Разные трактовки при определении науки – информатика.
Сам термин «информатика» появился на свет благодаря развитию вычислительной техники, и поначалу под ним понималась наука о вычислениях (первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчетов). 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. Информатика под своим названием объединяет довольно обширный комплекс наук, каждая из которых занимается изучением одного из аспектов понятия информация.
Выделяется несколько направлений изучения информатики.
1. Первое направление: В 1979 г. В.М. Глушков в письме в Президиум АН СССР предложил рассматривать информатику как новую область науки, связанную с разработкой, созданием, оценкой, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины и оборудование, материальное обеспечение, организационные и людские аспекты, а также комплекс их промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия.
Близкое к этому содержанию понятие информатики дали в 1983 г. B.C. Михалевич, ЮМ. Каныгин, В.И.Гриценко: информатика — это комплексная инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки проектирования, создания, оценки, функционирования машинизированных (основанных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики. При этом подчеркивалось, что появление этой дисциплины обусловлено возникновением и распространением новой индустриальной технологии сбора, обработки, передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях. Таким образом, информатика связывалась с информационными технологиями и реализующими их компьютеризированными системами.
А.А. Дородницын в том же 1983 г. предложил попросту отбросить термин кибернетика и ввести термин информатика, сделал акцент на логико-математических и технических (чисто прикладных) аспектах информационных систем и процессов с выделением трех китов, на которых держится информатика: техника, алгоритм, программа. Такое решение (замена терминов), разумеется, не способствовало развитию нового направления науки.
2. Второе направление трактовок информатики, в основном связанное с трудами В.И. Сифорова, сводит ее к учению об информации вообще — информологии. Это направление, по существу, развивает теорию информации К. Шеннона, его учение об источнике информации, канале, шуме, кодировании, релевантности (существенности) и т. д.
3. Третье направление толкования понятия информатики, изложенное в работах Э.С. Бернштейна и Ю.А. Шрейдера, ставит в центр внимания семантические (содержательные) стороны информации, соотношение понятий информация и знание, их функций в общественных системах. Семантическое направление в трактовках информатики нельзя считать удовлетворительным, поскольку оно оставляет в стороне такой важнейший аспект информационного процесса, как практическое использование знаний (информации).
Основные положения о дисциплине.
1) Информатика – это фундаментальная естественная наука, изучающая процессы передачи и обработки информации.
2) Информатика- изучает проблемы создания вычислительных машин , математического обеспечения, научных исследований.
3) Информатика – комплексная научная и техническая дисциплина , которая изучает важнейшие аспекты разработки, проектирования, создания систем обработки данных, а также их воздействия на жизнь общества и государства.
Объектом информатики выступают автоматизированные, основанные на ЭВМ и телекоммуникационной технике, информационные системы (ИС) различного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и использования на практике.
Если информация — категория всеобщая, присущая всем историческим периодам, то информатика — категория конкретно-историческая, присущая лишь современному и будущим историческим периодам. Ранее, когда не было информационных технологий (ИТ), т.е. не было объекта информатики, информация перерабатывалась не машинными, рутинными способами.
Объект информатикиохватывает все элементы ИТ: технические средства, математическое, алгоритмическое, программное, лингвистическое обеспечения, средства связи во взаимодействии с людьми, резко усложняется.
Предметом информатики как новой фундаментальной науки выступает информационный ресурс — его сущность, законы функционирования, механизмы взаимодействия с другими ресурсами общества и воздействия на социальный прогресс.
Таким образом,предметом информатики является информационный ресурс как симбиоз знания и информации. Он выступает в качестве предмета новой науки и с содержательной, и с формально-математической, и с технической стороны. Необходимо разграничивать предмет информатики как фундаментальной науки, ее объект и инструментарий: основанные на ЭВМ вычислительные системы, программы, сети связи и т. д. Без ЭВМ нет информатики, но нельзя объявлять информатику наукой об ЭВМ.
Информатика делится на две части: теоретическую и прикладную информатику.
1. Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разработки автоматизированных информационных систем: их проектирования, создания и использования не только с формально-технической, но и содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на социальную динамику. Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям конкретных ИТ, процессов и сред их протекания. Решающее значение для рождения теоретической информатики имеет появление ИТ высшего уровня, основанных на искусственном интеллекте (ИИ).
2. Прикладная информатика изучает конкретные разновидности ИТ, которые формируются с помощью специальных ИС (управленческих, медицинских, обучающих, военных, криминалистических и др.). В процессе развития информационных технологиц рождаются ветви прикладной информатики, обслуживающие все отрасли человеческой деятельности.
Формирование новой фундаментальной науки требует решения трех основных задач:
1) определения предметной области;
2) создания системы основных понятий и аксиоматики;
3) разработки математического аппарата.
Информатика впитала в себя достижения ряда наук, особенно кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики, т.е. является в большой степени интегративной дисциплиной со всеми чертами метанауки.
Вся система категорий (понятий) информатики состоит из двух элементов:
1) Понятия, заимствованные информатикой из других наук - информация (в традиционном шенноновском смысле), информационный шум, избыточность, бит, байт и другие понятия математической теории связи.
2) Система оригинальных понятий информатики :
1. Информационный ресурс (ИР). Это основное понятие, являющееся предметом информатики. ИР имеет две неразделимые стороны: формально-логическую (информационную) и семантическую (когнитивную). Когнитивный (от лат. cognition — знание, познание) означает познаваемый, соответствующий познанию. Первый аспект этого понятия (формально-логическая сторона) формируется в результате обобщения практики компьютеризации и развития инженерии знаний. Сам термин «инженерия знаний» (Knowledge engineering) появился в США в 1977 г. на ранних этапах создания ИИ. Развитие формально-логического направления в 70-е годы в основном было связанно с практикой создания интеллектуальных систем, главная особенность которых состоит в наличии у них базы знаний и механизма их вывода («логической машины.
2. Социальная энтропия. Вторая фундаментальная категория информатики. Социальная энтропия — это мера отклонения от некоторого состояния, принимаемого за эталонное, оптимальное по критерию недоиспользования ИР. В теории информации Шеннона энтропия — это мера неопределенности случайной величины любой природы. Итак, социальная энтропия — новая категория информатики для характеристики управленческих процессов, уровня их осуществления.
3. Полезная работа (отдача) ЭВМ. Определим, что такое информационная работа вообще. Информационная работа обеспечивает развитие объекта, перевод его в новое состояние. Таким образом, полезная информационная работа наблюдателя, а значит и ЭВМ как орудия наблюдателя, есть остаток от работы, затраченной на компенсацию энтропии самого наблюдателя, его неупорядоченности и исходной энтропии объекта.
4. Информационная среда.Информационная среда — это весь набор условий для технологической переработки и эффективного использования знаний в виде информационного ресурса. К информационной среде относятся аппаратные средства, программное обеспечение, телекоммуникации, уровень подготовки кадров — специалистов и пользователей, формы стимулирования, контроля, методы и формы управления, документопотоки, процедуры, регламенты, юридические нормы и т.д.
5. Иформационно-управленческий процесс в его полном виде — не просто сообщение данных, а функционирование ИР — информдинамики, связанной с функционированием всей информационной среды, всех ее элементов, среди которых активными являются люди, а пассивными — технические средства и другие материальные ресурсы. Такой подход очень важен при создании интегрированных АСУ.
6. Напряженность информационного поля — это та сила, побудительный мотив, с которым объект и его среда действуют на управляющую подсистему, обеспечивая достижения объектом новой цели или перевода всей системы в новое целевое состояние в течение определенного времени.
7. Искусственный интеллект (ИИ). Слово «интеллект» (от лат. Intel lectus) означает ум, рассудок, разум, мыслительная способность человека. Учение об интеллекте развивается по трем направлениям. Первое связано с теорией эвристического поиска и созданием машинных «решателей задач», относящихся к разряду творческих. Второе направление связано с разработкой роботов, автономно действующих в реальной среде и решающих нетривиальные задачи, поставленные человеком. Третье — главное — направление связано с коренной интеллектуализацией ЭВМ путем оснащения их программно-техническими средствами высокого уровня, способными делать логические выводы.
8. Творческая система, интеллектуальные системы — это информационные комплексы, оснащенные ИИ.
Творческие системы (Creative Systems) не просто творят новые знания, не просто дают новое представление об объекте, новые управленческие решения — это могут делать информационные системы неполного цикла, — а творят, созидают новые состояния объектов — предприятий, учреждений, технологий, хозяйственных комплексов, т.е. обеспечивают их развитие. Эти системы обеспечивают автоматизированный, высокопроизводительный процесс перевода знаний (книг, статей, патентов, квалификации людей) в ИР, т.е. в конкретные программы и решающие алгоритмы.
9. Квантификация знаний. Это умственная (интеллектуальная) деятельность всегда была областью, где нет метрики, где фигурируют лишь качественные, трудно определимые понятия.
Знания в виде информации можно учесть с помощьюединицы семантической информации — ранжированного бита.
Ранжированный бит — это информационная единица, отражающая величину системной, социальной ценности конкретного сообщения.
Информационный ресурс — это отчуждаемые знания, становящиеся сообщениями, — выступает в пассивной и активной формах. К пассивной относятся такие формы существования знаний, когда они не связаны или слабо связаны с конкретными предметными областями (книги, статьи, патенты, банки данных). Активные формы существования ИР : модель, алгоритм, программа, проект. Каждая из этих четырех активных форм ИР может иметь разные степени общности, научно-технический уровень и завершенность (комплектность).
Формирование аксиоматики т.е. фундаментальных соотношений, — решающий момент в становлении любой науки. Аксиоматика вводится дедуктивным путем.