Лекция №1 основы теории информатики

Вопросы:

1. Появление и развитие информатики.

Структура информатики.

2. Информация и ее свойства. Формы представления информации. Единицы измерения информации.

3. Понятие количества информации. Формулы Хартли и Шеннона. Методы измерения информации.

4. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации.

Литература:

Информатика. Учебник для вузов под ред. Проф. Н.В.Макаровой

 

ПОЯВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ИНФОРМАТИКИ

 

Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин.

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

В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).

Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в первую очередь связано с развитием компьютерной техники. Основная заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х гг. послужило началом второй электронной революции. Элементной базой вычислительной машины становятся интегральные схемы и микропроцессоры, а область, связанная с созданием и использованием компьютеров, получила мощный импульс в своем развитии. Термин "информатика" используется не только для отображения достижений компьютерной техники, но и связывается с процессами передачи и обработки информации.

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.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Инфоpматика — 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 качестве источников информатики обычно считают две науки: документалистику и кибернетику.

Впервые термин кибернетика ввел французский физик Андре Мари Ампер в первой половине XIX в. 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.

Основы кибернетики были заложены американским математиком Норбертом Винером в трудах по математической логике, опубликованными в 1948 г., а само название происходит от греческого слова (kyberneticos — искусный в управлении). Основная концепция, заложенная Винером, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности. Кибернетика – это наука об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др.

Кибернетика развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, активно используя все достижения компьютерной техники. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров.

Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации, связанных с использованием компьютерной техники.

Таким образом информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без нее.

СТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ

Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.

Информатика в узком смысле состоит из трех взаимосвязанных частей:

· технических средств (hardware),

· программных средств (software),

· алгоритмических средств (brainware).

В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций (рис. 1):

· как отрасль народного хозяйства:

· как фундаментальную науку:

· как прикладную дисциплину:

 

Рис. 1. Структура информатики как отрасли народного хозяйства, науки, прикладной дисциплины

Информатика как отрасль народного хозяйства занимается производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации.

Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Цель фундаментальных исследований в информатике – получение обобщенных знаний о любых информационных системах, выявление общих закономерностей их построения и функционирования.

Информатика как прикладная дисциплина занимается:

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

· созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;

· разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Особенно следует выделить в информатике методы математического моделирования и методы распознавания образов, практическая реализация которых стала возможной благодаря достижениям компьютерной техники.

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Информатика — это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Инфоpматика — комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения.

Её приоритетные направления:

· pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;

· теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

· математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;

· методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

· системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;

· биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;

· социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;

· методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

· телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

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

Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. С ней связано начало революции в области накопления, передачи и обработки информации. Эта революция, следующая за революциями в овладении веществом и энергией, затрагивает и коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни.

Прогрессивное увеличение возможностей компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах общества: в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.