Основные термины и определения информатики

Informatique - информатика, область знания, которая сложилась в самостоятельную научную дисциплину в 60-е годы 20 столетия, прежде всего в США, а, также в Великобритании.

Но многие ее корни уходят далеко в историю. Можно сказать, что информатика началась тогда, когда впервые попытались механизировать так называемую умственную деятельность. Без сомнения, это не было делом рук одного единственного человека.

Слово «information» переводится с латинского языка, как «осведомление», «разъяснение», и такое определение устраивало человечество до сороковых годов двадцатого века.

Этим термином пользовались для определения чисто практических понятий, таких, как некоторая совокупность знаний, сведений о конкретном предмете, явлении, событии. Такая информация носит вполне конкретный характер и во многих случаях не несёт в себе количественной оценки.

Тысячелетиями слово «информация» было рядовым, ничем не выделяющимся среди десятков тысяч других слов. Все это долгое время человек считал себя единственным созданием, способным к передаче, приему и творению информации.

Положение стало меняться с появлением кибернетики – науки об управлении. «Кибернетика» Норберта Винера увидела свет в 1948 году. Она открыла людям глаза на то, что сейчас известно каждому – информационные процессы происходят в любом живом организме, начиная с амебы и вируса. Созданные человеком машины также работаю под управлением информации. Любое сообщество живых существ – муравьев, пчел, рыб, птиц и, конечно, людей не может существовать без потоков информации, циркулирующих в нем.

Датой рождения «Теории информации» также считается 1948 год. Именно тогда в реферативном журнале американской телефонной компании «Белл систем» появилась статья 32-летнего инженера-связиста Клода Шеннона «Математическая теория связи», в которой он предложил способ измерения количества информации. С этого момента понятие «информация» начинает расширять сферу своего применения.

Вскрытие единства процессов в живом и неживом, широкое внедрение ЭВМ, стремительное нарастание информационного потока в виде газет, журналов, книг, теле- и радиотрансляций придало совершенно другое, новое значение слову «информация». На современном этапе развития науки признано, что понятие «информация» значительно более ёмкое и, что очень важно, существует и вне нашего восприятия. Другими словами, весь окружающий нас мир, как доступный, так и недоступный нам, всюду имеет информационную структуру.

«Информация» превратилась в необычайно широкое понятие и встала в один ряд с такими философскими категориями, как материя, энергия, пространство и время.

Начало развития вычислительной техники можно отнести к периоду, когда были созданы первое счетное устройство, так называемый абак. Оно представляло собой ящик со струнами, по которым передвигались кости. Прошло несколько тысяч лет, прежде чем были созданы новые счетные устройства.

Вот несколько фактов:

Конец XV - начало XVI вв. - Великий художник, скульптор и математик Эпохи Возрождения - Леонардо да Винчи сделал эскиз 32-х разрядного суммирующего устройства (по нему фирма IBM создала в целях рекламы действующее устройство).

1642 год - 18-летний французский математик и физик Блез Паскаль создает первую модель вычислительной машины, которая могла выполнять арифметические операции.

Готфрид Вильгельм Лейбниц. В 1672 году в Париже у него созревают его первые грандиозные идеи, например, привезенный из Майнца проект вычислительной машины, для реализации которого он, однако, не сумел найти достаточно искусного механика, даже в Париже.

1823 год - английский ученый Чарльз Беббидж разрабатывает проект «Разностной машины», затем в 1833 г. и далее - разрабатывает проект аналитической машины, которая состоит из трех частей.

Одновременно дочь Джорджа Гордона Байрона Леди Ада Лавлейс разрабатывает программы для этой машины (первая в мире женщина-программист, именем которой назван один из языков программирования Ада, созданный по заказу Пентагона). В развитие ЭВМ внесли свой вклад многие выдающиеся ученые, в частности английские математики Джордж Буль и Тьюринг, и, наконец, американский ученый Джон фон Нейман разработал концепцию ЭВМ и завершил ее разработку к 1950 году.

Главные элементы концепции:

1. Двоичное представление информации и команд (взято из идей предшественников).

2. Принцип хранимой программы (данные и программа хранятся в оперативной памяти).

3. Прямой доступ к памяти по адресу (организация вычислений сразу по всем разрядам данного).

С этого момента начинается развитие и совершенствование ЭВМ. Ее структура уточняется и становится основой любой ЭВМ, независимо от дизайна и архитектуры. Устройство управления и арифметико-логическое устройство соединяются в единый блок, который называется процессор.

Развитие информатики идет параллельно с развитием техники связи, техники автоматического регулирования и управления, а также техники запоминающих устройств. Появление электронных вычислительных машин существенно упростило сбор, хранение и передачу информации

Информатика - это наука, которая изучает законы, методы и способы накопления, хранения, обработки и передачи информации с помощью компьютеров и других технических средств.

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.

Часто возникает путаница понятий «информатика» и «кибернетика».

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.).

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

Задачи информатики состоят в следующем:

- 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.

Основные направления применения информатики:

- разработка вычислительных систем и программного 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 и другие);

- системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым они должны отвечать;

- методы машинной графики, анимации, средств мультимедиа;

- средства телекоммуникации, в том числе, глобальные коммуникационные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество.

Основными объектами информатики выступают:

- информация;

- компьютеры;

- информационные системы.

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 аппаратными и программными средствами.

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.

Информатика изучает свойства, структуру и функции информационных систем, а также происходящие в них информационные процессы. Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации для достижения цели управления. Информационные процессы

- процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации (то есть действия, выполняемые с информацией);

-процессы, в ходе которых изменяется содержание информации или форма её представления.

Для обеспечения информационного процесса необходим источник информации, канал связи и потребитель информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник её получает (воспринимает). Передаваемая информация добирается от источника до приемника с помощью сигнала (кода). Изменение сигнала позволяет получить информацию

Из определения информатики также видно, что информатика очень близка к технологии, поэтому ее предмет нередко называют информационной технологией. Информационная технология (ИТ) – совокупность методов и программно-технических средств, обеспечивающая сбор, обработку, хранение, распределение и отображение данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Цель информационной технологии – производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

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.

Народы развитых стран осознают, что совершенствование информационных технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную задачу.

В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку.

Информатизация общества - организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Цель информатизации - улучшение качества жизни людей за счет увеличения производительности и облегчения условий их труда.

Информатизация - это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьёзных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и др.

Структура информатики:

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 называемой архитектуры 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. Например, 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. Это информационно-справочные системы, информационно-поисковые системы, гигантские современные глобальные системы хранения и поиска информации (включая Internet).

Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. 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.

Информатику в общем случае можно разделить на теоретическую и прикладную.

1. 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.

2. 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.