Терминология информатики

Термин информация имеет множество определений. В «Энцик лопедии кибернетики» «информация (лат. informatio — разъяснение, изложение, осведомленность) — одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т. п.».

В широком смысле «информация» — это отражение реального мира; в узком смысла «информация» — это любые сведения, являющиеся объектом хране­ния, передачи и преобразования.

С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения. Информационное сообщение связано с источником сообщения, получателем сообщений и каналом связи (рис.!.1).

Сообщение от источника к прием­нику передается в материально-энер­гетической форме (электрический, световой, звуковой сигналы и т. д.).

Человек воспринимает сообщения посредством органов чувств. Приемники информации в технике вос­принимают сообщения с помощью различной измерительной и реги­стрирующей аппаратуры. В обоих случаях с.приемом информации связано изменение во времени какой-либо величины, характеризующей состояние приемника. В этом смысле информационное сообщение можно представить функцией x(t), характеризующей изменение во времени материально-энергетических параметров физической среды, в которой осуществляются информационные процессы.

Функция x(t) принимает любые вещественные значения в диапазоне изменения времени /. Если функция х(t) непрерывна, то имеет место непрерывная или аналоговая информация, источником которой обычно являются различные природные объекты (например, температура, давление и влажность воздуха), объекты технологических производственных процессов (например, нейтронный поток в активной зоне, давление и температура теплоносителя в контурах ядерного реактора) и др. Если функция х(1) дискретна, то информационные сообщения, используемые человеком, имеют характер дискретных сообщений (например, сигналы тревоги, передаваемые по средством световых и звуковых сообщений, языковые сообщения, передаваемые в письменном виде или с помощью звуковых сигналов; сообщения, передаваемые с помощью жестов, и др.).

В современном мире информация, как правило, обрабатывается на вычислительных машинах. Поэтому информатика тесно связана с Инструментарием — вычислительной машиной.

Рис. 1.2. Классы вычислительных машин

Computer — устройство преобразования информации посредством выполнения управляемой программой последовательности операций. Синоним компьютера — вычислительная машина, чаще электронная вычислительная машина (ЭВМ).

В зависимости от вида перерабатываемой информации вычисли тельные машины (ВМ) делят на два основных класса: аналоговые и цифровые (рис. 1.2). Аналоговая вычислительная машина (АВМ) - это машина, оперирующая информацией, представленной в виде не прерывных изменений некоторых физических величин. При этом в качестве физических переменных используются сила тока электрической цепи, угол поворота вала, скорость и ускорение движения тела и т. п. Используя тот факт, что многие явления в природе математически описываются одними и теми же уравнениями, АВМ позволяют с помощью одного физического процесса моделировать различные процессы.

Цифровая вычислительная машина (ЦВМ) - - машина, оперирующая информацией, представленной в дискретном виде. В настоящее время разработаны методы численного решения многих видов уравнений, что дало возможность решать на ЦВМ различные уравнения и задачи с помощью набора простых арифметических и логических операций. Поэтому, если АВМ обычно предназначаются для решения определенного класса задач, т.е. являются специализированными, то ЦВМ, как правило, являются универсальным вычисли тельным средством. Наибольшее распространение получили электронные вычислительные машины, выполненные с использованием новейших достижений электроники.

Для представления в ЭВМ дискретной информации применяется алфавитный способ, основанный на использовании фиксированного конечного набора символов любой природы, называемого алфавитом. Примерами алфавитов могут служить алфавиты естественных человеческих языков, совокупность десятичных цифр, любая другая упорядоченность знаков, предназначенная для образования и передачи сообщений. Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв — словом в этом алфавите. При этом не требуется, чтобы слово обязательно имело языковое смысловое значение.

Все процессы, происходящие в вычислительной системе, связаны непосредственно с различными физическими носителями информационных сообщений, а все узлы и блоки этой системы являются физической сферой, в которой осуществляются информационные процессы. Процесс преобразования информации часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого алфавита. Такое представление называется кодированием. Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием.

Очень широко используется еще один термин: данные (лат. data). Этот термин принято применять в отношении информации, представ ленной в виде, позволяющем хранить, передавать или обрабатывать ее с помощью технических средств. Поэтому наряду с терминами ввод информации, обработка информации, хранение информации, поиск информации используются термины ввод данных, обработка данных, хранение данных и т. п.

После анализа понятия «информация» рассмотрим смысл понятия «информатика». В 1979 г. В.М. Глушков в письме в Президиум АН СССР предложил рассматривать информатику как новую область науки, связанную с разработкой, созданием, оценкой, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины и оборудование, материальное обеспечение, организационные и людские аспекты, а также комплекс их.промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия.

Близкое к этому содержанию понятие информатики дали в 1983 г. Я С. Михалевич, Ю.М. Каныгин, В.И.Гриценко: информатика — это комплексная инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки проектирования, создания, оценки, функционирования машинизированных (основанных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики. При этом подчеркивалось, что появление этой дисциплины обусловлено возникновением и распространением новой индустриальной технологии сбора, обработки, передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях. Таким образом, информатика связывалась с информационными технологиями и реализующими их компьютеризированными системами.

А.А. Дородницын в том же 1983 г. предложил попросту отбросить термин кибернетика и ввести термин информатика, сделал акцент на логико-математических и технических (чисто прикладных) аспектах информационных систем и процессов с выделением трех китов, на которых держится информатика: техника, алгоритм, программа. Та кое решение (замена терминов), разумеется, не способствовало раз витию нового направления науки.

Второе направление трактовок информатики, в основном связанное с трудами В.И. Сифорова, сводит ее к учению об информации вообще — информологии. Это направление, по существу, развивает теорию ин формации К. Шеннона, его учение об источнике информации, канале, шуме, кодировании, релевантности (существенности) и т. д.

Третье направление толкования понятия информатики изложенное в работах Э.С Бернштета и Ю.А. Шрейдера, ставит в центр внимания семантические (содержательные) стороны информации, соотношение понятий информация и знание, их функций в общественных системах. Семантическое направление в трактовках информатики нельзя считать удовлетворительным, поскольку оно оставляет в стороне такой важнейший аспект информационного процесса, как практическое использование знаний (информации).

Если же отвлечься от самых общих определений, то одна большая группа специалистов под информатикой понимает науку, связанную с:

разработкой вычислительных машин и систем, технологий их создания;

разработкой математических моделей естествознания и общественных явлений с целью их строгой формализации;

обработкой данных, созданием численных и логических методов решения задач, сформулированных на этапе построения математической модели;

разработкой алгоритмов решения задач управления, расчета и анализа математических моделей;

программированием алгоритмов, созданием программного обеспечения ЭВМ.

Другая, не менее большая группа специалистов считает, что информатика — это то, что связано с применением ЭВМ, их разработкой и созданием программ для них.

Более строгое определение информатики целесообразно дать после детального описания объекта и предмета информатики.