Введение в информатику

Информатика — это новаяинформационная индустрия, связанная с использованием персональных компьютеров и сети Интернет. В наступившем новом тысячелетии большая часть информации, связанной с деятельностью людей, будет храниться в памяти ЭВМ.

ЭВМ — электронные вычислительные машины — одно из важнейших изобретений XX в. За рубежом, а позже и у нас в стране вычислительные машины получили название компьютеров. В качестве машин компьютеры используются как универсальные устройства обработки, передачи и накопления самой различной информации.

Обработка, накопление и передача информации происходит не только в ЭВМ, но и при общении людей, в технических устройствах, в живых организмах и в жизни общества. Новым инструментом в передаче и накоплении информации в человеческом обществе стала сеть Интернет.

Интернет — это международная компьютерная сеть, связывающая компьютеры во всех странах и континентах, хранящая гигантские объемы информации и дающая оперативный доступ к этой информации практически всем людям.

Передача информации в общении людей — это передача сведений и суждений, данных и сообщений. Передача информации в сети Интернет — это обмен письмами, сообщениями между людьми и компьютерами. Но кроме передачи Интернет представляет еще и гигантское хранилище, в котором мы можем искать информацию.

Любаясовместная деятельность — работа, учеба, игра — построены на обмене и передаче информации. Практически весь обмен информации между людьми, находящимися в любом отдалении друг от друга, может проходить через Интернет.

Дляживых существ восприятие и передача информации в форме сигналов — основное отличие от неодушевленных предметов окружающего мира. Языковая форма передачи знаковой информации — основное отличие людей от других живых существ.

Словоинформация происходит от латинского informatio, означающего сведения, разъяснения, пояснения. С содержательной точки зрения информация — это сведения о ком-то или о чем-то, а с формальной точки зрения — набор знаков и сигналов.

Информация — это сведения о людях, предметах, фактах, событиях и процессах, независимо от формы их представления. Данное определение зафиксировано в Законе «Об информации, информатизации и защите информации», принятом у нас в стране в 1995 г.

Особую роль в жизни общества играют документы.Документ —информация, зафиксированная на материальном носителе, имеющем реквизиты (подпись, дату и т. п.), позволяющие его идентифицировать.

Документированная информация имеет юридическую силу и может служить для фиксации самых различных событий и взаимоотношений между людьми. Документированная информация — основной вид информации, передаваемой в сети Интернет и хранящейся в памяти ЭВМ.

Возможность записи информации в виде письменных документов привела к образованию человеческих сообществ, государств, почтовых служб и бюрократии, вся жизнь которой состоит в накоплении, подготовке и использовании задокументированной информации.

Использование письменности вызвало потребность в грамотных людях — людях, умеющих читать, писать, считать и излагать свои мысли в письменном виде. В XX в. грамотность стала всеобщей — все люди на нашей планете, во всех странах мира обучались или обучаются читать и писать в школах.

Распространение ЭВМ в конце XX в. и последующее развитие компьютерной сети Интернет привело к возникновению современной формы грамотности, необходимой для жизни в новом XXI в. и получившей название компьютерной грамотности.

Компьютерная грамотность — это умение читать, писать на персональных ЭВМ и искать информацию с помощью Интернет. Иными словами, современный уровень развития общества требует владения компьютерами и Интернет, которые вошли в быт и служебные дела всех людей в развитых странах.

Возникновение письменности позволило человеческому обществу не только передавать информацию, но и накапливать ее в архивах и библиотеках. В каждом городе, поселке и учебном заведении имеются библиотеки, а в каждом учреждении — архивы, в которых хранятся книги и служебные документы.

В сети Интернет для хранения информации используются серверы. Серверы — это компьютеры, подключенные к сети ЭВМ и имеющие машинные накопители для хранения большого объема информации. Современные серверы имеют память, достаточную для хранения различных архивов и библиотек служебного пользования.

Сервер

Изобретениепечатных станков в XV в. создало технологическую базу для издания печатных книг, а в XIX в. изобретение типографских машин — для издания книг массовыми тиражами. Что в свою очередь послужило базой для создания большого числа публичных библиотек и школ для обучения грамотности.

Развитие типографских машин привело кпоявлению газет и журналов с большими массовыми тиражами как средств массовой информации и каналов информатизации общества. В это же время появились первые законы, регулирующие авторские права и права на тиражирование литературных и служебных произведений.

Изобретение в конце XIX - начале XX вв.телеграфаителефонаоткрыло новые возможности оперативной передачи информации на любые расстояния практически со скоростью света. А появление радио и телевидения в первой половине XX в. открыло новые каналы для оперативной передачи информации населению в различных странах.

Самым большим чудом первой половины XX в. стало телевидение, открывшее людям возможность видеть на экранах телевизоров события, происходящие в самых различных точках планеты. С этих пор телевидение стало одним из самых эффективных каналов оперативного распространения массовой информации.

Точкой становления информатики как новой индустрии в середине XX в. стало созданиекомпьютеров — универсальных электронных вычислительных машин. Основной возможностью этих машин стала автоматическая обработка информации с помощью специально создаваемых программ.

Переработка информации перестала бытьисключительной способностью людей и живых существ. На первых же моделях вычислительных машин были созданы и заработали первые модели искусственного интеллекта, являвшегося основной особенностью живых существ.

В это же время были заложеныосновы информатики как научной дисциплины. Информатика как наука изучает принципы и методы накопления, обработки и передачи информации в ЭВМ и в сети Интернет. Одной из основных проблем информатики считается проблема создания и развития систем искусственного интеллекта как новой формы разума.

Примерамисистем искусственного интеллекта считаются компьютерные шахматных программы, первые образцы которых появились на компьютерах самого первого поколения. Последние образцы компьютерных шахматных программ и систем вполне могут соревноваться с чемпионами мира по шахматам и даже выигрывать у них отдельные партии.

Системы искусственного интеллекта — это компьютерные программы и системы, моделирующие или воспроизводящие интеллектуальную деятельность. При этом под интеллектуальной деятельностью понимаются способности производить логические умозаключения и осмысленную переработку информации.

Еслиинтеллектуальная деятельность людей основывается на законах логики, то работа любых программ на ЭВМ основана исключительно на законах математической логики. Знание этих законов позволяет в принципе понимать логику работы любых программ и компьютерных систем.

Фундамент информатики как научной дисциплины образуют вычислительные науки, изучающие организацию вычислительных процессов, вычислительных машин, систем и сетей. Фундаментальными составляющими этих наук являются математическая логика и теория алгоритмов, основанные на принципах современной конструктивной математики.

Компьютеры первого поколения создавались именно как электронные вычислительные машины для автоматизации сложнейших вычислений. Объем и сложность вычислений, выполнявшихся первыми компьютерами, были недоступны даже самым сильным математикам и вычислителям, но посильными для современных персональных компьютеров.

В этот период зародилась профессия программистов — создателей программ для ЭВМ и появились первые языки программирования. В это же время фон Нейман сформулировал основные принципы работы всех современных компьютеров — использование сменных программ как средств управления ЭВМ и обработки данных, располагаемых в памяти машины.

Компьютеры второго поколения создавались в качестве универсальных машин для решения задач обработки и накопления информации с использованием различных устройств ввода и вывода. Для компьютеров этого поколения появились первые накопители информации на магнитных лентах.

Для этих машин были созданыпервые операционные системы,первые системы программирования, первые системы искусственного интеллекта и первые вычислительные комплексы.

Компьютеры третьего поколения были созданы как серийные вычислительные комплексы для накопления и обработки служебной информации. На базе этих ЭВМ были созданы различные банки данных, системы автоматизации проектирования, производства, обучения и многие другие автоматизированные системы.

Для обслуживанияавтоматизированных систем появились инженерные и эксплуатационные службы, а также компьютерная бухгалтерия и бюрократия. Одновременно была начата подготовка дипломированных специалистов по эксплуатации и созданию автоматизированных систем на базе вычислительных комплексов.

Вычислительный комплекс на базе ЭВМ 3-го поколения ЕС-1022

Дляразработки программ машин третьего поколения были созданы первые мобильные операционные системы и первые мобильные языки программирования, которые переносились с ЭВМ одного типа на ЭВМ другого типа. В это же время был создан язык Пролог — один из первых языков систем искусственного интеллекта.

Четвертое поколение — это компьютеры, создаваемые на базе микропроцессоров массовых серий. С четвертого поколения ЭВМ началось массовое производство персональных компьютеров — малогабаритных ЭВМ, снабжаемых дисплеями и накопителями информации на магнитных дисках.

Персональные ЭВМ могут устанавливаться на любом рабочем столе — дома и на работе. Эти компьютеры могут использоваться для учебы, игры, написания писем, ведения документации, экономических расчетов, проведения научных исследований, редакторской подготовки отчетов, книг и статей.

Для персональных компьютеров были созданы операционные системы ипакеты офисных программ с наглядным графическим интерфейсом, понятным и доступным самому широкому кругу людей и легко адаптируемым к любому национальному языку. Для этих ЭВМ создано большое число самых различных игр, обучающих программ и пакетов профессиональных программ.

Персональный компьютер

Наличиепрофессиональных пакетов программ послужило основой для использования персональных компьютеров в качестве средств оргтехники для оснащения самых различных рабочих мест — администраторов, менеджеров, бухгалтеров, финансистов, инженеров, техников, секретарей, редакторов, писателей, дизайнеров и многих других профессий.

Применение компьютеров в жизни общества затрагивает условия деятельности и жизни миллионов людей. Качественным изменением функций персональных компьютеров становится возможность их подключения к сети Интернет и получения доступа к информационным ресурсам и услугам, предоставляемым через сеть Интернет.

Интернет любому из нас прежде всего открывает возможность оперативного получения самой различной информации в форме электронных новостей, журналов, газет и библиотек из различных стран мира. Объемы и оперативность получения информации с помощью Интернет фантастичны и просто невозможны никакими другими традиционными средствами.

Не менее важныкоммуникативные возможности — ведение электронной переписки, получение и отправление личной и служебной информации с помощью электронной почты, автоматическая рассылка писем по заранее составленным спискам — в сети Интернет и внутри корпоративных вычислительных сетей — качественно меняют технологию деловых взаимоотношений.

Созданиеличных и корпоративных сайтов — это новая форма публикации информации в сети Интернет, доступная всем людям. С помощью таких сайтов могут создаваться личные, служебные и корпоративные электронные журналы, газеты, доступные в корпоративной сети либо во всей сети Интернет.

Развитиесистемы корпоративных сайтов в сети Интернет открывает совершенно новые возможности экономических отношений, допуская оперативный доступ любому человеку к любому корпоративному сайту, которые получили название электронных магазинов.

Электронные магазины — это магазины, предлагающие товары и услуги с помощью Интернет. Через электронные магазины могут заказываться и приобретаться книги, диски, компьютеры, программы, бытовая техника и другие самые различные товары и услуги по всему миру с доставкой товаров на дом.

Таким образом персональные компьютеры и сеть Интернет качественно меняют условия жизни и работы миллионов людей на всей планете. В развитых странах Америки и Европы персональные компьютеры, подключенные к сети Интернет, уже к концу XX в. имелись практически в каждом доме.

В Российской Федерации к концу XX в. к сети Интернет подключены и активно работают 1,5 миллиона человек — 1 из 100 человек. В то время как в Европе и Америке к Интернет имеет доступ половина населения, а треть активно работает в Интернете.

Академик В.М. Глушков еще в начале 80-х годов писал, что «к началу следующего столетия в развитых странах основная масса информации будет храниться в памяти ЭВМ, а человек XXI века, который не будет уметь пользоваться ЭВМ, будет подобен человеку XX века, не умевшему ни читать, ни писать».

Цель настоящего учебника — познакомить всех учащихся с основами информатики как новой информационной индустрии и новой научной дисциплины, а также научить эффективному использованию Интернет и технике работы с персональными компьютерами.