Что такое информатика. Определение информатики

Это наука, которая изучает все основные состояния : её появление, передачу, хранение и т.д. Это одна из самых молодых наук, которая появилась относительно недавно, однако успела хорошо развиться. Ученые считают, что информатика для науки сыграла очень важную роль: количество данных постоянно увеличивается, что дает нам больше возможностей для анализа. Благодаря информатике появилась возможность искать информацию, обрабатывать и делиться ею с окружающими.

Информатика возникла в середине прошлого века. В ХХ веке количество информации начало резко увеличиваться, поэтому нужно было успевать её обрабатывать. Появились первые электронные устройства, которые существенно облегчили работу людей, благодаря техническому росту появилась возможность мгновенной обработки информации.

Состоит из двух основных понятий - информация и автоматика. Это означает, что данная наука позволяет без участия человека совершать все операции с информацией. Сейчас сложно представит обычную жизнь человека без информатики, поскольку она используется везде. Взять, к примеру, заводы, школы сельские хозяйства, магазины и т.д. В любой сфере общественности ежедневно обрабатывается куча различной информации.

Информатика имеет свой алгоритм. Для каждой сферы человеческой деятельности создается отдельная программа, которая собирает всю информацию, делает её анализ, и в будущем выполняет необходимые действия. Благодаря данной науке мы получаем новые знания в той или иной сфере.

Какие задачи ставит пред собой информатика?

• Создание новых способов обработки информации на основе полученных данных;
• Использование компьютерной техники во всех предприятиях и прочих отраслях;
• Создание новой вычислительной техники;
• Исследование всех основных процессов информации и создание новых на их основе.

3 основных направления информатики

Информатика как наука делится на три отрасли:

1. Теоретическая информатика. Изучает все процессы поиска и анализа информации, изучает способы общения человека с техническими машинами.

2. Техническая информатика. Данные этап - это создание новых компьютерных машин, роботов и т.д. для облегчения работы и автоматизации процессов в народном хозяйстве.

3. Прикладная информатика. Предназначена для создания новых баз, теоретических основ и рациональных методов.

Еще одно простое определение, что такое информатика - это специальная наука, которая помогает нам обрабатывать информацию в автоматическом режиме. Наука относительно молодая, на данный момент активно развивается.

В англоязычных странах применяют термин computer science – компьютерная наука.

Теоретической основой информатики является группа фундаментальных наук таких как: теория информации, теория алгоритмов, математическая логика, теория формальных языков и грамматик, комбинаторный анализ и т.д. Кроме них информатика включает такие разделы, как архитектура ЭВМ, операционные системы, теория баз данных, технология программирования и многие другие. Важным в определении информатики как науки является то, что с одной стороны, она занимается изучением устройств и принципов действия средств вычислительной техники, а с другой – систематизацией приемов и методов работы с программами, управляющими этой техникой.

Информационная технология – это совокупность конкретных технических и программных средств, с помощью которых выполняются разнообразные операции по обработке информации во всех сферах нашей жизни и деятельности. Иногда информационную технологию называют компьютерной технологией или прикладной информатикой.

Информация аналоговая и цифровая.

Термин «информация» восходит к латинскому informatio,– разъяснение, изложение, осведомленность.

Информацию можно классифицировать разными способами, и разные науки это делают по-разному. Например, в философии различают информацию объективную и субъективную. Объективная информация отражает явления природы и человеческого общества. Субъективная информация создается людьми и отражает их взгляд на объективные явления.

В информатике отдельно рассматривается аналоговая информация и цифровая. Это важно, поскольку человек благодаря своим органам чувств, привык иметь дело с аналоговой информацией, а вычислительная техника, наоборот, в основном, работает с цифровой информацией.

Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств. Свет, звук, тепло – это энергетические сигналы, а вкус и запах – это результат воздействия химических соединений, в основе которого тоже энергетическая природа. Человек испытывает энергетические воздействия непрерывно и может никогда не встретиться с одной и той же их комбинацией дважды. Нет двух одинаковых зеленых листьев на одном дереве и двух абсолютно одинаковых звуков – это информация аналоговая. Если же разным цветам дать номера, а разным звукам – ноты, то аналоговую информацию можно превратить в цифровую.

Музыка, когда ее слушают, несет аналоговую информацию, но если записать ее нотами, она становится цифровой.

Разница между аналоговой информацией и цифровой, прежде всего, в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая дискретна.

К цифровым устройствам относятся персональные компьютеры – они работают с информацией, представленной в цифровой форме, цифровыми являются и музыкальные проигрыватели лазерных компакт дисков.

Кодирование информации.

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации.

В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью компьютерных программ можно преобразовывать полученную информацию, например «наложить» друг на друга звуки от разных источников.

Аналогично на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно более простыми.

Единицы измерения информации. Бит. Байт.

Бит – наименьшая единица представления информации. Байт – наименьшая единица обработки и передачи информации.

Решая различные задачи, человек использует информацию об окружающем нас мире. Часто приходится слышать, что сообщение несет мало информации или, наоборот, содержит исчерпывающую информацию,при этом разные люди, получившие одно и то же сообщение (например, прочитав статью в газете), по-разному оценивают количество информации, содержащейся в нем. Это означает, что знания людей об этих событиях (явлениях) до получения сообщения были различными. Количество информации в сообщении, таким образом, зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя. Если в результате получения сообщения достигнута полная ясность в данном вопросе (т.е. неопределенность исчезнет), говорят, что получена исчерпывающая информация. Это означает, что нет необходимости в дополнительной информации на этутему. Напротив, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней (сообщаемые сведения или уже были известны, или не относятся к делу), значит, информации получено не было (нулевая информация).

Подбрасывание монеты и слежение за ее падением дает определенную информацию. Обе стороны монеты «равноправны», поэтому одинаково вероятно, что выпадет как одна, так и другая сторона. В таких случаях говорят, что событие несет информацию в 1 бит. Если положить в мешок два шарика разного цвета, то, вытащив вслепую один шар, мы также получим информацию о цвете шара в 1 бит.

Единица измерения информации называется бит (bit) – сокращение от английских слов binary digit, что означает двоичная цифра.

В компьютерной технике бит соответствует физическому состоянию носителя информации: намагничено – не намагничено, есть отверстие – нет отверстия. При этом одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое – цифрой 1. Выбор одного из двух возможных вариантов позволяет также различать логические истину и ложь. Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding).

В информатике часто используется величина, называемая байтом (byte) и равная 8 битам. И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных, то байт, соответственно, 1 из 256 (2 8). Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 2\up1210 байт = 1024 байта;

1 Мбайт (один мегабайт) = 2\up1210 Кбайт = 1024 Кбайта;

1 Гбайт (один гигабайт) = 2\up1210 Мбайт = 1024 Мбайта.

Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице – 35 строк, в каждой строке – 50 символов. Объем информации, содержащийся в книге, рассчитывается следующим образом:

Страница содержит 35 × 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):

1750 × 100 = 175 000 байт.

175 000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.

170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

Файл. Форматы файлов.

Файл – наименьшая единица хранения информации, содержащая последовательность байтов и имеющая уникальное имя.

Основное назначение файлов – хранить информацию. Они предназначены также для передачи данных от программы к программе и от системы к системе. Другими словами, файл – это хранилище стабильных и мобильных данных. Но, файл – это нечто большее, чем просто хранилище данных. Обычно файл имеет имя, атрибуты, время модификации и время создания.

Файловая структура представляет собой систему хранения файлов на запоминающем устройстве, например, на диске. Файлы организованы в каталоги (иногда называемые директориями или папками). Любой каталог может содержать произвольное число подкаталогов, в каждом из которых могут храниться файлы и другие каталоги.

Способ, которым данные организованы в байты, называется форматом файла.

Для того чтобы прочесть файл, например, электронной таблицы, нужно знать, каким образом байты представляют числа (формулы, текст) в каждой ячейке; чтобы прочесть файл текстового редактора, надо знать, какие байты представляют символы, а какие шрифты или поля, а также другую информацию.

Программы могут хранить данные в файле способом, выбираемым программистом. Часто предполагается, однако, что файлы будут использоваться различными программами, поэтому многие прикладные программы поддерживают некоторые наиболее распространенные форматы, так что другие программы могут понять данные в файле. Компании по производству программного обеспечения (которые хотят, чтобы их программы стали «стандартами»), часто публикуют информацию о создаваемых ими форматах, чтобы их можно было бы использовать в других приложениях.

Все файлы условно можно разделить на две части – текстовые и двоичные.

Текстовые файлы – наиболее распространенный тип данных в компьютерном мире. Для хранения каждого символа чаще всего отводится один байт, а кодирование текстовых файлов выполняется с помощью специальных таблиц, в которых каждому символу соответствует определенное число, не превышающее 255. Файл, для кодировки которого используется только 127 первых чисел, называется ASCII - файлом (сокращение от American Standard Code for Information Intercange – американский стандартный код для обмена информацией), но в таком файле не могут быть представлены буквы, отличные от латиницы (в том числе и русские). Большинство национальных алфавитов можно закодировать с помощью восьмибитной таблицы. Для русского языка наиболее популярны на данный момент три кодировки: Koi8-R, Windows-1251 и, так называемая, альтернативная (alt) кодировка.

Такие языки, как китайский, содержат значительно больше 256 символов, поэтому для кодирования каждого из них используют несколько байтов. Для экономии места зачастую применяется следующий прием: некоторые символы кодируются с помощью одного байта, в то время как для других используются два или более байтов. Одной из попыток обобщения такого подхода является стандарт Unicode, в котором для кодирования символов используется диапазон чисел от нуля до 65 536. Такой широкий диапазон позволяет представлять в численном виде символы языка любого уголка планеты.

Но чисто текстовые файлы встречаются все реже. Документы часто содержат рисунки и диаграммы, используются различные шрифты. В результате появляются форматы, представляющие собой различные комбинации текстовых, графических и других форм данных.

Двоичные файлы, в отличие от текстовых, не так просто просмотреть, и в них, обычно, нет знакомых слов – лишь множество непонятных символов. Эти файлы не предназначены непосредственно для чтения человеком. Примерами двоичных файлов являются исполняемые программы и файлы с графическими изображениями.

Примеры двоичного кодирования информации.

Среди всего разнообразия информации, обрабатываемой на компьютере, значительную часть составляют числовая, текстовая, графическая и аудиоинформация. Познакомимся с некоторыми способами кодирования этих типов информации в ЭВМ.

Кодирование чисел.

Есть два основных формата представления чисел в памяти компьютера. Один из них используется для кодирования целых чисел, второй (так называемое представление числа в формате с плавающей точкой) используется для задания некоторого подмножества действительных чисел.

Множество целых чисел, представимых в памяти ЭВМ, ограничено. Диапазон значений зависит от размера области памяти, используемой для размещения чисел. В k -разрядной ячейке может храниться 2 k различных значений целых чисел.

Чтобы получить внутреннее представление целого положительного числа N , хранящегося в k -разрядном машинном слове, нужно:

1) перевести число N в двоичную систему счисления;

2) полученный результат дополнить слева незначащими нулями до k разрядов.

Например, для получения внутреннего представления целого числа 1607 в 2-х байтовой ячейке число переводится в двоичную систему: 1607 10 = 11001000111 2 . Внутреннее представление этого числа в ячейке имеет вид: 0000 0110 0100 0111.

Для записи внутреннего представления целого отрицательного числа (–N) нужно:

1) получить внутреннее представление положительного числа N ;

2) получить обратный код этого числа, заменяя 0 на 1 и 1 на 0;

3) полученному числу прибавить 1 к полученному числу.

Внутреннее представление целого отрицательного числа –1607. С использованием результата предыдущего примера и записывается внутреннее представление положительного числа 1607: 0000 0110 0100 0111. Обратный код получается инвертированием: 1111 1001 1011 1000. Добавляется единица: 1111 1001 1011 1001 – это и есть внутреннее двоичное представление числа –1607.

Формат с плавающей точкой использует представление вещественного числа R в виде произведения мантиссы m на основание системы счисления n в некоторой целой степени p , которую называют порядком: R = m * n p .

Представление числа в форме с плавающей точкой неоднозначно. Например, справедливы следующие равенства:

12,345 = 0,0012345 × 10 4 = 1234,5 × 10 -2 = 0,12345 × 10 2

Чаще всего в ЭВМ используют нормализованное представление числа в форме с плавающей точкой. Мантисса в таком представлении должна удовлетворять условию:

0,1 p Ј m p . Иначе говоря, мантисса меньше 1 и первая значащая цифра – не ноль (p – основание системы счисления).

В памяти компьютера мантисса представляется как целое число, содержащее только значащие цифры (0 целых и запятая не хранятся), так для числа 12,345 в ячейке памяти, отведенной для хранения мантиссы, будет сохранено число 12 345. Для однозначного восстановления исходного числа остается сохранить только его порядок, в данном примере – это 2.

Кодирование текста.

Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом. Количество символов в алфавите называется его мощностью.

Для представления текстовой информации в компьютере чаще всего используется алфавит мощностью 256 символов. Один символ из такого алфавита несет 8 бит информации, т. к. 2 8 = 256. Но 8 бит составляют один байт, следовательно, двоичный код каждого символа занимает 1 байт памяти ЭВМ.

Все символы такого алфавита пронумерованы от 0 до 255, а каждому номеру соответствует 8-разрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код является порядковым номером символа в двоичной системе счисления.

Для разных типов ЭВМ и операционных систем используются различные таблицы кодировки, отличающиеся порядком размещения символов алфавита в кодовой таблице. Международным стандартом на персональных компьютерах является уже упоминавшаяся таблица кодировки ASCII.

Принцип последовательного кодирования алфавита заключается в том, что в кодовой таблице ASCII латинские буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке. Расположение цифр также упорядочено по возрастанию значений.

Стандартными в этой таблице являются только первые 128 символов, т. е. символы с номерами от нуля (двоичный код 00000000) до 127 (01111111). Сюда входят буквы латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы. Остальные 128 кодов, начиная со 128 (двоичный код 10000000) и кончая 255 (11111111), используются для кодировки букв национальных алфавитов, символов псевдографики и научных символов.

Кодирование графической информации.

В видеопамяти находится двоичная информация об изображении, выводимом на экран. Почти все создаваемые, обрабатываемые или просматриваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части – растровую и векторную графику.

Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами (pixel, от англ. picture element). Код пиксела содержит информации о его цвете.

Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксел может принимать только два значения: белый и черный (светится – не светится), а для его кодирования достаточно одного бита памяти: 1 – белый, 0 – черный.

Пиксел на цветном дисплее может иметь различную окраску, поэтому одного бита на пиксел недостаточно. Для кодирования 4-цветного изображения требуются два бита на пиксел, поскольку два бита могут принимать 4 различных состояния. Может использоваться, например, такой вариант кодировки цветов: 00 – черный, 10 – зеленый, 01 – красный, 11 – коричневый.

На RGB-мониторах все разнообразие цветов получается сочетанием базовых цветов – красного (Red), зеленого (Green), синего (Blue), из которых можно получить 8 основных комбинаций:

Разумеется, если иметь возможность управлять интенсивностью (яркостью) свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, порождающих разнообразные оттенки, увеличивается. Количество различных цветов – К и количество битов для их кодировки – N связаны между собой простой формулой: 2 N = К .

В противоположность растровой графике векторное изображение многослойно. Каждый элемент векторного изображения – линия, прямоугольник, окружность или фрагмент текста – располагается в своем собственном слое, пикселы которого устанавливаются независимо от других слоев. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т.д.) Сложные объекты (ломаные линии, различные геометрические фигуры) представляются в виде совокупности элементарных графических объектов.

Объекты векторного изображения, в отличие от растровой графики, могут изменять свои размеры без потери качества (при увеличении растрового изображения увеличивается зернистость).

Кодирование звука.

Из физики известно, что звук – это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), то видно плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой – аналоговый – сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Делается это, например, так – измеряется напряжение через равные промежутки времени и полученные значения записываются в память компьютера. Этот процесс называется дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его – аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно сделать обратное преобразование (для этого служит цифро-аналоговый преобразователь – ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Чем выше частота дискретизации и чем больше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее будет представлен звук, но при этом увеличивается и размер звукового файла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.

Описанный способ кодирования звуковой информации достаточно универсален, он позволяет представить любой звук и преобразовывать его самыми разными способами. Но бывают случаи, когда выгодней действовать по-иному.

Издавна используется довольно компактный способ представления музыки – нотная запись. В ней специальными символами указывается, какой высоты звук, на каком инструменте и как сыграть. Фактически, ее можно считать алгоритмом для музыканта, записанным на особом формальном языке. В 1983 ведущие производители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт, определивший такую систему кодов. Он получил название MIDI.

Конечно, такая система кодирования позволяет записать далеко не всякий звук, она годится только для инструментальной музыки. Но есть у нее и неоспоримые преимущества: чрезвычайно компактная запись, естественность для музыканта (практически любой MIDI-редактор позволяет работать с музыкой в виде обычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии.

Есть и другие, чисто компьютерные, форматы записи музыки. Среди них – формат MP3, позволяющий с очень большим качеством и степенью сжатия кодировать музыку, при этом вместо 18–20 музыкальных композиций на стандартном компакт-диске (CDROM) помещается около 200. Одна песня занимает, примерно, 3,5 Mb, что позволяет пользователям сети Интернет легко обмениваться музыкальными композициями.

Компьютер – универсальная информационная машина.

Одно из основных назначений компьютера – обработка и хранение информации. С появлением ЭВМ стало возможным оперировать немыслимыми ранее объемами информации. В электронную форму переводят библиотеки, содержащие научную и художественную литературы. Старые фото- и кино-архивы обретают новую жизнь в цифровой форме.

Анна Чугайнова

В этой статье будет рассмотрена история информатики как науки, также разберемся в том, чем она занимается, и в ее основных направлениях.

Цифровая эпоха

Современный мир очень сложно представить без информационных и цифровых технологий. Все они значительно облегчают жизнь, благодаря им человечество совершило ряд значительных прорывов в науке и промышленности. Рассмотрим более подробно дисциплины информатики и историю ее становления как науки.

Определение

Информатика - это наука, которая занимается исследованием методов сбора, обработки, хранения, передачи и анализа информации с применением различных компьютерных и цифровых технологий, а также изучением возможностей их применения.

Она включает в себя дисциплины, которые имеют отношение к обработке и расчету информации с применением различного рода вычислительных машин и сетей. Причем как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и конкретные, к примеру, разработка новых методов компрессии данных, протоколов обмена информации и языков программирования.

Как видим, информатика - это наука, которая отличается широтой исследовательских тем и направлений. В качестве примера можно привести следующие вопросы и задачи: что реально, а что невозможно реализовать в программах (искусственный интеллект, самообучение компьютеров и т. п), как решать различного рода специфические информационные задачи максимально эффективно (так называемая теория сложности вычислений), в каком виде следует сохранять информацию и восстанавливать ее, как наиболее эффективно люди должны взаимодействовать с программами (вопросы пользовательского интерфейса, новых языков программирования и т. п).

Теперь же кратко рассмотрим развитие информатики как науки, начиная с ее истоков.

История

Информатика - это молодая наука, которая возникала постепенно и наиболее сильное развитие получила во второй половине XX века. Очень важна она и в наше время, когда практически весь мир зависим от компьютерных и иных электронных вычислительных технологий.

Началось же все с середины XIX века, когда разными учеными были созданы механические калькуляторы и «аналитические машины». В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку программируемого калькулятора, и, кстати, именно он впоследствии сформулировал множество основных черт и принципов современного компьютера. Также именно он предложил использовать перфокарты, которые затем были в употреблении вплоть до конца 80-x годов XX века.

В 1843 году Ада Лавлейс создала алгоритм для вычисления чисел Бернулли, и это считается первой в истории компьютерной программой.

Примерно в 1885 году Герман Холлерит создал табулятор - устройство для считывания данных с перфокарт. А в 1937 году, спустя почти сто лет после идей и мечты Бэббиджа, компания IBM создала первый программируемый калькулятор.

В начале 1950-х годов всем стало ясно, что компьютер можно использовать в различных сферах науки и промышленности, а не только как инструмент для математических расчетов. И что только зарождавшаяся тогда информатика – это наука, за которой будущее. А чуть позже она получила статус официальной науки.

Теперь же кратко рассмотрим ее структуру.

Структура информатики

Структура информатики многогранна. Как дисциплина, она охватывает широкий круг тем. Начиная от теоретического исследования различного рода алгоритмов и заканчивая практическим воплощением в жизнь отдельных программ или же созданием вычислительных и цифровых устройств.

Информатика – это наука, изучающая…

На данный момент различают несколько основных ее направлений, которые, в свою очередь, делятся на множество ответвлений. Рассмотрим самые основные:

1. Теоретическая информатика . В ее задачи входит исследование как классической теории алгоритмов, так и ряда важных тем, что имеют связь с более абстрактными аспектами математических вычислений.
2. Прикладная информатика . Это наука, вернее, один из ее разделов, который направлен на то, чтобы выявить определенные понятия в области информатики, которые можно использовать в качестве методов решения каких-то стандартных задач, к примеру, построение алгоритмов, хранение и управление информацией с использованием структуры данных. Кроме этого, прикладную информатику применяют в ряде промышленных, повседневных или научных сфер: биоинформатике, электронной лингвистике и прочих.
3. Естественная информатика . Это направление, которое занимается изучением процессов различной обработки информации в природе, будь то человеческий мозг или же человеческое общество. Ее основы строятся на классических теориях эволюции, морфогенеза и прочих. Помимо них, используются такие научные направления, как исследования ДНК, мозговой активности, теория группового поведения и т. п.

Как видим, информатика – это наука, изучающая ряд очень важных теоретических вопросов, к примеру, создание искусственного интеллекта или разработка решений для каких-то математических задач.

1 Информатика как наука. Предмет и задачи информатики.

Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика".

Информатика - это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации - массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

Информатика - научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её основные направления:

разработка вычислительных систем и пpогpаммного 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, визуальное восприятие, игры и др.);

системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать;

методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

средства телекоммуникации, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Термином информатика обозначают совокупность дисциплин, изучающих свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук, которую в равной степени можно отнести как к математике, так и к кибернетике: теория информации, теория алгоритмов, математическая логика, теория формальных языков и грамматик, комбинаторный анализ и т. д. Кроме них информатика включает такие разделы, как архитектура ЭВМ, операционные системы, теория баз данных, технология программирования и многие другие.

Предмет и задачи информатики

Предмет информатики составляют такие понятия:

Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

Программное обеспечение средств вычислительной техники;

Средства обеспечения аппаратной и программной составляющих;

Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными составляющими.

Как видно, в информатике большое внимание уделяется взаимодействию. Для этого используется специальное понятие – интерфейс. Согласно приведенным задач различают аппаратный, программный, программно-аппаратный интерфейсы и интерфейс пользователя.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Задачи информатики:

· создание техники и технологий преобразования информации;

· решение проблем, возникающих при разработке и использовании информационных технологий и компьютерной техники;

· исследование информационных процессов

Предмет и задачи информатики. Основные понятия информатики. Цели информатики

Эта статья посвящена рассмотрению таких вопросов, как предмет и задачи информатики. Прежде чем перейти к их освещению, определимся с термином, значение которого следует четко обозначить.

Слово "информатика" впервые появилось во Франции в 60-х годах прошлого века для обозначения области, которая занимается автоматизированной обработкой информации и использует для этого электронные вычислительные машины. Термин этот был образован с помощью слияния двух других - "автоматика" и "информация". Он означает автоматизированную переработку информации или информационную автоматику. Данному термину соответствует в англоязычных странах понятие "computer science", то есть наука о компьютерной технике.

Предлагаем читателю предварить рассмотрение таких тем, как предмет и задачи информатики, знакомством с историей ее возникновения.

История возникновения информатики

Мы можем найти истоки информации еще в глубине веков. Потребность выразить и запомнить ее привела еще много столетий назад к возникновению речи, счета, письменности. Наши предки пытались изобретать и в дальнейшем совершенствовать способы хранения информации, ее обработки и распространения. Различные свидетельства попыток людей далекого прошлого сохранять ее были найдены в наши дни. Это такие способы, как записи на глиняных дощечках и берестяной коре, наскальные рисунки, а затем и рукописные книги.

В 16 веке появился печатный станок. Его изобретение способствовало значительному увеличению возможности хранить и обрабатывать необходимые сведения. Информация, представленная в печатном виде, была основным способом обмена и хранения, и вплоть до середины 20 века продолжала им оставаться. Лишь с возникновением ЭВМ появились принципиально новые, намного более эффективные способы ее хранения, сбора, передачи, обработки, были сформулированы предмет и задачи информатики.

Общее определение информатики

Можно дать множество ее определений. Это связано с многогранностью присущих ей методов, форм, возможностей и функций. Следующее определение понятия "информатика" является одним из самых общих.

Информатика представляет собой область деятельности человека, которая связана с различными процессами преобразования информации, осуществляемыми с помощью компьютеров, а также с их взаимодействием с соответствующей средой применения.

Кибернетика и информатика

Зачастую возникает путаница двух понятий: "кибернетика" и "информатика". Давайте определим, в чем состоит их сходство и чем они отличаются друг от друга.

Кибернетика - наука о некоторых общих принципах управления, действующих в различных системах: социальных, биологических, технических и др. Предмет и задачи информатики же несколько иные. Она изучает более широко процессы создания и преобразования информации, почти не затрагивая решения задач, связанных с управлением теми или иными объектами, как это делает кибернетика. Ее возникновение стало возможным из-за развития компьютерной техники, которая на ней базируется и немыслима без нее. Развитие кибернетики происходит само по себе и, хотя она использует достаточно активно достижения компьютерной техники, совсем не зависит от них, поскольку строит разные модели управления объектами.

Информатика в широком и узком смысле слова

В широком смысле слова информатика - это единство различных отраслей науки, производства и техники, которые связаны с переработкой информации. А что же в узком смысле? В нем можно выделить 3 взаимосвязанные части информатики.

1. Информатика как отрасль народного хозяйства

Первая из них - отрасль народного хозяйства. В этом смысле информатика состоит из некоторой однородной совокупности фирм, осуществляющих различные формы хозяйствования, которые занимаются производством программных продуктов, компьютерной техники и разработкой технологии переработки информации. Значение, специфика, цели и задачи информатики в этом смысле определяются тем, что именно от нее зависит в большой степени рост производительности труда в различных отраслях народного хозяйства. Множество рабочих мест во всем мире сегодня оборудовано средствами автоматизации.

2. Информатика в качестве фундаментальной науки

Как фундаментальная наука информатика разрабатывает методологию информационного обеспечения различных процессов управления объектами на основе компьютерных информационных систем. Можно выделить существующие в Европе следующие ведущие научные направления: медицинская и экономическая информатика, компьютерно-интегрированные производства, разработка сетевой структуры, информатика окружающей среды и социального страхования, профессиональные информационные системы.

Опишем основные цели и задачи информатики фундаментальной. Целью ее является получение обобщенных знаний о различных информационных системах, а также выявление в их функционировании и построении общих закономерностей. Задачи ее состоят в следующем:

Исследовать различные теории информационных систем и технологий;

Разработать методологию того, как следует создавать информационное обеспечение тех или иных компьютерных систем.

3. Прикладной аспект

Описывая предмет информатики как прикладной науки, отметим, что она занимается:

Созданием различных информационных моделей коммуникации, функционирующих во множестве областей деятельности человека;

Изучением закономерностей, которые существуют в информационных процессах (распространение, переработка, накопление);

Разработкой технологий и информационных систем в конкретных областях, а также выработкой рекомендаций, касающихся их жизненного цикла для различных этапов (проектирования, производства, функционирования и др.).

Основные задачи информатики

Основная функция ее состоит в разработке средств и методов преобразования информации, а также в использовании их в организации различных технологических процессов ее переработки.

Можно выделить следующие основные задачи информатики:

Исследование информационных процессов, имеющих любую природу;

Решение инженерных и научных проблем внедрения, создания, обеспечения максимально эффективного применения компьютерной технологии и техники в различных областях общественной жизни;

Разработка информационной техники, а также создание на базе результатов исследования различных информационных процессов новейшей технологии переработки информации.

Информатика как комплексная дисциплина

Следует сказать, что она существует не сама по себе. Информатика - это комплексная дисциплина (научно-техническая), которая направлена на создание новых информационных технологий и техник. Они служат для решения проблем, возникающих в других областях. В информационном обществе комплекс ее индустрии является ведущим. В мире существует тенденция к увеличивающейся информированности. Она зависит в значительной степени от прогресса именно этой области знания, ее единства как науки, производства и техники.

Области применения информатики

Информатика сегодня широко применяется в различных областях нашей жизни: в науке, производстве, образовании и многих других сферах деятельности. Необходимость проведения дорогостоящих и сложных экспериментов неизбежно возникает в связи с развитием современной науки. В качестве примера можно привести разработку термоядерных реакторов. Роль информатики заключается в том, чтобы заменить машинными реальные эксперименты. Это экономит значительные ресурсы, предоставляет возможность обработать самыми современными методиками полученные результаты. Кроме того, подобные эксперименты занимают намного меньше времени, чем реальные. А в некоторых областях научного знания (к примеру, в астрофизике) просто невозможно проведение реального эксперимента. Тогда на помощь приходит информатика. В основном в данных областях все исследования осуществляются с помощью модельных и вычислительных экспериментов.

Дальнейшее развитие информатики, так же как и любой другой науки, приводит к новым открытиям и достижениям. Появляются новые области применения, которые ранее сложно было даже предположить.

Связь информатики с другими отраслями знания

Информатика - широкая область научных знаний, которая возникла на стыке прикладных и фундаментальных дисциплин. В качестве комплексной научной дисциплины она связана со следующими отраслями знания:

С психологией и философией (через теорию познания и учение об информации);

С математикой (через дискретную математику, теорию математического моделирования и алгоритмов, математическую логику);

С лингвистикой она связана через учение о знаковых системах и формальных языках;

С кибернетикой, как мы уже отмечали, - через теорию управления и информации;

С радиотехникой, электроникой, химией и физикой - через материальную часть информационных систем и компьютера.

В поле зрения науки информатики попадают вычислительные науки, которые изучают методы и принципы организации различных вычислительных процессов, глобальных и локальных компьютерных сетей. С другой стороны, в него также входят науки когнитивные, которые предназначены для изучения усилий человека в области мышления с целью улучшения интеллектуальных качеств компьютеров.

Информатика как отрасль экономики

Как отрасль экономики информатика представляет собой совокупность хозяйствующих субъектов, которые предназначены для обслуживания пользователей (информационного), производства средств обработки, а также создания программного обеспечения. Существует тенденция перехода от индустриального общества, где все направлено на производство и потребление товаров, к информационному.

Сегодня в экономике широко используются различные средства информатики. Они применяются в практике:

Торгового, производственного и банковского менеджмента;

Аудиторской деятельности и бухгалтерского учета;

Бюджетного процесса в муниципальных и государственных учреждениях;

Электронного предпринимательства и электронной коммерции;

Менеджмента казначейства, аукционов и торговых бирж.

Экономическая информатика - это наука, которая предназначена для формирования теории моделирования деятельности различных хозяйствующих субъектов, муниципальных, государственных и региональных образований. Ее цели определяются целями экономики. То есть они состоят в обеспечении хозяйственных субъектов, муниципальных и государственных служб и организаций информационными технологиями. В чем же заключается предмет информатики экономической? Он состоит в поиске закономерностей, существующих в информационном моделировании, а также методов предоставления знаний об экономической деятельности организаций (предприятий) хозяйствующему и иному субъекту, внедрении в практику управления информационных технологий.

Методы моделирования и изучения экономических процессов

Существует множество методов моделирования и изучения экономических процессов. Они как специфические, так и общенаучные. Общенаучные: синтез, анализ, индукция, дедукция, абстрагирование, аналогия, конкретизация. Все они выявляют закономерности, существующие в устойчивых явлениях или процессах. Методы специфические ориентированы на отражающие экономические процессы информационные явления, такие как:

Математические: детерминированное, стохастическое, имитационное, оптимизационное и сетевое моделирование, нечеткая математика, математический, системный, факторный, регрессионный и иные виды анализа;

Информационно-логические: графики и диаграммы, графы, визуальные и стандартизированные средства представления информационных потоков и бизнес-процессов.

Что такое ЭВМ?

Основные понятия информатики включают в себя различные ЭВМ, поскольку они являются главными техническими средствами, служащими для ее обработки. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по назначению, принципу действия, размерам вычислительной мощности, способам организации самого вычислительного процесса, функциональным возможностям и др.

Классификация ЭВМ по назначению

Можно разделить ЭВМ по назначению на 3 следующие группы.

1. Общего назначения (универсальные). Они предназначены для решения различных инженерно-технических задач: математических, экономических, информационных и иных, которые отличаются большим объемом данных, подлежащих обработке, а также сложностью алгоритмов. Характерными чертами данных ЭВМ является их высокая производительность, а также разнообразие форм данных, которые подлежат обработке (символьные, десятичные, двоичные), разнообразие выполняемых операций (специальных, логических, арифметических), значительная емкость оперативной памяти, а также развитая система ввода-вывода информации.

2. Вторая группа - проблемно-ориентированные. Их предназначение заключается в решении некоторого более узкого круга задач, которые обычно связаны с технологическими объектами, накоплением, регистрацией и обработкой незначительных объемов данных.

3. Специализированные служат для решения очень узкого круга задач. Это снижает стоимость и сложность таких ЭВМ, при этом сохраняя надежность работы и большую производительность.

Информационная технология

Описывая основные понятия информатики, нельзя не сказать пару слов об информационной технологии. Это совокупность конкретных программных и технических средств, служащих для выполнения различных операций, связанных с обработкой информации, в любых сферах нашей жизни. Информационную технологию называют иногда прикладной информатикой или компьютерной технологией. Это понятие возникло с формированием информационного общества, в котором основой социальной динамики являются информационные, а не традиционные материальные ресурсы. Это наука, знания, интеллектуальные способности, организационные факторы, творчество, инициатива и др. Данное понятие, к сожалению, является настолько всеохватывающим и общим, что специалисты до сих пор не пришли к четкой его формулировке. Самое удачное определение его было дано академиком Глушковым, трактовавшим информационную технологию как человеко-машинную технологию передачи, обработки, сбора информации, основывающейся на использовании различной вычислительной техники. Она быстро развивается и охватывает все больше видов общественной деятельности: управление, производство, образование, науку, медицину, финансово-банковские операции, быт и др.

Школьный курс информатики

Основная задача школьного предмета "Информатика" заключается в обеспечении сознательного и прочного овладения учащимися знаний, касающихся процессов преобразования, получения, использования, хранения информации. На этой основе учитель информатики должен раскрыть также роль ее в формировании научной картины мира, сложившейся в наши дни, значение вычислительной техники и информационной технологии в развитии современного общества. Задача заключается и в том, чтобы привить учащимся навыки рационального и сознательного использования ЭВМ в учебной и в дальнейшей профессиональной деятельности.

Следующие вопросы должен осветить школьникам учитель информатики:

Информация, различные информационные процессы, а также языки ее представления;

Информационное моделирование;

Программирование и алгоритмизация;

Компьютер в роли средства обработки информации;

Существующие сегодня новые информационные технологии ее обработки.

Данные линии имеют сквозной характер, то есть изучение их происходит на всех этапах (со 2 по 11 класс). На три уровня делится информатика в школе. Эти уровни учитывают возраст учащихся, а также их подготовку.

Первый уровень - начальный (со 2 по 6 класс), второй - базовый (с 7 по 9 класс), третий - профильный (10 и 11 классы). При этом программа для классов со 2 по 9 - это обязательный минимум. В старших классах осуществляется углубленное обучение информатике по различным профилям. Это обеспечивает подготовку к профессиональной деятельности. Более подробно рассматриваются уже пройденные темы, изучаются различные классы программ.

Информатика: ЕГЭ

По этому предмету ЕГЭ - один из наиболее долгих экзаменов, который длится порядка 4-х часов. В 2014 году минимальный проходной балл составлял 40. Подготовку следует начать еще задолго до дня проведения тестирования, и высокие результаты в этом случае будут обеспечены.

Задания по информатике разделены на блоки в зависимости от их сложности. А1-А13 - вопросы базового уровня с выбором из нескольких вариантов ответа. За каждый верный выбор полагается 1 балл. Задания по информатике В1-В15 - это уже задачи повышенной сложности. Числа или последние цифры служат ответом на них. Самые сложные задачи по информатике - С1-С4. Необходимо дать максимально полный ответ на них.

В каждом варианте ЕГЭ задачи по информатике связаны так или иначе с компьютером. Однако при решении заданий из категории С запрещается пользоваться калькулятором и ПК.

Глава 1. Основные понятия и определения информатики § 1.1. Предметная область и структура информатики

Последняя информационная революция второй половины 20-го века, связанная с изобретением и развитием микропроцессорной технологии и созданием современных информационных коммуникаций, компьютерных сетей и систем передачи данных, привела к созданию новой отрасли - информационной индустрии , направленной на производство технических средств и создание новых технологий производства знаний. Возникновение новой индустрии производства знаний привело к глобальным изменениям в обществе - информатизации общества - вовлечению всех его членов в общий процесс производства и реализации знаний на базе новых компьютерных и телекоммуникационных технологий и потребовало от всех его членов определенного уровня информационной культуры , определенных базовых знаний и умения целенаправленно использовать в своей деятельности современные информационные технологии, технические средства и методы. Научным фундаментом процесса информатизации современного общества и развития информационной индустрии является новая научная дисциплина - информатика .

Термин информатика произошел от слияния двух французских слов Informacion (информация) и Automatique (автоматика) и дословно определял новую науку об "автоматической обработке информации ". В англоязычных странах этому термину соответствовал синоним Computer Science (наука о компьютерной технике).

Всовременном толковании информатика - это комплексная научно-инженерная дисциплина, изучающая различные аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования различного рода технических информационных систем (ИС) , предназначенных для автоматизации информационных процессов сбора, хранения, поиска, отображения, обработки и передачи данных средствами современной вычислительной, информационно-измерительной техники и современных средств связи, а также изучающая вопросы применения этих систем и их воздействия на различные области социальной практики (по материалам сессии годичного собрания Академии наук СССР 1983 г.). В таком широком толковании информатика объединяет и использует достижения целого ряда научно-технических направлений, связанных с разработкой:

современных технических средств (hardware ) сбора, хранения, поиска, отображения, обработки и передачи данных в ИС , а также технологий их создания и использования;

математических моделей естествознания и общественных явлений с целью их формализации, численных и логических методов решения задач, возникающих при построении и реализации этих моделей;

алгоритмических (brainware ) и программных (software ) средств автоматизации информационных процессов сбора, хранения, поиска, отображения, обработки и передачи данных в ИС .

Этот комплекс научно-технических дисциплин, как фундаментального, так и прикладного характера, позволяющих рассмотреть весь широкий круг проблем, возникающих при разработке и применении автоматизированных ИС , и представляет собой структуру нового научно-технического направления называемого информатикой.

Как и в других фундаментальных науках (физика, химия, биология, математика и др.), в информатике можно выделить различные стороны одного и того же объекта - информации. В связи с этим информатику можно условно разделить на ряд направлений, взаимосвязанных друг с другом.

Теоретическая информатика - это математическая дисциплина, содержанием различных составных дисциплин которой являются создание информационных моделей и средств работы с информацией и изучение их свойств . Использованные в ней методы исследования опираются на идеи и понятия дискретной математики.

Теоретическая информатика распадается на ряд самостоятельных дисциплин, которые условно можно разделить на пять классов

. К первому классу относятся дисциплины, опирающиеся на математическую логику . В них разрабатываются методы анализа процессов переработки информации с помощь компьютеров (теория алгоритмов , теория параллельных вычислений ), а также методы, изучающие на основе моделей логического типа процессы, протекающие в самом компьютере (теория автоматов, теория сетей Петри .)

. Второй класс - это вычислительная математика и вычислительная геометрия, позволяющие свести решения математических задач к последовательности выполнения элементарных операций над числами с целью возможности их реализации на компьютерах.

. Изучением информатики как таковой, выявлением общих свойств информации, законов, управляющих ее рождением, развитием и уничтожением, занимается теория информации . К ней близко примыкает теория кодирования . В теории информации имеется раздел, специально занимающийся вопросами передачи информации по различным каналам связи.

V. Переход от реальных объектов к моделям, которые можно использовать для изучения и реализации в компьютерах, требует развития особых приемов, изучением которых занимается системный анализ . Частью системного анализа является общая теория систем. Пограничное положение между теоретической информатикой и кибернетикой занимают две науки -имитационное моделирование и теория массового обслуживания .

V. Последний класс дисциплин, входящих в теоретическую информатику, ориентирован на использование информации для принятия решений в различных ситуациях. Изучением общих схем, используемых при выборе нужного решения, занимается теория принятия решений . Если выбор происходит в условиях конфликта, то это является предметом теории игр . Выбор оптимального решения изучается в дисциплине математическое программирование . При организации поведения, ведущего к нужной цели, принимать решения приходится многократно. Поэтому выбор отдельных решений должен подчиняться единому плану. Изучением способов построения таких планов и их использованием занимается научная дисциплина исследование операций.

Родоначальницей информатики является кибернетика , возникшая в конце 40-х годов прошлого века. В ее основу положены понятия управления и информации . Основоположником кибернетики является американский математик Норберт Винер.

Кибернетика сыграла большую роль в возникновении структурной лингвистики .

Наиболее активно развивается техническая кибернетика. В ее состав входит теория автоматического управления , которая стала теоретическим фундаментом автоматики . С теорией автоматического управления связана техническая диагностика , в задачи которой входят контроль за функционированием систем и поиск повреждений в них.

Заметное место в кибернетике занимает теория распознавания образов . Ее задача - поиск решающих правил, с помощью которых можно было бы классифицировать многочисленные явления реальности, соотносить их с некоторыми эталонными классами. Она является пограничной наукой между кибернетикой и искусственным интеллектом .

Использованием принципов работы живых систем в искусственных объектах занимается бионика . Нейрокибернетика пытается применить кибернетические модели в изучении структуры и действия нервных тканей.

Достижение равновесия при взаимодействии многих систем, соперничающих между собой, рассматривается в гомеостатике - недавно возникшей и еще находящейся в стадии оформления науке.

Кибернетика может рассматриваться как прикладная информатика в области создания и использования автоматических или автоматизированных систем управления разной степени сложности - от управления отдельными объектами до сложнейших систем управления целыми отраслями промышленности, банковскими системами, системами связи и даже сообществами людей.

Аппаратным фундаментом информатики является вычислительная техника , представляющая собой вполне самостоятельное направление исследований. В рамках этого направления решается немало задач, не имеющих прямого отношения к информатике. Например, ведутся многочисленные исследования, направленные на совершенствование элементной базы вычислительных машин. Основное содержание микроэлектроники составляют теория, методы расчета и технология изготовления интегральных микросхем, больших интегральных схем и сверхбольших интегральных схем (БИС, СБИС). Но, конечно, развитие современной информатики немыслимо без компьютеров - основного и пока единственного инструмента для работы с разнообразной информацией.

Эффективное использование компьютеров невозможно без знания их архитектуры и принципов функционирования. Они не работают вне специально созданных для них операционных систем, тестирующих программ, трансляторов - всего того программного обеспечения, которое составляет программную среду, где “существует” вычислительная машина.

Это означает, что само развитие вычислительной техники невозможно без использования результатов, полученных в программировании, искусственном интеллекте и других разделах, составляющих информатику. Даже проектирование современных ЭВМ и разработка их элементной базы требуют специальных систем автоматизированного проектирования - САПР, созданием которых занимаются специалисты, работающие в области информатики.

Научное направление, своим появлением обязанное вычислительным машинам - этопрограммирование , цель которого разработать средства для подготовки задач к решению на ЭВМ и создать средства программного обеспечения, с помощью которых реализуются вычислительный процесс на ЭВМ и обмен информацией с внешним миром.

В начальный период своего развития программирование не имело под собой прочной теоретической базы и напоминало труд ремесленников высшей квалификации, когда качество работы определяется не знаниями, а профессиональным умением. С накоплением опыта программирования определились общие идеи и положения, лежащие в основе построения программ для компьютеров и в самих процедурах программирования. Это повлекло за собой создание теоретического программирования, в котором выделяется несколько направлений.

Одно из них связано с созданием разнообразных языков программирования. Кроме разработки языка, на котором пользователь записывает программы, необходимы специальные средства, обеспечивающие автоматический перевод записи программы в форму, воспринимаемую компьютером. Это делается с помощью специальных программных систем - трансляторов, созданием которых также занимаются системные программисты.

Другая область деятельности системных программистов - создание операционных систем , без которых не может функционировать никакая вычислительная машина.

Тенденцией последних десятилетий стал переход от отдельных вычислительных машин к объединениям многих разнотипных машин в единую сеть сбора, обработки и передачи данных. Для того чтобы различные компьютеры “понимали” сообщения друг друга, нужны специальные языки, называемые протоколами связи. Это также область деятельности системных программистов.

Кроме системного выделяют проблемно-ориентированное программирование. Специалисты в этой области создают пользовательские программы, нацеленные на решение задач в той или иной области человеческой деятельности. Эти же программисты создают специальные пакеты прикладных программ , являющиеся удобным средством для пользователя, работающего в фиксированной предметной области.

Большой отряд программистов связан с созданием программ для разного рода информационных систем, например длябанков данных.

Одним из наиболее молодых направление информатики является искусственный интеллект , возникшее в начале 70-х годов 20-го века.

Основная цель работ в области искусственного интеллекта - стремление проникнуть в тайны творческой деятельности людей и реализовать их подобие в искусственных системах.

Искусственный интеллект появился на базе вычислительной техники, математической логики, программирования, психологии, лингвистики, нейрофизиологии и других областей знаний.

Оказалось, что с появлением ЭВМ стало возможным решать не только задачи вычислительного характера, но и различные головоломки, логические задачи, играть в шахматы, создавать игровые программы, сочинять музыкальные мелодии, стихи, сказки, переводить с одного языка на другой, распознавать образы, доказывать теоремы и т.д.

Существует несколько основных проблем, изучаемых в искусственном интеллекте: представление знаний; моделирование рассуждений; диалоговые процедуры общения на естественном языке; планирование целесообразной деятельности; обучение интеллектуальных систем в процессе их деятельности.

Интеллектуальные системы уже внедряются в практику человеческой деятельности. Это экспертные системы , интеллектуальные информационные системы , интеллектуальные работы.

Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации.

При их создании решаются следующие задачи:

анализ и прогнозирование потоков разнообразной информации, перемещающихся в обществе;

исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации, аннотирование объемных документов и реферирование их;

построение различных процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их человеком;

создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном человеческом языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа;

создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабатывающие центры и средства связи.

Большое прикладное значение имеет изучение информационных процессов, протекающих в биологических системах , использование накопленных знаний при организации и управлении природными системами и создание технических систем. В эту ветвь информатики входят три самостоятельные науки:

-биокибернетика , решающая проблемы, связанные с анализом информационно-управляющих процессов, протекающих в живых организмах, с диагностикой заболеваний и поиском путей их лечения и созданием соответствующих систем;

- бионика, занимающаяся использованием принципов работы живых систем в искусственных объектах;

- биогеоценология, нацеленная на решение проблем, относящихся к системно-информационным моделям поддержания и сохранения равновесия природных систем и поиска таких воздействий на них, которые стабилизируют разрушающие воздействия человеческой цивилизации на биомассу Земли.

Мир находится сейчас на пороге информационного общества . В этом обществе огромную роль будут играть системы распространения, хранения и обработки информации. Со временем, подобно мировой системе связи, возникнет единая информационная среда, которая обеспечит любому человеку доступ ко всей нужной для него информации. Широкое внедрение компьютеров во все среды человеческой деятельности наряду с использованием интеллектуальных роботов коренным образом изменили традиционную среду обитания людей. Растет количество людей, профессионально занятых сбором, накоплением, распространением и хранением информации. Информация становится товаром, имеющим большую ценность.

Перспективы перехода к информационному обществу вызывают много проблем социального, правового, технического характера. Например, применение роботов на производстве приведет к полному изменению технологии, которая в наши дни ориентирована на участие в ней человека. Резко изменится подготовка членов нового общества к самостоятельной жизни. Уже начаты поисковые работы в области создания новых форм обучения, которые заменят существующие традиционные формы. Полностью изменится номенклатура профессий, специальностей и способов организации труда.

Все эти проблемы составляют объект исследования тех психологов, социологов, философов и юристов, которые работают в области информатики. Создаются автоматизированные обучающие системы (АОС), автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного профиля, распределяемые банковские системы и многие другие, чье функционирование опирается на использование всего арсенала информатики.

В более узком смысле информатику понимают как базовую учебную дисциплину, охватывающую основные вопросы по изучению технических, программных и алгоритмических средств организации современных ИС и формирующую у обучаемого определенный кругозор, объем знаний, уровень алгоритмического мышления,а также практические навыки работы с конкретными программными системами, необходимыми для его дальнейшего обучения по применению ИС в определенных областях человеческой деятельности.

Что такое информатика?

Константин

Это бабушка в очках, которая 30 минут рассказывает как включить компьютер (у нас в технаре была такая) XD

Информа́тика (ср. нем. Informatik, фр. Informatique, англ. computer science - компьютерная наука - в США, англ. computing science - вычислительная наука - в Великобритании) - наука о способах получения, накоплении, хранении, преобразовании, передаче и использовании информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.
Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект) , каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений) , в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных) , как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п.

Anna gothica

Термин "информатика" начал использоваться в отечественной научно- технической литературе в начале 80-ых годов и быстро приобрел широкую популярность. Первоначально он возник во Франции в середине 60-ых годов (фр. informatique) и применяется в странах Европы для обозначения области научных знаний, связанных с автоматизацией обработки информации с помощью ЭВМ. В англоязычных странах для этой цели используется термин "computer science" (вычислительная наука) . Иногда термином "вычислительные науки" пользуются и отечественные специалисты (см. например, РЖ ВИНИТИ, вычислительные науки) .

Методы и средства информатики материализуются и доходят до конечного пользователя в виде информационных технологий. Термин "информационные технологии" появился в конце 70-ых годов и его стали широко применять в связи с использованием современной электронной техники для обработки информации. В настоящее время информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи, а также бытовую электронику, телевизионное и радиовещание. Информационные технологии находят большое применение в науке, промышленности, торговле, управлении, образовании, медицине, быту и т. д.

В работе дается развитие определений терминов "информатика" и "информационные технологии" в 80-90-ых годах. Рассматриваются некоторые подходы к структуризации информатики и информационных технологий.

Angelina avtomonova

Информа́тика (от информация и автоматика) - наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации с применением компьютерных технологий, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАТИКИ. Составные части

Научным фундаментом процесса информатизации общества является научная дисциплина – информатика . Прежде всего, определимся, что такое информатика. В понимании некоторых людей это есть совокупность приемов и методов работы с компьютерами. На самом деле это не так: компьютеры являются лишь техническим средством, с помощью которого информатика реализует свой прикладной пользовательский аспект – правда, средством столь сложным и интересным, что оно способно поглотить массу внимания не только специалистов в области компьютерных технологий, но и непрофессионалов.

В различных источниках по-разному дают определение информатике. В частности в качестве примера запишем некоторые из них:

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.

Информатика – наука, изучающая структуру и свойства информа­ции, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переда­чей, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Информатика – это наука, изучающая свойства, структуру и функции информа­ционных систем , основы их проектирования, создания, использования и оценки, а также информационные процессы , в них происходящие. При этом под информационной системой понимают систему, организующую, хранящую и преобразующую информацию, то есть систему, основным предметом и продуктом труда в которой является информация .

Третье определение наиболее полно раскрывает сущность информатики.

Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объ­ема человеческих знаний, который порой называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний получил заметное ускоре­ние. Так, общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. – каждые 10 лет, а к 1970 г. - каждые 5 лет, к 1990 г. - ежегодно.

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.).

Информатику в общем случае можно разделить на теоретическую и прикладную .

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.

Информационный ресурс имеет две неразделимые стороны: формально-логическую (информационную) и семантическую . Формально-логическая сторона формируется в результате обобщения практики компьютеризации и развития инженерии знаний. Семантическая сторона основана на понимании процесса осознания чего-либо человеком. Главным объектом изучения при этом выступает соотношение знания и информации, переход одного во второе, а также фазовый переход знания в социальную силу.

Теоретическая информатика изучает законы функционирования информационного ресурса и использования его как движущей силы социального прогресса, а также общие, фундаментальные проблемы информационных технологий как исторического феномена, выводящего общество на новую ступень развития.

Под информационной технологией понимают систему процедур преобразования информа­ции с целью ее формирования, обработки, распространения и исполь­зования. Информационную технологию можно рассматривать как совокупность моделей, методов, алгоритмов и программ формирования и рационального использования информационного ресурса.

Основу современных информационных технологий состав­ляют:

Компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;

Хранение больших объемов информации на машинных носителях;

Передача информации на любое расстояние в ограниченное время.

Можно указать следующие основные отличительные черты современной (часто ее называют новой) информационной технологии:

1. Дружественность по отношению к пользователям программного и аппаратного интерфейса компьютера с разветвленной системой меню и подсказок (пользо­ватель может работать не в режиме программирования, а в режиме манипули­рования данными; может видеть и действовать , а не знать и помнить ).

2. Интерактивный (диалоговый) режим решения задач с широкими возможно­стями для пользователя оперативно влиять на ход решения.

3. Сквозная информационная поддержка всех этапов преобразования информа­ции с помощью интегрированной базы данных, унифицированных форм пред­ставления информации.

4. Возможность коллективного решения задач на основе информационных сетей и систем телекоммуникаций, обеспечивающих всем пользователям оператив­ный доступ к любым техническим, программным и информационным ресур­сам системы.

5. Безбумажная технология, при которой основным носителем информации яв­ляется не бумажный, а электронный документ, формируемый на машинном носителе (в памяти компьютера) и доводимый до пользователя через экран дисплея.

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.

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.

В современном понимании информатика представляет собой область знаний, изучающую информационные процессы и методы их автоматизации на основе современных аппаратно-программных средств вычислительной техники .

Рассмотрим состав­ные части «ядра» современной информатики. Каждая из этих частей может рас­сматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина; взаимоот­ношения между ними примерно такие же, как между алгеброй, геометрией и мате­матическим анализом в классической математике – все они хоть и самостоятельные дисциплины, но, несомненно, части одной науки. Ядро современной информатики составляют: теоретическая информатика, вычислительная техника, программирование, информационные системы, искусственный интеллект и др.

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 называемойархитектуры 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. Здесь отметим лишь 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. Информаци­онно-справочные системы, информационно-поисковые системы, гигантские совре­менные глобальные системы хранения и поиска информации (включая широко известный Internet) в последнее десятилетие XX века привлекают внимание все большего круга пользователей. Без теоретического обоснования принципиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться.

Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются слож­нейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Как научить компьютер мыслить подобно человеку? Поскольку мы далеко не все знаем о том, как мыслит человек, исследова­ния по искусственному интеллекту, несмотря на полувековую историю, все еще не привели к решению ряда принципиальных проблем. 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.

Информатика как наука возникла не на пустом месте. Она впитала в себя достижения ряда наук: кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики и других. Поэтому вся система категорий (понятий) информатики состоит из трех элементов:

Понятия, заимствованные из других наук;

Оригинальные понятия и аксиомы, отличающиеся принципиальной новизной;

Понятия более низких иерархий, раскрывающие содержание каждого из основных понятий информатики, как метанауки.

К заимствованным можно отнести следующие понятия: информация, информационный шум, избыточность, бит, байт и др. (из теории информации); цель, управляющая и управляемая система (подсистема), орган управления, объект управления и т. д. (из кибернетики).

Оригинальными понятиями информатики являются:

Информационный ресурс;

Информационная среда;

Автоматизированные информационные системы;

Информационные технологии;

Искусственный интеллект и ряд других.

Информационная среда – это аппаратные средства, программное обеспечение, телекоммуникации, уровень подготовки кадров – специалистов и пользователей, методы и формы управления и т.д. В информационную среду входят рассматриваемые как элементы единой системы все факторы, воздействующие на информационные процессы и информационные системы в течение всего жизненного цикла от проектирования до использования.

Автоматизированные информационные системы (АИС) представляют собой совокупность технических и программных средств, предназначенных для автоматизированной обработки информации с минимальным вмешательством человека. Неотъемлемой частью любой АИС является электронная вычислительная машина (или несколько ЭВМ).

Искусственный интеллект ориентирован на создание методов дублирования (разумеется, в пределах доступного) функций живых интеллектуальных систем искусственными системами. Естественно, что искусственный интеллект – не синоним искусственного разума. В нашем понимании слово "интеллект" означает ум, рассудок, разум, мыслительную способность человека. В этом смысле кибернетический автомат, ЭВМ никогда не сможет обладать интеллектом. Несмотря на то, что автоматы могут больше «знать», чем конкретный человек, быстрее вычислять, фильтровать данные, делать выборки и даже формально-логические выводы, накапливать знания – познать мир в содержательном аспекте, углублять понимание действительности, снимать неопределенность своего существования искусственные системы не могут. Поэтому под словосочетанием «искусственный интеллект» будем понимать, в первую очередь, то, что связано с коренной интеллектуализацией ЭВМ путем оснащения их программно-техническими средствами высокого уровня, способными делать логические выводы.

Информатика как отдельная отрасль промышленности включает в себя все основ­ные и обеспечивающие предприятия и организации по обработке данных и произ­водству алгоритмов, программ и средств вычислительной техники. Таким образом, правомерно вести речь об индустрии информатики .

Индустрия информатики - это инфраструктурная отрасль народного хозяйства, обслуживающая другие отрасли материального производства и непроизводствен­ной сферы, обеспечивая их необходимыми информационными ресурсами, созда­ющая условия для их эффективного функционирования и развития (своеобраз­ная «нервная система» общественного производства).

К основным элементам производственной структуры данной отрасли можно отне­сти:

Предприятия, производящие вычислительную технику и ее элементы;

Вычислительные центры различного типа и назначения (индивидуальные, ку­стовые, коллективного пользования и т. д.);

Локальные и подключенные к распределенным вычислительным сетям пункты обработки информации, оснащенные компьютерами (в том числе автоматизи­рованные рабочие места (АРМ) специалистов);

Абонентские пункты систем телеобработки данных и вычислительных сетей;

Системы связи и передачи данных в составе вычислительных сетей;

Предприятия, осуществляющие производство программных средств и проек­тирование автоматизированных систем управления (АСУ) и информационных систем (в частности, баз данных).

Как и любая наука, информатика имеет свой объект и предмет изучения (исследования).

Объект познания – это некий фрагмент реального мира, предмет познания – это выбранная для исследования методами данной науки сторона, грань, аспект объекта.

Объектом приложений информатики являются автоматизированные информационные системы (АИС) различного назначения. Среди них, в частности, можно выделить:

Автоматизированные системы управления (АСУ) – комплекс технических и про­граммных средств, которые во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере (например, в образовании используются системы АСУ-ВУЗ). В зависимости от вида объекта управления различают АСУ персоналом и АСУ техническими средствами ;

Системы поддержки принятия решений (СППР) – АИС, предназначенные для автоматизации деятельности конкретных должностных лиц при выполнении ими своих должностных (функциональных) обязанностей в процессе управления персоналом и (или) техническими средствами;

Автоматизированные информационно-вычислительные системы (АИВС) – это АИС, предназначенные для решения сложных в математическом отношении задач, требующих больших объемов самой разнообразной информации. Эти системы используются для обеспечения научных исследований и разработок, а также как подсистемы АСУ и СППР в тех случаях, когда выработка управленческих решений должна опираться на сложные вычисления;

Автоматизированные системы обучения (АСО) – АИС, предназначенные для автоматизации подготовки специалистов с участием или без участия преподавателя и обеспечивающие обучение, подготовку учебных курсов, управление процессом обучения и оценку его результатов. Основными видами АСО являются автоматизированные системы программированного обучения (АСПО), системы обучения деловым играм (АСОДИ), тренажеры и тренажерные классы (ТТК);

Автоматизированные информационно-справочные системы (АИСС) – это АИС, предназначенные для сбора, хранения, поиска и выдачи в требуемом виде потребителям информации справочного характера.

Упомянем также диагностические системы в медицине, системы организации продажи билетов, системы ведения бухгалтерско-финансовой деятельности, систе­мы обеспечения редакционно-издательской деятельности – спектр применения информационных технологий чрезвычайно широк.

Предметом изучения информатики являются информационные технологии, которые реализуются на практике в автоматизированных информационных системах различного назначения.