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 = Х_i- Ц, (2. 1.)

где обозначено:

Э – энтропия объекта управления (ОУ);

Х_i - 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 = Э_н, (2. 2.)

где Ц₁ – старая цель УС;

Ц₂ – новая цель УС;

Э_н- 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, (Э_УС) и исходной энтропии объекта (Э_ОУ), так же энтропии датчиков системы:

ПИР = Э_ЭВМ +Э_ОУ+Э_Д (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 поток – полный 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 система – это 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.