Предмет и структура информатики кратко

Обновлено: 05.07.2024

a. теоретическая информатика,

d. искусственный интеллект,

e. информатика в природе,

f. информатика в обществе,

g. вычислительная техника,

h. информационные системы.

1. Предмет и задачи информатики

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

Предмет информатики составляют следующие понятия:

· Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

· Программное обеспечение средств вычислительной техники;

· Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

· Средства взаимодействия человека с аппаратным и программным обеспечением.

Особое внимание уделяется вопросам взаимодействия, для этого вводится понятие интерфейса. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Существуют аппаратные, программные и аппаратно-программные интерфейсы.

Основной метод, используемый в информатике, это моделирование
информационных процессов с помощью компьютера.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами ВТ. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а так же в методическом обеспечении новых технологических исследований.

2. Истоки и предпосылки информатики.

Всю историю развития информатики принято разбивать на два больших этапа: предысторию и историю.

С разработкой первых ЭВМ принято связывать возникновение информатики как науки, т.к. сам термин информатика появился на свет благодаря развитию ВТ,

Выделению информатики в отдельную науку способствовало формирование единой формы представления обрабатываемой и хранимой информации (в двоичной форме).

Поколения ЭВМ. В настоящее время можно выделить 5 поколений компьютеров.

Первое поколение . После 1946 года. Применение вакууно-ламповой технологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса).
Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Была реализована концепция хранимой программы.

Быстродействие 10-20 тыс операций в сек.

Появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, устройства памяти на магнитных дисках.

Быстродействие 100-500 тыс операций в сек.

Третье поколение . В конце 60-х появились мини-компьютеры. Быстродействие порядка 1 млн операций в сек.

В 1964 году фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.
Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объемом оперативной памяти и производительностью.

Четвертое поколение . Появились после 1975 года. Использование при создании компьютеров больших интегральных схем (БИС - 1000 - 100000 компонентов на кристалл) и сверхбольших интегральных схем (СБИС - 100000 - 10000000 компонентов на кристалл). В середине 70-х появились первые персональные компьютеры устройства для работы с магнитными лентами, устройства памяти на Компьютеры проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции (МИС - 10 - 100 компонентов на кристалл) и средней степени интеграции (СИС - 10 -1000 компонентов на кристалл). магнитных дисках. Быстродействие десятки и сотни миллионов операций в сек.

Пятое поколение . После 1982 года. Главный упор при создании компьютеров сделан на их "интеллектуальность", внимание акцентируется не столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.
Обработка знаний - использование и обработка компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.

Быстродействие более сотни млн операций в сек.

3 . Проблемы информатизации общества и управления .

В информационном обществе главным ресурсом является информация. На основе владения информацией о различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность. В информационном обществе основная часть населения занята в сфере обработки информации или использует информационные и коммуникационные технологии в своей повседневной производственной деятельности. Информационные и коммуникационные технологии – это совокупность методов, устройств и производственных процессов, используемых обществом для сбора, хранения, обработки и распространения информации.

Для жизни и деятельности в информационном обществе необходимо обладать информационной культурой, т.е. знаниями и умениями в области информационных технологий, а также юридическими и этическими нормами в этой сфере.

Информационный подход к исследованию мира реализуется в рамках информатики, комплексной науки об информации и информационных процессах, аппаратных и программных средствах информатизации, информационных и коммуникационных технологиях, а также социальных аспектах программы информатизации.

В настоящее время создана информационная индустрия – производство технических средств, методов, технологий для производства информации (новых знаний) и сферы управления.

Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формы – знаний.

· решена проблема информационного кризиса (противоречие между информационной лавиной и информационным голодом);

· обеспечен приоритет информации по сравнению с другими ресурсами;

· главное – информационная экономика;

· информационная технология приобретает глобальный характер;

· формируется информационное единство всей цивилизации;

· с помощью средств информатики реализован свободный доступ каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации

· наиболее часто понятие ИК употребляется для характеристики широты знаний специалиста, определяются сами эти знания, которыми он должен владеть;

· ИК осмысливается как качественная интегральная характеристика личности специалиста, которому предстоит осуществлять профессиональную деятельность в XXI веке.

4. Основные направления применения и развития информатики .

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

Информация как семантическое свойство материи.

Информация и эволюция в живой и неживой природе.

Начала общей теории информации. Методы измерения информации.

Макро- и микроинформация.

Метематические и информационные модели.

Теория алгоритмов. Стохастические методы в информатике.

Вычислительный эксперимент как методология научного исследования.

Информация и знания. Семантические аспекты интеллектуальных процессов и информационных систем. Информационные системы искусственного интеллекта. Методы представления знаний.

Познание и творчество как информационные процессы.

Теория и методы разработки и проектирования информационных систем и технологий.

Обработки, отображения и передачи данных

Персональные компьютеры. Рабочие станции. Устройства ввода\вывода и отображения информации. Аудио- и видеосистемы, системы мультимедиа. Сети ЭВМ. Средства связи и компьютерные телекоммуникационные системы.

Операционные системы и среды. Системы и языки программирования. Сервисные оболочки, системы пользовательского интерфейса. Программные средства межкомпьютерной связи (системы теледоступа), вычислительные и информационные среды.

Текстовые и графические редакторы. Системы управления базами данных. Процессоры электронных таблиц. Средства моделирования объектов, процессов, систем. Информационные языки и форматы представления данных и знаний; словари; классификаторы; тезаурусы. Средства защиты информации от разрушения и несанкционированного доступа.
Издательские системы.

Системы реализации технологий автоматизации расчетов, проектирования, обработки данных (учета, планирования, управления, анализа, статистики и т. д.)

Системы искусственного интеллекта (базы знаний, экспертные системы, диагностические, обучающие и др.)

Ввода\вывода, сбора, хранения, передачи и обработки данных.

Подготовки текстовых и графических документов, технической документации.

Интеграции и коллективного использования разнородных информационных ресурсов.

Программирования, проектирования, моделирования, обучения, диагностики, управления (объектами, процессами, системами).

Информационные ресурсы как фактор социально-экономического и культурного развития общества.

Информационное общество – закономерности и проблемы становления и развития. Информационная инфраструктура общества. Проблемы информационной безопасности.

Новые возможности развития личности в информационном обществе. Проблемы демократизации в информационном обществе и пути их решения.

Информационная культура и информационная безопасность.

a. теоретическая информатика ,

Теоретическая информатика — математическая дисциплина. Она использует методы математики для построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации, создает тот теоретический фундамент, на котором строится все здание информатики.

Научная информатика - информатика, изучающая структуру
и общие свойства научной информации, а так же закономерности всех процессов научной коммуникации.

Прикладная информатика объединяет информатику, вычислительную технику и автоматизацию.

b . кибернетика ,

Кибернетика ( от греч. kybernetike - искусство управления, от kybernáo - правлю рулём, управляю), наука об управлении, связи и переработке информации.

Основным объектом исследования в кибернетике являются так называемые кибернетические системы. Используя высокий уровень абстракции можно рассматривать системы качественно различной природы, например технические, биологические и даже социальные. Задача кибернетики - создать управление в системе.

c . программирование,

Управлять компьютером нужно по определенному алгоритму. Точное определенное описание способа решения задачи в виде конечной последовательности действий, представленной в виде, понятном компьютеру, называют программированием. Т.о., программирование – процесс составления логически упорядоченной последовательности команд, необходимых для управления компьютером, с целью решения определенной задачи.

d . искусственный интеллект (ИИ),

ИИ - это одно из направлений информатики, целью которого является разработка аппаратно-программных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои, традиционно считающиеся интеллектуальными задачи, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка. Предметом ИИ является изучение интеллектуальной деятельности человека, подчиняющейся заранее неизвестным законам. ИИ это все то, что не может быть обработано с помощью алгоритмических методов, например, доказательство теорем , управление роботами , распознавание изображений , машинный перевод и понимание текстов на естественном языке , игровые программы , машинное творчество ( синтез музыки , стихотворений , текстов).

e . информатика в природе,

Основная задача этого направления — изучение информационных процессов, протекающих в биологических системах, и использование накопленных знаний для принятия оптимальных решений. А так же изучение влияния процессов информатизации на человека и его взаимоотношения с природой.

f . информатика в обществе,

Человек живет в мире информации. Человеческое мышление можно рассматривать как процессы обработки информации в мозгу человека. В процессе общения с другими людьми человек передает и получает информацию. Процессы, связанные с хранением, получением, обработкой и передачей информации, называются информационными процессами. История человеческого общества – это, в определенном смысле, история накопления и преобразования информации.

g . вычислительная техника,

Для решения задач поиска средств и методов автоматизации обработки данных используют особые виды устройств, большинство их которых являются электронными приборами. Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных, называют вычислительной техникой. Набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенных для обслуживания одного рабочего участка, называют вычислительной системой. Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер. Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

h . информационные системы.

Информационная система (ИС) — это система, реализующая информационную модель предметной области, чаще всего — какой-либо области человеческой деятельности. ИС должна обеспечивать: получение (ввод или сбор), хранение, поиск, передачу и обработку (преобразование) информации. Информационной системой (или информационно-вычислительной системой) называют совокупность взаимосвязанных аппаратно-программных средств для автоматизации обработки информации. В информационную систему данные поступают от источника информации. Эти данные отправляются на хранение либо претерпевают в системе некоторую обработку и затем передаются потребителю.

Информатика – это наука и сфера практической деятельности, связанная с получением, хранением, обработкой, передачей и использованием информации.

Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, организационные аспекты.

Информатика исследует следующие основные направления:

• технические, связанные с изучением методов и средств надежного сбора, хранения, передачи, обработки и выдачи информации;

• семантические, определяющие способы описания смысла информации, изучающие языки ее описания;

• прагматические, описывающие методы кодирования информации;

• синтаксические, связанные с решением задач по формализации и автоматизации некоторых видов научно-информационной деятельности, в частности индексирование, автоматическое реферирование, машинный перевод.

Методы реализации информационных процессов включают различные положения теории информации, статистики, теории кодирования, математической логики и т.д.

Теоретическая информатика – математическая дисциплина, использующая методы математики для построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации.

Кибернетика – наука об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации в сложных системах. При этом под сложными системами понимаются технические, биологические и социальные системы.

Программирование – разработка компьютерных программ и создание языков программирования.

Искусственный интеллект – моделирование методов логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека .

Вычислительная техника – совершенствование элементной базы, проектирование современных вычислительных машин (новые архитектуры и принципы функционирования).

Социальная информатика – изучение процессов информатизации общества.

Информационные системы – исследование способов представления и хранения информации, автоматизация процесса извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их человеком, анализ и прогнозирование потоков разнообразной информации, перемещающихся в обществе и т.д.

Информационная система есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией.

Информационные технологии – это направление, охватывающее все области передачи, хранения и восприятия информации. Отрасль информационных технологий занимается созданием, развитием и эксплуатацией информационных систем.

2) понятие информации

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Представление информации – способ, с помощью которого происходит отображение информации, ее внешняя форма.

Переход от представления к абстрактной информации называется интерпретацией. Причем этот переход может быть только воображаемый, мыслимый.

Сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс, обладающий различными характеристиками.

Характеристика, которая используется для представления данных, называется параметром сигнала.

Если параметр сигнала принимает ряд последовательных значений и их число конечное, то сигнал называется дискретным. Если параметр сигнала – непрерывная во времени функция, то сигнал называется непрерывным.

Сигналы могут порождать в физических телах изменения свойств. Это явление называется регистрацией сигналов.

Данные – это запись наблюдения какого-либо факта, пригодная для коммуникации, интерпретации, обработки и получения новой информации.

Данные несут информацию о событии, но не являются самой информацией, так как одни и те же данные могут восприниматься (интерпретироваться) в сознании разных людей совершенно по-разному.

Информация не является статическим объектом, она появляется и существует в момент слияния методов и данных, все прочее время она находится в форме данных. Момент слияния данных и методов называется информационным процессом.

Таким образом, первичная информация может существовать в виде рисунков, фотографий, звуковых, вкусовых ощущений, запахов, а вторичная – в виде чисел, символов, текстов, чертежей, радиоволн, магнитных записей.

3) Информация в жизни человечества

На первых этапах развития цивилизации носителем данных была человеческая память, и информация от одного человека к другому передавалась устно.

По мере развития цивилизации человеческой памяти стало не хватать – появилась письменность. Появление письменности характеризует первую информационную революцию. Дальнейшее накопление человечеством информации привело к появлению печатного станка – вторая информационная революция (началась в XVI в.).

Третья информационная революция связывается с открытием электричества и появлением (в конце XIX в.) на его основе новых средств коммуникации – телефона, телеграфа, радио.

В настоящее время формируется информационное общество, где акцент внимания и значимости смещается с традиционных видов ресурсов (материальные, финансовые, энергетические и пр.) на информационные ресурсы.

Информационные ресурсы – это отдельные документы и массивы документов в библиотеках, архивах, фондах, банках данных, информационных системах и других хранилищах.

Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

• превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную человеческую деятельность;

• сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;

• повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах, банках, биржах, промышленности, торговле и др. путем своевременного использования необходимой информации.

1)Предмет и структура информации

Информатика исследует следующие основные направления:

• семантические, определяющие способы описания смысла информации, изучающие языки ее описания;

• прагматические, описывающие методы кодирования информации;

Программирование – разработка компьютерных программ и создание языков программирования.

Социальная информатика – изучение процессов информатизации общества.

2) понятие информации

Представление информации – способ, с помощью которого происходит отображение информации, ее внешняя форма.

Сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс, обладающий различными характеристиками.

Характеристика, которая используется для представления данных, называется параметром сигнала.

Сигналы могут порождать в физических телах изменения свойств. Это явление называется регистрацией сигналов.

3) Информация в жизни человечества

Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

• превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную человеческую деятельность;

• сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Информатика – это наука, изучающая:

- Методы реализации информационных процессов средствами вычислительной техники (СВТ);

- Состав, структуру, общие принципы функционирования;

- Принципы управления СВТ.

Из определения следует, что информатика – прикладная наука, использующая научные достижения многих наук.

Кроме того, информатика – практическая наука, которая не только занимается описательным изучением перечисленных вопросов, но и во многих случаях предлагает способы их решения. В этом смысле информатика технологична и часто смыкается с информационными технологиями.

Методы реализации информационных процессов находятся на стыке информатики с теорией информатики, статистикой, теорией кодирования, математической логикой, документоведением и т.д.

В этом разделе изучаются вопросы:

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

- Форматы представления данных (одни и те же данные могут быть представлены разными способами);

- Структуры данных, т.е. способы хранения, с целью удобного доступа к данным.

В изучении состава, структуры, принципов функционирования СВТ используются научные положения из электроники, автоматики, кибернетики. В целом этот раздел известен как аппаратное обеспечение (АО) информационных процессов.

В этом разделе изучаются:

- Основы построения элементов цифровых устройств;

- Основные принципы функционирования цифровых вычислительных устройств;

- Архитектура СВТ – основные принципы функционирования систем, предназначенных для автоматической обработки данных;

- Приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию вычислительных систем;

- Приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию компьютерных сетей.

В разработке методов управления СВТ используют научные положения из теории алгоритмов, логики, теории графов, лингвистики, теории игр. Этот раздел информатики известен как программное обеспечение СВТ. В этом разделе изучается:

- Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

- Средства взаимодействия человека с аппаратным и программным обеспечением, объединяемые понятием интерфейс;

- Программное обеспечение СВТ (ПО).

Обобщая сказанное, можно предложить следующую структурную схему:

Информатика

Информационные процессы	Аппаратное обеспечение	Программное обеспечение
Теоретический уровень	Теория кодирования Теория информации Теория графов Теория множеств Логика и др.	Логика Электроника Автоматика Кибернетика И др.	Теория алгоритмов Логика Теория графов Теория игр Лингвистика И др.
Практический уровень	Кодирование данных Форматы данных Сжатие данных Структуры данных И др.	Синтез цифровых устройств Архитектура СВТ Аппараты и приборы ВС Аппараты и приборы компьютерных сетей	Интерфейсы Вспомогательные программы Системы программирования Прикладные программные продукты

Третья составляющая информатики – ПО неоднородна и имеет сложную структуру, включающую несколько уровней: базовый, системный, служебный, инструментальный, прикладной.

В последнее время вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые запоминающие устройства (ППЗУ), позволяющие изменять базовые программные средства во время эксплуатации. Изменение содержания ППЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (такая технология называется флэш - технологией), так и вне ее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ образуют систему ввода/вывода (BIOS). Основное назначение программ этого пакета – проверка состава и работоспособности компьютерной системы и обеспечение взаимодействия с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководами гибких дискет и CD-ROM.

На следующем уровне находятся комплексы программ, осуществляющих интерфейсные функции (посреднические между человеком и компьютером, аппаратным и программным обеспечением, между одновременно работающими программами), т.е. распределение различных ресурсов компьютера. Программы этого уровня называются системными. Любые пользовательские программы запускаются под управлением системных программ, называемых операционными системами.

Следующий уровень – системное ПО. Программы этого уровня, называемые утилитами, выполняют различные вспомогательные функции. Это могут быть ремонтные или диагностические программы, используемые при обслуживании различных устройств, тестовые программы, представляющие комплекс программ технического обслуживания, архиваторы, антивирусы и т.п. Служебные программы, как правило, работают под управлением операционной системы. В некоторых классификациях системный и служебный уровни объединяются в один класс – системного ПО.

Инструментальное ПО представляет комплекс программ для создания других программ. Программы инструментального ПО управляются системными программами.

Прикладное программное обеспечение – самый большой по объему класс программ. Это программы конечного пользователя, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий очень широк – от производственных до творческих и развлекательно - обучающих. ППО также управляется системными программами, и имеет более высокий уровень.

В настоящее время программные продукты многих фирм стали объединять в себе программные элементы из разных классов. Например, ОС Windows, являясь комплексом системных программ, в своем составе содержит блок служебных программ (дефрагментация, проверка, очистка диска и др.), а также текстовый процессор Word Pad, графический редактор Paint, принадлежащих к классу прикладных программ.

1.1.3. Цели и задачи курса "Информатика"

Главная функция информатики – разработка методов и средств преобразования информации и их использовании технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем:

Исследование информационных процессов любой природы;

Разработка информационной техники и создание новейших технологий переработки информации на базе полученных результатов исследований информационных процессов;

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

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно - технической дисциплиной, призванной создавать новые информационные техники и технологии для решения проблем в других областях. Особенно следует выделить в информатике методы математического моделирования и методы распознавания образов, практическая реализация которых стала возможной благодаря достижениям компьютерной техники.

Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция ко все большей информатизации общества в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.

Вопросы для самоконтроля

2. Опишите структуру информатики.

3. Каковы главная функция и задачи информатики?

Информатика – это наука, изучающая:

- Методы реализации информационных процессов средствами вычислительной техники (СВТ);

- Состав, структуру, общие принципы функционирования;

- Принципы управления СВТ.

Из определения следует, что информатика – прикладная наука, использующая научные достижения многих наук.

В этом разделе изучаются вопросы:

- Форматы представления данных (одни и те же данные могут быть представлены разными способами);

- Структуры данных, т.е. способы хранения, с целью удобного доступа к данным.

В этом разделе изучаются:

- Основы построения элементов цифровых устройств;

- Основные принципы функционирования цифровых вычислительных устройств;

- Приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию вычислительных систем;

- Приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию компьютерных сетей.

- Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

- Программное обеспечение СВТ (ПО).

Обобщая сказанное, можно предложить следующую структурную схему:

Информатика

Информационные процессы	Аппаратное обеспечение	Программное обеспечение
Теоретический уровень	Теория кодирования Теория информации Теория графов Теория множеств Логика и др.	Логика Электроника Автоматика Кибернетика И др.	Теория алгоритмов Логика Теория графов Теория игр Лингвистика И др.
Практический уровень	Кодирование данных Форматы данных Сжатие данных Структуры данных И др.	Синтез цифровых устройств Архитектура СВТ Аппараты и приборы ВС Аппараты и приборы компьютерных сетей	Интерфейсы Вспомогательные программы Системы программирования Прикладные программные продукты

1.1.3. Цели и задачи курса "Информатика"

Задачи информатики состоят в следующем:

Исследование информационных процессов любой природы;

Термин информатика (слияние Информация и Автоматика) возник в $60$-х годах во Франции для определения области человеческой деятельности, которая занимается автоматизированной обработкой информации с использованием электронных вычислительных машин (ЭВМ). В большинстве стран Западной Европы и США используется термин компьютерная наука (computer science), последнее время эти два понятия отождествляются.

С бурным развитием микропроцессорной техники информатика выделилась в самостоятельную область науки, которая занимается изучением свойств информации, процессами передачи и обработки информации.

Однозначного определения понятия информатики не существует, и связано это с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов. Приведем пример одного из них:

Информатика – это область человеческой деятельности, которая связана с процессами обработки информации с помощью средств вычислительной техники и взаимодействием этих средств со средой применения.

Предмет и задачи информатики

Рассматривая информатику в качестве фундаментальной науки, основным ее направлением является разработка методов и средств создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем.

Одной из главных задач информатики является изучение информационных систем; места, которое они занимают; структуры, которую должны иметь; особенностей функционирования; их общих закономерностей.

Задачами информатики являются:

исследование информационных процессов любой природы;
разработка вычислительной техники и создание новой технологии обработки информации на основе полученных результатов исследования информационных процессов;
научные и инженерные разработки с целью создания, внедрения и обеспечения эффективного применения компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой жизнедеятельности.

Основная задача информатики заключается в систематизации приёмов и методов работы с программно-аппаратными средствами вычислительной техники.

Готовые работы на аналогичную тему

Целью фундаментальных исследований информатики является систематизация знаний о всех возможных информационных системах, определение общих закономерностей построения этих систем и их функционирования.

Предмет информатики – разработка эффективных методов преобразования информации.

Составляющими предмета информатики являются понятия:

аппаратного обеспечения средств вычислительной техники;
программного обеспечения средств вычислительной техники;
средств взаимодействия аппаратного и программного обеспечения.

Особое внимание информатика уделяет методам и средствам взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами (пользовательским интерфейсам).

Главной функцией информатики является разработка методов и средств обработки информации и использование их в организации технологического процесса обработки информации.

В наше время информатика тесно переплетается с другими науками и охватывает практически все виды жизнедеятельности человека: производство, торговые операции, медицину, образование, криминалистику и т.д.

Рисунок 1. Место информатики в системе наук

Направления практических приложений информатики:

Архитектура вычислительных систем.
Интерфейсы вычислительных систем (аппаратные, программные и программно-аппаратные).
Программирование.
Преобразование структуры данных.
Защита информации.
Автоматизация.
Стандартизация.

Структура информатики

Рисунок 2. Структура информатики

Научная область, которая воплощает практическое применение информатики, основана на базе знаний следующих разделов:

Теоретическая информатика – раздел информатики, который активно использует математический аппарат для описания различных информационных процессов. Опирается на математическую логику и содержит теорию алгоритмов и автоматов, теорию информации и теорию кодирования, теорию формальных языков и грамматик, исследование операций (операционное исчисление) и т.д.

Вычислительная техника – раздел, в котором выполняется разработка общих принципов построения вычислительных систем. Раздел не изучает технические детали вычислительных систем, но принципиальные решения на уровне архитектуры, которые подразумевают описание состава, функциональных возможностей и принципов взаимодействия отдельных устройств.

Программирование – раздел информатики, который занимается разработкой системного и прикладного программного обеспечения. С помощью программирования образуется связь между различными научными областями, которая позволяет моделировать и решать задачи из этих областей с помощью вычислительных систем (компьютеров).

Информационные системы – составная часть информатики, отвечающая за анализ потоков информации, их оптимизацию, структурирование, принципы хранения и поиска информации. Значение информационных систем оценивается исследованиями в этой области, которые позволяют создавать новые операционные системы для ПК, была создана и успешно развивается глобальная сеть Интернет.

Искусственный интеллект – раздел информатики, в котором решаются вопросы различных наук (например, психологии, лингвистики, математики и т. д.): моделирование рассуждений, генерация новых знаний, перевод с одного языка на другой с помощью программного обеспечения и др. Разработки в области искусственного интеллекта самым прямым образом влияют на создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека и компьютера, которые сведут это взаимодействие к более эффективному общению и оно станет более схожим на общение между людьми.

Информатика в таком понимании нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей. Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса и т.п. с помощью информационных моделей.

Часто возникает путаница в понятиях информатики и кибернетики. Поясним сходство и различие этих понятий.

Основная концепция, заложенная Н. Винером в кибернетику, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров.

Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации с более широкой точки зрения, практически не занимаясь задачами управления различными объектами как кибернетика. Поэтому с этой точки зрения может сложиться впечатление об информатике как о более емкой дисциплине, чем кибернетика. Однако, с другой стороны, информатика не занимается решением проблем не связанных с использованием компьютерной техники, что несомненно сужает ее казалось бы обобщающий характер. Между этими двумя дисциплинами провести четкую границу не представляется возможным в связи с ее размытостью и неопределенностью, хотя существует довольно распространенное мнение, что информатика является одним из направлений кибернетики.

Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без нее. Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники. Кибернетика и информатика, внешне очень похожие дисциплины, различаются, скорей всего, в расстановке акцентов:

в информатике - на свойствах информации и аппаратно-программных средствах ее обработки;
в кибернетике - на разработке концепций и построения моделей объектов, используя, в частности, информационный подход.

Обобщим опубликованные в литературе по информатике определения в следующем виде:

1.1.2. СТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ

Информатика в широком смысле представляет единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации, главным образом, с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.

Информатику в узком смысле можно представить состоящую из трех взаимосвязанных частей - технических средств ( hardware ), программных средств ( software ), алгоритмических средств ( brainware ). В свою очередь информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций (рис.1):

как отрасль народного хозяйства;
как фундаментальную науку;
как прикладную дисциплину.

Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются созданием, преобразованием и потреблением информации с помощью компьютерной техники и современной технологии. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоит в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного хозяйства. Более того, для нормального развития этих отраслей производительность труда в самой информатике должна возрастать более высокими темпами, так как в современном обществе информация все чаще выступает как предмет конечного потребления: людям необходима информация о событиях, происходящих в мире, о предметах и явлениях, относящихся к их профессиональной деятельности, о развитии науки и самого общества. Дальнейший рост производительности труда и уровня благосостояния возможен лишь на основе использования новых интеллектуальных средств и человеко-машинных интерфейсов, ориентированных на прием и обработку больших объемов мультимедийной информации (текст, графика, видеоизображение, звук, анимация). При отсутствии достаточных темпов увеличения производительности труда в информатике может произойти существенное замедление роста производительности труда во всем народном хозяйстве. В настоящее время порядка 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации.

Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Существует мнение, что одна из главных задач этой науки - выяснение, что такое информационные системы, какое место они занимают, какую должны иметь структуру, как функционируют, какие общие закономерности им свойственны. В Европе можно выделить следующие основные научные направления в области информатики: разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы.

Цель фундаментальных исследований в информатике - получение обобщенных знаний о любых информационных системах, выявление общих закономерностей их построения и функционирования.

Информатика как прикладная дисциплина занимается:

изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);
созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;
разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Рис. 1. Структура информатики

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использования в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем:

исследование информационных процессов любой природы;
разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;
решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, предназначенной для создания новой информационной техники и технологии для решения проблем в других областях. Она предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где считается невозможным применение количественных методов из-за неформализуемости процессов и явлений. Особенно следует выделить в информатике методы математического моделирования и методы распознавания образов, практическая реализация которых стала возможной благодаря достижениям компьютерной техники.

Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция ко все большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.

Выводы

Представление об информатике может быть сформировано с трех позиций: как о многогранной отрасли, как о фундаментальной науке, как о прикладной дисциплине.

Информатика как учебный предмет предназначена для изучения информационных процессов. Для этой цели изучаются и используются последние достижения в области компьютерной индустрии, современные компьютерные информационные технологии.

Читайте также: