Категории информатики.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ ИНФОРМАТИКИ

Научная идея только тогда превращается в информацию, когда она закодирована, передана по каналу связи, принята адресатом и применена на практике. Таким образом, знания должны определенным образом фиксироваться, перерабатываться, передаваться распределяться и приниматься.

ИТ выступили новым средством превращения научных знаний в информационный ресурс (ИР).

Предметом информатики является информационный ресурс, как соединение знания и информации, т.е. его сущность, законы функционирования, механизмы взаимодействия с другими ресурсами общества и воздействие на социальный прогресс.

Информационный ресурс стал основной ценностью современной цивилизации, но при этом возникли и другие сложные проблемы, относящиеся к социальным последствиям использования ИР. Для их решения и появилась новая наука информатика.

В науке информатике необходимо разграничить:

предмет информатики – ИР;

объект информатики – АИС;

инструментарий информатики – ЭВМ,объединенныев вычислительные сети.

В связи с таким разграничением вся информатика может быть разделена на две части:

теоретическую и прикладную информатику.

 

Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разработки АИС: проектирование, создание, использование, а так же комплекс экономического, политического и культурного воздействия на общество. Кроме того, она рассматривает формы и способы получения и использования ИР, его законы и проблемы.

Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем разновидностям конкретных ИТ и сред их протекания. Высшим результатом развития теоретической информатики является создание искусственного интеллекта.

Прикладная информатикаизучает конкретные разновидности ИТ, определяя для них общие и различные черты. При этом появляются новые ветви прикладной информатики: экспертные системы, диагностические комплексы, управляющие системы и др.

Результатом деятельности прикладной информатики является создание ИТ различного назначения.

Целью изучения дисциплины информатика является получение фундаментальных понятий об информации, методах ее получения, хранения, обработки и передачи, а также воздействия ИР на современное общество.

В соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов, студенты в результате изучения дисциплины информатика должны:

знать и уметь использовать:

· базовые понятия информатики и вычислительной техники;

· предмет и основные методы информатики;

· закономерности протекания информационных процессов в искусственных системах;

· принципы и работу технических и программных средств;

иметь опыт:

· использования вычислительной техники и программного обеспечения;

иметь представление:

· об информатике, как способе познания мира;

· об ИР и его роли в обществе;

· о перспективах и этапах перехода к информационному обществу.

Изучение дисциплины информатика связано с освоением теоретического и практического курсов обучения. Для изучения теоретического курса общей информатики может быть использована следующая литература:

1. В.А. Острейковский. Информатика. М. – Высшая школа. 2000.

2. Информатика: Макарова Н.В. Учебник – 3-е изд.перераб.- М.: Финансы и статистика, 2001.

3. Информатика. Базовый курс./Под ред. Симоновича С.В. -С.-Пб.: Питер, 2000 .

4. Лекции по общей информатике. Под ред. проф.Атрощенко В.А., КубГТУ, Краснодар-2004.

5. Информатика базовый курс. Акулов О.А., Медведев Н.В. М.: «Омега»,-2004.

 

 

Освоение практического курса обучения связано с выполнением комплекса лабораторных и практических работ, изложенных в Практикуме по Информатике под ред. проф. Атрощенко В.А., КубГТУ, Краснодар 2006г.

 

 


ЛЕКЦИЯ 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

ВОПРОСЫ:

1. Категории информатики.

2. Аксиоматика информатики.

3. Виды и свойства информации.

4. Методы измерения информации.

Литература:

[1], стр. 30 – 48.

Вся система категорий и понятий дисциплины информатика состоит из двух групп:

1. Понятия, заимствованные из других наук.

2. Понятия и аксиомы самой информатики.

Группа 1. К ним относятся такие понятия, как информация, информационный шум, избыточность, точность, бит, байт и другие понятия математической теории связи. Из теории автоматического управления используются такие понятия, как цель управления, управляющая система, прямая и обратная связи и другие понятия других наук.

Группа 2. К ним относятся: информационный ресурс, автоматизированные информационные системы, информационные технологии, энтропия, полезная работа ЭВМ, информационная среда, напряженность информационного поля, информационный поток, искусственный интеллект и другие понятия.

Рассмотрим эти понятия на примере управляемых систем, рис 2.1.

       
 
 
   
Рис. 2. 1. Понятный аппарат информатики на примере управляемых систем.

 

 

 


Энтропия (Э)это мера отклонения от некоторого состояния, принимаемого за эталонное, оптимальное по критерию недоиспользования ИР. Т.е. это мера соответствия состояния управляемой системы ее целевой установке:

Э = Хi- Ц, (2. 1.)

где обозначено:

Э – энтропия объекта управления (ОУ);

Хi - i-состояние ОУ;

Ц – целевая функция управляющей системы (УС).

Если Э=0, то состояние ОУ полностью соответствует целевой установке УС и о такой системе все известно, т.к. все известно о заданной целевой установке Ц.

Информационная работа системы (ИРС) – это воздействие УС на ОУ путем выработки и передачи сообщений, обеспечивающих удержание объекта в исходном состоянии, а также перевод его в новое состояние для достижение новой цели.

Информационная работа имеет неэнтропийную природу, т.к. управляющее воздействие, т.е. цель всегда известны. Однако постановка новой цели объекту добавляет ему энтропию, т.е.:

Ц1 + Ц2 = Эн, (2. 2.)

где Ц1 – старая цель УС;

Ц2 – новая цель УС;

Эн- значение новой энтропии.

Снятие новой энтропии требует дополнительной информационной работы. Таким образом, полезная информационная работа УС (ПИР) – это остаток от работы, затраченной на компенсацию энтропии самой УС, ее незнания в управлении, (ЭУС) и исходной энтропии объекта (ЭОУ), так же энтропии датчиков системы:

ПИР = ЭЭВМОУД (2. 3.)

Информационная среда (ИС)это весь набор условий для технологической переработки и эффективного использования знаний в системе.

Напряженность информационного поля (НИП)это та сила, с которой ОУ и его среда действуют на УС, вызывая ее действия по снятию возникшей новой энтропии, обеспечению достижения объектом новой цели в течение заданного времени.

Информационный потокполный поток, воздействующий на объект за период его перехода в новое целевое состояние.

Информационно – динамический объект (ИДО)представляет собой АИС, управляющая система, которой выступает в виде творческой системы, создающей новые состояния объекта. Поэтому ИДО – это системы, в которых осуществляется обмен энергией в виде информационной и физической работы.

Искусственный интеллект (ИИ)искусственные системы, дублирующие функции (в пределах доступного) живых интеллектуальных систем. Инструментарием ИИ являются ЭВМ, роботы, экспертные системы, телекоммуникации.

Творческая системаэто интеллектуальные системы полного цикла, обеспечивающие переход знаний в силу, создающие объект. Они являются высшей формой информационных систем. Творческие системы созидают новые состояния объекта.

Примером данных систем могут служить автоматизированные системы управления (АСУ), которые объединяют следующие подсистемы:

автоматизированные системы управления производством;

системы автоматизированного проектирования;

автоматизированные системы научных исследований и др.