МАХМУДОВА АЙСЕЛЬ МАТЛАБОВНА_ИНФОРМАТИКА_ПЗ1_ВАРИАНТ 1_.docx.. Практическое задание 1 по дисциплине информатика
 Скачать 233 Kb.
|
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 1 по дисциплине «__ИНФОРМАТИКА__» История развитиия информатики (тема практического задания)
Москва
Введение Появление вычислительных машин в 50-х гг. создало до становления информатики необходимую ей аппаратную поддержку, нужную для хранения и переработки информации. Но, конечно, с информацией люди оперировали уже задолго до появления компьютеров. С увеличением объёма вычислений появился первый счётный переносной инструмент - счёты. В начале XVII века возникла необходимость в сложных вычислениях потребовались счётные устройства, способные выполнять большой объём вычислений с высокой точностью. В 1642 г. французский математик Паскаль сконструировал первую механическую счётную машину - “Паскалину”. В 1830 г. английский учёный Бэбидж предложил идею первой программируемой вычислительной машины. Она должна была приводиться в действие силой пара, а программы кодировались на перфокарты. Реализовать эту идею не удалось, так как было не возможно сделать некоторые детали машины. Первый реализовал идею перфокарт Холлерит. Он изобрёл машину для обработки результатов переписи населения. В своей машине он впервые применил электричество для расчётов. Тема является актуальной в изучении информатики ведь деятельность людей всё в большей степени зависит от их информированности, способности эффективно использовать информацию. Цель работы – изучить историю развития информатики. Для достижения цели необходимо: рассмотреть общие сведения об истории развития информатики как науки. 1. История развития информатики 1.1. Информатика как наука В настоящее время имеются различные подходы к определению того, что такое информатика. И это вполне естественно для любого нового научного направления. Широко распространена, особенно среди зарубежных ученых, трактовка информатики как науки, изучающей вычислительной машины (Computer Science). Информатика включила в сферу своих интересов теорию программирования, численный анализ, обработку данных и теорию вычислительных систем. В последнее время к этому направлению стали относить работы в области искусственного интеллекта, а также проблемы, связанные со скоростью, оптимальностью, эффективностью обработки информации и другое. Иногда информатика рассматривается как область науки, изучающая алгоритмы. По определению французских ученых, понятие “информатика” означает автоматическую обработку данных. В настоящее время среди ученых также нет единодушия в ответе на вопрос, что такое информатика. Одни ученые понимают под информатикой науку, изучающую научно-информационные процессы. Информационная деятельность в научном исследовании включает в себя методы информационного обслуживания творческих коллективов, рациональные формы работы по информационному сервису специализированных подразделений (библиотек, патентного бюро и прочих), выявление закономерностей процессов научной коммуникации. Этот самостоятельный вид научной деятельности направлен на обеспечение специалистов необходимыми сведениями о результатах научных исследований и технических разработок, о передовом производственном опыте. Такое понимание информатики первоначально было достаточно распространенным. Другие ученые рассматривают информатику более широко – как науку об информации вообще или, другими словами, как информационную науку. Эта наука изучает не только процессы и законы передачи, обработки и преобразования информации, но и законы, связанные с выполнением всех других действий с информацией (кодированием, запоминанием, отображением, потреблением и т.д.). Третьи под информатикой имеют в виду комплексную научную и инженерную дисциплину, которая изучает все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики. Если сторонники первого и второго подходов к информатике не связывают ее возникновение непосредственно с развитием компьютерной техники, то третий подход основан на том, что информатика – это следствие развития ЭВМ. Последняя позиция представляется наиболее обоснованной. Информатика – многоаспектная, интегрированная научная область, объект и предмет ее неоднозначны. Объектом изучения информатики является, прежде всего, информация, но не только научная, как считают авторы, а и прочие ее виды. Научная информация – это получаемая в процессе познания логическая информация, которая отражает закономерности развития объективного мира и используется в общественно-исторической практике. Рассматривая информатику в связи с информационной деятельностью, заметим, что объектом исследования в информатике является не традиционный инженерный объект, а качественно новый “деятельностный” объект. В первую очередь – это создание и использование социотехнических человеко-машинных систем, исследование и проектирование деятельности в системе “человек-ЭВМ-общество”. Здесь уже нужен новый тип мышления позволяющий, анализировать разнообразные проблемы, возникающие целенаправленной (прежде всего управленческой и социальной) деятельности. Предметом информатики как науки являются информационные технологии в их взаимодействие со средой. Информатика – это теория и практика проектирования, встраивания новых информационных технологий в социальные среды и их использования. Такие технологии переводят практику управления, научных исследований, образования и других областей человеческой деятельности на качественно новый индустриальный уровень. Предметной областью информатики является информационная среда. Информационная среда включает в себя информационные процессы и информационные системы, а также все факторы, воздействующие на них на протяжения всего их существования – начиная от проектирования и до окончания использования. В качестве информационной среды может быть рассмотрена с информационной стороны либо некоторая сфера общественной деятельности (производство, управление, наука, медицина и т.д.), либо звенья народного хозяйства, либо общество в целом. Информационная среда включает в себя целенаправленные системы, жизнедеятельность которых обеспечивается информационными связями, усиливаемыми посредствам электронно-вычислительной технике. Важнейшими элементами информационной среды являются компьютерная грамотность пользователя, компьютерные системы, среда программирования и другие. Информатика в этой связи рассматривается как наука о функционировании и развитии информационной среды и ее технологизации с помощью компьютеров. 1.2. Информация и организация Центральными понятиями информатики являются, прежде всего “информация ” и “ организация ”. Двадцать первый век с полным правом можно назвать веком информации. Трудно переоценить значение информации в развитие науки, технике, производство, в жизни человеческого общества. Понятие “информационные ресурсы” или “информационный потенциал” охватывает широкий круг технических и организационных средств обработки и передачи данных, знания и навыки людей, а также сами данные, записанные в той или иной форме. Можно выделить следующие группы информационных ресурсов: - информацию, зафиксированную на физических носителях, а также технологию его обработки; - средства передачи информации и коммуникации, включая навыки приемы их использования; - средства обработки информации; - органы и службы, занимающиеся сбором и обработкой информации. Тенденция перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу наиболее заметно в Японии. Здесь активно развивается в государственных масштабов программа создания к 2001 году информационного общества. В настоящее время более половины от общей численности трудоспособного населения промышленно развитых стран занято в информационной сфере. Таким образом, информация становится основным предметом труда. Слово “информация” происходит от латинского informatio – разъяснение, ознакомление, осведомленность. Понятие информация неоднократно изменялось, его пределы то расширялись, то сужались. Сначала под этим словом понимали “представление”, “понятие”, затем “сведения”, “передачу сообщений”. В связи с прогрессом в технике, развитием массовых коммуникаций (телефон, телеграф, радио, телевидение и др.) и в особенности с ростом объема передаваемых сообщений появилась необходимость их измерения для улучшения условий передачи. Первые попытки количественного измерения информации были сделаны Р.Фишером (1921 г.). Проблемами хранения информации, передачи ее по каналам связи и задачами определения количества информации занимались Р.Хартли (1928 г.) и Х.Найквист (1924 г.). Р.Хартли определил меру количества информации для некоторых задач, ввел единицу информации (бит), заложил основы теории информации. Наиболее существенный вклад в разработку и обобщение этих вопросов внес американский инженер К.Шеннон (1948г.).   Роналд Фишер Рональд Хартли К сожалению единого общего определения информации не существует. Наиболее распространенными являются два подхода к определению информации: один предложен английским кибернетиком и биологом У.Эшби на основе категории разнообразия, а другой впервые обоснован философами-марксистами на основе категории отражения как свойства всей материи. Эшби считал, что информация есть там, где имеется разнообразие, неопределенность. Свою концепцию разнообразия он изложил в середине 50-х годов, используя идеи Н.Винера и результаты К.Шеннона. Суть этой концепции заключается в утверждении, что теория информации изучает процессы “передачи разнообразия” по каналам связи, причем “информация не может передаваться в большем количестве, чем это позволяет количество разнообразия”. Идея алгоритмического измерения количества информации, высказанная в 1965 г. академиком А.Н.Колмогоровым, близка к “разнообразностной” трактовке информации. Суть ее заключается в том, что количество информации определяется как минимальная длина программы, позволяющей преобразовать один объект в другой. Чем больше различаются два объекта между собой, тем сложнее (длиннее) программа перехода от одного объекта к другому. Длина программы при этом измеряется количеством команд (операций), позволяющих воспроизвести последовательность.  А.Н.Колмогоров(1903-1987) Человек научился преобразовывать информацию, кодировать ее, обрабатывать и передавать на большие расстояния. В этом помогли ему компьютеры и другие кибернетические устройства. Теория информации – полезный, но не универсальный инструмент. Ее интересует количество информации лишь с точки зрения возможности передачи данных, сообщений оптимальным образом. Она основана на вероятностных, статистических закономерностях явлений. Поэтому не все ситуации описываются моделью Шеннона. Подобно тому, как масса не исчерпывает характеристик вещества, так и количество информации не исчерпывает всех характеристик информации. Попытки оценить не только количественную, но и качественную сторону информации способствовали развитию семантической (смысловой) и прагматической концепции информации. Вместе с синтактикой самантика и прагматика образуют теорию знаковых систем – семиотику. Семиотика исследует знаки как особый вид носителей информации. При этом знаком является условное изображение элемента сообщения; словом – совокупность знаков, имеющих смысловое значение; языком – словарь и правила пользования им. Способы сочетаний знаков, правила преобразования этих сочетаний безотносительно к их значениям изучает синтаксис. В процессе электронной реализации обработки информации синтаксис преобладает над семантикой, форма превалирует над содержанием. Информационные процессы всегда связаны с переносом энергии, ее потерей в одном месте и накоплением – в другом. Обмен информацией совершается не вообще между материальными телами, а только между теми из них, которые представляют собой систему, обладающую каким-то минимумом организованности. На проходившей, в октябре 1984г. Всесоюзной конференции по информатике академик А.А.Самарский показал слайд, на котором информатика в виде грациозной красавицы с цветком в руках опиралась на трех китов – модель, алгоритм и программа. Действительно, без модели, алгоритма и программы информатика, неразрывно связанная с машинной обработкой информации, существовать не может. Поэтому важной основой развития информатики наряду с информацией является организация. Термин “организация” по своему содержанию достаточно многозначен. Наиболее распространенное употребление этого термина следующее. Организация – строение, устройство. Но это не единственный ее смысл, внутренняя упорядоченность, согласованность; объединение людей для работы, руководство их работой, согласование работы отдельных частей; деятельность людей по созданию состояния упорядоченности объекта и субъекта управления, равно как и отношений между ними; объединение людей для совместной реализации общих целей, программ. Понятие “организация” обозначает способность материи порождать бесконечное разнообразие связей и отношений между объектами, оформлять и упорядочивать их изменения. Это понятие непосредственно связано с понятием системы, структуры, с понятием уровней. Существует два аспекта организации: функциональный (или динамический) и структурный. Первый аспект характеризует внутреннюю стабилизацию и динамичную устойчивость системы, ее целостность и формируется для решения противоречий с факторами, которые воздействуют на систему со стороны внешней среды. Относительно второго аспекта организации можно сказать следующее. Сама информатика должна существовать и развиваться в рамках определенных организационных структур (например, предприятий, фирм, городов). Именно такое понимание организации мы имеем в виду, говоря о встраивании информационных технологий в общественные организации. Внимание к проблемам организации, к организационным структурам – это, полагаю, показатель высокого профессионализма в отношении к информатике. Следовательно, одним из элементов организации производства, требующих своего развития, является организация работы информационных систем. Информатику можно рассматривать как инструмент для модернизации организации. До становления информатики была недостаточно изучена сторона пользователя. Человек только функционировал, обслуживая компьютер, и не овладевал искусством организации. Теперь он перестает быть только “приемником” информации, становясь главным действующим лицом информационного процесса. Наличие вычислительной техники на предприятиях, учреждениях еще не означает более эффективную их работу. Без необходимой организации эта техника не оправдывает себя и приносит лишь убытки. Мероприятия, идеи, положения, которые служат тому, чтобы такую организацию осуществить, развивать и приспосабливать постоянно к новым условиям, а также технология их использования определяются как организационные информационные ресурсы. Важным объектом организации является функциональная группа персонала человеко-машинных систем. Необходимо выбрать оптимальный по числу и психологической совместимости состав групп. Таким образом, организация неразрывно связана с человеческим фактором. Аспект организации – не только составная часть трудовой деятельности; он пронизывает все формы общественной жизни, такие как политика, культура, образование и другие. Сама организация становится непосредственным объектом информационных технологий. Возвращаясь к определению предмета информатики с учетом не только информации, но и организационных аспектов, можно сказать, что предметом информатики является структура и организация информации и процессов обработки информации как теснейшее взаимодействие человеческих и машинных операций. Здесь проявляется структура информатики как отражение процесса деятельности человека – составление модели, разработка алгоритма, создание программы, ее реализация в архитектуре и функционировании ЭВМ. И все это – в тесной взаимосвязи человеческих и машинных аспектов, что определяется в конечном итоге эффективностью организации. Итак, организация наряду с модельным, алгоритмическим и программным обеспечением – один из тех “китов”, на которых развивается информатика. 1.3. Основные направления развития информатики Своим рождением информатика обязана возникновению и распространению новых технологий сбора, обработки и передачи информации. Возможность информационного обмена между компьютерами дала мощный толчок к становлению информатики, как науки. К основным направлениям информатики относят: Теоретическую информатику Кибернетику Программирование Искусственный интеллект Информационные системы Вычислительную технику Информатику в природе и обществе Теоретическая информатика - математическая дисциплина, использующая методы математики для построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации, она создает тот теоретический фундамент, на котором строится все здание информатики. В рамках этого направления развивается такая дисциплина, как теория информации. Теория информации рассматривает информацию как некий абстрактный объект, лишенный какого-то конкретного содержания, и изучает ее общие свойства и законы развития. Теория кодирования занимается вопросами представления содержания информации в той или иной форме, а также теоретическими вопросами передачи информации по зашумленным каналам связи и исправления ошибок, возникающих в этих каналах. Вместо реальных объектов в компьютере рассматриваются упрощенные описания явлений и процессов. Переход от реальных объектов к их моделям рассматривается в такой науке, как системный анализ. Любая построенная модель требует адаптации к современной вычислительной технике, позволяющей воспроизводить реальные объекты в компьютере. Потребность в специальных методах и приемах, позволяющих обсчитывать модели и проводить численные эксперименты, обусловливает развитие таких наук, как вычислительная математика, теория алгоритмов и параллельных вычислений. Кибернетика- наука об управлении в живых, неживых и искусственных системах. Наука возникла в 40-х годах XX века, когда американский математик Норберт Винер выдвинул идею о том, что системы управления в живых, неживых и искусственных системах обладают общими чертами. К сожалению идея не выдержала проверку временем, но накопленная этой наукой информация привела к взаимообогащению различных научных направлений и позволила специалистам разных направлений знания говорить на одном "кибернетическом языке". Кибернетика сейчас может рассматриваться как прикладная информатика в области создания и использования автоматических или автоматизированных систем управления разной степени сложности. Программирование - сфера деятельности, направленная на создание отдельных программ и пакетов прикладных программ, разработку языков программирования, создание операционных систем, организацию взаимодействия компьютеров с помощью протоколов связи. Цель работ в области искусственного интеллекта заключается в на раскрытие тайны творческой деятельности людей, их способности к овладению навыками, знаниями и умениями. Исследования в этой области необходимы при создании роботов, баз знаний и экспертных систем. В рамках направления "информационные системы" решаются задачи изучения потоков документов, исследования способов представления и хранения информации, создания систем, предназначенных для поиска и выдачи информации по запросам пользователей. Развитие современной информатики невозможно без совершенствования компьютера - эффективного инструмента для работы с различной информацией. Вычислительная техника развивает и совершенствует архитектуру, принципы функционирования компьютера, его элементной базы (Hardware),а также разрабатывает новые операционные системы и все программное обеспечение (Software ) Современное общество можно назвать информационным. В рамках направления информатики в природе и обществе рассматривают влияние процессов информатизации на человека и на его взаимоотношения с действительностью, а также информационные процессы, протекающие в биологических системах. 1.4. Информатика в СССР История информатики в нашей стране (сначала СССР, а затем России) насыщена драматическими коллизиями и резкими изменениями приоритетов. Термин “информатика” для обозначения совокупности научных направлений, тесно связанных с появлением компьютеров и их стремительным вхождением в ноосферу, определяемую жизнедеятельностью людей, у нас относительно новый. Он получил “права гражданства” в начале 80-х годов, а до этого, согласно определению, данному в Большой Советской энциклопедии, информатика рассматривалась как “дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности” Подобное определение связывало информатику с библиотековедением, библиографией, методами поиска информации в массивах документов. Когда в 1952 году был создан Институт научной информации АН СССР, позже преобразованный в ВИНИТИ — Всесоюзный институт научной и технической информации, то он должен был стать головным академическим учереждением в области информатики. То, что стало называться информатикой в начале 80-х в нашей стране, было совершенно иным. Ближе всего содержание этого понятия подходит к тому, что в США и большинстве других стран называется “computer science”, т. е. “компьютерные науки”. “Компьютерные науки” концентрируют свое внимание на различных аспектах, связанных с протеканием и использованием информационных процессов, с теми структурами, в которых представляется информация, и теми процедурами, которые используются при её переработке. С начала 80-х содержание того, что скрывается за термином “информатика”, ближе всего к тому, что понимают французы, когда говорят о науке, носящей название informatique. До этого совокупность научных направлений, называемых теперь информатикой, именовалась по-разному. Сначала объединяющим названием был термин “кибернетика”, затем на роль общего названия той же области исследований стала претендовать “прикладная математика”. Следы этой разноголосицы хорошо видны в наименовании высших учебных заведений и научных институтов. Факультет в МГУ, готовящий специалистов в области информатики, носит название “Вычислительная математика и кибернетика”, а институты, ведущие исследования в данной области, могут называться и “Институт кибернетики Национальной АН Украины”, и “Институт прикладной информатики РАН”, и “Институт прикладной математики РАН”. Поэтому, говоря об истории информатики в бывшем СССР и теперешней России, по сути, надо излагать историю отечественной кибернетики и частично прикладной математики и вычислительной техники. Именно так построена эта вводная статья. Заключение Начиная с середины XX века, на протяжении жизни одного поколения, произошли необычайно масштабные и глубокие изменения в развитии науки и техники, оказавшие беспрецедентное влияние на весь характер хозяйственной жизни. Именно масштаб и глубина их воздействия на экономику позволяют без преувеличения говорить о подлинной революции. Преобразования, произошедшие за период 40-х - 90-х годов, коснулись самых разных отраслей материального производства и сферы услуг, сказались на структуре занятости, отразились в ключевых характеристиках технологических процессов и формах организации производства. Все вышеперечисленные факторы подтверждают актуальность выбранной мной темы. Рассматривая информационную революцию последнего десятилетия можно проследить глобальные изменения в информационной, экономической и социальной сферах развивающегося общества. На современном этапе, теоретическое исследование предшествует изобретению; главным условием новаторства становится углубление соответствующей теоретической дисциплины и приумножение знаний о свойствах материи. Среди важнейших направлений фундаментальной науки, определивших возможности современных технологий, следует назвать физику и математику, биологию и психологию, и так далее. Список литературы 1. Белл Д. Грядущее постиндустриальное общество. М.: Гелиос АРВ, 2002. с. 203. 2. Борзенко А.В. Информатика и кибернетика, М.: Инфра-М, 2000. с. 379. 3. Гейтс Б. Информатизация - дорога в будущее? М.: Наука, 2001. с. 190. 4. Д. А. Поспелов. Становление информатики в России. -http://www.raai.org/about/persons/pospelov/pages/stanovl.htm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
