Контрольная работа 2012 2 вариант Информатика как наука. История становления науки «Информатика» - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Педагогическая практика студентов 5 курса ффмоиип мггу «050202 Информатика» 1 140.29kb.
Контрольная работа По предмету «Информатика и информационные технологии... 1 83.7kb.
1. История как наука: этапы становления, предмет, методы исследования... 2 605.6kb.
В. И. Котарева Тематика исследовательских работ участников ноу «Эврика»... 1 106.56kb.
Эзотерика как духовный путь человека и наука 8 3866.2kb.
Программа дисциплины Управление инвестициями в ит для направления... 1 191.71kb.
Контрольная работа вариант №8 : по курсу : "История государства и... 1 272.69kb.
Информатика Группа: ит-2012 Дата тестирования: 03. 05. 2012 1 682.1kb.
Контрольная работа По дисциплине: «Информатика» студент 3 курса Факультет... 2 404.72kb.
Контрольная работа №1. «Входная контрольная работа в 6 классе». 1 194.45kb.
Вопрос 1 История как наука История -гуманитарная наука 5 1663.59kb.
Смертная казнь, высшая мера уголовного наказания, в современном уголовном... 1 72.26kb.
- 4 1234.94kb.
Контрольная работа 2012 2 вариант Информатика как наука. История становления науки - страница №1/2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский государственный аэрокосмический университет

имени академика М.Ф. Решетнева

Инженерно-экономический факультет



Контрольная работа

2012

2 вариант

1. Информатика как наука. История становления науки «Информатика». Связь информатики и кибернетики. Структура современной информатики. Социальные и правовые аспекты информатики.

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

Информатика - это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.

Сходство и различие понятий «информатика» и «кибернетика».

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.

Информатика представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации.

Информатику 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).

Этапы развития информатики

1 Этап иероглифической символики

Изначально носителем информации была речь. Развитие речи, языка - объективный процесс в развитии общества. Как отмечал Ф. Энгельс, «развивающиеся люди развились до того, что им стало необходимо что-то сказать друг другу». Труд сыграл свою роль в развитии человека. Речь (как отражение мыслительных процессов) повлияла на развитие человека не в меньшей степени.

Язык обладает в среднем 20% избыточностью, т.е. любое сообщение можно было бы без потери информации сократить на 1/5, однако при этом резко уменьшается помехоустойчивость и воспринимаемость информации. К самым ранним знаковым системам относятся: приметы, гадания, знаменья, язык, изобразительное искусство, музыка, графика, пластика, танец, пантомима, архитектурные сооружения, костюм, народные ремесла, обряды. Первые примеры информационной символики были предоставлены в каменном веке в виде пиктографического письма (рисунков) на камне. В бронзовом веке появились изображения повторяющихся систем понятий – идеограмм, которые с конца IV века до н.э. превратились в рисуночное иероглифическое письмо. В то же время, благодаря развитию производства и торговли совершенствуется числовая символика, которая вначале возникла в виде счета из двух цифр 1 и 2. Все остальные количества обозначались понятием «много». Дальнейшее развитие счета произошло, благодаря нашим физиологическим особенностям наших рук - пальцам (счёт с 5 до 10). Клинописная запись счета появилась в Вавилоне в III тыс. до н.э. Далее появились различные способы записи счета, например, вавилонская, критская, арабская, латинская и др. Вавилонская система счета позволяет вести запись чисел в пределах 1 млн. и выполнять действия с простыми дробными числами. В 5-4 в. до н.э. на острове Крит применяется удобная для записи десятичная символика счета. Древние римляне положили в основу алфавита счисления иероглифическое обозначение пальцев рук (все символы этой системы счисления можно изобразить с помощью пальцев рук). Ко времени расцвета римской культуры, эти значки были заменены похожими на них латинскими. Затем у индусов арабы заимствовали искусство быстрого счета (налицо признаки автоматизации вычислений) и значки для записи чисел, т.е. цифры, которые в VII-VIII в. до н.э. распространились и на европейском континенте.

2 Этап абстрактной символики

Иероглифическое письмо, хоть и является древнейшим, сохранилось до наших дней в ряде регионов (Китай, Япония, Корея). Его сохранению способствовало удобство, наглядность и то, что народы этих стран были этнически однородны и из-за особенностей культуры, традиций, географического положения слабо мигрировали. В Средиземноморье же были предпосылки совершенствования письма: различные языковые формы, развитые межнациональные торговые связи, относительно нестабильная политическая обстановка в государствах и миграция населения. Поэтому здесь за короткий исторический период завершился переход от иероглифической системы письма к абстрактной и более удобной для чтения системы клинописи на сырых глиняных табличках (III-II в. до н.э.). Следующий период создания последовательного слогового письма на глиняных табличках - вавилонский. Вавилонский язык впервые в истории начинает выполнять международные функции в дипломатии и торговле, т.е. приобретает коммуникационные и терминообразующие функции. Новым этапом явилось создание в X-IX в. до н.э. финикийского алфавита. Этап перехода к алфавитной системе завершился в VIII в. до н.э. созданием на основе финикийского письма греческого алфавита, который впоследствии стал основой всех западных письменных систем. Усовершенствованием этой информационной символики стало введение во II-I в. до н.э. в Александрии начал пунктуации. Развитие письменной символики завершается в Европе в XV в. созданием пунктуации современного вида. Появляется древнегреческая научная терминология, благодаря которой началось устранение излишней информационной избыточности (она - и благо, и вред). В период Возрождения древнегреческие и латинские языки послужили основой для создания терминологических систем в различных областях знаний. Это период расцвета не только культуры, искусства, поэзии, но и таких способов актуализации знаний, как виртуализация связей и отношений, например, архитектурные сооружения и др. В период технической революции терминологические системы значительно расширяются по объему и упорядочиваются за счет фундаментальных законов природы и общества, а также вследствие взаимопроникновения терминов различных наук. Математическая символика продолжает качественно развиваться благодаря фундаментальным открытиям математики таким, как, например, создание совершенной алгебраической символики (XIV-XVII в.), введение знаков операций (XV в.), введения знаков равенства, бесконечности (XVII в.), появления знаков степени, дифференциала, интеграла, производной (XVII в.) и др.

3 Этап картографии, технической графики и информационной визуализации и аудирования

Особая форма представления, визуализации знаний - карты, отображающие явления природы и общества в виде информативных образов и знаков. Первые карты, дошедшие до наших дней, были составлены в Вавилоне (III-I тыс. до н.э.). Карта мира была впервые составлена Птолемеем во II в. до н.э. Создание новых картографических проектов и технологий их составления происходит в конце XVI в. Возникновение технической графики относится ко времени появления ранней письменности и развивается в связи с сооружением сложных объектов (замечательные пирамиды, дворцы, шахты, водопроводные системы) в III-II тыс. до н.э. Дальнейшее развитие техническая графика получила в эпоху Возрождения в связи с конструированием сложных машин и механизмов, например, военного характера и возведением крупных городов. Значительно позже развиваются элементы виртуализации связей и отношений в картинах многих известных художников (Дюрер, Эшер и др.). В эпоху Возрождения также предпринимаются попытки не только визуализации, на и аудирования, искусственного создания звуков (озвучивания информации). Появились модели говорящих машин. Например, в 1770 г. в Петербургской Академии наук сотрудник Санкт-Петербургского университета Краценштейн смоделировал акустические резонаторы, имитирующие голос человека. Затем, позже, Вольфганг фон Кемпелен разработал, а Уитстон построил «говорящие меха», создававшие воздушный поток для возбуждения вибрирующих язычков, игравших роль голосовых связок. В 1876 г. Александр Грейам Белл получил американский патент на устройство, названное телефоном.

4 Этап «каменописи», «глинописи», «древописи», «пергаментописи»

Добумажная информационная технология характеризуется переходом ко все более совершенным носителям, например, запись на камне позволяет впервые добиться эффекта обезличения процесса передачи информации. Переход к записи на глиняных табличках и деревянных дощечках позволяет перейти к информационным коммуникациям (появляется новое свойство информационной динамичности). Изобретение папируса (III тыс. до н.э.) значительно повышает емкость, позволяет сжать информацию (актуализируется новое свойство информации – сжимаемость). Появление пергамента завершает добумажную фазу, так как появляется оптимальный носитель информации - книга (IV в. до н.э.). На развитие механизма информационного взаимодействия людей в добумажную эпоху оказывают влияние социальные, политические, региональные и другие факторы. В каменном веке пиктограмма представляла собой общедоступное информационное сообщение, что соответствовало низкому уровню развития труда и социальной иерархии. На этапе создания первых государств, глиняные и деревянные таблички хранились в закрытом помещении, а пользоваться ими могла только аристократия, поэтому появилась потребность в обучении. Появились централизованные хранилища этой информации, например, в столице Хеттского государства во дворце хранилось около 20 тыс. глиняных клинописей. Качественно новый, более динамичный и открытый характер приобретают информационные коммуникации, когда в крупных государствах (Греция, Персия, Египет) возникла хорошо налаженная почтовая связь. В этот период библиотеки становятся доступными для свободных граждан и центрами сосредоточения информационных носителей. Впервые появляется инструмент массовой информационной коммуникации.

5 Бумажный этап развития информатики

Бумажный этап развития информатики можно отсчитывать, видимо, с X в., когда бумага стала производиться на предприятиях в странах Европы. Эпоха Возрождения сыграла исключительную роль в развитии не только литературы и искусства, но и информатики, особенно, её гуманитарных основ и приложений. С расширением торговли и ремесел появились городские почты: с XV в. - частная почта, с XVI в. - королевская почта. Благодаря этим стабильным коммуникациям информационная деятельность начинает расширяться, появляются первые университеты (Италия, Франция), которые начинают играть роль центров хранения и передачи информации, центров культуры и знания. Классическое университетское образование базируется на фундаментальности, универсальности, гармонизации образования, методов и средств актуализации информации.

6 Этап книгопечатания

Книгопечатание было изобретено в Германии в XV в. как массовая деятельность и стало началом нового научного этапа в естествознании (станок Гуттенберга, 1440-1450). Главным качественным достижением того времени стало возникновение систем научно-технической терминологии в основных отраслях знаний, появились журналы, газеты, энциклопедии, географические карты. Происходило массовое тиражирование по пространству информации на материальных носителях, что приводило к росту профессиональных знаний и развитию информационных технологий. «Книгопечатание явилось могучим орудием, которое охраняло мысль личности, увеличило ее силу в сотни раз» (В.И. Вернадский).

7 Этап технической (индустриальной) революции 19 в.

Книгопечатание развивало науки, способствовало систематизации и формализации знаний по отраслям. Эти знания можно было теперь быстро тиражировать (налицо появление ещё одного важного свойства информации). Знания стали доступны многим, в том числе и территориально удаленным друг от друга, а также удаленным по времени участникам трудового процесса (усиливаются пространственно-временные свойства информации). Появляются признаки параллелизма в передаче и актуализации информации, знаний. Начала раскручиваться спираль технической цивилизации: текущее знание – текущее общественное производство - новое знание - новое общественное производство. Печатный станок резко повысил пропускную способность социального канала обмена знаниями. Новый этап в развитии информатики, связанный с технической революцией 19 в., ассоциируется с началом создания регулярной почтовой связи, как формы стабильных международных коммуникаций. Затем возникли фотография (1839 г.), телеграф (1832 г.), телефон (1876 г.), радио (1895 г.), кинематограф (1905 г.), беспроволочная передача изображения (1911 г.), промышленное телевидение (1920 г.), цифровые фотография и телевидение, сотовая связь, IP-телефония (конец XX-го века).

8 Этап математизации и формализации знаний

С развитием промышленной революции становится все более острой потребность в создании системы описания и использования профессиональных знаний, введения фундаментальных и профессиональных понятий, формирования основных элементов технологии формализации профессиональных знаний. Первые признаки этого процесса восходят к временам, когда жрецы отказались от контроля над всем и всеми и перешли к индивидуальной специализации (появились первые специалисты - звездочеты, лекари и др.). Наиболее успешно развивается в этот период процесс формализации астрономических знаний - появляются книги с астрономическими формулами, таблицами, а на их базе разрабатываются навигационные инструменты, что позволяло передавать профессиональные знания и умения, например, за несколько лет обучать профессионально мореплавателя. Возможность процесса отчуждения профессиональных знаний от их носителей до самого последнего времени определялась возможностью формализации профессиональных знаний математическими методами и аппаратом. Области профессиональных знаний, которые оказались более формализуемыми, получили название точных или естественных наук – математика, физика, биология, химия и др. Остальные области образовали гуманитарные науки. Процесс формализации знаний, как правило, сводился к попыткам выделения из всего многообразия сведений в некоторой области человеческой деятельности небольшой части, логически определяющей достаточно многое (система аксиом и правила вывода). Отправитель и получатель информации (знаний) пользовались некоторым общим набором правил для их представления и восприятия - формализмом представления знаний. Мысль, которую нельзя выразить формализмом (языком), не может быть включена в информационный обмен, в обмен знаниями. В отраслях науки формируются специфические языковые системы, среди которых особенно важен язык математики, как информационная основа системы знаний в точных, естественных науках. Свои языки имеют химия (язык структурных химических формул, например), физика (язык описания атомных связей, например), биология (язык генетических связей и кодов) и т.д. Нынешний этап развития информатики характерен созданием и становлением языка информатики.

9 Этап информатизации, информационно - логического представления знаний

С появлением ЭВМ впервые в человеческой истории стал возможен способ записи и долговременного хранения профессиональных знаний, ранее формализованных математическими методами (алгоритмов, программ, баз данных, эвристик и т.д.). Эти знания, а также опыт, навыки, интуиция могли уже использоваться широко и без промежуточного воздействия на человека влиять на режим работы производственного оборудования. Процесс записи ранее формализованных профессиональных знаний в форме, готовой для воздействия на механизмы (автоматы), получил изначально название программирование. Эту деятельность часто отождествляют с искусством. Рост численности людей, занятых в информационной сфере, был вызван постоянным усложнением индустриального общества и связей в нём.

В начале 70-х годов начал наблюдаться информационный кризис. Он проявился в снижении эффективности информационного обмена: резко возрос объём научно-технической публикации; специалистам различных областей стало трудно общаться; возрос объём используемой неопубликованной информации; возникли сложности в восприятии, переработке информации, выделении нужной информации из общего потока и др. Если машины и системы автоматизации в сфере материального производства постоянно совершенствовались и, соответственно, производительность труда там росла, то в сферу обработки информации средства автоматизации проникали с большим трудом.

Численность людей в информационной сфере к началу 80-х годов в большинстве развитых стран составляло около 60% от общего числа занятых в производстве и продолжало расти, т.е. ЭВМ применялась там, где существовала формальная постановка задач, алгоритм. Кроме этого, ЭВМ использовалась для хранения и обработки больших наборов данных по стандартным процедурам. В то же время, область профессионально-человеческой деятельности, которая поддается пока формализации, алгоритмизации, а, следовательно, - и автоматизации с помощью ЭВМ, составляет только небольшую часть формализованных знаний, большая часть айсберга знаний пока плохо формализована и плохо структурирована.

Общую структуру накопленных человечеством профессиональных знаний можно представить в виде пирамиды. Пирамида - это универсальная и замечательная структура - инвариант многих развивающихся процессов (возможно, этим объясняется тяга к построении пирамид в древности). В основании этой пирамиды лежит слой знаний, в данный момент практически недосягаемый, в частности, неотделимый от их авторов (существующий, например, на уровне подсознания) и не формализуемый. Следующий слой – это простые («ремесленнические») знания, которые могут быть переданы по принципу «делай как я». Выше расположены знания, доступные для объяснения, но не всегда формально описываемые. Затем идут формально описываемые знания. Самый верхний, относительно меньший по объёму слой составляют аксиоматически построенные теории.

10 Этап автоформализации знаний

Этот этап тесно связан с развитием когнитологии, персональных компьютеров и вычислений, делающих возможным формальное описание (а, следовательно, актуализацию, передачу, хранение, сжатие) исследователями накопленного знания, опыта, профессиональных умений и навыков. Развиваются когнитивные методы и средства, позволяющие строить решения проблем «по ходу решения, на лету», особенно эффективно в тех случаях, когда исследователю неизвестен путь решения. Развиваются методы виртуализации и визуализации. Этот этап очень важен для информатики, ибо он стал позволять решать межпредметные задачи, как правило, плохо структурируемые и формализуемые, а также позволил использовать типовые инструментальные системы. Используется когнитивная графика - графика, порождающая новые решения, а также «виртуальный мир» - искусственное трехмерное пространство (одну из осей координат можно условно считать «пространственной», другую – «временной», третью – «информационной») и визуальные среды (например, Visual-среды).

Рассмотрим, наконец, наиболее развитый период безбумажной информатики.

11 Этап развитой безбумажной информатики и глобальных систем связи (Интернет)

Этап развитой безбумажной информатики и глобальных систем связи (Интернет), этап информационного общества. Переход к безбумажной информатике, электронным информационным технологиям и использованию сетей Интернет, информационному производству товаров и услуг характерен для всех стран вступивших в стадию построения информационного общества. Основные атрибуты общества безбумажной информатики (мы специально не используем здесь термин «информационное общество», так как такое общество полностью ещё нигде не построено, а критерии могут изменяться):

- безбумажные (электронные) документооборот и делопроизводство, их государственная поддержка и целенаправленное развитие;

- информационная (компьютерная, сетевая) грамотность населения и её государственная поддержка и развитие;

- превращение информации в товар (со всеми атрибутами товара);

- развитая (интеллектуальная) и доступная система баз данных и знаний, доступа к сетям и информации Интернет;

- информатизация и информационная безопасность основных систем общества;

- актуализация вещественно-энерго-информационных связей систем и процессов.

В мировой глобальной информационной системе сетей Интернет каждый месяц число новых пользователей растет в среднем на 15-20%. Хотя первая в истории компьютерная сеть начала разрабатываться в конце 60-ых годов, сегодня уже Интернет насчитывает более 40 тыс. компьютерных сетей, более 200 млн. пользователей и более 20 млн. компьютеров (мест доступа). В мировых базах данных накоплено более 150 млн. документов. Во второй половине 60-х годов в Японии возникло понятие «информационное общество», которое используется в качестве одного из главных ориентиров при планировании экономического развития страны. Это понятие в дальнейшем было взято на вооружение и в других странах. Отметим, что стоимость информационных услуг и количество людей, занятых в сфере информационного обслуживания резко начали расти, например, в США в начале 80-ых годов в сельском хозяйстве было занято около 5%, в промышленности - 20%, в сфере обслуживания - 30%, в сфере информационных услуг - 45% всех работающих в стране. Прогнозируемый аналогичный показатель начала нового тысячелетия - 70 %.

Рост числа работников в информационной сфере вызван, в первую очередь, пространственно-временным увеличением и усложнением информационных потоков. Вступление государства в «информационную цивилизацию», прежде всего, подтверждается макроэкономическими показателями, в частности, - увеличением доли информационного сектора в валовом национальном продукте и повышением доли работников информационной сферы в общей численности занятых. Информационный бизнес занимает заметное место в структуре экономики промышленно развитых стран.

Пять уровней информации


  1. информационная емкость мозга отдельного человека - примерно 107 бит;

  2. устное общение внутри общины, деревни или племени, количество циркулирующей информации - примерно 109 бит;

  3. письменная культура; мерой информированности общества служит Александрийская библиотека, имеющая 532800 свитков, в которых содержится примерно 1011 бит информации;

  4. книжная культура: имеются сотни библиотек, выпускаются десятки тысяч книг, газет, журналов, совокупная емкость которых оценивается примерно в 1017 бит;

  5. информационное общество с электронной обработкой информации объемом примерно 1025 бит.

Информатика завершает этап спонтанного, возможно, несколько хаотичного развития и накопила достаточный опыт и знания для её систематизации, осмысления, структурирования, теоретизации, превращения в фундаментальную науку.

Информатика, рассматриваемая с точки зрения хранения и преобразования информации, как правило, сводится, в основном, к компьютерам (служащим определенным человеческим целям). Это ресурсный или технократический подход к информатике. Если же информатика рассматривается с коммуникационных позиций, например, с позиции передачи знаний, то она выступает неотъемлемым фрагментом культуры общества. Оба подхода должны быть взаимосвязаны. Абсолютизация первого подхода приводит к заблуждению, что технические возможности предопределяют цели развития общества (возникают технократические утопии). Абсолютизация второго подхода может привести к забвению технических возможностей информатики, недооценке технических нововведений, к излишнему формализму.

Можно, видимо, говорить о завершении этапа информатики, понимаемой как основы информатики и вычислительной техники и наступлении этапа научной, системно-междисциплинарной информатики. Отсутствие развитой и развивающей понятийной системы, понятийного аппарата в образовательной информатике, искусственное «притягивание» неадекватного целям, задачам, значению информатики понятийного аппарата из других наук (кибернетика, микропроцессорная техника, управление и др.) сводит его к тривиальному изучению программирования, ЭВМ и пользовательского интерфейса (мы ничуть не умаляем их практического значения).

Методы и методологии информатики

Использование более полных, точных и адекватных методов и методологии позволяет фундаментальной науке и образовательной дисциплине «информатика»:


  1. придерживаться более точных и строгих (формализованных) правил исследования информационных процессов и систем, что позволяет выявить общее, инвариантное в этих процессах и системах, прогнозировать и повышать надежность принимаемых решений;

  2. формулировать более точные и строгие (формализованные) законы эволюции информационных процессов и систем, что позволяет изучать и актуализировать общее, инвариантное в этих процессах и системах, прогнозировать и повышать надёжность принимаемых решений;

  3. переосмысливать и перестраивать ранее сформулированные правила и законы и определять (расширять) границы применимости знаний и строить технологии применения этих знаний.

Информатика - наука, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.

Информатика - это наука об инвариантах (т.е. неизменных сущностях) информационных процессов, о их выявлении, описании, изучении, применении, пространственно-временной организации и самоорганизации. Такое определение естественно назвать синергетическим определением информатики и оно имеет важное значение при исследовании синергетики информационных процессов в различных системах.

Информатика тесно связана и с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а информатика даёт общие методы формального анализа предметных областей (особенно, теоретическая, математическая информатика).

Можно дать философское определение информатики: информатика - это наука, изучающая общие свойства и процессы отражения материи, порядок в материи, ее структурированность и отражение в сознании человека, общества.

Дадим математическое определение информатики (определение математической информатики): информатика - наука, изучающая вопросы построения и исследования математических методов и моделей, алгоритмов, формальных систем для описания и актуализации различных информационных систем и процессов, различных классов операционных пространств. Эта – наука, математически (формальным языком) описывающая и исследующая их инварианты, абстрагируясь при этом от материальной основы информационных процессов.

Фундаментальность информатике придаёт не только широкое и глубокое использование математики, формальных методов и средств, а общность и фундаментальность её результатов, их универсальная методологическая направленность в производстве знаний. В этом смысле математическая информатика аналогична математической физике, математической биологии, математической экономике и др.

Предмет информатики точно («математически») невозможно определить, в силу его сложности, многосторонности, динамической изменчивости. Тем не менее, можно отметить следующие три основные ветви информатики (в классическом понимании), определяемые её познавательной и прагматической функциями, её внутренней и внешней сущностями (заметим, что деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов).

Теоретическая, математическая информатика (brainware) изучает теоретические проблемы информатики (большей частью связанные с формальными системами, моделями, алгоритмами и теорией программирования, кодирования и организации систем).

Практическая, прикладная информатика (software) изучает практические, конкретные проблемы информатики (большей частью связанные с программированием и использованием моделей, программными и компьютерными технологиями и системами).

Техническая, инженерно-физическая информатика (hardware) изучает инженерно-физические, технические проблемы информатики (большей частью связанные с разработкой и использованием технических средств обработки информации, ЭВМ и систем ЭВМ, сетей).

Информатика базируется на следующих основных и важных понятиях:


  1. информация и сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации сообщениями различного типа;

  2. алгоритм и алгоритмизация, в частности, программа и программный комплекс, проектирование программ и программирование;

  3. система и структура, отношение и связь, порядок, выбор, в частности, информационные система и структура, отношения в них;

  4. модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с помощью моделей и моделирования;

  5. исполнитель и его операционная среда, в частности, ЭВМ и система ЭВМ;

  6. языки и грамматики, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с различными системами и средами;

  7. проектирование систем и технология, в частности, информационная, компьютерная технология.

Предметная область науки «информатика» - информационные процессы и системы, модели, языки их описания, технологии их актуализации, направленные как на получение знаний (это - внутренняя сущность информатики), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных предметных областях (это - внешняя сущность информатики).

Эти информационные процессы могут происходить в живых существах (организмах), автоматах (технических устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.

Научная база информатики представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема научной базы информатики.


Информатика, как и математика, является наукой для описания и исследования проблем других наук. Она предоставляет свои общие и/или частные методы исследования другим наукам, помогает прокладывать и усиливать междисциплинарные связи, исследовать проблемы различных наук, цементирует их своими идеями, методами, технологиями и, особенно, своими результатами.

Информатика предоставляет междисциплинарные методы и процедуры: абстрагирование и конкретизация; анализ и синтез; индукция и дедукция; формализация; виртуализация; визуализация; структурирование; алгоритмизация и программирование; инфологическое (информационно-логическое) моделирование; математическое моделирование; компьютерное моделирование, вычислительный эксперимент; программное управление; распознавание, классификация и идентификация образов; экспертное оценивание, тестирование, макетирование и другие методы.

Кибернетика (от др.-греч. -«искусство управления»)- наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.

Термин «кибернетика» как наука был предложен Норбертом Винером в 1948 году. Она включает изучение обратной связи чёрных ящиков и производных концептов, таких как управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации. Она фокусирует внимание на том, как что-либо обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Более философское определение кибернетики, предложенное в 1956 Л. Уфиньялем, одним из пионеров кибернетики, он описывает кибернетику как «искусство обеспечения эффективности действия». Новое определение было предложено Льюисом Кауфманом, президентом американского Общества Кибернетики: «Кибернетика - это исследование систем и процессов, которые взаимодействуют сами с собой и воспроизводят себя».



Кибернетика - междисциплинарные исследования структуры регулирующих систем. Она близко связана с теорией управления и теорией систем. И в зарождении и в развитии во второй половине 20-ого столетия, кибернетика одинаково применима к физическому и социальному системам.

Кибернетические методы применяются при исследовании случая, когда действие системы в окружающей среде вызывает некоторое изменение в окружающей среде, а это изменение проявляется на системе через обратную связь, что вызывает изменения в способе поведения системы. В исследовании этих «петель обратной связи» и заключаются методы кибернетики.

Пример кибернетического мышления c одной стороны, компания рассматривается в качестве системы в окружающей среде. С другой стороны кибернетическая фабрика может быть смоделирована как система управления.

Современная кибернетика началась как междисциплинарное исследование, соединяющее области систем управления, теории электрических цепей, машиностроения, математического моделирования, математической логики, эволюционной биологии, неврологии, антропологии, и психологии. Эти исследования, как и сам винеровский термин «кибернетика» появились в 1940-ых.

Другие области исследований, которые влияли или были под влиянием кибернетики, включают теорию игр, теорию систем (математический эквивалент кибернетики), психология (особенно нейропсихология, бихевиоризм, познавательная психология), философия.

Объектом кибернетики являются все управляемые системы. Системы, не поддающиеся управлению, в принципе, не являются объектами изучения кибернетики. Кибернетика вводит такие понятия, как кибернетический подход, кибернетическая система. Кибернетические системы рассматриваются абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем - автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики - ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики как самостоятельной науки связано с созданием в 40-х гг. 20 в. этих машин, а развитие кибернетики в теоретических и практических аспектах - с прогрессом электронной вычислительной техники.

Кибернетика является междисциплинарной наукой. Она возникла на стыке математики, логики, семиотики, физиологии, биологии, социологии. Ей присущ анализ и выявление общих принципов и подходов в процессе научного познания.

Кроме средств анализа, в кибернетике используются мощные инструменты для синтеза решений, предоставляемые аппаратами математического анализа, линейной алгебры, геометрии выпуклых множеств, теории вероятностей и математической статистики, а также более прикладными областями математики, такими как математическое программирование, эконометрика, информатика и прочие производные дисциплины.

Развитие информатики тесно связано с развитием кибернетики (общей теории управления).

В 60-е и 70-е годы кибернетика бурно прогрессировала. Кибернетические и информационные идеи рассматривались нераздельно. При этом идеи информатики занимали подчинённую роль по отношению к идеям и методам кибернетики.

В конце 70-х годов началось формирование информатики как самостоятельной науки, что привело к определенному принижению роли и значения кибернетики. В настоящее время наметилась другая крайность: некоторые специалисты стали рассматривать кибернетику в качестве части информатики, что принципиально неверно.

Огромная заслуга американского учёного Норберта Винера и его последователей состоит в том, что установлена общность принципов управления в сложных системах живой и неживой природы. Винер дал обширную логико-функциональную трактовку регулирования (управления), назвав его кибернетикой.

В.М. Глушков рассматривал кибернетику как науку «об общих законах преобразования информации в сложных управляющих системах».

При этом исследовалась зависимость между управлением и информацией. Любой системе управления объективно присущи информационные связи. Информационная модель социального управления отражает совокупность информационных потоков, которые обусловлены решением поставленных (управленческих) задач.

Основными составными частями современной информатики принято считать следующие:

1)теоретическая информатика - часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она опирается на математическую логику и включает в себя теорию алгоритмов, теорию информации, теорию кодирования, теорию формальных языков, исследование операций и др. Здесь используются математические методы для общего изучения процессов обработки информации,

2)вычислительная техника - раздел, в котором разрабатываются общие принципы вычислительных систем,

3)программирование - деятельность, связанная с разработкой систем программного обеспечения (ПО). Основными разделами программирования являются: создание системного ПО и создание прикладного ПО,

4)информационные системы - раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации,

5)искусственный интеллект - область информатики, в которой решаются проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и др. науками. Основные направления разработок этой области – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и т.п.

Информатика имеет существенные социальные аспекты. 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:

1)Закон Российской Федерации «О правовой охране программ для электронно-вычислительных машин и баз данных»,

2)Указ Президента Российской Федерации «Об основах государственной политики в сфере информатизации»,

3)Закон Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации»,

4)Закон Российской Федерации «Об участии в международном информационном обмене»,

5)Постановление Правительства Российской Федерации «О сертификации средств защиты информации»,

6)Постановление Правительства Российской Федерации «О государственном учете и регистрации баз и банков данных»,

7)Постановление Правительства Российской Федерации «О государственном учете и регистрации баз и банков данных» «Об утверждении положения о государственной системе научно-технической информации»,



2. Создание веб-узлов и управление ими в MS FrontPage: создание веб-страниц, элементы среды разработки (окна, меню их назначение), ввод текста, списков, гиперссылок, графиков и использование шаблонов.

При работе с программой FrontPage работают с меню, панелями инструментов, окнами диалога, которые дублируют работу похожих сред типа текстового редактора Word с меню, панелями инструментов, окнами диалога в среде Windows.

Для запуска программы FrontPage выполните следующие действия:

Нажмите кнопку Пуск.

Выберите из открывшегося главного меню команду Программы. Появится меню данной команды.

Выполните команду Microsoft FrontPage (рис. 2). Запустится программа FrontPage, и на экране откроется ее главное окно (рис. 3).




Рис. 2. Запуск Microsoft FrontPage
Главное окно

На рис. 3 показано главное окно Microsoft FrontPage после запуска программы. Оно содержит заголовок, меню, панели инструментов, панель режимов работы и рабочую область программы.

Назначение элементов главного окна.


Рис. 3. Главное окно программы FrontPage

Заголовок

В заголовке главного окна находятся три объекта: уменьшенная копия значка программы, наименование программы Microsoft FrontPage и кнопки управления размерами окна. После щелчка левой кнопкой мыши на значке программы открывается меню управления, содержащее команды перемещения и изменения размеров главного окна (табл. 1).

Таблица 1. Команды меню управления



Команда

Назначение

Восстановить

Восстанавливает окно после его минимизации или максимизации

Переместить

Позволяет перемещать главное окно FrontPage с помощью клавиш со стрелками

Размер

Позволяет изменять размеры главного окна программы FrontPage с помощью клавиш со стрелками

Свернуть

Уменьшает окно программы FrontPage до размеров значка

Развернуть

Развертывает главное окно FrontPage; это окно не имеет рамки

Закрыть

Закрывает FrontPage

В правой стороне заголовка расположены кнопки управления главным окном программы:

Таблица 2. Кнопки управления главным окном программы

Кнопка

Назначение



Минимизирует главное окно FrontPage и помещает его значок на панель задач Windows



Переводит главное окно FrontPage в режим изменения его размеров



Максимизирует главное окно FrontPage



Закрывает главное окно программы FrontPage

Стандартная панель инструментов FrontPage

В программе FrontPage имеется много самых разнообразных панелей инструментов, содержащих набор кнопок, который зависит от назначения данной панели.

Если вы переходите в какой-либо режим работы, в главном окне программы появляется необходимая панель инструментов. Например, при переходе в режим просмотра и создания отчетов о Web-узле загружается панель Отчеты (Reporting), а при работе с графическими изображениями – Рисунки (Pictures). В том случае, если панель инструментов отсутствует на экране, для ее отображения используется команда Панели инструментов (Toolbars) из меню Вид (View), при выборе которой появляется меню, содержащее список всех панелей программы FrontPage, представленный в табл. 3.

Таблица 3. Панели инструментов программы FrontPage

Панель инструментов

Назначение

Стандартная(Standard)

Стандартная панель инструментов; располагается по умолчанию в главном окне FrontPage

Форматирование(Formatting)

Панель форматирования; содержит кнопки, позволяющие форматировать данные

Эффекты DHTML(DHTML Effects)

Создает на Web-странице динамические HTML-эффекты (о них речь пойдет в главе 20)

Рисование(Drawing)

Панель инструментов, предназначенная для рисования

Переход(Navigation)

Панель, предназначенная для работы в режиме Переходы

Рисунки (Pictures)

Панель инструментов, предназначенная для работы с изображениями

Размещение(Positioning)

Содержит кнопки, позволяющие позиционировать объекты

Отчеты(Reporting)

Панель инструментов, позволяющая задавать типы формируемых отчетов по Web-узлу

Стиль (Style)

Панель инструментов, предназначенная для задания стиля оформления

Таблицы (Tables)

Содержит кнопки, позволяющие создавать и модифицировать таблицы

Область задач(Task Pane)

Отображает в окне программы FrontPage панель Создание веб-страницы или узла (New Page or Web), содержащую список команд, используемых для открытия существующих страниц и Web-узлов и создания новых

WordArt

Панель инструментов для работы с коллекцией WordArt


следующая страница >>