1_Базовые понятия информатики. Лекция Базовые понятия информатики

• Название: Лекция Базовые понятия информатики
• Дата: 12.06.2019
• Размер: 0.56 Mb.
• Имя файла: 1_Базовые понятия информатики.docx
• Тип: Лекция; #81425

Лекция 1. Базовые понятия информатики

Сигналы и данные 1

Данные и методы 1

Понятие об информации 1

Структура и свойства  информационных процессов 3

Основные  информационные процессы и их характеристика 4

Предмет и задачи информатики 9

Объект и предмет информатики 9

Краткая история развития информатики 12

Сигналы и данные

Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и с чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. Из курса физики мы знаем, что состояния абсолютного покоя не существует и физические объекты находятся в состоянии непрерывного движении и изменения, которое сопровождается обменом энергией и ее переходом из одной формы в другую.

Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, то есть, все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные изменения свойств — это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными способами — при этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть, образуются данные.

Данные — это зарегистрированные сигналы.

Данные и методы

Обратим внимание на то, что данные несут в себе информацию о событиях, произошедших в материальном мире, поскольку они являются регистрацией сигналов, возникших в результате этих событий. Однако данные не тождественны информации. Наблюдая излучения далеких звезд, человек получает определенный поток данных, но станут ли эти данные информацией, зависит еще от очень многих обстоятельств.

Прослушивая передачу радиостанции на незнакомом языке, мы получаем данные, но не получаем информацию в связи с тем, что не владеем методом преобразования данных в известные нам понятия. Если эти данные записать на лист бумаги или на магнитную ленту, изменится форма их представления, произойдет новая регистрация и, соответственно, образуются новые данные. Такое преобразование можно использовать, чтобы все-таки извлечь информацию из данных путем подбора метода, адекватного их новой форме. Для обработки данных, записанных на листе бумаги, адекватным может быть метод перевода со словарем, а для обработки данных, записанных на магнитной ленте, можно пригласить переводчика, обладающего своими методами перевода, основанными на знаниях, полученных в результате обучения или предшествующего опыта. То есть для того чтобы данные дали информацию, необходимо наличие метода.

Понятие об информации

Термин «информация» имеет множество определений. Вот как он трактуется в «Энциклопедии кибернетики»: «Информация (от лат. informatio — разъяснение, изложение, осведомленность) — одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т. п.».

В широком смысле информация — это отражение реального мира; в узком смысле — это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Понятие «информация» вместе с понятиями «вещество» и «энергия» относится к основным понятиям науки. С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения. Информационное сообщение связано с источником сообщения, получателем сообщения и каналом связи передачи информации.

Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.


Рис.1. Связь между данными и информацией

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства:

• 
  объективность,
  
• 
  полнота,
  
• 
  достоверность,
  
• 
  адекватность,
  
• 
  доступность,
  
• 
  актуальность информации.
  

Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Так, например, принято считать, что в результате наблюдения фотоснимка природного объекта или явления образуется более объективная информация, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта, выполненного человеком. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосредственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством умозаключений или со слов третьих лиц). В не меньшей степени объективность информации учитывают в исторических дисциплинах. Одни и те же события, зафиксированные в исторических документах разных стран и народов, выглядят совершенно по-разному. У историков имеются свои методы для тестирования объективности исторических данных и создания новых, более достоверных данных путем сопоставления, фильтрации и селекции исходных данных. Обратим внимание на то, что здесь речь идет не о повышении объективности данных, а о повышении их достоверности (это совсем другое свойство).

Полнота информации.Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.

Достоверность информации. Соотношение между полезными данными и уровнем информационного шума. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» — всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этом случае для передачи того же количества информации требуется использовать либо больше данных, либо более сложные методы.

Адекватность информации — это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

Доступность информации — мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной. Отсутствие адекватных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или недостоверная информация.

Актуальность информации — это степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность.

Структура и свойства  информационных процессов

       Информация не существует сама по себе. Она проявляется в информационных процессах. Существует несколько определений ИП.

• Информационный процесс – это процесс взаимодействия между объектами реального мира, в результате которого возникает информация.

• Информационные процессы – это процессы, в которых человек с помощью разнообразных технических устройств выполняет сбор, хранение, поиск, обработку, кодирование и передачу информации.

Информационный процесс возникает в результате установления связи между двумя материальными объектами: источником (генератором) и потребителем (приемником, получателем) информации.

Характер ИП определяется той информационной системой, в которой этот ИП протекает.
Сообщение, отображающее информацию, всегда представляется в виде сигнала. Под сигналом понимается изменение состояния некоторого объекта.

От объекта управления могут поступать статические и динамические сигналы. Статические сигналы отображают устойчивое состояние объекта – это положение элементов в системе, состояние прибора, текст в документе. Эти сигналы участвуют в процессах подготовки, хранении, накоплении информации.

Динамические сигналы характеризуют быстрое изменение во времени, они могут отображать изменения электрических параметров системы. Они участвуют в процессах передачи информации и в управлении.      

Свойства информационных процессов

       Свойства информационных процессов не зависят от того, где эти процессы происходят, какие объекты в них участвуют. Можно говорить о единстве ИП в природе, жизни человека, жизни общества, в науке. Основные свойства ИП:

1. Всякий ИП связан с конкретным материальным объектом или системой объектов и протекает в качественно определенных пространственно-временных границах.

2. Любой ИП складывается во времени из нескольких качественно и количественно различимых стадий, фаз, событий или состояний, протекающих в более узких пространственно-временных границах по сравнению с рассматриваемым процессом.

3. ИП представляет собой в конечном итоге составную часть более широких в пространственно-временном отношении процессов. Важность информационных процессов состоит в том, что они приводят к различным изменениям в процессе событий, к возникновению новых событий.

       Информационные процессы можно разделить на две группы:

1. ИП, возникающие при общении объектов между собой, например, радио, письмо, кино, телевидение.

2. Все остальные ИП, в которых разные виды информации превращаются в единую форму, удобную для работы с ней в различных технических устройствах, например, в компьютерах и системах связи.

Входная информация поступает либо с помощью первичных преобразователей информации, т.е. измерительных приборов, либо с подготовленных человеком или компьютером документов различных форм: таблиц, графиков, чертежей, книг.

Основные  информационные процессы и их характеристика

       Основными информационными процессами являются:
• поиск;
• хранение;
• передача;
• обработка;
• кодирование;
• использование;
• защита.

      Можно рассматривать и несколько иную классификацию ИП: сбор, подготовка, передача, хранение, накопление, обработка, представление информации.

       Поиск (или сбор) информации – первичный информационный процесс, лежащий, как правило, в сфере некоторой практической или научной деятельности. Поиск информации – это извлечение хранимой информации.

  Методы поиска информации:

• непосредственное наблюдение;

• общение со специалистами;

• чтение соответствующей литературы;

• просмотр видео, телепрограмм;

• прослушивание радиопередач, аудиокассет;

• работа в библиотеках и архивах;

• запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;

• другие методы.      

        Хранение информации. Хранение информации – это способ распространения информации  в пространстве и времени. Способ хранения информации зависит от ее носителя  (книга – библиотека, картина – музей, фотография – альбом).  Компьютер предназначен для компактного хранения информации с возможностью  быстрого доступа к ней. Можно сказать, что ИС – это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации.  Наличие таких процедур – главная особенность ИС, отличающих их от простых скоплений информационных материалов. Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определенный. Благодаря ему поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений представляет собой стандартные, формализованные процедуры.      

       Процесс длительного хранения информации играет большую роль и подвергается постоянному совершенствованию. Материальный объект, предназначенный для хранения и передачи информации, называется носителем информации.

       Передача информации. В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Meжду ними действует канал передачи информации – канал связи.  Канал связи – совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю. 

       Обработка информации. Обработка информации – это преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам.
       Обрабатывать можно информацию любого вида. Правила обработки могут быть самыми разнообразными. При этом исходная информация (входная) преобразуется в выходную.

       Кодирование информации. Кодирование – это разновидность процесса обработки информации, а именно, процесс представления информации в виде кода. Кодировать информацию можно различными способами: устно, письменно, жестами или сигналами другой природы. Когда создается информационная модель объекта или явления, то их свойства, параметры, состояния, среда, действия могут отображаться также с помощью различных способов кодирования.

       Современное общество часто называют информационным, т.к. роль и качество информации, имеющейся в нем, стремительно возрастает, а также стали широко доступными все необходимые средства для ее хранения, распространения и использования. Информация легко и быстро достигает потребителей и выдается им в привычной для них форме.

       Использование информации. Информация используется при принятии решений. Достоверность, полнота, объективность полученной информации обеспечивают возможность принятия правильного решения.

       Способность человека ясно и доступно излагать информацию неоценима при его общении с окружающими. Умение общаться, то есть обмениваться информацией, становится одним главных умений человека в современном мире. Невозможно представить себе использование информации в современном мире без использования компьютеров, что, в свою очередь, предполагает наличие у пользователя определенной компьютерной грамотности.
      Масштабы использования информации являются одним из основных признаков развития общества. Информация стала важным производственным фактором и одним из главных рычагов богатства и власти.

             В информационном обществе работа с информацией становится главным содержанием профессиональной деятельности вне зависимости от объекта этой деятельности. Для компьютерной обработки информации необходимо:

• понимание закономерностей информационных процессов;

• умение организовывать поиск и отбор информации, необходимой для решения стоящей задачи;

• умение оценивать достоверность, полноту, объективность поступающей информации;

• применение полученной информации при принятии решений.

Защитой информации называется предотвращение:
• доступа к информации лицам, не имеющим соответствующего разрешения;
• непредумышленного или недозволенного использования, изменения или потери информации.     

       Рассмотрим подробнее некоторые ИП.

Процесс накопления информации

Назначение процесса накопления данных состоит в создании, хранении и поддержании в актуальном состоянии информационного фонда, необходимого для выполнения функциональных задач той системы управления, для которой работает рассматриваемая ИТ. Хранимые данные по запросу пользователя или какого либо приложения должны быть быстро (особенно для систем реального времени) и в достаточном объеме извлечены из области хранения и переведены в оперативную память компьютера. Далее эти данные либо преобразовываются по заданным алгоритмам, либо отображаются на экране, либо выдаются на печать, либо передаются по каналам связи.

Все данные имеют свой жизненный цикл существования. Этот цикл и отображается во всех процедурах алгоритма процесса накопления. Процедуры хранения, актуализации и извлечения данных периодически оцениваются необходимостью их хранения, так как данные подвержены старению. Устаревшие данные должны быть удалены. Рассмотрим подробнее, в чем состоят перечисленные процедуры.

• Процедура хранения. Она состоит в том, чтобы сформировать и поддерживать структуру хранения данных в памяти ПК. Структуры хранения данных должны быть независимы от программ, использующих эти данные. Структура хранения данных должна реализовывать главные принципы: полнота и минимальная избыточность. Эти структуры называются базами данных (БД). Создание структуры хранения данных, актуализация, извлечение и удаление данных производится с помощью  СУБД.

• Процедура актуализации данных. Она позволяет изменять значения данных, записанных в БД, или дополнять определенный раздел, группу данных. Устаревшие данные могут удаляться именно в рамках этой процедуры.

• Процедура извлечения данных. Она позволяет пересылать из БД требующиеся данные либо для преобразования, либо для отображения, либо для передачи по сетям и каналам.

       При выполнении процедур актуализации и извлечения обязательно выполняются операции поиска данных по заданным признакам и их сортировка. На логическом уровне все процедуры процесса накопления должны быть формализованы, что и отображается в математических и алгоритмических моделях этих процедур.

Процесс хранения информации

Основные составляющие процесса: носитель информации, внутренняя память, внешняя память, хранилище информации.

 Носитель информации – это физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Другое определение: носитель информации – это материальный объект, предназначенный для хранения и передачи информации. Например, книга – это носитель информации. Память человека можно назвать оперативной памятью. Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память человека можно назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель – мозг – находится внутри человека.

Все прочие виды носителей информации можно назвать внешними (по отношению к человеку): дерево, папирус, бумага и т.д.

Хранилище информации – это определенным образом организованная информация на внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного использования (например, архивы документов, библиотеки, картотеки).

Основной информационной единицей хранилища является определенный физический документ: анкета, книга и др. Под организацией хранилища понимается наличие определенной структуры, т.е. упорядоченность, классификация хранимых документов для удобства работы с ними.

Основные характеристики процесса хранения информации связаны со свойствами хранилища информации: объем хранимой информации, надежность хранения, время доступа (т.е. время поиска нужных сведений), наличие защиты информации.

Информацию, хранимую на устройствах компьютерной памяти, принято называть данными. Организованные хранилища данных на устройствах внешней памяти компьютера принято называть базами и банками данных.
В жизни человека процесс длительного хранения информации играет большую роль и подвергается постоянному совершенствованию. Различная информация требует разного времени хранения. Компьютеры предназначены для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Процесс передачи информации

Схема передачи информации:

Источник информации – информационный канал – приемник информации.

Основные составляющие процесса: источник и приемник информации, информационные каналы.

Характеристики процесса передачи информации: скорость передачи, пропускная способность каналов, защита от шума.

Информация представляется и передается в форме последовательности сигналов (символов). От источника к приёмнику сообщение передается через некоторую материальную среду. Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, ТВ. Органы чувств человека исполняют роль биологических информационных каналов.

Процесс передачи информации по техническим каналам связи проходит по следующей схеме (по Шеннону):



Рис.2. Схема Шеннона процесса передачи информации по техническому каналу

      Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации.

Скорость передачи информации – это информационный объем сообщения, передаваемого в единицу времени. Поэтому единицы измерения скорости информационного потока: бит/с, байт/с и др.

Как уже отмечалось, взаимодействие между территориально удаленными объектами осуществляется за счет обмена информацией (данными). Доставка данных производится по заданному адресу с использованием сетей передачи. Важнейшим звеном цепи является канал передачи данных.

Процесс обработки информации

Схема обработки информации:

Исходная информация – исполнитель обработки – итоговая информация.

В процессе обработки информации решается некоторая информационная задача, которая предварительно может быть поставлена в традиционной форме: дан некоторый набор исходных данных, требуется получить некоторые результаты. Сам процесс перехода от исходных данных к результату и есть процесс обработки. Объект или субъект, осуществляющий обработку, называют исполнителем обработки.

Для успешного выполнения обработки информации исполнителю (человеку или устройству) должен быть известен алгоритм обработки, т.е. последовательность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата.

       Обработку информации можно разделить на два класса: обработку без применения технических средств (в уме) и обработку с применением технических средств (включая использование компьютера).

       Характеристики процесса обработки информации – это типы и виды обработки.

       Различают два типа обработки информации. Первый тип обработки: обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний (решение математических задач, анализ ситуации и др.). Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания (например, перевод текста с одного языка на другой).

Виды обработки информации: математические вычисления, логические рассуждения, поиск, структурирование, кодирование.

Важным видом обработки информации является ее кодирование – преобразование информации в символьную форму, удобную для ее хранения, передачи, обработки. Кодирование активно используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, радио, компьютеры).

Другой вид обработки информации – структурирование данных (внесение определенного порядка в хранилище информации, классификация, каталогизация данных).

Ещё один вид обработки информации – поиск в некотором хранилище информации нужных данных, удовлетворяющих определенным условиям поиска (запросу). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации.

Внутримашинная обработка информации – это последовательно-параллельное во времени решение вычислительных задач. Такие процедуры возможны при наличии плана организации вычислительного процесса с учетом ресурсов данного вычислительного комплекса. Источник вычислительных задач по мере необходимости обращается с запросом в ИВС.

Каждая вычислительная задача может быть рассмотрена как заявка на обслуживание. Последовательность задач во времени создает поток заявок. Этот поток заявок можно формализовать (представить в виде математической модели) некоторым законом распределения времени обслуживания.
       Еще один вид обработки информации – обработка информации по принципу «черного ящика» – процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание. Можно сказать, что «черный ящик» – это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь информация на входе и на выходе этой системы, а строение и внутренние процессы неизвестны.

Описанные выше основные информационные процессы и их характеристики можно представить в виде следующей схемы:



Рис. 3. Основные информационные процессы и их характеристики 

Предмет и задачи информатики

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.

Информатика - научная дисциплина изучающая закономерности, методы и способы накопления, хранения, передачи и использования информации с помощью ЭВМ и других технических средств.
Объектом информатики выступают автоматизированные (человеко-машинные), основанные на ЭВМ и телекоммуникационной технике информационные системы различных классов и назначения.

Объект и предмет информатики

АИС как объект информатики получили широчайшее распространение. Классификацию АИС осуществляют по ряду признаков, и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные признаки классификации. При этом одна и та же АИС может характеризоваться одним или несколькими признаками.
В качестве признаков классификации АИС выступают:

• 
  область применения,
  
• 
  охватываемая территория,
  
• 
  организация информационных процессов,
  
• 
  направление деятельности,
  
• 
  назначение,
  
• 
  структура и др.
  

Классификация АИС по направлению деятельности показана на рис. 1.3.


Классификация АИС по территориальному признаку приведена на рис. 1.4.



В зависимости от организации информационных процессов АИС подразделяют на управляющие и информационные. В информационных системах управление отсутствует (автоматизированные системы научных исследований — АСНИ, Библиотека*, системы автоматизированного проектирования — САПР, экспертные системы — ЭС и др.).

По области применения АИС классифицируют на административные, производственные, учебные, медицинские, военные, метеорологические, экологические, криминалистические и др.
Информационные технологии и выступили новым средством превращения знаний в информационный ресурс (ИР) общества, его новым движущим фактором, средством его эффективного использования. Информационный ресурс наряду с другими ресурсами общества (материальными, финансовыми, природными, трудовыми и др.) стал основным ресурсом человечества, главной ценностью современной цивилизации. Но возникли и сложные проблемы, относящиеся к роли, механизму функционирования, социальным последствиям использования ИР. Для их решения и появилась новая наука — информатика.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

• 
  аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
  
• 
  программное обеспечение средств вычислительной техники;
  
• 
  средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
  
• 
  средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.
  

Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого даже есть специальное понятие — интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.

Информатика — практическая наука. Ее достижения должны проходить подтверждение практикой и приниматься в тех случаях, когда они соответствуют критерию повышения эффективности. В составе основной задачи информатики сегодня можно выделить следующие направления для практических приложений:

 архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

1. 
   интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);
   
2. 
   программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ);
   
3. 
   преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);
   
4. 
   защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);
   
5. 
   автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);
   
6. 
   стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).
   

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания). Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними (пользователей). В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос, как сделать ту или иную операцию, для информатики является важным, но не основным. Основным же является вопрос, как сделать данную операцию эффективно.

Краткая история развития информатики

Информатика как наука стала развиваться с середины прошлого столетия, что связано с появлением ЭВМ и начавшейся компьютерной революцией. Появление вычислительных машин в 1950-е гг. создало для информатики необходимую аппаратную поддержку, т. е. благоприятную среду для ее развития как науки. Всю историю информатики принято подразделять на два больших этапа: предысторию и историю.

Предыстория информатики такая же древняя, как и история развития человеческого общества. В предыстории также выделяют (весьма приближенно) ряд этапов. Каждый из них характеризуется резким возрастанием, по сравнению с предыдущим этапом, возможностей хранения, передачи и обработки информации.

Начальный этап предыстории информатики — освоение человеком развитой устной речи. Членораздельная речь, язык стали специфическим социальным средством хранения и передачи информации.

Второй этап — возникновение письменности. На этом этапе резко возросли возможности хранения информации. Человек получил искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность и как средство для передачи информации. Кроме того, возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук (вспомним, например, Древнюю Грецию). С этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия - натуральное число». Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.

Третий этап — книгопечатание. Его можно смело назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим на этом этапе не столько увеличились возможности хранения информации (хотя и здесь был выигрыш: письменный источник — это часто один-единственный экземпляр, печатная книга — это целый тираж экземпляров, а следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении, как это случилось, например, с рукописью «Снова о полку Игореве»), сколько повысились доступность информации и точность ее воспроизведения.

Четвертый (последний) этап предыстории информатики связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики) и начинающейся научно-технической революцией. Этот этап характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, а позднее и телевидение. Появились новые возможности получения и хранения информации — фотография и кино. К ним очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски).

С разработкой первых ЭВМ принято связывать возникновение информатики как науки, начало ее истории. Для такой привязки имеется несколько причин. Во-первых, сам термин «информатика» появился благодаря развитию вычислительной техники, и поначалу под ним понималась наука о вычислениях (первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчетов). Во-вторых, выделению информатики в отдельную науку способствовало такое важное свойство современной вычислительной техники, как единая форма представления обрабатываемой и хранимой информации. Вся информация, вне зависимости от ее вида, хранится и обрабатывается на ЭВМ в двоичной форме. Так получилось, что компьютер в одной системе объединил хранение и обработку числовой, текстовой (символьной) и аудиовизуальной (звук, изображение) информации. В этом состояла инициирующая роль вычислительной техники при возникновении и оформлении новой науки.

На сегодняшний день информатика представляет собой комплексную научно-техническую дисциплину. Под этим названием объединен довольно обширный комплекс наук, таких, как кибернетика, системотехника, программирование, моделирование и др. Каждая из них занимается изучением одного из аспектов понятия информатики. Учеными прилагаются интенсивные усилия по сближению наук, составляющих информатику. Однако процесс их сближения идет довольно медленно, и создание единой и всеохватывающей науки об информации представляется делом будущего.
Впервые термин кибернетика ввел французский физик Андре Мари Ампер в первой половине XIX веке. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать.

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