Что изучает информатика как наука? Что такое информатика и что она изучает Связь информатики с другими науками.

Понятие термина

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:

Определение 1

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.

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.

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:

1. Архитектура вычислительных систем.
2. Интерфейсы вычислительных систем (аппаратные, программные и программно-аппаратные).
3. Программирование.
4. Преобразование структуры данных.
5. Защита информации.
6. Автоматизация.
7. Стандартизация.

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.

НАУЧНЫЙ РЕФЕРАТ

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИКИ. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА. МЕСТО ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ НАУК. СВЯЗЬ ИНФОРМАТИКИ С ДРУГИМИ НАУКАМИ

Введение

1.1 Структура информатики

2. Информационные средства

3. Назначение информатики

4. Информатика как наука

4.1 Данные

4.2 Информационный процесс

5. Место информатики в системе наук

6. Информатика как единство науки и технологии

7. Связь информатики с другими науками

Заключение

Появление вычислительных машин в 50-х гг. создало до становления информатики необходимую ей аппаратную поддержку, нужную для хранения и переработки информации. Но, конечно, с информацией люди оперировали уже задолго до появления компьютеров. Начиная с древнего абака, дожившего до наших дней в виде конторских счетов, создавались приспособления для обработки числовой информации. Механические устройства типа арифмометров, счетные электрические клавишные машины, счетно-аналитическая техника и многие другие приборы были нацелены на решение тех же задач, которые в полном объеме стали реализовываться в компьютерах.

Кроме числовой информации, в поле зрения специалистов все время была и символьная информация, представители которой - хорошо известные всем тексты на естественном языке: от приключенческих повестей до отчетов о проделанной работе, справок из учреждений, писем и т. п. Для хранения и переработки такой информации также придумывали и создавали различные приспособления и устройства. Простейшим примером может служить стойка с ящиками, в которых хранятся карточки, несущие информацию. Такие каталоги - непременный атрибут библиотек. Но на карточках можно хранить в систематизированном виде и любую другую информацию, записанную на некотором естественном или специальном языке.

Стремление как-то механизировать, а затем и автоматизировать процедуры, связанные с поиском нужной информации в каталоге, привело к появлению приемов, вошедших в арсенал специальной науки - документалистики. Детищем документалистики стали ручные и автоматизированные информационно-поисковые системы.

Компьютер в одной системе объединил хранение и обработку как числовой, так и текстовой (символьной) информации. Именно поэтому его появление знаменовало начало новой науки.

Слово "информатика" в нашей стране прижилось не сразу. Сначала исследования, связанные с использованием информации в системах управления (а это казалось центральной проблемой использования информации), назвали кибернетикой, и этот термин стал у нас синонимом информатики. Но постепенно выяснилось, что кибернетика - вполне самостоятельное научное направление, составляющее лишь часть информатики. В англоязычных странах новую науку стали называть вычислительной наукой (Computer Science), а во франкоязычных странах появился термин "информатика" (Informatique). Именно из французского и был заимствован этот термин, который, начиная с середины 70-х гг. прочно вошел в обиход.

1. История развития информатики

Информатика – молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным.

До настоящего времени толкование термина “информатика” (в том смысле как он используется в современной научной и методической литературе) еще не является установившимся и общепринятым. Обратимся к истории вопроса, восходящей ко времени появления электронных вычислительных машин.

После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика как наука об общих закономерностях в управлении и связи в различных системах: искусственных, биологических, социальных. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 г. американским математиком Норбертом Винером, ставшей знаменитой, книги “Кибернетика или управление и связь в животном и машине”. В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Развиваясь одновременно с развитием электронно-вычислительных машин, кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации. Под информацией в кибернетике понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторой системой воспринимаются от окружающей среды (входная информация X), выдаются в окружающую среду (выходная информация У), а также хранятся в себе (внутренняя, внутрисистемная информация Z), рис. 1.

Развитие кибернетики в нашей стране встретило идеологические препятствия. Как писал академик А.И.Берг, “... в 1955-57 гг. и даже позже в нашей литературе были допущены грубые ошибки в оценке значения и возможностей кибернетики. Это нанесло серьезный ущерб развитию науки в нашей стране, привело к задержке в разработке многих теоретических положений и даже самих электронных машин”. Достаточно сказать, что еще в философском словаре 1959 года издания кибернетика характеризовалась как “буржуазная лженаука”. Причиной этому послужили, с одной стороны, недооценка новой бурно развивающейся науки отдельными учеными “классического” направления, с другой – неумеренное пустословие тех, кто вместо активной разработки конкретных проблем кибернетики в различных областях спекулировал на полуфантастических прогнозах о безграничных возможностях кибернетики, дискредитируя тем самым эту науку.

Рис. 1. Общая схема обмена информацией между системой и внешней средой

Дело к тому же осложнялось тем, что развитие отечественной кибернетики на протяжении многих лет сопровождалось серьезными трудностями в реализации крупных государственных проектов, например, создания автоматизированных систем управления (АСУ). Однако за это время удалось накопить значительный опыт создания информационных систем и систем управления технико-экономическими объектами. Требовалось выделить из кибернетики здоровее научное и техническое ядро и консолидировать силы для развития нового движения к давно уже стоящим глобальным целям.

Подойдем сейчас к этому вопросу с терминологической точки зрения. Вскоре вслед за появлением термина “кибернетика” в мировой науке стало использоваться англоязычное “Computer Science”, а чуть позже, на рубеже шестидесятых и семидесятых годов, французы ввели получивший сейчас широкое распространение термин “Informatique”. В русском языке раннее употребление термина “информатика” связано с узко-конкретной областью изучения структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы. Эта информационно-аналитическая деятельность, совершенно необходимая и сегодня в библиотечном деле, книгоиздании и т.д., уже давно не отражает современного понимания информатики. Как отмечал академик А.П. Ершов, в современных условиях термин информатика “вводится в русский язык в новом и куда более широком значении – как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. При таком толковании информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и ее место в кругу “традиционных” академических научных дисциплин”.

Попытку определить, что же такое современная информатика, сделал в 1978 г. Международный конгресс по информатике: “Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия”.

Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации.

Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей.

Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоят в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного хозяйства. В настоящее время около 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. 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.

Информатика как прикладная дисциплина занимается:

· изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);

· созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;

В большом энциклопедическом словаре дается следующее определение понятия «информатика ».

Информатика — это отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в разных сферах деятельности.

Под различными сферами деятельности понимаются практически все виды деятельности и деловой активности современного человека — от повседневной работы секретаря-машинистки, библиотекаря, инженера-конструктора до использования атомной энергии и освоения космического пространства. Принципы информатики используются и в научной работе, и в повседневной жизни. В задачу любой науки входит сбор информации, ее анализ и исследование с целью установления связей и закономерностей и получение на основе проведенного изучения новой информации — результатов исследований. Правильная организация информации и ее эффективное использование лежат в основе любых научных исследо-ваний. В повседневной жизни человек постоянно использует самую разнообразную информацию: где взять нужные книги, каково расписание движения транспорта, сколько стоят карандаши и тетради — этот список можно продолжать до бесконечности. Применение положений и принципов информатики существенно облегчает работу с информацией, помогает пользоваться ею наиболее эффективно, принимать правильные решения, оптимальным образом получать требуемые результаты.

Надежным инструментом и незаменимым помощником в жизни и деятельности человека стал компьютер (от англ. computer — вычислительное устройство).

Основные направления использования компьютеров:

• накопление, хранение и обработка больших объемов информации, быстрый поиск требуемых данных;
• выполнение научных, экономических и конструкторских расчетов;
• делопроизводство (составление писем и оформление документов);
• обучение и приобретение профессиональных навыков;
• издательское дело (создание цветных и черно-белых журналов и газет, научной и художественной литературы);
• построение чертежей, диаграмм, создание рисунков и картин, мультфильмов и видеоклипов;
• общение людей, находящихся в разных городах и странах;
• имитация работы человека-эксперта в определенной предметной области;
• игры и развлечения.

Несмотря на многообразие решаемых с помощью компьютера задач, принцип его применения в каждом случае один и тот же: информация, поступающая в компьютер, обрабатывается с целью получения требуемых результатов.

Не случайно в США и Великобритании учебный курс инфор-матики называется Computer Science — компьютерная наука.

Информатика занимается вопросами обработки информации с помощью компьютера.

В конце XVI века Джиан Доменико Кампанелла написал книгу "Город Солнца". У каждого из четырех единодушно избранных народом главных "правителей города Солнца" имелась библиотека всего лишь из одной книги под названием "Мудрость", где удивительно сжато и доступно изложены все науки.

Как просто: открой "Книгу мудрости" и на любой вопрос найдешь ответ. Автор утопического романа понимал нереальность подобных идей. Но он глубоко верил в силу человеческого разума, способного в будущем открыть лучшие пути приобщения людей к знаниям, как ни велик бы был их запас.

В надеждах своих Доменико Кампанелла не ошибся. Фантазия писателя приобретает зримые черты. Человек создал "Книгу мудрости" - электронные вычислительные машины (ЭВМ).

Аббревиатура ЭВМ прочно вошла в нашу речь, хотя этот термин неточно передает ее сущность. Способность производить вычисление - далеко не основное предназначение современных ЭВМ. С их помощью решаются самые разнообразные задачи обработки информации. Вычислительный характер носят лишь внутренние физические процессы информационно-логических преобразований в ЭВМ. Это отражено и в понятии "компьютер" (англ. computer - считаю, вычисляю). Популярность этого термина обуслов-лена его удобством для образования новых понятий: компьютеризация, компьютерная грамотность и др.

В современном понимании компьютер - это информа-ционная машина, универсальный электронный инструмент для разнообразной обработки информации - обработки данных, редактирования текстов, обеспечения диалогового режима общения с человеком и др.

Стремительное развитие и широкое распространение вычислительной техники послужили предпосылками к появлению нового раздела науки, названного информатикой. Слово это появилось в начале 60-х годов во французском языке для обозначения автоматизированной обработки информации в обществе.

Информатика (от фр. information - информация и futomafiogue - автоматика) - отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Однако с середины 70-х годов термин "информатика" стал использоваться как синоним английского словосочетания computer science (наука о вычислениях) для обозначения научной дисциплины, связанной с обработкой с по-мощью ЭВМ информации любой природы.

Сегодня информатика не только научная и учебная дисциплина. Она превратилась в динамично развивающуюся отрасль народного хозяйства.

Информатика – относительно молодая наука, которая к тому же очень быстро эволюционирует, что часто приводит к таким формам ее развития, которые были до сих нор неизвестны человечеству. Вместе с тем значение информатики постоянно возрастает, так как информатизация активно проникает во все сферы деятельности человека. Эти особенности информатики приводят к тому, что до сих но]) в научном сообществе не удалось выработать общепринятое определение этой пауки. Практически в каждой отрасли науки можно встретить свое, отличное от других определение информатики. Поэтому информатика для математика, специалиста по компьютерной технике, экономиста, философа, социолога, филолога – это очень часто, на первый взгляд, совсем разные науки. Однако если обратиться к истории становления информатики как науки, становится ясно, что ее базовые принципы и понятийный аппарат во многом универсальны, т.е. не зависят от конкретной сферы ее применения.

Происхождение термина "информатика"

Термин "информатика" возник в 60-х гг. XX в. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных маш ин. Французский термин informatique (информатика) образован путем слияния слов information (информация) и automatique (автоматика) и означает информационную автоматику, или автоматизированную переработку информации. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике) .

В 1963 г. советский ученый Ф. Е. Темников одновременно с зарубежными авторами определяет информатику как науку об информации вообще, состоящую из трех основных частей – теорий информационных элементов, информационных процессов и информационных систем. Это был первый важный поворот в судьбе понятия "информатика", но он долго оставался лишь историческим фактом. Эта попытка обосновать новое понятие, доказать его необходимость не была успешной и в должной мере не оценена, в силу того что публикация была осуществлена в малоизвестном, специальном журнале (Известия вузов. Электромеханика. 1963. № 11). Так или иначе тогда понятие "информатика" еще не получило в нашей стране заметного распространения. Хотя в научной литературе уже в тот период часто встречались трактовки "информатики через призму взглядов Темникова". Так, в 1968 г. напечатана работа А. И. Михайлова, А. И. Черного и Р. С. Гиляревского "Основы информатики", в которой подробно рассмотрены понятия научно-технической информации и методы ее обработки .

В 1972 г. в СССР выходит Большая советская энциклопедия (БСЭ), в которой дефиниция термина "информатика" была однозначно сориентирована на гуманитарность этой науки, в частности, на процесс коммуникации.

Информатика – область гуманитарного знания, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также основные закономерности процессов информационной коммуникации .

Такой разброс представлений о месте и роли научной информатики приводит к тому, что ее определения становятся все более размытыми, пытаются дистанцироваться от какой-либо конкретики. Па Международном конгрессе в Японии в 1978 г. дается широкое определение информатики.

Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия.

В 1982 г. выходит монография академика В. М. Глушкова "Основы безбумажной информатики" (2-е издание, исправленное и дополненное, увидело свет в 1987 г. ). А год спустя годичное общее собрание Академии наук СССР принимает решение о создании в Академии наук отделения информатики. С этого момента идеи информатики в нашей стране получили прописку не только в науке, но также и среди специалистов-практиков.

Каково тогда было понимание информатики? В указанной монографии академика В. М. Глушкова нет прямого определения информатики как новой науки. Но исходя из содержания этой книги и материалов АН СССР о создании нового отделения можно сделать следующий вывод.

Информатика – это совокупность средств всей современной информационной теории, техники и технологии, суммарное, комплексное обозначение этой области знаний.

По-другому говоря, информатика как наука вбирает сегодня самые разные по своей сущности и природе информационные идеи, средства и процессы, связанные с удовлетворением информационных потребностей общества в настоящем и будущем. Однако в рамках современной информатики можно вычленить и более конкретные области ее приложения. Поэтому в статье К. К. Колина "Эволюция информатики и проблемы формирования нового комплекса наук об информации" предложена двухуровневая структура предметной области информатики . Верхний уровень отведен теоретической информатике, которая как теоретическая основа систематизированного научного знания охватывает три основных нижележащих уровня – техническую, социальную и биологическую информатику. Каждый из нижележащих уровней обладает своей спецификой, так как изучает и описывает информационные процессы в зависимости от среды функционирования. Двухуровневая структура предметных областей информатики представлена в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Структура предметной области информатики (1)