Лекция 1. Информатика как наука и как вид практической деятельности. Информатика как наука и как вид практической деятельности реферат

Глава 1 информатика как наука и как вид практической деятельности

1.1. История развития информатики

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

До настоящего времени толкование термина «информатика» еще не является установившимся и общепринятым. Обратимся к истории вопроса, восходящей ко времени появления электронных вычислительных машин.

Слово информатика происходит от французского слова Informatique, образованного в результате объединения терминов Informacion (информация) и Automatique (автоматика), что выражает ее суть как науки об автоматической обработке информации. Кроме Франции термин информатика используется в ряде стран Восточной Европы. B то же время, в большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин – Computer science (наука о средствах вычислительной техники).

B качестве источников информатики обычно называют две науки – документалистику и кибернетику. Документалистика сформировалась в конце ХIХ века в связи c бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30-e годы ХХ века, a основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота.

Основы близкой к информатике технической науки кибернетики были заложены трудами по математической логике американского математика Норберта Винера, опубликованными в 1948 году, а само название происходит от греческого слова (kyberneticos – искусный в управлении). В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Развиваясь одновременно с развитием электронно-вычислительных машин, кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации.

Впервые термин кибернетика ввел французский физик Андре Мари Ампер в первой половине XIX веке. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать.

Сегодня предметом кибернетики являются принципы построения и функционирования систем автоматического управления, a основными задачами – методы моделирования процесса принятия решений техническими средствами, связь между психологией человека и математической логикой, связь между информационным процессом отдельного индивидуума и информационными процессами в обществе, разработка принципов и методов искусственного интеллекта. На практике кибернетика во многих случаях опирается на те же программные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, a информатика, в свою очередь, заимствует y кибернетики математическую и логическую базу для развития этих средств.

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

B нашей стране информатика изначально понималась как научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности процессов научной коммуникации. B центре ее внимания находились документальные информационные системы библиотечного типа и деятельность по сбору, переработке, хранению и распространению научно-технической информации.

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

studfiles.net

Информатика как наука и как вид практической деятельности

План

1. История развития информатики

2. Информатика как единство науки и технологии

3. Структура современной информатики

4. Место информатики в системе наук

5. Социальные аспекты информатики

6. Правовые аспекты информатики

7. Этические аспекты информатики

1. История развития информатики

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

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

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

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

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

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

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

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

studfiles.net

Информатика как наука и как вид практической деятельности

Н.М. Закарлюк

(г.  Нижний Тагил,  Нижнетагильская  социально-педагогическая  академия)

Краткий исторический экскурс. Основные понятия. Понятие информатики многозначно. Существует, по крайней мере, четыре содержательных понимания термина «информатика» [1]: наука, отрасль экономики, сфера человеческой деятельности, технологии (рис.1).

Термин  «информатика» появился в начале 60-х гг. (1962 г.) практически одновременно во Франции (Ф. Дрейфус) и у нас  в стране (А.А. Харкевич). В 1963 г. в журнале «Известия вузов. Электромеханика», № 11 была опубликована статья Ф.Е. Темникова «Информатика». В ней была сделана попытка определить состав интегральной науки об информации, как совокупность трех составных частей – теории информационных элементов, теории информационных процессов и теории информационных систем. Однако, впоследствии закрепился французский (более узкий) вариант трактовки термина «информатика» (от французского informatique), как науки об ЭВМ и их применении.

Все же первоначально под информатикой у нас понимали науку, связанную, прежде всего, с научной или научно-технической  информацией и определяли как «научную дисциплину, изучающую структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации» [1].

    Несмотря  на доминирующую роль вычислительной техники (ВТ) в развитии информатики  конца 20 века сегодня уже немыслимо  простое отождествление информатики  с теорией и практикой построения и использования ВТ. Формирование исходных теоретических основ и понятий информатики началось еще до появления первых электронных и даже релейных компьютеров. Своим развитием информатика обязана ряду наук, в том числе математике, логике, теории связи, электронике, теории управления, лингвистике, кибернетике. Так, в математической логике выработаны концепции формального языка, алгоритмов и исчисления в общем смысле. Такие понятия, как булевские функции и машина Тьюринга, оказали прямое влияние на архитектуру компьютеров.

Попытки определить информацию и информатику делаются постоянно. Диапазон подходов и предложений весьма широк, включая весьма экзотические, связанные, например, с духовно-религиозной трактовкой природы информации и информационного взаимодействия во вселенной. Предлагаются новые наименования – информология, информономия, информациология, информатистика, инфотроника, информатология, информодинамика (рис. 2). Причина их появления заключается в разной трактовке базового понятия - информации. Пока наиболее распространены термины «информатика» и «computer science» (последний – в англоязычных странах), существенно различающиеся по своему содержанию.

Приведем  наиболее характерные определения  информатики, данные ведущими российскими  и зарубежными специалистами  в этой области.

Приведем наиболее характерные определения информатики, данные ведущими российскими и зарубежными специалистами в этой области.

• Информатика – это название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации (А.П. Ершов).
• Информатика – это наука об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях (Французская академия наук).
• Информатика – это наука, техника и применение машинной обработки, хранения и передачи информации (М.Брой, Германия).
• Информатика – комплекс научно-практических дисциплин, изучающих все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Как наука, она изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам [2].

К компонентам  информатики часто относят «привязанную»  к ЭВМ триаду: аппаратные средства (hardware), программные средства (software) и методы – модели – алгоритмы (brainware). Считается, что в области создания аппаратных и программных средств информатики Россия отстает от мирового уровня на 10-15 лет. Результаты же фундаментальных исследований, особенно в области brainware, пока не уступают, а нередко превосходят мировой уровень, например, в математическом моделировании, теории программирования, теории передачи информации.

Различные представления о  структуре информатики. Для подробного представления существующих взглядов на информатику, проблемах и перспективах развития рассмотрим несколько ее характерных срезов.

    1. По направлениям. Междисциплинарность информатики позволяет вычленить в ее составе вполне самостоятельные (по предметам и методам исследований) направления: теоретическую, техническую (и / или прикладную), социальную и биологическую информатику.

К теоретической информатике относят целый спектр дисциплин, примерный перечень которых приведен ниже.

Техническая (прикладная) информатика изучает принципы и методы функционирования и построения технических средств информатики – вычислительной техники, средств телекоммуникаций, оргтехники, а также прикладные основы создания информационных технологий.

Социальная информатика изучает общие закономерности информационного взаимодействия в обществе, включая проблемы социальной коммуникации, формирования информационных ресурсов и информационного потенциала общества, информатизации общества, особенностей информационного общества. Здесь же рассматриваются междисциплинарные проблемы типа «информатика-искусство» (музыка, живопись, архитектура, кино) и «информатико-социокультурные системы» (психология, социология, юриспруденция, педагогика), экономические, правовые, психологические, этические аспекты информатики.

Биоинформатика рассматривает общие закономерности и особенности протекания информационных процессов в объектах биосферы (живых организмах и растениях).

Подобная  структуризация информатики (рис. 3) широко распространена и в Российском образовании [4].

Рис. 3. Современные представления  о предметной области  образовательной  информатики 

2. По объектному  признаку [1]. Эта структуризация информатики (рис. 4) наиболее практична в организационном отношении (при организации исследований, информатизации объектов). Схема на рис. 4 иллюстрирует логическую связь между основными объектами информатики – информацией, информационными процессами и информационными технологиями, на базе которых создаются информационные системы. Различные направления информатики объединены благодаря представлению информационных технологий в виде признанной триады – аппаратное (hardware), математическое и программное (brain-software), организационно-методическое (orgware) обеспечение.

Цифрами на рис.4 отмечены основные научные  дисциплины, формирующие сегодняшние  теоретические основы информатики:

1 –  статистическая (шенноновская, классическая) теория (передачи) информации, философские  аспекты, качественная теория  информации, когнитология, криптография;

2 –  теория информационных процессов;

3 – теоретические основы вычислительной техники и вычислительных сетей – теория связи;

4 – теория моделирования, теория языков программирования, теория алгоритмов, инженерия знаний, искусственный интеллект, многоагентные системы, базы данных, распознавание образов, теория роботов;

5 – теория синтеза организационных структур, методы управления разработками и программами.

Перечень  этих дисциплин, естественно, будет  пополняться и изменяться. Почти все дисциплины, за редким исключением, переживают этап формирования.

Наиболее  характерным в этом отношении  является направление искусственного интеллекта, в рамках которого, по мнению Американской ассоциации искусственного интеллекта, выделяются четыре основных:

• создание интеллектуальных систем моделирования;
• обеспечение интеллектуального доступа к глобальным информационным ресурсам
• создание интеллектуальных тренажеров в различных областях человеческой деятельности;
• создание команд роботов, совместно выполняющих задания в различных, в том числе опасных средах.

Одним из интересных направлений развития информатики является речевая информатика (общение компьютера и человека на естественном языке). Область приложения компьютерных речевых технологий огромна. Это системы речевого управления станками, роботами, транспортными средствами, системы устного перевода, справочные системы, системы речевого доступа к базам данных и знаний, системы речевого общения в Интернете, и т. д.

В последние  годы информатика в России – объект пристального внимания государства. Так, в перечень критических технологий РФ на период до 2010 года, одобренный правительственной комиссией по научно-инновационной политике входят следующие:

1. Высокопроизводительные вычислительные системы;
2. Компьютерное моделирование;
3. Искусственный интеллект;
4. Информационно-телекоммуникационные системы;
5. Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров;

6.  Распознавание  образов и анализ изображений.

Очевидно, что все они напрямую связаны с уровнем развития теоретической информатики и требуют его постоянного углубления.

Из рис. 4 видно также соотношение информатики  и информатизации. Информатизация – это глобальный социально-техногенный процесс массового применения информационных технологий (ИТ) во всех сферах человеческой деятельности для поддержания уровня информированности всех членов общества и его различных институтов, необходимого и достаточного для кардинального улучшения качества труда и условий жизни людей. Такое определение вполне можно назвать «технологическим», т.к. оно связывает информатизацию с ИТ. Философски же информатизация обеспечивает необходимые условия перехода человечества в новую стадию своего развития – информационное общество [1].

3. Структурно-функциональный  срез информатики. Подход к информатике как естественной науке (типа физики, биологии) позволяет четко выделить суть (ядро) теоретической информатики и соотнести ее с математикой. Для иллюстрации этого возьмем за основу типичную структурно – функциональную схему раздела естественной науки (рис. 5 а [5]) и «примерим» ее к разделу информатики, например, «Базы данных» (БД) (рис. 5 б). Аналогичным образом можно поступить и с другими разработанными разделами информатики. 

  Рис. 5. Упрощенная структура  раздела естественной науки (а)

                    и раздела информатики (б)

Из анализа  рисунков можно сделать следующие  выводы.

А) В  этом разделе информатики присутствуют практически все атрибуты естественной науки:

stud24.ru

Лекция 1. Информатика как наука и как вид практической деятельности

ТОП 10:

Лекция 1. Информатика как наука и как вид практической деятельности

МЕСТО ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ НАУК

Рассмотрим место науки информатики в традиционно сложившейся системе наук (технических, естественных, гуманитарных и т.д.). В частности, это позволило бы найти место общеобразовательного курса информатики в ряду других учебных предметов.

Напомним, что по определению А.П.Ершова информатика- «фундаментальная естественная наука». Академик Б.Н.Наумов определял информатику «как естественную науку, изучающую общие свойства информации, процессы, методы и средства ее обработки (сбор, хранение, преобразование, перемещение, выдача)».

Уточним, что такоефундаментальная наука и что такоеестественная наука. К фундаментальным принято относить те науки, основные понятия которых носят общенаучный характер, используются во многих других науках и видах деятельности. Нет, например, сомнений в фундаментальности столь разных наук как математика и философия. В этом же ряду и информатика, так как понятия «информация», «процессы обработки информации» несомненно имеют общенаучную значимость.

Естественные науки - физика, химия, биология и другие - имеют дело с объективными сущностями мира, существующими независимо от нашего сознания. Отнесение к ним информатики отражает единство законов обработки информации в системах самой разной природы - искусственных, биологических, общественных.

Рис. 1.2. К вопросу о месте информатики в системе наук

Однако, многие ученые подчеркивают, что информатика имеет характерные черты и других групп наук -технических и гуманитарных (или общественных).

Черты технической науки придают информатике ее аспекты, связанные с созданием и функционированием машинных систем обработки информации. Так, академик А.А.Дородницын определяет состав информатики как «три неразрывно и существенно связанные части: технические средства, программные и алгоритмические». Первоначальное наименовании школьного предмета «Основы информатики и вычислительной техники» в настоящее время изменено на «Информатика» (включающее в себя разделы, связанные с изучением технических. программных и алгоритмических средств). Науке информатике присущи и некоторые черты гуманитарной (общественной) науки, что обусловлено ее вкладом в развитие и совершенствование социальной сферы. Таким образом, информатика является комплексной, междисциплинарной отраслью научного знания, как это изображено на рис. 1.2.

Таблица 1.1 Изменения в структуре труда США за 10 лет

Таблица 1.2. Профессиональная структура занятости в экономике США (по данным на 1980 г.)

Динамика, отраженная в этой таблице, подтверждает сказанное выше. Разумеется, не вся она обусловлена информатизацией, есть и иные факторы, но информатизация вносит решающий вклад. Даже в традиционных сферах деятельности - промышленности и торговле - работа с информацией становится на уровень работы с материальными объектами, в чем убеждают данные, приведенные в табл. 1.2.

За годы, прошедшие с момента публикации этих данных, ситуация изменилась в сторону дальнейшего увеличения доли населения, занятого в профессиональном труде обработкой информации. К середине 90-х годов численность «информационных работников» (к которым причисляют всех, в чьей профессиональной деятельности доминирует умственный труд) достигла в США 60%. Добавим, что за те же годы производительность труда в США за счет научно-технического прогресса (ведь информатизация - его главная движущая сила) в целом выросла на 37%.

Информатизация сильнейшим образом влияет на структуру экономики ведущих в экономическом отношении стран. В числе их лидирующих отраслей промышленности традиционные добывающие и обрабатывающие отрасли оттеснены максимально наукоемкими производствами электроники, средств связи и вычислительной техники (так называемой, сферой высоких технологий). В этих странах постоянно растут капиталовложения в научные исследования, включая фундаментальные науки. Темпы развития сферы высоких технологий и уровень прибылей в ней превышают в 5-10 раз темпы развития традиционных отраслей производства. Такая политика имеет и социальные последствия - увеличение потребности в высокообразованных специалистах и связанный с этим прогресс системы высшего образования. Информатизация меняет и облик традиционных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Промышленные роботы, управляемые ЭВМ, станки с ЧПУ стали обычным оборудованием. Новейшие технологии в сельскохозяйственном производстве не только увеличивают производительность труда, но и облегчают его, вовлекают более образованных людей.

Казалось бы, компьютеризация и информационные технологии несут в мир одну лишь благодать, но социальная сфера столь сложна, что последствия любого, даже гораздо менее глобального процесса, редко бывают однозначными. Рассмотрим, например, такие социальные последствия информатизации как рост производительности труда, интенсификацию труда, изменение условий труда. Все это, с одной стороны, улучшает условия жизни многих людей, повышает степень материального и интеллектуального комфорта, стимулирует рост числа высокообразованных людей, а с другой - является источником повышенной социальной напряженности. Например, появление на производстве промышленных роботов ведет к полному изменению технологии, которая перестает быть ориентированной на человека. Тем самым меняется номенклатура профессий. Значительная часть людей вынуждена менять либо специальность, либо место работы - рост миграции населения характерен для большинства развитых стран. Государство и частные фирмы поддерживают систему повышения квалификации и переподготовки, но не все люди справляются с сопутствующим стрессом. Прогрессом информатики порожден и другой достаточно опасный для демократического общества процесс - все большее количество данных о каждом гражданине сосредоточивается в разных (государственных и негосударственных) банках данных. Это и данные о профессиональной карьере (базы данных отделов кадров), здоровье (базы данных учреждений здравоохранения), имущественных возможностях (базы данных страховых компаний), перемещении по миру и т.д. (не говоря уже о тех, которые копят специальные службы). В каждом конкретном случае создание банка может быть оправдано, но в результате возникает система невиданной раньше ни в одном тоталитарном обществе прозрачности личности, чреватой возможным вмешательством государства или злоумышленников в частную жизнь. Одним словом, жизнь в «информационном обществе» легче, по-видимому, не становится, а вот то, что она значительно меняется - несомненно.

Трудно, живя в самом разгаре описанных выше процессов, взвесить, чего в них больше - положительного или отрицательного, да и четких критериев для этого не существует. Тяжелая физическая работа в не слишком комфортабельных условиях, но с уверенностью, что она будет постоянным источником существования для тебя и твоей семьи, с одной стороны, или интеллектуальный труд в комфортабельном офисе, но без уверенности в завтрашнем дне. Что лучше? Конечно, вряд ли стоит уподобляться английским рабочим, ломавшим в конце XVIII века станки, лишавшие их работы, но правительство и общество обязаны помнить об отрицательных социальных последствиях информатизации и научно-технического прогресса в целом и искать компенсационные механизмы.

Вероятностный подход

Рассмотрим в качестве примера опыт, связанный с бросанием правильной игральной, кости, имеющей N граней (наиболее распространенным является случай шестигранной кости: N = 6). Результаты данного опыта могут быть следующие: выпадение грани с одним из следующих знаков: 1,2,... N.

Введем в рассмотрение численную величину, измеряющую неопределенность -энтропию (обозначим ее Н). Согласно развитой теории, в случае равновероятного выпадания каждой из граней величины N и Н связаны между собой формулой Хартли Н = log2N.

Важным при введении какой-либо величины является вопрос о том, что принимать за единицу ее измерения. Очевидно, Н будет равно единице при N = 2. Иначе говоря, в качестве единицы принимается количество информации, связанное с проведением опыта, состоящего в получении одного из двух равновероятных исходов (примером такого опыта может служить бросание монеты, при котором возможны два исхода: «орел», «решка»). Такая единица количества информации называется «бит».

В случае, когда вероятности Рi результатов опыта (в примере, приведенном выше, — бросания игральной кости) неодинаковы, имеет место формула Шеннона

В случае равновероятностных событий:

,

и формула Шеннона переходит в формулу Хартли.

В качестве примера определим количество информации, связанное с появлением каждого символа в сообщениях, записанных на русском языке. Будем считать, что русский алфавит состоит из 33 букв и знака «пробел» для разделения слов. По формуле Хартли Н = log2 34 ≈ 5,09 бит.

Однако, в словах русского языка (равно как и в словах других языков) различные буквы встречаются неодинаково часто. Ниже приведена табл. 1.3 вероятностей частоты употребления различных знаков русского алфавита, полученная на основе анализа очень больших по объему текстов.

Воспользуемся для подсчета Н формулой Шеннона; Н ≈ 4,72 бит. Полученное значение Н, как и можно было предположить, меньше вычисленного ранее. Величина Н, вычисляемая по формуле Хартли, является максимальным количеством информации, которое могло бы приходиться на один знак.

Таблица 1.3. Частотность букв русского языка

Аналогичные подсчеты Н можно провести и для других языков, например, использующих латинский алфавит - английского, немецкого, французского и др. (26 различных букв и «пробел»). Таким образом, количество информации (в битах), заключенное в двоичном слове, равно числу двоичных знаков в нем.

Объемный подход

В двоичной системе счисления знаки 0 и 1 будем называть битами (от английского выражения Binary digiTs - двоичные цифры). В компьютере бит является наименьшей возможной единицей информации. Объем информации, записанной двоичными знаками в памяти компьютера или на внешнем носителе информации подсчитывается просто по количеству требуемых для такой записи двоичных символов. При этом, в частности, невозможно нецелое число битов (в отличие от вероятностного подхода).

Для удобства использования введены и более крупные, чем бит, единицы количества информации. Так, двоичное слово из восьми знаков содержит 1 байт информации, 1024 байта образуют 1 килобайт (кбайт), 1024 килобайта – 1 мегабайт (Мбайт), а 1024 мегабайта – 1 гигабайт (Гбайт), 1024 гигабайт – 1 терабайт (Тбайт).

Между вероятностным и объемным количеством информации соотношение неоднозначное. Далеко не всякий текст, записанный двоичными символами, допускает измерение объема информации в кибернетическом смысле, но заведомо допускает его в объемном. Далее, если некоторое сообщение допускает измеримость количества информации в обоих смыслах, то они не обязательно совпадают, при этом кибернетическое количество информации не может быть больше объемного.

В прикладной информатике практически всегда количество информации понимается в объемном смысле.

Лекция 1. Информатика как наука и как вид практической деятельности

Информатика — это наука и сфера практической деятельности, связанная с различными аспектами получения, хранения, обработки, передачи и использования информации.

«Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия» — так было сформулировано в 1978 г. Международным конгрессом по информатике.

С современной точки зрения понятие «информатика» шире чем используемое в англоязычных странах Computer Science поскольку включает как прикладную часть («компьютерные науки»), так и теоретическую, связанную с отмеченными выше аспектами действий с информацией.

Информатика включает в себя следующие основные разделы: теоретическая информатика, вычислительная техника, программирование, информационные системы, искусственный интеллект. Она является конгломератом наук, объединенных общим объектом исследования.

Научное ядро информатики относят к фундаментальным наукам, поскольку ее основные понятия носят общенаучный характер, используются во многих других науках и видах деятельности.

Информатика имеет существенные социальные аспекты. Как говорилось выше «информатика включает ... комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия». Информатизация, т.е. процесс проникновения информационных технологий во все сферы жизни и деятельности общества, сильно влияет на социальную сферу. В настоящее время в общественном устройстве развитых стран появились черты информационного общества, во все сферы жизни и деятельности членов которого включены средства информатики в качестве орудий интеллектуального труда, переработки любой информации, моделирования реальных и прогнозируемых событий, управления производством, обучения и т.д..

Под влиянием информатизации радикально меняется структура труда, совершается переток людей из сферы прямого материального производства в, так называемую, информационную сферу. Промышленные рабочие и крестьяне, составлявшие в середине XX века более 2/3 населения, сегодня в развитых странах составляют менее 1/3. К середине 90-х годов численность «информационных работников» (к которым причисляют всех, в чьей профессиональной деятельности доминирует умственный труд), достигла в США 60%. Добавим, что за те же годы производительность труда в США за счет научно-технического прогресса (ведь информатизация — его главная движущая сила) в целом выросла на 37%.

Информатизация сильнейшим образом влияет на структуру экономики ведущих в экономическом отношении стран. В числе их лидирующих отраслей промышленности традиционные добывающие и обрабатывающие отрасли оттеснены максимально наукоемкими производствами электроники, средств связи и вычислительной техники — так называемой сферой высоких технологий. Темпы развития сферы высоких технологий и уровень прибылей в ней превышают в 5-10 раз темпы развития традиционных отраслей производства.

Существуют и отрицательные социальные последствия информатизации общества (по крайней мере, при оценке с традиционных позиций): более быстрое высвобождение рабочей силы чем это может освоить общество, повышенная социальная напряженность из-за роста интеллектуальной конкуренции, усиление контроля со стороны государства за каждым членом общества в демократических странах и т.д.

Правовые аспекты информатики связаны с тем, что деятельность программистов и других специалистов, работающих в сфере информатики, все чаще выступает в качестве объекта правового регулирования. Некоторые действия при этом могут быть квалифицированы как правонарушения (преступления). Регулированию подлежат вопросы собственности на информацию, охрана авторских прав на компьютерные программы и базы данных, гарантии сохранения конфиденциальности и секретности определенных видов информации и многое другое. Информатизация социальной сферы, распространение информационных сетей породили как новые виды преступности, так и многочисленные правовые проблемы, правовое регулирование многих из которых далеко от завершения.

В Российской Федерации (как и в других странах) действуют специальные правовые акты, регламентирующие отношения в сфере информации. К ним, в частности, относятся:

• Закон Российской Федерации «О правовой охране программ для электронно-вычислительных машин и баз данных» (1992 г.),
• Указ Президента Российской Федерации «Об основах государственной политики в сфере информатизации» (1994 г., изменения и дополнения — 1995 г.),
• Закон Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации» (1995 г.),
• Закон Российской Федерации «Об участии в международном информационном обмене» (1996 г.),
• Постановление Правительства Российской Федерации «О сертификации средств защиты информации» (1995 г.),
• Постановление Правительства Российской Федерации «О государственном учете и регистрации баз и банков данных» (1996 г.),
• Постановление Правительства Российской Федерации «О государственном учете и регистрации баз и банков данных» «Об утверждении положения о государственной системе научно-технической информации (1997 г.)

и другие.

Этические аспекты информатики чрезвычайно важны. Далеко не все правила, регламентирующие деятельность в сфере информатики, можно свести в правовым нормам. Очень многое определяется соблюдением неписаных правил поведения для тех, кто причастен к миру компьютеров. Как и в любой другой большой и разветвленной сфере человеческой деятельности, в информатике к настоящему времени сложились определенные морально-этические нормы поведения и деятельности.

Этика — система норм нравственного поведения человека. Всякий раз, собираясь совершить сомнительный поступок в сфере профессиональной деятельности, человек должен задуматься, соответствует ли он этическим нормам, сложившимся в профессиональном сообществе.

^ (информатика как наука и как вид практической деятельности)

1. Какие определения информатики Вы знаете?
2. Как появился термин «информатика»?
3. Каков объект и предмет исследования информатики?
4. Расскажите о целях и задачах информатики.
5. Что общего и в чем различие информатики и кибернетики?
6. Какое место занимает информатика в системе наук?
7. Какова структура современной информатики? Из каких частей и разделов она состоит?
8. Какие существуют наиболее известные информационные технологии?
9. Дайте определение фундаментальной естественной науки, приведите примеры.
10. Каково различие между естественными и техническими науками? К каким наукам следует отнести информатику?
11. Что такое информационная революция?
12. Назовите процессы, приводящие к созданию информационного общества.
13. Что принято понимать под «информационным обществом»?
14. Каковы основные социальные последствия информатизации общества?
15. Какими нормативными актами регулируются отношения в сфере информатики?
16. В чем состоит авторское право на программные средства и базы данных?
17. В чем состоит имущественное право на программные средства и базы данных?
18. Как осуществляется защита авторских и имущественных прав?
19. Охарактеризуйте виды компьютерных преступлений.
20. Расскажите об этике программистов и этических аспектах Internet.

Проблемные вопросы.

1. Как и для чего появилась информатика?
2. Расскажите об информатике как об отрасли, как о науке, как о прикладной дисциплине.
3. Почему компьютеризация, хотя и является важным шагом к информационному обществу, но еще не делает его таковым?
4. Какие этические проблемы существуют, по Вашему мнению, в современной информатике?
5. В чем заключается правовое регулирование на информационном рынке?
6. В чем отличие процессов компьютеризации и информатизации?
7. Чем определяется информационный потенциал общества?

^ (информатика как наука и как вид практической деятельности)

1. История развития информатики.
2. Кибернетика — наука об управлении.
3. Информатика и управление социальными процессами.
4. Информационные системы.
5. Автоматизированные системы управления.
6. Автоматизированные системы научных исследований.
7. Составные части современной информатики.
8. Построение интеллектуальных систем.
9. Информатика и положения технических наук и математики.
10. Информатика и законы естественных наук.
11. Компьютер как историогенный фактор.
12. Компьютерная революция: социальные перспективы и последствия.
13. Путь к компьютерному обществу.
14. Информатика в деятельности юриста.
15. Общие приемы правового регулирования информационных отношений.
16. Правонарушения в сфере информационных технологий.
17. Правила этикета при работе с компьютерной сетью.
18. Защита информации в Internet.
19. Информационная основа управления экономикой.
20. Информационный бизнес.

^ (информатика как наука и как вид практической деятельности)

1. История развития информатики.
2. Информатика как единство науки и технологии.
3. Структура современной информатики.
4. Место информатики в системе наук.
5. Социальные аспекты информатики.
6. Правовые аспекты информатики.
7. Этические аспекты информатики.

^ (информатика как наука и как вид практической деятельности)

1. Аветисян Р.Д., Аветисян Д.В. Теоретические основы информатики. — М.: РГГУ, 1997.
2. Азимов Ч.Н. Научно-техническая информация и право. — Харьков: Вища школа, 1987.
3. Андрундас Е.Ч. Информационная элита: корпорации и рынок новостей. — М.: Изд-во МГУ, 1991
4. Батурин Ю.М, Жодзинский А.М. Компьютерная преступность и компьютерная безопасность. — М.: Юридическая литература, 1991.
5. Введение в информационный бизнес: Учебное пособие./ Под ред. Тихомирова В.П., Хорошилова А.В. — М.: Финансы и статистика, 1996.
6. Воробьев Г.Т. Твоя информационная культура. — М.: Молодая гвардия, 1988.
7. Воронов Ю.П. Компьютеризация: шаг в будущее. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990.
8. Гаврилов О.А. Основы правовой информатики. — М.: Ин-т государства и права РАН, 1998.
9. Гейтс Б. Дорога в будущее. — М.: Русская редакция, 1996
10. Гольгамер Г.И. Научно-информационная деятельность: практика и проблемы. — М.: Радио и связь, 1987.
11. Готт В.С., Семенюк Э.П., Урсул А.Д. Социальная роль информатики. — М.: Знание, 1987.
12. Закон Российской Федерации «О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных». — М., 1992.
13. Информатика в рабочих профессиях. — М.: Наука, 1990.
14. Информатика и культура. Сб. науч. трудов. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ие, 1990.
15. Информатика в понятиях и терминах. — М.: Просвещение, 1991.
16. Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих. — М.: Педагогика-Пресс, 1994.
17. Информатика./ Под ред. Н.В.Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 1997.
18. Информационные технологии в научных исследованиях и испытаниях. Сб. науч. трудов. — Киев: ИК, 1991.
19. Коновец А.Ф. НТП и информация. — М.: Знание, 1990.
20. Крол Э. Все об Internet. — СПб.: АО Балтэк; — Киев: Торг.-изд. бюро BHV, 1995.
21. Коханов В.В. Информационные процессы в природе, обществе, технике. — Чебоксары: Клио, 1997.
22. Ловцов Д. Защита информации в глобальной сети ИНТЕРНЕТ. // Информатика и образование. — 1998. — N5. — C.101-108.
23. Мазур М. Качественная теория информации. — М.: Мир, 1974.
24. Майоров С.И. Информационный бизнес: коммерческое распространение и маркетинг. — М.: Финансы и статистика, 1993
25. Марков С. Информатика как базовая наука образования.// Информатика и образование. — 1998. — N6. — C.3-8.
26. Морозов И.Ю. Информатика: Учебное пособие для студентов филологических факультетов педвузов. Ч.1. — Омск: Изд-во ОмГУ, 1995.
27. Научные основы организации управления и построения АСУ./ Под ред. Бройло В.Л, Крылова В.С. — М.: Высшая школа, 1990.
28. Овезов Б.Б. Автоматизация управления информационными процессами. — Ашхабад, Ылым, 1981.
29. Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике. — М.: Финансы и статистика, 1995.
30. Право и информатика./ Под ред. Е.А. Суханова. — М.: Изд-во МГУ, 1990
31. Применение информатики в управлении, обучении и научных исследованиях. — М.: Изд-во МГУ, 1989.
32. Проектирование и использование региональных АСНТИ. — Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ие, 1991.
33. Пушкин В.Г., Урсул А.Д. Информатика, кибернетика, интеллект. — Кишинев: Штинца,1989.
34. Ракитов А.И. Информационная революция: наука, экономика, технология. — М.: Изд-во ИНИОН РАН, 1993.
35. Ракитов А.И. Философия компьютерной революции. — М.: Мысль,1991.
36. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Общая информатика. — М.: АСТ-ПРЕСС, 1998.
37. Создание автоматизированных систем информационного обеспечения научных исследований. Сб. науч. трудов. — Киев: ИК, 1986.
38. Страссман П.А. Информация в век электроники. — М.: Экономика, 1987.
39. Суханов А.П. Информация и прогресс. — Новосибирск: Наука, 1988.
40. Сухина В.Ф. Человек в мире информатики. — М.: Радио и связь, 1992.
41. Урсул А.Д. Информатизация общества (Введение в социальную информатику): учебное пособие. — М.: Высшая школа, 1990.
42. Цымбал В.П. Информатика и индустрия информации. — Киев: Вища школа, 1989.
43. Черри К. Человек и информация. — М.: Связь, 1979.
44. Шнейдеров В.С. Занимательная информатика. — Спб.: Политехника, 1994.
45. Юзвишин И.И. Информациология, или закономерности информационных процессов и технологий в микро- и макромирах Вселенной. — М.: Радио и связь, 1996.

База данных защищена авторским правом © kursovaya-referat.ru 2017При копировании материала укажите ссылку