных программистов - создание операционных систем , без которых не может функционировать никакая вычислительная машина.

Тенденцией последних десятилетий стал переход от отдельных вычислительных машин к объединениям многих разнотипных машин в единую сеть сбора, обработки и передачи данных. Для того чтобы различные компьютеры “понимали” сообщения друг друга, нужны специальные языки, называемые протоколами связи. Это также область деятельности системных программистов.

Кроме системного выделяют проблемно-ориентированное программирование. Специалисты в этой области создают пользовательские программы, нацеленные на решение задач в той или иной области человеческой деятельности. Эти же программисты создают специальные пакеты прикладных программ , являющиеся удобным средством для пользователя, работающего в фиксированной предметной области.

Большой отряд программистов связан с созданием программ для разного рода информационных систем, например длябанков данных.

Одним из наиболее молодых направление информатики является искусственный интеллект , возникшее в начале 70-х годов 20-го века.

Основная цель работ в области искусственного интеллекта - стремление проникнуть в тайны творческой деятельности людей и реализовать их подобие в искусственных системах.

Искусственный интеллект появился на базе вычислительной техники, математической логики, программирования, психологии, лингвистики, нейрофизиологии и других областей знаний.

Оказалось, что с появлением ЭВМ стало возможным решать не только задачи вычислительного характера, но и различные головоломки, логические задачи, играть в шахматы, создавать игровые программы, сочинять музыкальные мелодии, стихи, сказки, переводить с одного языка на другой, распознавать образы, доказывать теоремы и т.д.

Существует несколько основных проблем, изучаемых в искусственном интеллекте: представление знаний; моделирование рассуждений; диалоговые процедуры общения на естественном языке; планирование целесообразной деятельности; обучение интеллектуальных систем в процессе их деятельности.

Интеллектуальные системы уже внедряются в практику человеческой деятельности. Это экспертные системы , интеллектуальные информационные системы , интеллектуальные работы.

Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации.

При их создании решаются следующие задачи:

анализ и прогнозирование потоков разнообразной информации, перемещающихся в обществе;

исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации, аннотирование объемных документов и реферирование их;

построение различных процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их человеком;

создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном человеческом языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа;

создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабатывающие центры и средства связи.

Большое прикладное значение имеет изучение информационных процессов, протекающих в биологических системах , использование накопленных знаний при организации и управлении природными системами и создание технических систем. В эту ветвь информатики входят три самостоятельные науки:

-биокибернетика , решающая проблемы, связанные с анализом информационно-управляющих процессов, протекающих в живых организмах, с диагностикой заболеваний и поиском путей их лечения и созданием соответствующих систем;

- бионика, занимающаяся использованием принципов работы живых систем в искусственных объектах;

- биогеоценология, нацеленная на решение проблем, относящихся к системно-информационным моделям поддержания и сохранения равновесия природных систем и поиска таких воздействий на них, которые стабилизируют разрушающие воздействия человеческой цивилизации на биомассу Земли.

Мир находится сейчас на пороге информационного общества . В этом обществе огромную роль будут играть системы распространения, хранения и обработки информации. Со временем, подобно мировой системе связи, возникнет единая информационная среда, которая обеспечит любому человеку доступ ко всей нужной для него информации. Широкое внедрение компьютеров во все среды человеческой деятельности наряду с использованием интеллектуальных роботов коренным образом изменили традиционную среду обитания людей. Растет количество людей, профессионально занятых сбором, накоплением, распространением и хранением информации. Информация становится товаром, имеющим большую ценность.

Перспективы перехода к информационному обществу вызывают много проблем социального, правового, технического характера. Например, применение роботов на производстве приведет к полному изменению технологии, которая в наши дни ориентирована на участие в ней человека. Резко изменится подготовка членов нового общества к самостоятельной жизни. Уже начаты поисковые работы в области создания новых форм обучения, которые заменят существующие традиционные формы. Полностью изменится номенклатура профессий, специальностей и способов организации труда.

Все эти проблемы составляют объект исследования тех психологов, социологов, философов и юристов, которые работают в области информатики. Создаются автоматизированные обучающие системы (АОС), автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного профиля, распределяемые банковские системы и многие другие, чье функционирование опирается на использование всего арсенала информатики.

В более узком смысле информатику понимают как базовую учебную дисциплину, охватывающую основные вопросы по изучению технических, программных и алгоритмических средств организации современных ИС и формирующую у обучаемого определенный кругозор, объем знаний, уровень алгоритмического мышления,а также практические навыки работы с конкретными программными системами, необходимыми для его дальнейшего обучения по применению ИС в определенных областях человеческой деятельности.

Что такое информатика?

Константин

Это бабушка в очках, которая 30 минут рассказывает как включить компьютер (у нас в технаре была такая) XD

Информа́тика (ср. нем. Informatik, фр. Informatique, англ. computer science - компьютерная наука - в США, англ. computing science - вычислительная наука - в Великобритании) - наука о способах получения, накоплении, хранении, преобразовании, передаче и использовании информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.
Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект) , каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений) , в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных) , как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п.

Anna gothica

Термин "информатика" начал использоваться в отечественной научно- технической литературе в начале 80-ых годов и быстро приобрел широкую популярность. Первоначально он возник во Франции в середине 60-ых годов (фр. informatique) и применяется в странах Европы для обозначения области научных знаний, связанных с автоматизацией обработки информации с помощью ЭВМ. В англоязычных странах для этой цели используется термин "computer science" (вычислительная наука) . Иногда термином "вычислительные науки" пользуются и отечественные специалисты (см. например, РЖ ВИНИТИ, вычислительные науки) .

Методы и средства информатики материализуются и доходят до конечного пользователя в виде информационных технологий. Термин "информационные технологии" появился в конце 70-ых годов и его стали широко применять в связи с использованием современной электронной техники для обработки информации. В настоящее время информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи, а также бытовую электронику, телевизионное и радиовещание. Информационные технологии находят большое применение в науке, промышленности, торговле, управлении, образовании, медицине, быту и т. д.

В работе дается развитие определений терминов "информатика" и "информационные технологии" в 80-90-ых годах. Рассматриваются некоторые подходы к структуризации информатики и информационных технологий.

Angelina avtomonova

Информа́тика (от информация и автоматика) - наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации с применением компьютерных технологий, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений.

ИНФОРМА́ТИКА (англ. informatics), наука об извлечении информации из сообщений, создании информационных ресурсов, программировании поведения машин и о других сущностях, связанных с построением и применением человеко-машинной среды решения задач моделирования, проектирования, взаимодействия, обучения и др. Изучает свойства информации, методы её извлечения из сообщений и представления в заданной форме; свойства, методы и средства информационного взаимодействия; свойства информационных ресурсов, методы и средства их создания, представления, сохранения, накопления, поиска, передачи и защиты; свойства, методы и средства построения и применения программируемых машин и человеко-машинной среды решения задач.

Научная продукция информатики

Научная продукция информатики служит методологическим основанием построения человеко-машинной среды решения задач (рис. 1), относящихся к различным областям деятельности .

Результаты исследований сущностей (в науке обычно называемых объектами) представлены их символьными и/или физическими моделями. Символьные модели – это описания добытых знаний [см. Символьное моделирование (s-моделирование)], а физические – прототипы изучаемых объектов, отражающие их свойства, поведение и др. Научный результат – модель системы знаний (или составляющая ранее определённой и опубликованной модели), описывающая совокупность объектов, включающую изучаемый объект, и связи между ними. Описание модели представлено в форме сообщения, рассчитанного на распознавание и интерпретацию научным сообществом. Значение результата зависит от предсказательной силы, воспроизводимости и применимости модели, а также от свойств сообщения, содержащего её описание.

Примерами результатов, сыгравших выдающуюся роль в методологическом обеспечении построения человеко-машинной среды решения задач, могут служить: изобретённая Дж. фон Нейманом модель цифровой электронной машины с хранимыми в общей памяти инструкциями программы и данными [известная как модель фон Неймана (the von Neumann model) и архитектура фон Неймана (the von Neumann architecture)] ; изобретённые создателем Веба (см. Всемирная паутина ) Т. Бернерс-Ли протокол HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста ), являющийся протоколом прикладного уровня, определяющим правила передачи сообщений в гипермедийных (см. Мультимедиа ) системах, и унифицированный идентификатор ресурса URI (англ. Uniform Resource Identifier), ставший стандартом записи адреса ресурса, размещённого в сети Интернет . Трудно найти в наши дни (2017) область деятельности, где бы не применялась научная продукция информатики. На её основе созданы электронная почта, Веб, поисковые системы, IP-телефония, интернет вещей и другие интернет-сервисы (см. Интернет ); цифровая аудио-, фото- и видеозапись; системы автоматизированного проектирования (САПРы); компьютерные тренажёры и роботы (см. Компьютерное моделирование ), системы цифровой связи, навигационные системы, 3D-принтеры и др.

Основные понятия

Продолжающееся становление информатики сопровождается развитием её понятийного аппарата и уточнением предмета исследований. В 2006 в Институте проблем информатики Российской академии наук (ИПИ РАН) была создана новая область исследований – символьное моделирование произвольных объектов в человеко-машинной среде (сокращённо – с имвольное моделирование или s-моделирование). Один из первых научных проектов в этой области был посвящён методологии построения символьной модели системы знаний информатики в человеко-машинной среде. . В созданной в 2009 теории символьного моделирования (s-моделирования) была предложена очередная версия символьной модели ядра системы понятий информатики, включающего следующие понятия.

Сообщение (англ. message) рассматривается как конечная упорядоченная совокупность символов (визуальных, аудио- и др.; см. Символ в информатике) или её код (см. Код в информатике), удовлетворяющий протоколу взаимодействия источника с получателем. Существование сообщения предполагает наличие источника сообщения, получателя, носителя, среды передачи, средства доставки, протокола взаимодействия источника с получателем. В человеко-машинной среде решения задач (s-среде) люди с помощью программируемых машин (s-машин) формируют сообщения, представляя их на языках запросов, программирования и др.; выполняют различные преобразования (напр., из аналоговой формы в цифровую и обратно; из несжатой в сжатую и обратно; из одной формы представления документа в другую); распознают, используют сообщения для конструирования новых сообщений (программ, документов и др.); интерпретируют на моделях систем понятий (которые хранятся в памяти интерпретатора также в форме сообщений); обмениваются сообщениями, используя при этом программно-аппаратно реализованные системы правил (сетевые протоколы, см. Компьютерная сеть ); сохраняют и накапливают сообщения (создавая электронные библиотеки, энциклопедии и другие информационные ресурсы), решают задачи поиска и защиты сообщений.

Интерпретатор сообщения изучается как построитель выходного сообщения по входному в соответствии с заданной системой правил интерпретации. Необходимым условием построения интерпретатора сообщений является существование моделей входного и выходного языков, а также моделей систем понятий, на которых должны интерпретироваться сообщения, составленные на входном и выходном языках.

Данные (англ. data) – сообщение, необходимое для решения некоторой задачи или совокупности задач, представленное в форме, рассчитанной на распознавание, преобразование и интерпретацию решателем (программой или человеком). Человек воспринимает данные (текст, изображения и др.) в символьной форме, а программа компьютера или компьютерного устройства (смартфона, цифровой фотокамеры и др.) – в кодовой.

Информация (англ. information) изучается как результат интерпретации сообщения на модели системы понятий [см. Символьное моделирование (s-моделирование)]. Для извлечения информации из сообщения необходимо иметь принятое сообщение, представленное в форме, рассчитанной на распознавание и интерпретацию получателем сообщения; хранящиеся в памяти интерпретатора модели систем понятий, среди которых – необходимая для интерпретации принятого сообщения; механизмы поиска необходимой модели, интерпретации сообщения, представления результата интерпретации в виде, рассчитанном на получателя (рис. 2).

Например, результат интерпретации сообщения ma , представленного на языке a , полученный переводчиком (человеком или роботом) в виде сообщения mb на языке b , – информация, извлечённая из сообщения ma .

Программируемая задача (s-задача) рассматривается как набор {Formul , Rulsys , Alg , Prog }, где Formul – постановка задачи; Rulsys – множество систем обязательных и ориентирующих правил решения задачи , поставленных в соответствие Formul ; Alg – объединение множеств алгоритмов, каждое из которых соответствует одному элементу из Rulsys ; Prog – объединение множеств программ, каждое из которых поставлено в соответствие одному из элементов Alg . Для каждого элемента из Rulsys , Alg и Prog должно быть задано описание применения. Описания применения элементов Rulsys включают спецификацию типа решателя задачи (автономная s-машина, сетевая кооперация s-машин, кооперация «человек – s-машина» и др.), требование к информационной безопасности и др. Описания применения элементов из Alg включают данные о допустимых режимах работы решателя задачи (автоматический локальный, автоматический распределённый, интерактивный локальный и др.), о требованиях к полученному результату и др. Описания применения программ включают данные о языках реализации, операционных системах и др.

Алгоритм – формализованное описание конечного набора шагов решения задачи, соответствующего одному из элементов Rulsys и позволяющего поставить в однозначное соответствие заданному набору входных данных результирующий набор выходных данных.

Программа – алгоритм, реализованный на языке программирования высокого уровня, машинно-ориентированном языке и/или в системе машинных команд. Представлена в форме сообщения, определяющего поведение s-машинного решателя задачи с заданными свойствами. Существует в символьном, кодовом и сигнальном воплощениях, связанных отношениями трансляции (см. Компилятор в информатике).

Символ (англ. symbol) – заменитель природного или изобретённого объекта, обозначающий этот объект и являющийся элементом определённой системы построения символьных сообщений (текстов, нотных записей и др.), рассчитанных на восприятие человеком или роботом. Например, русский алфавит – система текстовых символов; буква А в этой системе – символ, заменяющий соответствующий звук из системы речевых аудиосимволов русского языка; букве А соответствует тактильный фактурный символ (воспринимаемый осязанием пальцами рук) в системе представления текстовых сообщений для слепых, известной как система Брайля (см. Брайлевский шрифт ). Множество визуальных, аудио- и других символов, выбранных для построения сообщений определённого типа, рассматривается как множество элементарных конструктивных объектов, каждый из которых наделён набором атрибутов и совокупностью допустимых операций. Создание конструкций из элементов этого множества определено системой правил построения символьных моделей [подробнее см. в статье Символ в информатике (s-символ)].

Код (англ. code) – заменитель символа или символьного сообщения, используемый для их представления в компьютерах, смартфонах и других программируемых машинах и предназначенный для построения, сохранения, передачи и интерпретации символьных сообщений [подробнее см. в статье Код в информатике (s-код )].

Сигнал (англ. signal) – оптическое, звуковое или другое воздействие, воспринимаемое органами чувств человека или сенсорами машины, либо представление кода в виде частоты электромагнитного излучения, композиций значений электрического напряжения, либо другое, рассчитанное на восприятие аппаратными средствами машины (например, центральным процессором компьютера, микропроцессором автомобильного навигатора). Символы, коды и сигналы связаны между собой отношениями преобразования. Каждому символу и символьной конструкции, рассчитанным на восприятие человеком или роботом, могут быть поставлены в однозначное соответствие коды, предназначенные для манипулирования ими с помощью программных средств компьютеров и компьютерных устройств.

Модель системы понятий. S-модель Cons системы понятий рассматривается как пара {ConsSet , ConsRel }, где ConsSet – множество понятий; ConsRel – семейство связей, заданных на ConsSet . Определение системы понятий – описание её модели, сопровождаемое указанием области применимости. Описание представлено в форме сообщения, рассчитанного на интерпретацию получателем, представление, сохранение, распространение, накопление и поиск в человеко-машинной среде интеллектуальной деятельности. В систему понятий, считающуюся определённой, не должны входить понятия, не имеющие определений (и при этом не относящиеся к понятиям-аксиомам). Определение области применимости модели – описание типов корреспондента (кому адресовано определение), цели, в процессе достижения которой определение имеет смысл (классы задач, при изучении которых определение может быть полезно), стадии, на которой целесообразно использовать определение (концепция, методология решения и т. д.).

Модель системы знаний. Понятие «знать» в s-моделировании [см. Символьное моделирование (s-моделирование)] определено как состояние получателя сообщения, когда выходное сообщение, полученное в результате интерпретации входного, распознаётся как уже известное и не требует изменений в моделях систем понятий, хранящихся в памяти получателя сообщения. Понятие «знание» определено как комплексное умение извлекать информацию из сообщений, содержащих условия задач определённого класса (это могут быть задачи распознавания образов, перевода с одного языка на другой или иные классы задач). S-модель системы знаний рассматривается как триада {Cons , Lang , Interp }, где Cons – s-модель системы понятий; Lang – s-модель совокупности языков сообщений, интерпретируемых на Cons ; Interp – s-модель совокупности интерпретаторов на Cons сообщений, составленных на языках из Lang .

Интерпретация сообщения на модели Cons включает:

1) построение выходного сообщения (извлечение информации) по заданному входному (сообщения представлены на языках из совокупности Lang );

2) анализ выходного сообщения (требуются ли изменения в модели Cons );

3) если требуется, то изменение модели Cons ; если нет – завершение.

Например, мозговым центром современной системы автоматизированного проектирования (САПР) является система знаний. От того, насколько она удачно построена, зависит продуктивность проектирования.

Программируемая машина (s-машина) – программно-аппаратное сооружение для решения задач. Суперкомпьютеры, мейнфреймы, персональные компьютеры, ноутбуки, смартфоны, навигаторы, цифровые фото- и видеокамеры – всё это s-машины. Клавиатуры, мыши, трекболы, тачпады и другие устройства ввода – составляющие s-машин, выполняющие преобразования символов в коды, воспринимаемые драйверами (см. Драйвер в информатике) соответствующих устройств. Мониторы персональных компьютеров, дисплеи ноутбуков, навигаторов и др. выполняют преобразования кодов, порождаемых видеоконтроллерами, в символьные композиции, рассчитанные на зрительный канал человека.

(s-среда) – объединение компьютерных сетей и отдельных программируемых машин, используемых для решения различных задач. Средство информатизации различных видов деятельности. S-среда должна обеспечивать представление цифровых кодов символьных моделей и манипулирование такими кодами с помощью s-машин. В основе современных цифровых технологий связи, автоматизированного проектирования и др. лежит идея, замечательная по последствиям своей реализации, – свести всё символьное многообразие к цифровым кодам [а каждый из них – к единому коду (до сих пор им остаётся двоичный код)] и поручить работу с кодами программируемым машинам, объединённым в человеко-машинную среду решения задач.

Информационное взаимодействие в s-среде (рис. 3) изучается как совокупность интерфейсов типа «человек – человек», «человек – программа», «человек – аппаратное средство программируемой машины», «программа – программа», «программа – аппаратное средство» (см. Интерфейс Порт в информатике). Человек воспринимает входные аналоговые сигналы (световые, звуковые и др.) с помощью зрительного, слухового и других входных устройств биоинтеллекта (биологической системы, обеспечивающей функционирование интеллекта). Интересующие его сигналы он преобразует в символьные визуальные, аудио- и другие конструкции, используемые в процессах мышления. Выходные сигналы биоинтеллекта реализуются посредством жестов (например, используемых при вводе с клавиатуры и мыши), речи и др. . Входом и выходом программ служат коды входных данных и результата (см. Код в информатике), а входом и выходом аппаратных средств – сигналы. Входные аналоговые сигналы преобразуются в цифровые с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП), а выходные цифровые – в аналоговые с помощью цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).

В современной (2017) s-среде природные средства восприятия сигналов человеком, их обработки и сохранения дополнены изобретёнными: цифровыми фото- и видеокамерами, смартфонами и др. Широко известная часть технологий информационного взаимодействия представлена быстро развивающимися Интернет-сервисами. Для взаимодействия между людьми используются электронная почта (англ. e-mail), различные виды интернет-связи [интернет-телефонии (IP-телефония); например реализованной в интернет-сервисе Skype; мессенджеры (англ. messenger – связной); например интернет-сервис Telegram)], социальные сети (англ. social networks) и др. Для взаимодействия используемых людьми вещей (систем освещения, поддержания температуры и др.) между собой и с внешней средой применяются информационные технологии «интернета вещей» (см. Интернет ).

Классы базовых задач

На основании изучения свойств и закономерностей символьного моделирования (s-моделирования) определены следующие классы базовых задач информатики .

Представление моделей произвольных объектов , рассчитанных на восприятие человеком и программируемыми машинами, связано с изобретением языков сообщений, удовлетворяющих определённым требованиям. В этом классе изучаются системы символов и кодов, используемые соответственно в человеко- и машинно-ориентированных языках. К первым отнесены языки спецификации, программирования, запросов, ко вторым – системы машинных команд. Этот класс включает также задачи представления данных. В него входят задачи представления моделей систем понятий, на которых интерпретируются сообщения. На верхнем уровне задачной иерархии этого класса находится представление моделей систем знаний.

Преобразование типов и форм представления символьных моделей позволяет устанавливать соответствия между моделями. Задачи преобразования типов (например, речевой в текстовый и обратно) и форм (например, аналоговой в цифровую и обратно; несжатой в сжатую и обратно; *.doc в *.pdf) – необходимое дополнение к задачам представления моделей.

Распознавание сообщения предполагает необходимость его представления в формате, известном получателю. При выполнении этого условия для распознавания сообщения решаются задачи сопоставления с моделями-образцами, либо сопоставления свойств распознаваемой модели со свойствами моделей-образцов. Например, в задаче биометрической идентификации человека его биометрические данные (входное сообщение) сопоставляются с биометрическим образцом из базы данных биометрической системы.

Конструирование моделей систем понятий, систем знаний, интерпретаторов сообщений на моделях систем понятий; моделей задач, технологий программирования, взаимодействия в s-среде; моделей архитектур s-машин, компьютерных сетей, сервис-ориентированных архитектур; моделей сообщений и средств их построения, документов и документооборота. На верхнем уровне иерархии этого класса находятся задачи конструирования моделей s-среды и технологий символьного моделирования.

Интерпретация сообщений (извлечение информации) предполагает существование принятого сообщения, модели системы понятий, на которой оно должно интерпретироваться, и механизма интерпретации. Решение задач в человеко-машинной среде – интерпретация исходных данных (входное сообщение) на модели системы понятий, представленной в алгоритме. Результат решения – выходное сообщение (информация, извлечённая из входного сообщения). Если интерпретатором служит исполняемая программа, то исходные данные, программа и результат решения задачи представлены соответствующими кодами (см. Код в информатике). Для микропроцессора программируемой машины сообщения, подлежащие интерпретации, и результаты интерпретации представлены сигналами, соответствующими кодам машинных команд и данных. Например, при съёмках цифровой фотокамерой сообщение (в виде светового сигнала) воздействует на светочувствительную матрицу, распознаётся ею, а затем преобразуется в цифровой код изображения, который интерпретируется программой, улучшающей качество изображения. Полученный результат преобразуется и записывается (на встроенный накопитель камеры или карту памяти) как графический файл .

Обмен сообщениями: изучаются задачи построения интерфейсов типа «человек – человек», «человек – программа», «человек – аппаратное средство программируемой машины», «программа – программа», «программа – аппаратное средство» (см. Интерфейс в информатике), «аппаратное средство – аппаратное средство» (см. Порт в информатике); задачи обмена сообщениями в человеко-машинной среде решения задач (с типизацией отправителей и получателей; средств отправки, передачи и получения сообщений; сред передачи сообщений). Изобретаются системы правил обмена сообщениями (сетевые протоколы); архитектуры сетей; системы документооборота. Например, сообщениями обмениваются процессы операционных систем (ОС), программы s-машин в компьютерной сети, пользователи электронной почты и др.

Сохранение, накопление и поиск сообщений: изучаются и типизируются память и накопители, механизмы управления ими; формы сохранения и накопления; носители, методы сохранения, накопления и поиска; базы данных и библиотеки программ. Изучаются модели предмета поиска (по образцу, по признакам, по описанию свойств) и методов поиска.

Информационная защита: изучаются задачи предотвращения и обнаружения уязвимостей, контроля доступа, защиты от вторжений, вредоносных программ, перехвата сообщений и несанкционированного применения.

Области исследований

Наиболее важные научные идеи, влияющие на развитие информатики, воплощены в методологическом обеспечении построения средств поддержки процессов познания, информационного взаимодействия и автоматизированного решения различных задач. На современном этапе (2017) развития информатики актуальными являются следующие взаимосвязанные комплексы областей исследований.

Автоматизация вычислений (вычисления с помощью программируемых машин): изучаются модели, архитектуры и системы команд программируемых машин; алгоритмизация программируемых задач [алгоритмы и структуры данных, распределённые алгоритмы (Distributed Algorithms), рандомизированные алгоритмы (Randomized Algorithms) и др.]; распределённые вычисления (Distributed Computing), облачные вычисления (Cloud Computing); сложность и ресурсоёмкость вычислений.

Программирование: изучаются системы текстовых символов и кодов; языки программирования и спецификации задач; трансляторы; библиотеки программ; системное программирование; операционные системы; инструментальные системы программирования; системы управления базами данных; технологии программирования; онлайн-сервисы решения задач и др.

Человеко-машинная среда решения задач (s-среда): изучаются модели, методы и средства построения s-среды, компьютерных сетей, сетей цифровой связи, Интернета.

Восприятие и представление сообщений, взаимодействие в s-среде: изучаются модели, методы и средства восприятия и представления визуальных, аудио, тактильных и др. сообщений; компьютерное зрение, слух и др. искусственные сенсоры; формирование аудио-, визуальных, тактильных и др. сообщений (включая комбинированные), рассчитанных на человека и робота-партнёра; распознавание аудио, визуальных и др. сообщений (речи, жестов и др.); обработка изображений, компьютерная графика, визуализация и др.; обмен сообщениями (модели сообщений, методы и средства их приёма и передачи); интерфейсы пользователя, программ, аппаратных средств, программ с аппаратными средствами; онлайн-сервисы взаимодействия (мессенджеры, социальные сети и др.).

Информационные ресурсы и системы для решения задач в s-среде: изучаются модели, методы и средства построения, представления, сохранения, накопления, поиска, передачи и защиты информационных ресурсов; электронный документооборот; электронные библиотеки и другие информационные системы; Веб (см. Всемирная паутина ).

Информационная безопасность и криптография: изучаются методы предотвращения и обнаружения уязвимостей; контроля доступа; защиты информационных систем от вторжений, вредоносных программ, перехвата сообщений; несанкционированного использования информационных ресурсов, программных и аппаратных средств.

Искусственный интеллект: изучаются модели, методы и средства построения интеллектуальных роботов, используемых в качестве партнёров человека (для решения задач безопасности, ситуационного управления и др.); экспертные методы принятия решений.

Символьное моделирование: изучаются системы визуальных, аудио-, тактильных и других символов, рассматриваемых как конструктивные объекты для построения рассчитанных на человека моделей произвольных сущностей (систем понятий и систем знаний, объектов окружающей среды и объектов, изобретённых людьми); системы кодов, поставленные в соответствие системам символов, которые предназначены для построения кодовых эквивалентов символьных моделей, рассчитанных на манипулирование с помощью программ; языки описания символьных моделей; типизация символьных моделей и их кодовых эквивалентов; методы построения символьных моделей систем понятий и систем знаний (включая системы знаний о программируемых задачах) [подробнее см. в статье Символьное моделирование (s-моделирование)].

Становление информатики

Символьное моделирование изучаемых объектов издавна служит основным инструментом представления добытых знаний. Изобретение символов (жестовых, графических и др.) и построенных из них символьных моделей сообщений, представление и накопление таких моделей во внешней среде стали ключевыми средствами формирования и развития интеллектуальных способностей. Доминирующая роль символьных моделей в интеллектуальной деятельности определяется не только их компактностью и выразительностью, но и тем, что не существует ограничений на типы носителей, применяемых для их хранения. Носителями могут быть память человека, бумажный лист, матрица цифровой фотокамеры, память цифрового диктофона или ещё что-то. Затраты на построение, копирование, передачу, сохранение и накопление символьных моделей несопоставимо меньше, чем аналогичные затраты, связанные с несимвольными моделями (например, макетами судов, зданий и др.). Без инструментария символьного моделирования трудно представить развитие науки, инженерного дела и др. видов деятельности.

На ранних этапах развития моделирования разнообразие моделируемых объектов ограничивалось тем, что принято называть объектами окружающей среды, и модели этих объектов были физическими. Развитие звуковых, жестовых и других средств символьного моделирования смыслов, вызванное потребностями сообщать об опасности, размещении объектов охоты и других объектах наблюдения, способствовало совершенствованию механизмов познания, взаимопонимания и обучения. Стали формироваться языки сообщений, включающие звуковые и жестовые символы. Стремление моделировать поведение (включая собственное) поставило новые задачи. Можно предположить, что изначально это стремление было связано с обучением рациональному поведению на охоте, в быту, при стихийных бедствиях. На определённом этапе задумались о создании таких средств моделирования, которые позволяли бы строить модели, допускающие их хранение, копирование и передачу.

Стремление повысить эффективность пояснений, сопровождающих показ, приводило к совершенствованию понятийного аппарата и средств его речевого воплощения. Развитие символьных моделей в виде графических схем и совершенствование речи привели к графической модели речи. Была создана письменность. Она стала не только важным этапом в становлении символьного моделирования, но и мощным инструментом в развитии интеллектуальной деятельности. Теперь описания объектов моделирования и связей между ними могли быть представлены композициями текстов, схем и рисунков. Был создан инструментарий для отображения наблюдений, рассуждений и планов в виде символьных моделей, которые можно было хранить и передавать. Актуальными стали задачи изобретения носителей, инструментов для письма и создания изображений, красящих средств и др. Это были первые задачи на пути построения среды символьного моделирования.

Важный этап в графическом моделировании связан с моделями схематических изображений (прародителей чертежей) – основы проектирования. Представление проектируемого трёхмерного объекта в трёх двумерных проекциях, на которых показаны размеры и наименования деталей, сыграло решающую роль в развитии инженерного дела. На пути от рукописных текстов, рисунков и схем к книгопечатанию и графическим моделям в проектировании, от звукозаписи, фотографии и радио к кино и телевидению, от компьютеров и локальных сетей к глобальной сети, виртуальным лабораториям и дистанционному образованию постоянно растёт роль символьных моделей, которые человек создаёт с помощью машин.

Продуктивность решателей задач – ключевая проблема производительности интеллектуальной деятельности, постоянно находящаяся в центре внимания изобретателей. Потребность в количественных оценках материальных объектов издавна стимулировала изобретение систем звуковых, жестовых, а затем и графических символов. Какое-то время обходились правилом: каждой величине – свой символ. Счёт с использованием камешков, палочек и других предметов (предметный счёт) предшествовал изобретению символьного счёта (на основе графического представления величин). По мере увеличения числа предметов, которые надо было применять, актуализировалась задача символьного представления величин. Формирование понятия «числа» и идея экономии символов при моделировании чисел привела к изобретению систем счисления. Особого упоминания заслуживает идея позиционных систем счисления, одной из которых (двоичной) в 20 в. суждено было сыграть ключевую роль в изобретении цифровых программируемых машин и цифровом кодировании символьных моделей. Изменение значения символа с изменением его позиции в последовательности символов – весьма продуктивная идея, обеспечившая продвижение в изобретении вычислительных устройств (от абака до компьютера ) .

Средства повышения продуктивности решателей задач. В 1622 –33 английский учёный Уильям Отред предложил вариант логарифмической линейки , ставший прототипом логарифмических линеек, которыми инженеры и исследователи всего мира пользовались более 300 лет (до того, как стали доступны персональные ЭВМ). В 1642 Б. Паскаль , стремясь помочь отцу в расчётах при сборе налогов, создаёт пятиразрядное суммирующее устройство (« Паскалину » ), построенное на основе зубчатых колёс. В последующие годы им были созданы шести- и восьмиразрядные устройства, которые были предназначены для суммирования и вычитания десятичных чисел. В 1672 немецкий учёный Г. В. Лейбниц создаёт цифровой механический калькулятор для арифметических операций над двенадцатиразрядными десятичными числами. Это был первый калькулятор, выполнявший все арифметические операции. Механизм, названный «Колесо Лейбница», вплоть до 1970-х гг. воспроизводился в различных ручных калькуляторах. В 1821 начался промышленный выпуск арифмометров. В 1836–48 Ч. Бэббидж выполнил проект механической десятичной вычислительной машины (названной им аналитической машиной), которую можно рассматривать как механический прототип будущих вычислительных машин. Программа вычислений, данные и результат записывались на перфокартах. Автоматическое выполнение программы обеспечивало устройство управления. Машина не была построена. В 1934 – 38 К. Цузе создал механическую двоичную вычислительную машину (длина слова – 22 двоичных разряда; память – 64 слова; операции с плавающей запятой). Вначале программа и данные вводились вручную. Примерно через год (после начала проектирования) было сделано устройство ввода программы и данных с перфорированной киноленты, а механическое арифметическое устройство (АУ) было заменено на АУ, построенное на телефонных реле. В 1941 Цузе с участием австрийского инженера Г. Шрайера создаёт первую в мире работающую полностью релейную двоичную вычислительную машину с программным управлением (Z3). В 1942 Цузе создал также и первую в мире управляющую цифровую вычислительную машину (S2), которая использовалась для управления самолётами-снарядами. Из-за секретности работ, выполненных Цузе, об их результатах стало известно только после окончания 2-й мировой войны . Первый в мире язык программирования высокого уровня Планкалкюль (нем. Plankalkül – план исчисления) был создан Цузе в 1943–45, опубликован в 1948. Первые цифровые электронные вычислительные машины, начиная с американского компьютера ЭНИАК [(ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Computer – электронный числовой интегратор и вычислитель); начало разработки – 1943, представлен публике в 1946], создавались как средства автоматизации математических вычислений.

Создание науки о вычислениях с помощью программируемых машин. В сер. 20 в. началось производство цифровых вычислительных машин, которые в США и Великобритании были названы компьютерами (computers), а в СССР – электронными вычислительными машинами (ЭВМ). С 1950-х гг. в Великобритании и с 1960-х – в США стала развиваться наука о вычислениях с помощью программируемых машин, получившая название Computer Science (компьютерная наука). В 1953 в Кембриджском университете была сформирована программа по специальности Computer Science; в США аналогичная программа введена в 1962 в Университете Пердью (Purdue University).

В Германии Computer Science получила название Informatik (информатика). В СССР область исследований и инженерного дела, посвящённая построению и применению программируемых машин, получила название «вычислительная техника». В декабре 1948 И. С. Брук и Б. И. Рамеев получили первое в СССР авторское свидетельство на изобретение автоматической цифровой машины. В 1950-е гг. было создано первое поколение отечественных ЭВМ (элементная база – электронные лампы): 1950 – МЭСМ (первая советская электронная вычислительная машина, разработанная под руководством С. А. Лебедева ); 1952 – М-1, БЭСМ (по 1953 самая быстродействующая ЭВМ в Европе); 1953 – « Стрела » (первая в СССР серийно выпускавшаяся ЭВМ); 1955 – «Урал-1 » из семейства «Урал » цифровых ЭВМ общего назначения (главный конструктор Б. И. Рамеев).

Совершенствование методов и средств автоматизации. С ростом доступности ЭВМ для пользователей из различных областей деятельности, начавшимся в 1970-х гг., наблюдается убывание доли математических задач, решаемых с помощью ЭВМ (изначально созданных как средства автоматизации математических вычислений), и рост доли нематематических задач (коммуникационных, поисковых и др.). Когда во второй половине 1960-х гг. стали производиться компьютерные терминалы с экранами, начались разработки программ экранных редакторов, предназначенных для ввода, сохранения и коррекции текста с отображением его на полном экране [одним из первых экранных редакторов стал O26, созданный в 1967 для операторов консоли компьютеров серии CDC 6000; в 1970 был разработан vi – стандартный экранный редактор для ОС Юникс (Unix) и Линукс (Linux)]. Применение экранных редакторов не только увеличило производительность труда программистов, но и создало предпосылки для существенных перемен в инструментарии автоматизированного построения символьных моделей произвольных объектов. Например, использование экранных редакторов для формирования текстов различного назначения (научных статей и книг, учебных пособий и др.) уже в 1970-е гг. позволило значительно увеличить производительность создания текстовых информационных ресурсов. В июне 1975 американский исследователь Алан Кей [создатель языка объектно-ориентированного программирования Смолток (Smalltalk) и один из авторов идеи персонального компьютера] в статье «Personal Computing» (« Персональные вычисления » ) написал: «Представьте себя обладателем автономной машины знаний в портативном корпусе, имеющем размер и форму обычного блокнота. Как бы вы стали использовать её, если бы её сенсоры превосходили ваше зрение и слух, а память позволяла хранить и извлекать при необходимости тысячи страниц справочных материалов, стихов, писем, рецептов, а также рисунки, анимации, музыкальные произведения, графики, динамические модели и что-то ещё, что вы хотели бы создать, запомнить и изменить?» . Это высказывание отражало совершившийся к тому времени поворот в подходе к построению и применению программируемых машин: от средств автоматизации в основном математических вычислений к средствам решения задач из различных областей деятельности. В 1984 компания « Kurzweil Music Systems » (KMS), созданная американским изобретателем Реймондом Курцвейлом, произвела первый в мире цифровой музыкальный синтезатор Kurzweil 250. Это был первый в мире специализированный компьютер, который жестовые символы, вводимые с клавиатуры, преобразовывал в музыкальные звуки.

Совершенствование методов и средств информационного взаимодействия. В 1962 американские исследователи Дж. Ликлайдер и У. Кларк опубликовали доклад о человеко-машинном взаимодействии в режиме онлайн . В докладе содержалось обоснование целесообразности построения глобальной сети как инфраструктурной платформы, обеспечивающей доступ к информационным ресурсам, размещённым на компьютерах, подключённых к этой сети. Теоретическое обоснование пакетной коммутации при передаче сообщений в компьютерных сетях было дано опубликованной в 1961 в статье американского учёного Л. Клейнрока. В 1971 Р. Томлинсон (США) изобрёл электронную почту , в 1972 этот сервис был реализован. Ключевым событием в истории создания Интернета стало изобретение в 1973 американскими инженерами В. Серфом и Р. Каном протокола управления передачей – TCP . В 1976 они продемонстрировали передачу сетевого пакета по протоколу TCP. В 1983 г. семейство протоколов TCP/IP было стандартизовано. В 1984 создана система доменных имён (DNS – Domain Name System) (см. Домен в информатике). В 1988 разработан протокол чата [интернет-сервиса обмена текстовыми сообщениями в реальном времени (IRC – Internet Relay Chat)]. В 1989 реализован проект Веба (см. Всемирная паутина ), разработанный Т. Бернерс-Ли . 6.6.2012 – знаменательный день в истории Интернета: крупные интернет-провайдеры, производители оборудования для компьютерных сетей и веб-компании стали использовать протокол IPv6 (наряду с протоколом IPv4), практически решив проблему дефицита IP-адресов (см. Интернет ). Высокому темпу развития Интернета способствует то, что со времени его зарождения профессионалы, занимающиеся научно-техническими задачами построения Интернета, без задержек обмениваются идеями и решениями, используя его возможности. Интернет стал инфраструктурной платформой человеко-машинной среды решения задач. Он служит коммуникационной инфраструктурой электронной почты , Веба, поисковых систем, интернет-телефонии (IP-телефонии) и других интернет-cервисов, применяемых при информатизации образования, науки, экономики, государственного управления и других видов деятельности. Созданные на основе Интернета электронные сервисы сделали возможным успешное функционирование разнообразных коммерческих и некоммерческих интернет-образований: интернет-магазинов, социальных сетей [Фейсбук (Facebook), ВКонтакте, Твиттер (Twitter) и др.], поисковых систем [Гугл (Google), Яндекс (Yandex) и др.], энциклопедических веб-ресурсов [Википедия (Wikipedia), Webopedia и др.], электронных библиотек [Всемирная цифровая библиотека (World Digital Library), Научная электронная библиотека eLibrary и др.], корпоративных и государственных информационных порталов и др.

Начиная с 2000-х гг., интенсивно растёт число интернет-решений – «умный дом» (Smart House), «умная энергосистема» (Smart Grid) и др., воплощающих концепцию «интернета вещей» (The Internet of Things). Успешно развиваются М2М-решения (M2M – Machine-to-Machine), основанные на информационных технологиях межмашинного взаимодействия и предназначенные для мониторинга датчиков температуры, счётчиков электроэнергии, воды и др.; отслеживания местоположения подвижных объектов на основе систем ГЛОНАСС и GPS (см. Спутниковая система позиционирования ); контроля доступа на охраняемые объекты и др.

Официальное оформление информатики в СССР. Официальное оформление информатики в СССР произошло в 1983, когда в составе Академии наук СССР было образовано Отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации. В его состав вошли созданный в том же году Институт проблем информатики АН СССР, а также Институт прикладной математики АН СССР, Вычислительный центр АН СССР, Институт проблем передачи информации АН СССР и ряд других институтов. На первом этапе основными считались исследования в области технических и программных средств массовой вычислительной техники и систем на их основе. Полученные результаты должны были стать основанием для создания семейства отечественных персональных ЭВМ (ПЭВМ) и их применения для информатизации научной, образовательной и других актуальных видов деятельности.

Проблемы и перспективы

Методологическое обеспечение построения персональной s-среды. В ближайшие годы одно из актуальных направлений методологического обеспечения совершенствования s-среды будет связано с созданием персонализируемых систем решения задач, аппаратные средства которых размещаются в экипировке пользователя. Скорости передовых технологий беспроводной связи уже достаточны для решения многих задач на основе интернет-сервисов. Ожидается, что до 2025 скорости и распространённость беспроводных технологий связи достигнут таких уровней, при которых часть проводных интерфейсов наших дней будет вытеснена беспроводными. Снижение цен на интернет-сервисы также будет способствовать продвижению технологий персонализации s-среды пользователя. Актуальными проблемами, связанными с персонализацией s-среды, являются: создание более совершенных символьных и кодовых систем; программно-аппаратное преобразование аудио- и тактильных сообщений, отправляемых человеком, в графические, представленные композицией текста, гипертекста, специальных символов и изображений; технологическое совершенствование и унификация беспроводных интерфейсов [прежде всего видео-интерфейсов (вывод по выбору пользователя: на специальные очки, экраны монитора, телевизора или другого устройства видео-вывода)].

Методологическое обеспечение построения персональной s-среды должно опираться на результаты исследований в области искусственного интеллекта, направленных на построение не машинного имитатора интеллекта человека, а интеллектуального партнёра, управляемого человеком. Развитие технологий построения персональной s-среды предполагает усовершенствование методологий дистанционного обучения, взаимодействия и др.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАТИКИ. Составные части

Научным фундаментом процесса информатизации общества является научная дисциплина – информатика . Прежде всего, определимся, что такое информатика. В понимании некоторых людей это есть совокупность приемов и методов работы с компьютерами. На самом деле это не так: компьютеры являются лишь техническим средством, с помощью которого информатика реализует свой прикладной пользовательский аспект – правда, средством столь сложным и интересным, что оно способно поглотить массу внимания не только специалистов в области компьютерных технологий, но и непрофессионалов.

В различных источниках по-разному дают определение информатике. В частности в качестве примера запишем некоторые из них:

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.

Информатика – наука, изучающая структуру и свойства информа­ции, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переда­чей, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Информатика – это наука, изучающая свойства, структуру и функции информа­ционных систем , основы их проектирования, создания, использования и оценки, а также информационные процессы , в них происходящие. При этом под информационной системой понимают систему, организующую, хранящую и преобразующую информацию, то есть систему, основным предметом и продуктом труда в которой является информация .

Третье определение наиболее полно раскрывает сущность информатики.

Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объ­ема человеческих знаний, который порой называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний получил заметное ускоре­ние. Так, общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. – каждые 10 лет, а к 1970 г. - каждые 5 лет, к 1990 г. - ежегодно.

Информатика тесно связана с кибернетикой, наукой об управлении , но не заменя­ет ее, а имеет свою область исследования. Кибернетика изучает общие закономер­ности процессов управления в системах любой природы , абстрагируясь от конк­ретного вида и их специфики. Информатика же изучает общие свойства только информационных систем и процессов с предварительной их дифференциацией (управленческие, медицинские, обучающие, информационно-поисковые и т. д.).

Информатику в общем случае можно разделить на теоретическую и прикладную .

Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разработки автоматизированных информационных систем : их проектирования, создания и использования не только с формально-технической, но и с содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на социальную динамику. В орбиту анализа теоретической информатики попадают и традиционные системы преобразования информации и распространения знаний : средства и системы массовой информации, система лекционной пропаганды, кино, театры, справочные службы и т.д. При этом информатика рассматривает их с позиций получения и использования информационного ресурса , форм и способов воздействия указанных систем на общественный прогресс.

Информационный ресурс – это основное понятие информатики. Он представляет собой интеллектуальный ресурс общества, фактор коллективного творчества , и главная трудность в понимании его природы и функций состоит в раскрытии механизма перехода "знаний в силу", способов его воздействия на материальные факторы прогресса.

Информационный ресурс 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.

Теоретическая информатика изучает законы функционирования информационного ресурса и использования его как движущей силы социального прогресса, а также общие, фундаментальные проблемы информационных технологий как исторического феномена, выводящего общество на новую ступень развития.

Под информационной технологией понимают систему процедур преобразования информа­ции с целью ее формирования, обработки, распространения и исполь­зования. Информационную технологию можно рассматривать как совокупность моделей, методов, алгоритмов и программ формирования и рационального использования информационного ресурса.

Основу современных информационных технологий состав­ляют:

Компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;

Хранение больших объемов информации на машинных носителях;

Передача информации на любое расстояние в ограниченное время.

Можно указать следующие основные отличительные черты современной (часто ее называют новой) информационной технологии:

1. Дружественность по отношению к пользователям программного и аппаратного интерфейса компьютера с разветвленной системой меню и подсказок (пользо­ватель может работать не в режиме программирования, а в режиме манипули­рования данными; может видеть и действовать , а не знать и помнить ).

2. Интерактивный (диалоговый) режим решения задач с широкими возможно­стями для пользователя оперативно влиять на ход решения.

3. Сквозная информационная поддержка всех этапов преобразования информа­ции с помощью интегрированной базы данных, унифицированных форм пред­ставления информации.

4. Возможность коллективного решения задач на основе информационных сетей и систем телекоммуникаций, обеспечивающих всем пользователям оператив­ный доступ к любым техническим, программным и информационным ресур­сам системы.

5. Безбумажная технология, при которой основным носителем информации яв­ляется не бумажный, а электронный документ, формируемый на машинном носителе (в памяти компьютера) и доводимый до пользователя через экран дисплея.

Технологический процесс преобразования информации в общем случае может включать в себя такие процедуры (стадии), как получение, сбор, регистрация информации, передача, хранение, обработка, выдача обработанной (резуль­татной) информации, принятие решения для выработки управляющих воздей­ствий.

Прикладная информатика изучает конкретные разновидности информационных технологий, которые формируются с помощью специальных информационных систем (управленческих, медицинских, обучающих, военных и др.). Информационные технологии в различных отраслях, имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой. Разные операции и процедуры, различное оборудование, специализация критериев и показателей, даже разные носители информации, – все это становится объектом изучения конкретных функциональных и отраслевых информатик. Так рождаются ветви прикладной информатики, обслуживающие создание проектирующих систем, экспертных систем, управляющих и других функциональных систем.

В современном понимании информатика представляет собой область знаний, изучающую информационные процессы и методы их автоматизации на основе современных аппаратно-программных средств вычислительной техники .

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, несомненно, части одной науки. Ядро современной информатики составляют: теоретическая информатика, вычислительная техника, программирование, информационные системы, искусственный интеллект и др.

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 (это лежит за пределами информатики как таковой), а о принципи­альных решениях на уровне так называемойархитектуры вычислительных (компью­терных) 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. Здесь отметим лишь основные разделы современного программирова­ния: создание системного программного обеспечения и создание прикладного про­граммного обеспечения. Среди системного – разработка новых языков программиро­вания и компиляторов к ним, разработка интерфейсных систем (пример – общеизве­стная операционная оболочка и система Windows). Среди прикладного программного обеспечения общего назначения самые популярные – системы обработки текстов, электронные таблицы (табличные процессоры), системы управления базами данных. В каждой области предметных приложений информатики существует множество специализированных прикладных программ более узкого назначения.

Информационные системы – раздел информатики, связанный с решением вопро­сов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимиза­ции, структурировании, принципах хранения и поиска информации. Информаци­онно-справочные системы, информационно-поисковые системы, гигантские совре­менные глобальные системы хранения и поиска информации (включая широко известный Internet) в последнее десятилетие XX века привлекают внимание все большего круга пользователей. Без теоретического обоснования принципиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться.

Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются слож­нейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Как научить компьютер мыслить подобно человеку? Поскольку мы далеко не все знаем о том, как мыслит человек, исследова­ния по искусственному интеллекту, несмотря на полувековую историю, все еще не привели к решению ряда принципиальных проблем. Основные направления разра­боток, относящихся к этой области – 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 важнейшей прикладной проблемы, как создание интел­лектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека с компьютером, благодаря которым это взаимодействие будет походить на межчеловеческое и станет более эффективным.

Информатика как наука возникла не на пустом месте. Она впитала в себя достижения ряда наук: кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики и других. 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.

Информационная среда – это 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).

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.

Информатика как отдельная отрасль промышленности включает в себя все основ­ные и обеспечивающие предприятия и организации по обработке данных и произ­водству алгоритмов, программ и средств вычислительной техники. Таким образом, правомерно вести речь об индустрии информатики .

Индустрия информатики - это инфраструктурная отрасль народного хозяйства, обслуживающая другие отрасли материального производства и непроизводствен­ной сферы, обеспечивая их необходимыми информационными ресурсами, созда­ющая условия для их эффективного функционирования и развития (своеобраз­ная «нервная система» общественного производства).

К основным элементам производственной структуры данной отрасли можно отне­сти:

Предприятия, производящие вычислительную технику и ее элементы;

Вычислительные центры различного типа и назначения (индивидуальные, ку­стовые, коллективного пользования и т. д.);

Локальные и подключенные к распределенным вычислительным сетям пункты обработки информации, оснащенные компьютерами (в том числе автоматизи­рованные рабочие места (АРМ) специалистов);

Абонентские пункты систем телеобработки данных и вычислительных сетей;

Системы связи и передачи данных в составе вычислительных сетей;

Предприятия, осуществляющие производство программных средств и проек­тирование автоматизированных систем управления (АСУ) и информационных систем (в частности, баз данных).

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

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

Объектом приложений информатики являются автоматизированные информационные системы (АИС) различного назначения. Среди них, в частности, можно выделить:

Автоматизированные системы управления (АСУ) – комплекс технических и про­граммных средств, которые во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере (например, в образовании используются системы АСУ-ВУЗ). В зависимости от вида объекта управления различают АСУ персоналом и АСУ техническими средствами ;

Системы поддержки принятия решений (СППР) – АИС, предназначенные для автоматизации деятельности конкретных должностных лиц при выполнении ими своих должностных (функциональных) обязанностей в процессе управления персоналом и (или) техническими средствами;

Автоматизированные информационно-вычислительные системы (АИВС) – это АИС, предназначенные для решения сложных в математическом отношении задач, требующих больших объемов самой разнообразной информации. Эти системы используются для обеспечения научных исследований и разработок, а также как подсистемы АСУ и СППР в тех случаях, когда выработка управленческих решений должна опираться на сложные вычисления;

Автоматизированные системы обучения (АСО) – АИС, предназначенные для автоматизации подготовки специалистов с участием или без участия преподавателя и обеспечивающие обучение, подготовку учебных курсов, управление процессом обучения и оценку его результатов. Основными видами АСО являются автоматизированные системы программированного обучения (АСПО), системы обучения деловым играм (АСОДИ), тренажеры и тренажерные классы (ТТК);

Автоматизированные информационно-справочные системы (АИСС) – это АИС, предназначенные для сбора, хранения, поиска и выдачи в требуемом виде потребителям информации справочного характера.

Упомянем также диагностические системы в медицине, системы организации продажи билетов, системы ведения бухгалтерско-финансовой деятельности, систе­мы обеспечения редакционно-издательской деятельности – спектр применения информационных технологий чрезвычайно широк.

Предметом изучения информатики являются информационные технологии, которые реализуются на практике в автоматизированных информационных системах различного назначения.

1.Определение информатики

Информатика - это техническая наука, изучающая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Предмет информатики есть информационная технология, которая включает:

Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники (ВТ);

Программное обеспечение средств ВТ;

Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Взаимодействие - интерфейс.

Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом.

Интерфейсы:

· аппаратные;

· программные;

· аппаратно-программные.

Основная задача информатики - систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность.

Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания).

Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними (пользователей).

В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

Информатика - практическая наука.

Выделим следующие направления для практических приложений:

1) архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

2) интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

3) программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ);

4) преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

5) защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

6) автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

7) стандартизация (обеспечение совместимости между вычислительными системами различных типов).

Термин ИНФОРМАТИКА

informacion automatique

информация автоматика

автоматическая обработка информации

Используется во Франции и странах Восточной Европы; в США и Западной Европе – Computer Science (наука о средствах вычислительной техники).

Количество компьютеров в мире более 500 млн. единиц!

Каждый по-своему уникален.

В среднем 1 раз в 1,5 года удваиваются основные параметры аппаратных средств;

1 раз в 2-3 года меняются поколения программного обеспечения;

1 раз в 5-7 лет меняется база стандартов, протоколов и интерфейсов.

Отличие ИНФОРМАТИКИ от других технических наук заключается в том, что ее предмет меняется ускоренными темпами.

От специалистов требуется широкий уровень знаний и практических навыков.

2.История развития вычислительной техники

1623г - механическое устройство для выполнения сложения (на базе механических часов); автор- Вильгельм Шикард; университет Тюбингена, Германия.

1642г - француз Блез Паскаль разработал более компактное суммирующее устройство - первый механический калькулятор, выпускался серийно .

1673г – немец Г. В. Лейбниц создал механический калькулятор, который выполнял 4 арифметических действия.

В 18 веке (эпоха Просвещения) появились более совершенные модели, но они оставались механическими .

Идея программного управления вычислениями принадлежит английскому математику Чарльзу Бэббиджу (1792-1871).

Аналитическая машина Бэббиджа.

Огаста Ада Лавлейс (леди Байрон).

В 20 веке идеи Бэббиджа получили развитие в работах Джона фон Неймана (1941, 1946гг).

3.Представление информации в ЭВМ

Информация- это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специализированным устройством для обеспечения целенаправленной деятельности.

Информация:

текстовая

числовая

Информация графическая

звуковая

видео и т. д.

Для представления информации в ЭВМ используется принцип двоичного кодирования, т. е. элементы информации любого типа кодируются последовательностями двух знаков 0 и 1.

0 и 1 – цифры двоичной системы счисления (binary digit).

Система счисления – совокупность приемов наименования и записи чисел.

Примеры.

Единицы представления информации

8 битов=1 байт;

1Кбайт=210 байтов (1024 байтов);

1Мбайт=210 Кбайтов =220 байтов;

1Гбайт=210 Мбайтов =220 Кбайтов.

4.Принципы построения ЭВМ

ЭВМ - комплекс технических и программных средств для автоматизации подготовки и решения задач пользователей.

Абстрактная модель ЭВМ - машина фон Неймана.

Рисунок 1- Машина фон Неймана

Обозначения:

ЦП - центральный процессор;

УУ – устройство управления;

АЛУ – арифметико-логическое устройство;

передача данных;

передача управляющих сигналов.

Принципы фон Неймана:

1. принцип линейности и однородности памяти;

2. принцип хранимой программы;

3. принцип неразличимости команд и данных;

4. принцип последовательного исполнения команд;

5. принцип автоматической работы (программного управления).

5.Классификация ЭВМ

Классификация по назначению:

· большие ЭВМ;

· мини ЭВМ;

· микро ЭВМ;

· персональные ЭВМ (ПЭВМ, ПК).

ПЭВМ – самый массовый тип, и составляют ≈80% от всех компьютеров в мире.

Фирма IBM- крупнейший производитель компьютеров; до 2005г 80% ее продукции – ПЭВМ.

Одна из основных характеристик ПЭВМ - тип используемого микропроцессора (м/пр).

Рынок м/пр очень динамичен: каждые год-два обновляются основные типы.

Intel: Pentium, Celeron.

AMD: Athlon, Sempron.

Важнейшие характеристики ПК – объем оперативной памяти (ОП) и быстродействие.

Объем памяти определяется количеством хранимой информации, быстродействие - количеством операций в единицу времени (тактовой частотой процессора).

Объем ОП 32 Кб – 4Гб;

частота 1Ггц и более.

Память ПК:

· оперативная память (32 Кб – 4Гб);

· кэш-память(256Кб-2Мб);

· внешняя память (емкость зависит от типа запоминающего устройства).

Внешняя память:

· дискета (1,4Мб);

· винчестер или жесткий диск (десятки и сотни Гб);

· компакт-диски или CD-ROM (сотни Мб);

· DVD-диски (десятки Гб);

· флэш-память (64,128,256,512Мб,

· магнитооптические диски (десятки Гб).

Емкость памяти определяет, какие программные продукты могут быть установлены на ПК.

Например, ОС Windows 2000 требует объем винчестера не менее 600 Мб и не менее 64 Мб ОП;

ОС Windows XP- соответственно 1Гб и 256Мб.

ПК-это совокупность аппаратных и программных средств, вычислительная система.

Базовая

аппаратная конфигурация ПК:

1. системный блок;

2. монитор;

3. клавиатура;

4. манипулятор мышь.

Системный блок – узел, внутри которого расположены основные компоненты ПК: процессор, память, видеокарта.

Монитор – устройство отображения информации; характеризуется размером видимой части экрана по диагонали; измеряется в дюймах(17’’,19’’и т. д.).

Для ЭЛ мониторов качество-размер зерна (0,24мм).

Для ЖК мониторов:

разрешение 1280х1024;

угол обзора (160о);

яркость 300;

контрастность 1000.

Клавиатура и мышь - устройства управления компьютером.

Монитор и клавиатура – простейший интерфейс пользователя.

Периферийные устройства.