Создание, переработка и хранение информации в технике

Что изучает наука информатика

Любая деятельность человека связана с обработкой различной информации. Поэтому проблема создания различных средств и методов оперирования информацией всегда привлекала внимание общества. Но качественный скачок произошел в начале 40-х годов в результате изобретения электронных вычислительных машин (ЭВМ). Создание первых ЭВМ принято считать отправной точкой возникновения науки информатики, хотя сам термин появился только гораздо позже.

Если информация — категория всеобщая, присущая всем историческим периодам, то информатика — категория конкретно-историческая, присущая лишь современному и будущему историческим периодам, когда обработка информации осуществляется машинным способом.

С момента создания первых ЭВМ человечество вступило в новый этап своего развития: начался переход от индустриального общества к информационному. Процесс, обеспечивающий этот переход, получил название информатизации.

Информатизация — организационный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей людей на основе формирования и использования информационных ресурсов.

В общем смысле информатизация означает повышение степени информированности общества с помощью электронных вычислительных машин.

Информационное общество характеризуется высокоразвитой информационной сферой, которое включает деятельность человека по созданию, переработке, хранению, передаче и накоплению информации.

Впервые термин информационное общество появился в докладе японских ученых ещё в 1966 г., а его краткая современная трактовка следующая: «…это общество, в котором производство и потребление информации является важнейшим видом деятельности, а информация признается наиболее значимым ресурсом…, а информационная среда наряду с социальной и экологической — новой средой обитания человека» .

Признаки информационного общества:

• — единое информационное пространство;
• — высокий уровень образования,
• — ведущая роль информационных ресурсов в поступательном развитии общества;
• — определяющее значение массового использования информационных технологий и телекоммуникаций во всех сферах деятельности человека;
• — обеспечение информационной безопасности личности, общества и государства.

Руководители стран «Большой Восьмерки» в июле 2000 г. во время встречи на Окинаве подписали «Окинавскую хартию глобального информационного общества» . В этом документе определены основные задачи, которые необходимо решить для построения Информационного общества:

• — повышение степени воздействия информационных технологий на обеспечения устойчивого экономического роста, повышения общественного благосостояния,
• — ликвидация международного разрыва в области информации знаний,
• — разработка информационных сетей, обеспечивающих быстрый, надежный, безопасный и экономичный доступ к ресурсам,
• — защита прав интеллектуальной собственности на информационные технологии,
• — развитие международной электронной торговли,
• — усиление деятельности международного сообщества в борьбе с преступностью в компьютерной сфере, с использованием нелицензионного программного обеспечения,
• — представление всем гражданам возможности освоить и получить навыки работы с информационно-коммуникативными технологиями посредством образования, пожизненного обучения и подготовки.

В нашей стране разработана «Концепция формирования информационного общества в России». Целью настоящей Концепции является определение российского пути перехода к Информационному обществу, определение приоритетов государственной информационной политики, обеспечивающих его реализацию. При этом стратегической целью перехода к информационному обществу является создание развитой информационно-коммуникационной среды общества и интеграция России в мировое информационное сообщество, что должно обеспечить существенное повышение качества жизни населения и социально-политическую стабильность общества и государства.

В ближайшей перспективе Концепция рассматривает переход к информационному обществу как необходимое условие выхода страны из сегодняшнего экономического кризиса, как инструмент преодоления трудностей социальной, политической и духовной жизни.

По прогнозам специалистов информационное общество будет построено в США к 2020 году, в Японии и странах Западной Европы — 2030, в России — 2050 г.

В информационном обществе деятельность как отдельных людей, так и общества в целом, в большей степени будет зависеть от информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию.

Движущей силой развития общества будет потребность человека в получении и осмыслении информации.

Материальный продукт станет более «информационно емким», его стоимость будет в значительной степени зависеть от использования информационных технологий при его создании.

Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное сообщество людей, проживающих на различных континентах, где расстояние будет определяться быстродействием компьютера и пропускной способностью коммуникационного канала.

Материально-технической основой информационного общества станут различного рода системы на базе компьютерной техники, компьютерных сетей и информационных технологий.

Научным фундаментом процесса информатизации и становления информационного общества является научная дисциплина — информатика.

Информатика — это наука, изучающая вопросы сбора, хранения, накопления, переработки и использования информации с помощью компьютерных информационных систем. Сам термин «Информатика» происходит от французского слова Informatique (объединение терминовInformacion— информация и Automatique— автоматика).

Предметная область информатики как науки Рассмотрим объект и предмет исследования в информатике. Под объектом исследования понимается часть окружающей нас реальной действительности, которая изучается различными науками.

Предмет исследования — исследуемый участок объекта конкретной наукой, объект и предмет исследования относятся друг с другом как общее и частное.

Объект исследования в информатике — автоматизированные информационные системы, основанные на электронно-вычислительных машинах и телекоммуникационной технике. Информатика изучает все стороны их проектирования, создания, анализа и использования их на практике. Автоматизированные информационные системы реализуются посредством информационных технологий — машинизированными способами на основе программы (очевидно, отсюда их называют автоматизированными).

Если говорить о системе вообще, то это любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородных элементов, объединенная для достижения поставленной цели (производство, услуги). Добавление к понятию " система" слова" информационная" отражает цель ее создания и функционирования. Системой может называться аппаратная часть компьютера, множество программ для решения конкретных задач, сам компьютер и т. д. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации; помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

Информационная система — это система, связанная с существованием информационных процессов. Информационный процесс — это процесс передачи информации от одного объекта к другому, а также ее создание и преобразование.

В информационном процессе информация рассматривается в качестве основного объекта воздействия с определенной последовательностью изменений этого объекта. К информационным процессам можно отнести не только обработку информации на компьютере, но и многие другие процессы более общего характера, например, чтение.

Предмет исследования в информатике — информационный ресурс. Информатика изучает его сущность, законы функционирования, механизмы взаимодействия с другими ресурсами общества. Наука информатика подводит теоретический фундамент под использование компьютеров для создания, хранения и использования информационного ресурса.

Информационный ресурс — это совокупность документов в архивах, библиотеках, фондах, базах и банках данных и других информационных системах. Информационные ресурсы являются объектами отношений физических, юридических лиц и государства, поэтому подлежат обязательному учету.

Некоторые информационные ресурсы могут составлять государственную тайну, поэтому такими ресурсами только с разрешения соответствующих органов государственной власти.

Информационный ресурс может быть пассивный и активный. Пассивный информационный ресурс можно использовать только как источник информации (например, книга). Активный информационный ресурс предполагает определенное взаимодействие, в результате которого можно его изменить или получить новый ресурс (например, файл на диске). Резюмируя вышесказанное, можно вывести следующее утверждение (триаду): автоматизированная информационная система реализуется посредством информационных технологий, в результате на выходе мы получаем информационный ресурс.

Классификация информационных систем Существует множество классификаций информационных систем в зависимости от типа решаемых задач.

Рассмотрим классификацию информационных систем по назначению и по способу функционирования.

По назначению выделяют следующие информационные системы:

• — информационно-управляющие системы (системы для сбора, анализа и обработки информации, необходимой для управления организацией, предприятием, отраслью);
• — информационно-поисковые системы (системы, основное назначение которых поиск информации, содержащейся в различных базах данных, различных вычислительных системах, разнесенных, как правило, на значительные расстояния. Примером может служить информационно-поисковые системы Интернет: Rambler, Yandex и др.);
• — информационно-справочные системы (автоматизированные системы, обеспечивающие пользователей справочной информацией. Например автоматические справочные системы в аэропортах, вокзалах и др.);
• — системы обработки данных. Банки данных (основная функция — обработка и архивация больших объемов данных. Например, системы управления базами данных, объединенные в один банк данных).

По способу функционирования выделяют разомкнутые и замкнутые информационные системы.

В разомкнутой информационной системе получаемая потребителем информация используется произвольно (рисунок 1.2). От потребителя в информационную систему ничего не поступает.

Рис. 1.2. Разомкнутая информационная система

Примером разомкнутой информационной системы служит электронная справочная система каталогов библиотеки. Установленная в библиотеке система обеспечивает любого читателя информацией по интересующей его тематике. Получив по запросу перечень литературы, читатель прекращает взаимодействие с информационной системой, не повлияв ни на ее работу, ни на хранящуюся в ней информацию.

В замкнутой информационной системе (рисунок 1.3) существует обратная связь между ее структурой и потребителем. По каналу обратной связи передается в аппаратно-программную часть информационной системы реакция потребителя на полученную им информацию. Происходит обработка вновь поступивших данных с уже имеющимися. Результирующая вновь отправляется потребителю.

Примером замкнутой информационной системы служит электронный каталог билетов железнодорожной кассы. При покупке билета вводятся данные об этом в компьютер, для того, чтобы повторно не продать этот же билет.

Рис. 1.3. Замкнутая информационная система

Сегодня часто информатику отождествляют с ЭВМ. Отчасти это верно, но нельзя объявлять информатику наукой об ЭВМ. Практическая необходимость в информатике возникла в связи с использованием ЭВМ как универсального средства обработки информации в цифровой форме. Но сегодня ЭВМ — это только инструмент, информатика во краю угла ставит новое понятие — информационный ресурс, его социальную значимость (можно сказать, что информатика — это наука о развития социальных систем под воздействием информационного ресурса).

Информатика, исходя из ее определения, решает 4 задачи:

• — собрать информацию,
• — сохранить информацию,
• — переработать информацию,
• — представить информацию в виде, удобном для пользования.

Рассмотрим для сравнения каким образом решают эти задачи компьютер и человек.

• 1. Человек сбор информации осуществляет с помощью пяти органов чувств: зрения (до 80% от всего объема информации), слуха, осязания, обоняния и вкуса. На уровне компьютера для ввода информации служат клавиатура (аналог осязания), а также манипуляторы типа «мышь», джойстик, трекбол, дигитайзер (осязание), микрофон со звуковой картой (слух), сканер, видеокамера с TV-тюнером (зрение). В настоящее время для компьютеров не разработаны или не получили массового распространения устройства, аналогичные органам обоняния и вкуса человека, однако существует целый ряд устройств ввода информации, специфичных для компьютера: накопители на дисках, лентах, барабанах, модемы, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и т. д.
• 2. На уровне человека сохранение информации осуществляется в отдельных областях мозга, а на уровне компьютера — во внешней (различные виды дисков) и внутренней (оперативной) памяти.
• 3. На уровне человека переработка информации осуществляется в отдельных областях мозга, а на уровне компьютера — в арифметико-логическом устройстве — АЛУ (Arithmetic-Logical Unit — ALU) блока центрального процессора — БЦП (Central Processing Unit — CPU) и вспомогательных процессорах (микроконтроллерах).
• 4. На уровне человека представление информации заключается в поведенческой реакции, а также в виде умозаключений (выводов). На уровне компьютера для вывода информации служат дисплей, принтер, плоттер (письмо, рисунки), дисковые накопители, динамик и аудиоколонки со звуковойкартой (голос), модем, АЦП и т. д. по командам блока управления — БУ (Control Unit — CU) БЦП

Теоретическая и прикладная информатика Информатика как наука включает в себя два основополагающих направления: теоретическая информатика и прикладная информатика.

Теоретическая информатика (В англоязычных странах — Informatics) — это фундаментальная наука, является математической дисциплиной, используя методы математического моделирования для обработки, передачи и использования информационного ресурса (информации), методы и модели оценки количества информации. К теоретической информатике относят также теорию алгоритмов.

Прикладная информатика (В англоязычных странах — Computer Science) — это средства и методы информатики, включающие в себя информационно-вычислительную технику, программные средства, сети, технологические средства связи и компьютерные телекоммуникационные системы.

К прикладной информатике относятся также информационные технологии, или, как сейчас принято называть, новые информационные технологии, пришедшие к нам с появлением ЭВМ.

В общем случае технология — это способ описания деятельности для получения определенного продукта (термин пришел из промышленности).Информационная технология — это совокупность способов и приемов обработки информации во всех видах человеческой деятельности с использованием современной вычислительной техники, программного обеспечения и средств связи. Выделяют технологии обработки текстовой информации, технологии обработки числовой информации, технологии обработки графической информации, технологии мультимедиа, базы и банки данных, сетевые технологии.

К элементам информационных технологий также относят:

• — искусственный интеллект,
• — эвристическое программирование,
• — экспертные системы,
• — геоинформационные системы.

В информатике как в области деятельности можно выделить три направления:

• — научное (фундаментальные исследования процессов получения, передачи, представления, хранения и обработки информации, а также разработка технических и программных средств для оперирования с информацией);
• — промышленное (массовое производство компьютеров и других технических средств информатики);
• — социальное (изучение и решение социальных вопросов информатизации и компьютеризации общества, в том числе и учебно-тренировочного процесса).