Реферат по информатике. Основные части современной информатики
 Скачать 37.79 Kb.
|
|
Автономная некоммерческая организация Высшего образования «Институт «Верхневолжье» Дисциплина: «Информатика» Контрольная работа Тема: «Основные части современной информатики» Выполнила: студентка 1 курса очной формы обучения Цыплятникова А.В. Научный руководитель: Андреева А.В. Тверь 2020 ОглавлениеВведение 2 Теоретическая информатика 3 Искусственный интеллект 6 Программирование 7 Прикладная информатика 8 Вычислительная техника 9 Кибернетика 10 Заключение 11 Список использованной литературы 12 ВведениеВ 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей. Её приоритетные направления: - разpаботка вычислительных систем и программного обеспечения; - теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации; - математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний; - методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека; - системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера; - биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах; - социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества; - методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа; - телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество; - разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности. Целью реферата является изучить все составные части современной информатики. Теоретическая информатика Теоретическая информатика — математическая дисциплина, использующая методы математики для построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации. Сама теоретическая информатика распадается на ряд самостоятельных дисциплин: 1) К первому классу относятся дисциплины, опирающиеся на математическую логику. В них разрабатываются методы, позволяющие использовать достижения логики для анализа процессов переработки информации с помощью компьютеров, а также методы, с помощью которых можно на основе моделей логического типа изучать процессы, протекающие в самом компьютере во время вычислений; 2) Это вычислительная математика и вычислительная геометрия. Слово "вычислительная" подчеркивает, что эти науки направлены на создание методов, ориентированных на реализацию в компьютерах; 3) Специально изучением информации как таковой, выявлением общих свойств информации, законов, управляющих ее рождением, развитием и уничтожением, занимается теория информации. К этой науке близко примыкает теория кодирования, в задачу которой входит изучение тех форм, в которые может быть "отлито" содержание любой конкретной информационной единицы; 4) Переход от реальных объектов к моделям, которые можно использовать для изучения и реализации в компьютерах, требует развития особых приемов. Их изучением занимается системный анализ — наука, возникшая чуть более трех десятилетий назад. Системный анализ изучает структуру реальных объектов и дает способы их формализованного описания. Частью системного анализа является общая теория систем, изучающая самые разнообразные по характеру системы с единых позиций. Системный анализ занимает пограничное положение между теоретической информатикой и кибернетикой. Такое же пограничное положение занимают еще две дисциплины. Имитационное моделирование — одна из них. В этой науке создаются и используются специальные приемы воспроизведения процессов, протекающих в реальных объектах, в тех моделях этих объектов, которые реализуются в вычислительных машинах. Вторая наука — теория массового обслуживания изучает специальный, но весьма широкий класс моделей передачи и переработки информации, так называемые системы массового обслуживания. 5) Последний класс дисциплин, входящих в теоретическую информатику, ориентирован на использование информации для принятия решений в самых различных ситуациях, встречающихся в окружающем нас мире. Сюда, прежде всего, входит теория принятия решений, изучающая общие схемы, используемые людьми при выборе нужного им решения из множества альтернативных возможностей. Такой выбор часто происходит в условиях конфликта или противоборства. Модели такого типа изучаются в теории игр. Всегда хочется среди всех возможных решений выбрать наилучшее или близкое к такому. Проблемы, возникающие при решении этой задачи, изучаются в дисциплине, получившей название математическое программирование. При организации поведения, ведущего к нужной цели, принимать решения приходится многократно. Поэтому выбор отдельных решений должен подчиняться единому плану. Изучением способов построения таких планов и их использованием для достижения поставленных целей занимается еще одна научная дисциплина — исследование операций. В этой же науке изучаются и способы организации различного рода процессов, ведущих к получению нужных результатов. Если решения принимаются не единолично, а в коллективе, то возникает немало специфических ситуаций: образование партий, коалиций, появление соглашений и компромиссов. Эти проблемы частично изучаются в уже упомянутой теории игр, но в последнее время активно развивается новая дисциплина — теория коллективного поведения, для которой задачи коллективного принятия решений — предмет специального изучения. Искусственный интеллект Искусственный интеллект - область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Примерами систем искусственного интеллекта считаются компьютерные шахматные программы. Основные направления разработок, относящихся к этой области - моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие. Искусственный интеллект тесно связан с теоретической информатикой, откуда он заимствовал многие модели и методы. Сейчас искусственный интеллект рассматривают как прикладную область исследований, связанных с имитацией отдельных функций интеллекта человека. Распознавание образов, машинный перевод, интеллектуальные агенты, робототехника – это лишь некоторые из направлений, по которым развиваются системы искусственного интеллекта. Искусственный интеллект обычно трактуется как свойство автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта. Основная цель работ в области искусственного интеллекта – стремление проникнуть в тайны творческой деятельности людей, их способности к овладению знаниями, навыками и умениями. Для этого необходимо раскрыть те глубинные механизмы, с помощью которых человек способен научиться практически любому виду деятельности. Такая цель исследований в области искусственного интеллекта тесно связывает их с достижениями психологии – науки, одной из задач которой является изучение интеллекта человека. В психологии сейчас активно развивается особое направление – когнитивная психология, исследования в котором направлены на раскрытие закономерностей и механизмов, связанных с процессами познавательной деятельности человека и которые интересуют специалистов в области искусственного интеллекта. Другое направление психологии – психолингвистика также интересует специалистов в области искусственного интеллекта. Ее результаты касаются моделирования общения не только с помощью естественного языка, но и с использованием иных средств: жестов, мимики, интонации. От успехов работ в области искусственного интеллекта зависит, в частности, решение такой важнейшей прикладной проблемы, как создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека компьютером, благодаря которым это взаимодействие будет походить на межчеловеческое и станет более эффективным. Программирование Программирование — раздел информатики, изучающий теорию, методы и технологию разработки программного обеспечения для электронных вычислительных машин. Электронная вычислительная машина может эффективно работать, демонстрируя сложные формы деятельности, во многом аналогичные интеллектуальным, только в том случае, если она руководствуется однозначными инструкциями. Инструкции предписывают компьютеру, какие операции и в какой последовательности необходимо осуществить для достижения поставленной цели. Совокупность таких инструкций называют алгоритмом, а последовательность команд, реализующих этот алгоритм, — программой. Программа должна указывать, из каких ячеек памяти взять информацию, какие операции с ней надо выполнить, куда поместить и направить результаты обработки. Во «внутреннем мире» ЭВМ информация записывается, хранится, обрабатывается, пересылается между отдельными устройствами с помощью электрических сигналов. Соответственно и управление этими процессами осуществляется электронными устройствами: процессору и вспомогательному оборудованию ЭВМ присуще восприятие определенных последовательностей электрических сигналов. Физическая природа сигналов делает их труднодоступными для восприятия и осознания человеком. Отсутствию или присутствию сигналов ставится в однозначное соответствие определенное сочетание нулей и единиц (в 8- или 16-ричной системах исчисления так называемый двоичный код). Общей задачей программирования является написание с помощью формальных языков, служащих средством общения между человеком и ЭВМ (языки программирования), оптимальных по определенным критериям (времени исполнения, объему используемой памяти, универсальности и пр.) программ. Арсенал живых (т.е. употребляемых в настоящее время) языков программирования, посредством которых команды программы связываются с определенными кодами и соответствующими им электрическими сигналами, в настоящее время составляет несколько сотен. Есть еще машинные языки, которые используются непосредственно в ЭВМ и которые состоят из последовательности машинных команд, закодированных в микропроцессорах. Для преобразования программ, написанных на языке высокого уровня, в программы на машинном языке используются специальные программы – трансляторы, которые также создаются системными программистами. Прикладное или проблемно-ориентированное программирование ориентировано на разработку пользовательских программ для решения тех или иных задач в различных областях науки, техники, производства. Прикладная информатика Прикладная информатика - самое востребованное направление современной информатики и информационных технологий в целом. Специалисты в этой области занимаются разработкой и сопровождением информационных систем для всех без исключения отраслей народного хозяйства, иначе говоря, обеспечивают само существование бурно развивающейся экономики. Прикладная информатика как наука возникла не так давно. Базой для ее создания и развития стала математика. Это направление подготавливает наилучших профессионалов для обслуживания компьютерных систем и сетей различного уровня. Прикладная информатика по отраслям: Экономика. Специальность «прикладная информатика» нужна тут для анализа данных и их предстоящей классификации. Юриспруденция. Мастера в данной области занимаются разработкой и сопровождением особенных программ для организации высококачественной и резвой работы. Менеджмент. При помощи прикладной информатики тут собираются и упорядочиваются данные для следующего контроля. Социология. В данной науке довольно много данных и цифр, требующих глубочайшего анализа и построения приятных примеров. Химия. Разработка и сопровождение специализированных программ, моделирующих поведения вещества, существенно помогает развивать ветвь. Дизайн. Фактически все в данной отрасли выстроено на разных графических программках и редакторах. Психология. Моделирование интеллектуальных и поведенческих процессов помогает в выявлении и описании многих явлений в данной отрасли. Образование. Процесс обучения на данный момент совсем не может обойтись без информационного и программного обеспечения. Разные операции и процедуры, различное оборудование, специализация критериев и показателей, разная степень замкнутости информационных контуров, даже разные информационные носители, т. е. разные информационные среды, - все это становится объектом изучения конкретных функциональных и отраслевых информатик. Так рождаются ветви прикладной информатики, обслуживающие создание проектирующих систем, экспертных систем, диагностических комплексов, управляющих и других функциональных систем. Вычислительная техника Вычислительная техника – раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем. Речь идет не о технических деталях и электронных схемах (это лежит за пределами информатики как таковой), а о принципиальных решениях на уровне так называемой архитектуры вычислительных (компьютерных) систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств. Примеры принципиальных, ставших классическими решений в этой области – неймановская архитектура компьютеров первых поколений, шинная архитектура ЭВМ старших поколений, архитектура параллельной (многопроцессорной) обработки информации. По признаку физической формы представления обрабатываемой информации различают аналоговые, цифровые и аналого-цифровые (гибридные) средства Вычислительной техники. В аналоговых средствах Вычислительной техники обработке подвергаются физические величины (токи, напряжения и другие), которые в определенном непрерывном диапазоне моделируют математические величины. В цифровых средствах Вычислительной техники обработке подвергаются цифровые (дискретные) коды математических величин. В аналого-цифровых (гибридных) средствах Вычислительной техники применяются обе указанные формы представления величин. По степени универсальности в обработке информации средства Вычислительной техники подразделяются на машины общего назначения (универсальные) и специализированные. Первые служат для решения широкого класса задач, вторые - для решения узкого класса или даже единственной задачи. По степени автоматизации обработки информации различают вычислительные инструменты (линейки, счеты и тому подобные), приборы (планиметры, арифмометры, корреляторы и тому подобные) и машины. На современном этапе развития Вычислительной техники широко пользуются вычислительного машинами и их комплексами. Кибернетика Кибернетика - это наука об управлении сложными системами с обратной связью. Она возникла на стыке математики, техники и нейрофизиологии, и ее интересовал целый класс систем, как живых, так и не живых, в которых существовал механизм обратной связи. Основателем кибернетики по праву считается американский математик Н. Винер (1894-1964), выпустивший в 1948 году книгу, которая так и называлась «Кибернетика». Оригинальность этой науки заключается в том, что она изучает не вещественный состав систем и не их структуру, а результат работы данного класса систем. В кибернетике впервые было сформулировано понятие «черного ящика» как устройства, которое выполняет определенную операцию над настоящим и прошлым входного потенциала, но для которого мы не обязательно располагаем информацией о структуре, обеспечивающей выполнение этой операции. Системы изучаются в кибернетике по их реакциям на внешние воздействия, другими словами, по тем функциям, которые они выполняют. Наряду с вещественным и структурным подходом, кибернетика ввела в научный обиход функциональный подход как еще один вариант системного подхода в широком смысле слова. Она изучает способы связи и модели управления. Общее значение кибернетики обозначается в следующих направлениях: Философское значение, поскольку кибернетика дает новое представление о мире, основанное на роли связи, управления, информации, организованности, обратной связи и вероятности. Социальное значение, поскольку кибернетика дает новое представление об обществе, как организованном целом. О пользе кибернетики для изучения общества не мало было сказано уже в момент возникновения этой науки. Общенаучное значение в трех смыслах: во-первых, потому что кибернетика дает общенаучные понятия, которые оказываются важными в других областях науки - понятия управления, сложно динамической системы и тому подобное; во-вторых, потому что дает науке новые методы исследования: вероятностные, стохастические, моделирования на ЭВМ и так далее; в-третьих, потому что на основе функционального подхода «сигнал-отклик» кибернетика формирует гипотезы о внутреннем составе и строении систем, которые затем могут быть проверены в процессе содержательного исследования. Заключение В настоящее время выделяют шесть составных частей информатики, представляющих информатику как теоретическую и прикладную отрасль знаний. Теоретическая информатика — это научная область, предметом изучения которой являются информация и информационные процессы, в которой осуществляется изобретение и создание новых средств работы с информацией. Это подразделение общей информатики и математики, которое сосредотачивается на более абстрактных или математических аспектах вычислительной техники и включает в себя теорию алгоритмов. Искусственный интеллект — это область науки и инжиниринга, занимающаяся созданием машин и компьютерных программ, обладающих интеллектом. Она связана с задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта. При этом искусственный интеллект не должен ограничиваться только биологически наблюдаемыми методами. Программирование — процесс и искусство создания компьютерных программ с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, науки, математики и инженерии Прикладная информатика — это область информатики, направленная на применение понятий и результатов теоретической информатики к решению конкретных задач в конкретных прикладных областях. Вычислительная техника — техника, используемая для вычислений. Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Включает в себя аппаратное и программное обеспечение, также используется для управления и обработки информации. Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники. Список использованной литературы Танака Ю. Архитектура ЭВМ и искусственный интеллект, 2003. Роганов Е.А., Основы информатики и программирования: учеб. Пособие, 2001. Вьюхин В.В. Информатика и вычислительная техника, 2008. Винер Н. «Кибернетика», 1968. |