Информатика в системе наук.
План:
1. Содержание информатики.
Предмет, содержание, задачи информатики. Основные понятия информатики. Методы изучения информатики.
2. Информационные процессы и системы. Информационные технологии.
Информационный процесс. Виды информационных процессов. Информационные системы. Виды информационных систем. Замкнутые и разомкнутые информационные системы. Классификация информационных систем. Информационно-справочные системы. Управляющие системы. Обучающие системы. Системы дистанционного обучения. Экспертные системы. Информационные технологии. Информационные ресурсы. История становления информационных технологий. Информационная технология как аналог технологии переработки материальных ресурсов.
Термин «информатика», обозначающий название новой науки, появился и прижился не сразу. В нашей стране в 60-е годы ХХ века вопросы, связанные с разработкой, функционированием и применением автоматизированных систем обработки информации, объединялись термином «кибернетика» – это наука о законах управления в живой и неживой природе. Более общую научную дисциплину, связанную с исследованием информации, в англоязычных странах стали называть «ComputerScience»– «вычислительная наука»; во Франции появился термин «Informatique»– «информатика» – он и был позаимствован и с середины 1970-х гг. прочно вошел сначала в научно-технический обиход, а затем стал общеизвестным и общепринятым.
Информатика – фундаментальная естественная наука, изучающая общие свойства информации, процессы, методы и средства ее обработки (сбор, хранение, преобразование, перемещение, выдача).
Предметная область информатики – это информационные процессы и системы, модели, языки их описания, технологии их актуализации, направленные как на получение знаний (внутренняя сущность информатики), так и на их применение, принятие на их основе решений в различных предметных областях (внешняя сущность информатики).
Указанные информационные процессы могут происходить в живых существах (организмах), автоматах (технических устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.
Основные понятия информатики:
· информация и сообщение (получение, переработка, сжатие, актуализация информации и т.д.);
· алгоритм и алгоритмизация (программа, программный комплекс, проектирование программ, программирование и т.д.);
· система и структура, отношение и связь, порядок, выбор (информационная система и отношения в ней; информационная структура и т.д.);
· модель и моделирование (описание и исследование систем с помощью моделей и моделирования);
· исполнитель и его операционная среда (ЭВМ, система ЭВМ);
· языки и грамматики (алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с различными системами и средами);
· проектирование систем и технология (информационная, компьютерная технология).
Методы и процедуры информатики
Информатика предоставляет следующие междисциплинарные методы и процедуры:
· абстрагирование и конкретизация;
· анализ и синтез;
· индукция и дедукция;
· формализация;
· виртуализация;
· структурирование;
· алгоритмизация и программирование;
· моделирование: информационно-логическое, математическое, компьютерное;
· вычислительный эксперимент;
· программное управление;
· распознавание, классификация;
· экспертное оценивание, тестирование, макетирование и др.
В информатике выделяются два направления – теоретическое и прикладное.
Прикладная информатика обеспечивает непосредственное создание информационных систем и программного обеспечения для них, а также их применение для решения практических задач. Особенность информатики как научной и учебной дисциплины состоит в том, что прикладная ее составляющая оказывается востребованной многими людьми, в том числе весьма далекими от научной сферы.
Исследования в области теоретической информатики обеспечивают:
· выявление и формулировку общих законов, касающихся информации и информационных процессов;
· определение принципов функционирования технических систем, связанных с информационными процессами и обработкой дискретной информации;
· построение методологии создания и использования информационных моделей.
Теоретическая информатика – дисциплина, использующая методы математики. Теоретическая информатика включает следующие дисциплины:
· теория информации;
· теория кодирования;
· теория автоматов;
· теория алгоритмов;
· теория систем и моделей;
· теория распознавания и т.д.
Информационный процесс – это изменение с течением времени содержания информации или представляющего его сообщения.
Основные виды информационных процессов:
1. Создание новой информации.
2. Преобразование информации ( т.е. порождение новой информации в результате обработки имеющейся).
3. Уничтожение информации.
4. Передача информации ( распространение в пространстве).
5. Хранение информации.
Одним из основных направлений информатизации общества является использование информационных систем и технологий на каждом рабочем месте.
Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для обработки данных.
Информационная система вносит большой вклад в развитие любой организации. За счет автоматизации рутинных операций интенсифицируется производственный процесс, освобождается время для выполнения более интеллектуальной работы. В системе предусматривается оперативный ввод текущей информации, что позволяет повысить достоверность выходной информации, которая необходима для принятия оперативных управленческих решений.
Информационная система должна обеспечивать прием поступающей из источника информации, ее преобразование (обработку), хранение и передачу потребителю результатов преобразования входной информации. Потребителем здесь может быть объект живой и неживой природы: человек, растения, устройства, другие информационные системы. В любом случае,после приема информации потребитель должен как-то реагировать, например, принимать решение, производить какое-то действие, получать новое задание.
Любая информационная система может действовать по правилам разомкнутой или замкнутой схеме управления.Многочисленные и разнообразные ИС, которые существуют сегодня, можно классифицировать по разным признакам.
По используемой технической базе:
· Простейшие, работающие на одном компьютере. Вся информация сосредоточена в памяти этой машины, и на ней же функционирует все программное обеспечение системы;
· На базе локальной сети. В такой системе информация может передаваться по сети между разными пользователями; разные части общедоступных данных могут храниться на разных компьютерах сети;
· На базе глобальных компьютерных сетей. Все известные службы Интернета можно рассматривать как таковые. Наиболее масштабной из них является WorldWideWeb.
По назначению, т.е. по выполняемым функциям:
· Информационно-справочные, или информационно-поисковые – наиболее старый и традиционный вид ИС. Основная цель использования таких систем – оперативное получение ответов на запросы пользователей в диалоговом режиме. Характерным свойством информационно-поисковых систем (ИПС) является большой объем хранимых данных, их постоянная обновляемость. При работе ИПС не используются сложные методы обработки информации. Хранилище информации с которой работает ИПС называется базой данных.Примером справочной системы является ИПС крупной библиотеки. Поисковые серверы Интернета – это информационно-справочные системы сетевых ресурсов.
· Управляющие системы, основное назначение которых – выработка управляющих решений. Управляющие системы бывают полностью автоматическими или автоматизированными:
- Системы автоматического управления (САУ), работающие без участия человека. Это системы управления техническими устройствами, производственными установками, технологическими процессами;
- Автоматизированные системы управления (АСУ), которые называют человеко-машинными системами. В них компьютер выступает в роли помощника человека-управляющего.
· Обучающие системы на базе ЭВМ. Простейшим вариантом такой системы является обучающая программа на ПК, с которой пользователь работает в индивидуальном режиме
- Системы дистанционного обучения, работающие в глобальных сетях – наиболее сложные и масштабные обучающие системы. Такие системы открывают доступ к качественному образованию для всех людей, независимо от их места жительства, возраста, возможных физических ограничений. Высокоскоростные системы связи в сочетании с технологией мультимедиа позволяют организовывать обучение в режиме реального времени, проводить дистанционные лекции, семинары, конференции и т.д.
· Экспертные системы – системы, основанные на моделях знаний из определенных предметных областей. Экспертная системы заключает в себе знания высококвалифицированного специалиста в определенной предметной области и используется для консультаций, помощи в принятии сложных решений, решения плохо формализованных задач. Примерами задач, которые решаются с помощью экспертных систем, являются установление диагноза болезни, определение причин неисправности сложной техники, выдача рекомендаций по ликвидации неисправности, определение вероятных последствий принятого управляющего решения и т.д.
Информационная технология – совокупность средств и методов обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
Информационные ресурсы, в широком смысле –это совокупность данных, организованных для эффективного получения достоверной информации. Информационные ресурсы – по законодательству РФ – отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах: библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других видах информационных систем.
Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов –трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) растут тем быстрее, чем больше их расходуется.
Цель информационной технологии – производство информации для её последующего анализа и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.
До второй половины 19 века существовала «ручная» информационная технология, инструментарий которой составляли перо, чернильница, бухгалтерская книга.
С конца 19 века применялась механическая технология, инструментарий которой составляли пишущая машинка, телефон, фонограф, почта.
В 40-60 гг. 20 века использовалась электрическая технология, инструментарий которой составляли большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, копировальные аппараты, портативные магнитофоны.
С начала 1970-х гг. внедряется электронная технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления, оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.
С середины 1980-х гг. появилась компьютерная технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с большим количеством стандартных программных продуктов разного назначения.
Вопросы и задания для обсуждения:
1. Что означает термин «информатика»?
2. Какие сферы человеческой деятельности затрагивает информатика?
3. Назовите составные части информатики.
4. Является ли информатика наукой или прикладной дисциплиной?
5. Назовите основные понятия информатики.
6. Перечислите методы информатики.
7. Какие виды информационных процессов Вы знаете?
8. Что такое информационный процесс? Приведите примеры.
9. Дайте определение информационной системе.
10. Перечислите виды информационных систем.
11. Что такое разомкнутая ИС? Приведите примеры.
12. Охарактеризуйте информационно-справочные системы.
13. Раскройте понятие обучающая система.
14. Что такое экспертная система?
15. Дайте определение понятию «информационная технология».
16. Сформулируйте цели информационной технологии.
17. Что такое информационный ресурс? Приведите примеры.
