ВОПРОС
№1: Информатика как
наука
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. Французский термин
образован путем слияния слов “информация”
и “автоматика” и означает “информационная
автоматика или автоматизированная переработка
информации”. В англоязычных странах
этому термину соответствует синоним
computer science (наука о компьютерной технике).
Существует
множество определений информатики,
что связано с многогранностью
ее функций, возможностей, форм, методов.
Одно из наиболее общих определений
такое.
Информатика
– это область человеческой деятельности,
связанная с процессами преобразования
информации с помощью компьютеров и их
взаимодействием со средой применения.
Часто
возникает путаница понятий “информатика”
и “кибернетика”. Попытаемся разъяснить
их сходство и различие.
Кибернетика
– это наука об общих принципах управления
в различных системах: технических, биологических,
социальных и др.
Информатика
занимается изучением процессов преобразования
и создания новой информации более широко,
практически не решая задачи управления
различными объектами, как кибернетика.
Информатика появилась благодаря развитию
компьютерной техники, базируется на ней
и совершенно немыслима без нее. Кибернетика
развивается сама по себе и, хотя достаточно
активно использует достижения компьютерной
техники, совершенно от нее не зависит,
т.к. строит различные модели управления
объектами.
Структура
информатики.
Информатика
в широком смысле представляет собой
единство разнообразных отраслей науки,
техники и производства, связанных
с переработкой информации.
Информатику
в узком смысле можно представить
как состоящую из трех взаимосвязанных
частей.
Информатика
как отрасль народного
хозяйства состоит из однородной
совокупности предприятий разных форм
хозяйствования, где занимаются производством
компьютерной техники, программных продуктов
и разработкой современной технологии
переработки информации. Специфика и значение
информатики как отрасли производства
состоят в том, что от нее во многом зависит
рост производительности труда в других
отраслях народного хозяйства. В настоящее
время около 50% всех рабочих мест в мире
поддерживается средствами обработки
информации.
Информатика
как фундаментальная
наука занимается разработкой методологии
создания информационного обеспечения
процессов управления любыми объектами
на базе компьютерных информационных
систем. В Европе можно выделить следующие
основные научные направления в области
информатики: разработка сетевой структуры,
компьютерно-интегрированные производства,
экономическая и медицинская информатика,
информатика социального страхования
и окружающей среды, профессиональные
информационные системы.
Информатика
как прикладная
дисциплина занимается:
- изучением
закономерностей в информационных процессах
(накопление, переработка, распространение);
- созданием
информационных моделей коммуникаций
в различных областях человеческой деятельности;
- 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.
Главная
функция информатики заключается в
разработке методов и средств преобразования
информации и их использовании в организации
технологического процесса переработки
информации.
Задачи
информатики состоят в следующем:
- исследование
информационных процессов любой природы;
- разработка
информационной техники и создание новейшей
технологии переработки информации на
базе полученных результатов исследования
информационных процессов;
- решение научных
и инженерных проблем создания, внедрения
и обеспечения эффективного использования
компьютерной техники и технологии во
всех сферах общественной жизни.
Информатика
существует не сама по себе, а является
комплексной научно-технической
дисциплиной, призванной создавать
новые информационные техники и
технологии для решения проблем
в других областях. Комплекс индустрии
информатики станет ведущим в
информационном обществе. Тенденция
к большей информированности
в обществе в существенной степени
зависит от прогресса информатики
как единства науки, техники и
производства.
Технические
средства информатики.
ЭВМ
— основное техническое
средство обработки
информации.
Компьютеры
могут быть классифицированы по ряду
признаков, в частности: по принципу
действия, назначению, способам организации
вычислительного процесса, размерам
и вычислительной мощности, функциональным
возможностям, способности к параллельному
выполнению программ и др.
По назначению
ЭВМ можно разделить на три
группы:
- универсальные
(общего назначения) — предназначены для
решения самых разных инженерно-технических
задач: экономических, математических,
информационных и других задач, отличающихся
сложностью алгоритмов и большим объемом
обрабатываемых данных. Характерными
чертами этих ЭВМ являются высокая производительность,
разнообразие форм обрабатываемых данных
(двоичных, десятичных, символьных), разнообразие
выполняемых операций (арифметических,
логических, специальных), большая емкость
оперативной памяти, развитая организация
ввода-вывода информации;
- проблемно-ориентированные
— предназначены для решение более узкого
круга задач, связанных обычно с технологическими
объектами, регистрацией, накоплением
и обработкой небольших объемов данных
(управляющие вычислительные комплексы);
- специализированные
— для решения узкого круга задач, чтобы
снизить сложность и стоимость этих ЭВМ,
сохраняя высокую производительность
и надежность работы (программируемые
микропроцессоры специального назначения,
контроллеры, выполняющие функции управления
техническими устройствами).
- Информатика
как фундаментальная
наука занимается разработкой методологии
создания информационного обеспечения
процессов управления любыми объектами
на базе компьютерных информационных
систем. В Европе можно выделить следующие
основные научные направления в области
информатики: разработка сетевой структуры,
компьютерно-интегрированные производства,
экономическая и медицинская информатика,
информатика социального страхования
и окружающей среды, профессиональные
информационные системы.
- Информатика
как прикладная дисциплина занимается:
- · изучением
закономерностей в информационных процессах
(накопление, переработка, распространение);
- · созданием
информационных моделей коммуникаций
в различных областях человеческой деятельности;
- · 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.
- Главная функция
информатики заключается в разработке
методов и средств преобразования информации
и их использовании в организации технологического
процесса переработки информации.
- Задачи информатики
состоят в следующем:
- · исследование
информационных процессов любой природы;
- · разработка
информационной техники и создание новейшей
технологии переработки информации на
базе полученных результатов исследования
информационных процессов;
- · решение
научных и инженерных проблем создания,
внедрения и обеспечения эффективного
использования компьютерной техники и
технологии во всех сферах общественной
жизни.
- Информатика
существует не сама по себе, а является
комплексной научно-технической дисциплиной,
призванной создавать новые информационные
техники и технологии для решения проблем
в других областях. Комплекс индустрии
информатики станет ведущим в информационном
обществе. Тенденция к большей информированности
в обществе в существенной степени зависит
от прогресса информатики как единства
науки, техники и производства.
Вопрос
№2. История становления
информатики.
Появление
и начальное становление информатики
как науки относится ко второй
половине прошлого века. Область интересов
информатики — это структура
и общие свойства информации, а
также вопросы, связанные с процессами
поиска, сбора, хранения, преобразования,
передачи и использования информации
в самых различных сферах человеческой
деятельности. Обработка огромных объемов
и потоков информации немыслима
без автоматизации и систем коммуникации,
поэтому электронные вычислительные
машины и современные информационные
и коммуникационные технологии являются
и фундаментальным ядром, и материальной
базой информатики. Термин «информатика»
(в том смысле как он применен
в первом абзаце) в отечественной
литературе используется сравнительно
недавно, к тому же его толкование
до настоящего времени еще нельзя
считать установившимся и общепринятым.
Терминологические и понятийные
трудности, связанные с сущностью
самого понятия «информатика» (равно
как и производных понятий) не
преодолены до сих пор. Обратимся
к истории вопроса, восходящей ко
времени появления электронных
вычислительных машин. После второй
мировой войны получила бурное развитие
кибернетика как общая наука
об управлении и связи в системах
различной природы — искусственных,
биологических, социальных. Рождение кибернетики
принято связывать с опубликованием
в 1948 г. американский математиком Норбертом
Винером 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 прогрессом
электронных вычислите машин, кибернетика
со временем превращалась в более с науку
о преобразовании информации. Под информацией
в кибернетике понимается любая совокупность
сигналов, воздействий сведений, которые
некоторая система воспринимает от окружающей
среды (входная информация X), выдает в
окружающую (выходная информация У), а
также хранит в себе (внутренняя внутрисистемная
информация 2) .
Развитие
кибернетики в нашей стране переживало
драма кие периоды (достаточно подробный
обзор событий и факте провождавших
становление информатики в СССР
и, далее, ] сии, дан в статье Д. А. Поспелова
[32]). Как писал в начале 1960 академик А. И.
Берг, немало сделавший для официального
признания кибернетики в Советском Союзе,
«... в 1955—57 гг. и даже позже в нашей литературе
были допущены грубые ошибки в о значения
и возможностей кибернетики. Это нанесло
серы ущерб развитию науки в нашей стране,
привело к задержке работке многих теоретических
положений и даже самих электронных машин»
[4]. Достаточно сказать, что еще в четвертом
из «Краткого философского словаря» (1954)
кибернетика была определена как «реакционная
лженаука, возникшая в США второй мировой
войны и получившая широкое распространение
и в других капиталистических странах;
форма современного механицизма» [34]. Помимо
чисто идеологических мотивов, причиной
этого явления послужили, с одной стороны,
недооценка 1 бурно развивающейся науки
отдельными учеными «классического» направления,
с другой — неумеренное пустословие то,
вместо активной разработки конкретных
проблем кибернетики различных областях,
спекулировал на полуфантастических прогнозах
ее безграничных Возможностях, дискредитируя
тем самым эту науку. Случилось так, что
«...кибернетика обросла паразитным слоем
пустой болтовни, за которой не все сумели
разглядеть важное научно-техническое
открытие, создавшее предпосылки для революции
в развитии производительных сил человеческого
общества» [7]. : Но и после преодоления
идеологических барьеров и официального
признания кибернетики как науки (а уже
в 1959 г. в Академии наук СССР был создан
Научный совет по комплексной проблеме
«Кибернетика») трудностей не убавилось.
Дело в том, что развитие отечественной
кибернетики в течение длительного периода
сопровождалось серьезными неудачами
в реализации крупных государственных
проектов. Приведем краткий обзор положения,
сложившегося к середине 1980-х гг., ссылаясь
на оценки специалистов [13]. Воодушевляющие
перспективы применения кибернетики в
народном хозяйстве возбудили предложения
широкого применения математических методов
и ЭВМ для целей глобального планирования
и управления. Сформулированные крупными
учеными, эти предложения нашли отражения
в партийных и правительственных решениях.
В государственные планы включались программы
создания автоматизированных систем управления
(АСУ) во всех звеньях народного хозяйства
от предприятия до отрасли. АСУ должны
были стать базой структурной перестройки
управления народным хозяйством: с АСУ
должны были взаимодействовать автоматизированные
системы управления технологическими
процессами (АСУТП), над АСУ предполагалось
создать автоматизированные системы плановых
расчетов (АСПР). Все автоматизированные
системы планировалось реализовать на
единой общегосударственной сети вычислительных
центров. Однако по ряду причин были доведены
до практической реализации лишь » отдельные
фрагменты системы управления, общая же
идея достижения глобальной цели управления
не была осуществлена. К середине 1970-х
п% была поставлена задача создания САПР
(систем автоматического проектирования);
в рамках САПР получила развитие идея
создания автоматизированных рабочих
мест (АРМ) конструкторов, научных работников,
плановиков и т.п. Позднее получила широкое
распространение и поддержку идея создания
гибких автоматизированных производств
(ГАП) и промышленных роботов. Работа в
указанных направлениях привела к накоплению
значительного опыта создания информационных
систем управления технико-экономическими
объектами, были созданы отдельные САПР,
давшие возможность многократно увеличить
производительность труда проектировщиков
новых сложных систем; достигнуты определенные
успехи в области конструирования и «интеллектуализации»
ЭВМ, в технологии их изготовления. Вместе
с тем первоначально поставленные глобальные
цели все-таки не были достигнуты. Сложилась
ситуация, в которой, с одной стороны, требовалось
окончательно отмежеваться от шелухи
пустословия и выделить из кибернетики
здоровое научное и техническое ядро,
а с другой — консолидировать силы для
развития нового движения к давно уже
стоящим глобальным целям, сожалений»,
приходится констатировать, что неудачи
и не незавершенность крупномасштабных
государственных проекте области информатизации
общества сохранялись и после описанных
событий.) Подойдем сейчас к вопросу о
становлении информатики основе кибернетики
с терминологической точки зрения. Вскоре
вслед за появлением термина «кибернетика»
в мировой науке стало использоваться
англоязычное «Computer Science» (компьютерная
наука); этот термин и сейчас достаточно
широко распространен в Соединенных Штатах
Америки, в Канаде и некоторых странах
латиноамериканского континента в качестве
наименовав как для научной, так и учебной
дисциплины, изучающих процессы обработки,
хранения и передачи информации при помощи
компьютеров и телекоммуникационных систем
[11]. Чуть позже, на рубеже 60-х и 70-х гг. XX
века, французы ВВЕЛИ термин «informatique»
(информатика), образованный, судя по ВСЕму,
как производное от двух французских слов
— «informatione (информация) и «avtomatique» (автоматика).
Новый термин получил впоследствии распространение
в СССР (следовательно России и странах
СНГ) и странах Западной Европы. Надо сказать,
что в русском языке наиболее раннее (примерно
с середины 1960-х гг.) употребление термина
«информатика» было связан узко-конкретной
областью научно-технической информации
и, кументалистики (см., например, [25]). Согласно
определению, данному в Большой советской
энциклопедии, информатика рассматривалась
как «дисциплина, изучающая структуру
и общие свойства научной информации,
а также закономерности ее создан! преобразования,
передачи и использования в различных
сферах человеческой деятельности» [26].
Подобное определение связывало информатику
с библиотековедением, библиографией,
методами поиска информации в массивах
документов. С этой целью 1952 г. был создан
Институт научной информации АН СССР,
позже преобразованный в ВИНИТИ — Всесоюзный
институт научно I технической информации.
Параллельно с этим Направлением (и независимо
от не развивалось другое толкование термина
«информатика», которое, как считал академик
А. П. Ершов, начиная со второй половины
1970-х гг. стало широко закрепляться в отечественной
литературе после появления перевода
с немецкого (под ред. А. П. Ершова) учебного
пособия и задачника [1, 2] по вузовскому
курсу информатики. Поясняя значение термина
«информатика» (в связи' с открытием с
1983 г. в составе Академии наук СССР нового
отделения информатики, вычислительной
техники и автоматизации), А. П. Ершов утверждал,
что этот термин вводится в, русский язык
«...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».
Комментируя
это определение информатики, А.П.
Ершов отмечал далее: «Сознавая
некоторую относительность деления
наук на естественные и общественные,
мы все же относим информатику
к естественно-научным дисциплинам
в соответствии с принципом вторичности
сознания и его атрибутов и с представлением
о единстве законов обработки информации
в искусственных, биологических и общественных
системах. Отнесение информатики к фундаментальным
наукам отражает общенаучный характер
понятия информации и процессов ее обработки;
Информатика как самостоятельная наука
вступает в свои права тогда, когда для
изучаемого фрагмента мира построена
так называемая информационная модель.
И хотя общие методологические принципы
построения информационных моделей могут
быть предметом информатики, само построение
и обоснование информационной модели
является задачей частной науки. Понятия
информационной и математической моделей
очень близки друг к другу, поскольку и
та и другая являются знаковыми системами.
Информационная модель — это то сопряжение,
через которое информатика вступает в
отношение с частными науками, не сливаясь
с ними, и в то же время не вбирая их в себя»
[8, с, 29—30]. Созвучно высказанному выше
представлению, о науке информатике и
мнение академика Н.Н.Моисеева: «Зародившись
в недрах науки о процессах управления
— кибернетики, информатика ... буквально
на наших глазах из технической дисциплины
о методах и средствах обработки данных
при помощи средств вычислительной техники
превращается в фундаментальную естественную
науку об информации и информационных
процессах в природе и обществе» [28]. Между
тем среди отечественных ученых с самого
начала становления информатики как самостоятельной
отрасли науки не было полного единодушия
в ответе на вопрос, что такое информатика.
В том же «установочном» сборнике «Становление
информатики» В. С. Михалевич, Ю. М. Каныган
и В. И. Гриценко утверждают: «Информатика
— комплексная научная и инженерная дисциплина,
изучающая все аспекты разработки, проектирования,
создания, оценки, функционирования машинизированных
(основанных на ЭВМ) систем переработки
информации, их применения и воздействия
на различные области социальной практики»
[27]. Как видим, в последнем толковании
не только явно подчеркивается связь самого
возникновения информатики с развитием
компьютерной техник и то, что информатика
— это следствие развития ЭВМ. Коснемся
вопроса об объекте и предмете науки информатики
общегносеологическом плане противопоставление
объекта и г мета науки является относительным
[36]. И все же представление о различии
понятий «объект науки» и «предмет науки»
важно установления существа любой науки.
Объект — это область действительности,
на которую наг лена деятельность исследователя,
а предмет — это посредствующее звено
между субъектом и объектом исследования.
Понятие «предмет науки» выражает диалектическое
единство объективной и субъективной
сторон познания, оно не тождественно
понятию «объект науки». Основное структурное
отличие предмета от объекта заключается
в том, что в предмет входят лишь главные,
наиб существенные свойства и признаки1.
Объект выступает как такая часть объективной
реальности, которая находится во взаимодействии
с субъектом, причем само деление объекта
познания осуществляется при помощи форм
практической и познавательной деятельности,
выработанных общее: и отражающих свойства
объективной реальности [36, с. 452]. Предметная
область - область объектов, универсум
рассмотрения ( суждения), класс (множество)
объектов» рассматриваемых в делах данного
контекста (понимаемом как отдельное рассуждение,
фрагмент научной теории или теория в
целом). Например теории чисел предметной
областью служит натуральный ряд (МНОжество
целых неотрицательных чисел) [36, с. 525].
В.С.Леднев при сопоставлении понятий
«объект» и «предмет» науки опирается
на представления о двух способах отражения
науками их объектов: аспектный и объектный
[20, е; 85—87]. При этом при определении предмета
науки учитывается не только ее объект,
«... но и аспект отражения наукой, ее объекта»
[20, с. 99]. Вот как описывает В. С. Леднев
предмет и объект науки кибернетики: «Предметная
область кибернетики охватывает... живую
природу, человека, общественные и технические
системы. Но эта предметная область кибернетикой
всесторонне не изучается; Всесторонне
(в объектном плане) ее изучают биология,
антропологические, общественные и технические
науки. Кибернетика изучает только информационно-управленческий
аспект этой предметной области — процессы
управления. К тому же она рассматривает
лишь определенную сторону процесса управления
— его общие закономерности, свойственные
любым процессам управления, т.е. не зависящие
от специфики конкретных систем» [20, с.
90]. Отсюда напрашивается вывод, что предмет
информатики, как и кибернетики, образуется
на основе широких областей своих приложений,
а объект — на основе общих закономерностей,
свойственных любым информационным процессам
в природе и обществе. Действительно, поскольку
информационный подход все более начинает
восприниматься как общенаучный метод
познания природы и общества, широчайшие
приложения информатики становятся ее
важнейшей особенностью. Это приложения,
охватывающие в основном все виды общественной
деятельности производство, управление,
науку, образование, проектные разработки,
торговлю, денежно-кассовые операции,
медицину, криминалистику, охрану окружающей
среды и др., а также быт, личную деятельность.
Главное значение здесь имеет совершенствование
социального управления на основе информационных
процессов и информационно-коммуникационных
технологий. Информатика изучает то общее,
что свойственно всем многочисленным
разновидностям конкретных информационных
процессов (технологий). Эти информационные
процессы и технологии и есть объект информатики
(см. также {27, с. 33 —35}). Предмет информатики
определяется многообразием ее приложений.
Различные информационные технологии,
функционирующие в разных видах человеческой
деятельности (управление производственным
процессом, системы проектирования, финансовые
операции, образование и т.п.), имея общие
черты, в то же время существенно различаются
между собой. Тем самым образуются различные
«предметные» информатики, базирующиеся
на разных наборах операций и процедур,
различных видах кибернетического оборудования
(во многих случаях наряду с компьютером
используются специализированные приборы
и устройства), разных информационных
носителях и тп.