Предисловие
Любая наука начинается с определения круга рассматриваемых и решаемых в ней проблем теоретического и практического характера. Далее логика развития научного знания требует построения строгого понятийного аппарата - языка, принятого в данной науке и обеспечивающего однозначную трактовку дефиниций специалистами. В научном языке определение новых терминов возможно двумя путями: аксиоматическим и операционным. В первом случае, принятом, в частности, в математике, в виде постулатов вводится некоторый набор исходных определений, а уже через них выражаются все остальные понятия. Экспериментальные науки ввели другой тип определения - операционный, когда понятие задается описанием способа нахождения количественной меры, характеризующей это понятие. Например, когда определяют скорость как перемещение, совершаемое материальной точкой за единицу времени, то подразумевается, что имеются способы измерения перемещения и времени, а их отношение определит новую величину. Как правило, в естественнонаучных дисциплинах считается целесообразным вводить в научный язык только те величины (понятия), которые могут быть определены операционно. После того как понятия и характеризующие их величины определены, необходимо выяснить наличие и характер связей между ними - в этом состоит основная задача любой науки. Связи эти могут иметь характер законов, закономерностей или тенденций. Использование этих законов для решения задач практики неизбежно связано еще с одним этапом научного исследования - выделением естественных или абстрактных систем и построением их моделей. Все прикладные, «технические» аспекты и решения основываются на построенном таким образом теоретическом фундаменте и, если угодно, являются его следствием. Особенность информатики как научной и учебной дисциплины состоит в том, что прикладная ее составляющая оказывается востребованной многими людьми, в том числе весьма далекими от научной сферы. Такую ситуацию ни в коем случае не следует считать неправильной или нежелательной - напротив! Успехи информатики и технологий привели к возможности создания устройства - компьютера (и, в первую очередь, персонального), а также удобного программного обеспечения, позволяющего работать с ним в режиме черного ящика, т.е. решать с его помощью прикладные задачи, не вникая в реализацию механизма решения. Именно благодаря этому обстоятельству компьютер и получил столь широкое распространение в современном обществе; появился даже термин «пользовательский уровень владения компьютером». По-видимому, именно данным обстоятельством можно объяснить тот факт, что многие пособия по информатике ограничиваются лишь рассмотрением элементов устройства компьютера, его программного обеспечения и, в последнее время, работы в сети Internet. He умаляя важности и необходимости подобных книг, автор данного пособия поставил перед собой иную задачу - обсудить теоретические основы науки информатики (что отражено в названии), оставляя за рамками рассмотрения прикладные аспекты. При этом особое внимание автор постарался уделить понятийному аппарату информатики, стараясь построить возможно более строгие и корректные определения понятий и продемонстрировать логику взаимосвязи, развития и взаимообусловленности понятий. Данное пособие написано на основе курса лекций, прочитанного студентам 1-го курса факультета информатики Уральского государственного педагогического университета (г. Екатеринбург). Это сказалось, в первую очередь, на уровне использованного математического аппарата - он сведен к минимально приемлемому, с точки зрения автора, уровню, когда доказательность соотношений не является самоцелью, а в качестве приоритетного выдвигается существо вопроса. Элементы теории вероятностей и математической логики, необходимые для понимания основного материала, изложены в приложениях. Информатика - наука мировоззренческая уже хотя бы потому, что предметом ее изучения является одна из исходных категорий мироздания - информация. Учащиеся (любого уровня) должны осознать фундаментальность и универсальность законов информатики. Автор надеется, что данное пособие будет способствовать решению этой задачи. Пособие ориентировано, в первую очередь, на студентов педвузов, изучающих информатику в качестве профильной дисциплины, а также школьных учителей информатики. Для акцентирования внимания читателя на наиболее важных положениях в тексте приняты следующие обозначения: - таким образом выделены определения понятий; |
5776
5619