Предметная область информатики

Информатика – отрасль науки, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов, структуру, общие свойства и законы обработки информации

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Оглавление

1. Введение………………………………………………………..…….
2. Основная часть………………………………………………..……..
2.1. Структура информатики……………………………………...…
2.2. Информатика как наука……………………………...………….
2.3. Предмет информатики…………………………………………..
4. Список использованной литературы………………………………1

Введение

Информатика – отрасль науки, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов, структуру, общие свойства и законы обработки информации с помощью электронно-вычислительных машин, а также вопросы, связанные с её сбором, хранением, переработкой, преобразованием, распространением, наука о закономерностях информации, о структуре и свойствах информации, а также методах её поиска и накопления, способах сбора, передачи, обработки и использования в различных сферах деятельности человека с помощью электронно-вычислительных машин, других технических, биологических и иных средств. Это определение можно считать системным определением информатики. Как наука сформировалась в результате появления электронно-вычислительных машин. Включает в себя теорию кодирования информации, разработку методов и языков программирования, математическую теорию процессов передачи и обработки информации. Информатика изучает технологию сбора, хранения и переработки информации, а компьютер – основной инструмент в этой технологии. Информатика занимает особое место в системе знаний, как, впрочем, и любая другая наука.
Информатика – это технология обработки накопленного знания и построения нового знания. Информатика изучает методы анализа знания о методах построения нового знания как своего собственного, так и знания других наук. Информатику как технологию следует понимать только потребительски. По своей внутренней сущности информатика является наукой, выросшей вначале из дисциплины, затем переведенной в разряд отрасли кибернетики, и, наконец, приобретшей статус самостоятельной науки со своими предметом и объектом изучения.
Рассмотрим постепенный подход к появлению информатика как науки. Для этого прежде необходимо уяснить цели и задачи информатики, ее применения, роль и назначение.
Предметной областью называется фрагмент реальности, который описывается или моделируется с помощью базы данных и ее приложений.
В предметной области выделяются информационные объекты – идентифицируемые объекты реального мира, процессы, системы, понятия и т.д., сведения о которых хранятся в базе данных.
Предметная область любой науки определяется (как это принято в философии и науковедении) не только областью действительности, изучаемой этой наукой, но и методологией, методами исследования этой области. Характеризуя методологию информатики, приведем позицию по этому вопросу Института проблем информатики РАН, сформулированную в работе "Развитие определений "информатика" и "информационные технологии", вышедшей под редакцией академика И.А.Мизина. В ней отмечается: "Важнейшим методологическим принципом информатики является изучение объектов и явлений окружающего мира с точки зрения процессов сбора, обработки и выдачи информации о них, а также определенного сходства этих процессов при их реализации в искусственных и естественных (в том числе биологических и социальных) системах".
В данной работе я рассмотрела следующие вопросы:
1. Структура информатики.
2. Информатика как наука.
3. Предмет информатики.

Основная часть

Структура информатики

Предмет информатики точно (“математически”) невозможно определить, в силу его сложности, многосторонности, динамической изменчивости и активности.
Тем не менее, можно отметить следующие основные базовые и важные понятия (инварианты) информатики:
• информация и сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации с помощью сообщений различного типа, происхождения и форм передачи (последовательной, параллельной и смешанной);
• алгоритм и алгоритмизация, в частности, программа, программный комплекс и проектирование программ, программирование;
• система и структура, отношение и связь, порядок, в частности, информационные система и структура, отношения в них;
• изменение, изменчивость и выбор, в частности, выбор решений на базе инвариантов различных информационных систем, процессов;
• модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с помощью моделей и моделирования;
• исполнитель и его операционная среда, в частности, автомат (компьютер) и комплекс автоматов (компьютерная система);
• язык и грамматика, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с пользовательскими средами;
• проектирование систем и технология, в частности, информационная и компьютерная технологии.
Информатика предоставляет свои общие и частные методы исследования другим наукам, помогает прокладывать и усиливать межпредметные связи, исследовать проблемы различных наук, цементирует их своими идеями, методами, технологиями и инвариантами.
Информатика предоставляет к использованию в различных науках и информационных системах следующие основные методы и процедуры:
• абстрагирование и конкретизация;
• анализ и синтез;
• индукция и дедукция;
• формализация;
• виртуализация;
• актуализация;
• визуализация;
• структурирование;
• макетирование;
• алгоритмизация и программирование;
• инфологическое (информационно-логическое) моделирование;
• математическое моделирование;
• компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент;
• программное управление;
• распознавание, классификация и идентификация образов;
• экспертное оценивание и тестирование систем
и другие методы и процедуры.
Информатика описывает, изучает, актуализирует такие важные системные и междисциплинарные отношения, как отношения типа:
• "система - система";
• "система - модель";
• "модель - модель";
• "система - технология";
• "модель - технология";
• "технология - технология";
• "система - структура";
• "модель - структура";
• "структура - структура";
• "система - инвариант";
• "система - актуализация"
и другие отношения (инварианты).
Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.
Тем не менее, информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трёх взаимосвязанных следующих основных ветвей (в классическом понимании), определяемых её познавательной и прагматической функциями, её внутренней и внешней сущностями (заметим, что деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов).
Теоретическая, математическая информатика (brainware) – это то, что должны знать и уметь делать для того, чтобы правильно решать задачи. Она изучает теоретические проблемы информатики (большей частью связанные с формальными системами, моделями, алгоритмическими средствами и теорией программирования, кодирования и организации систем).
Практическая, прикладная информатика (software) – это совокупность всех программ, которые вы используете на своём компьютере. Она изучает практические, конкретные проблемы информатики (большей частью связанные с программированием и использованием моделей, программными средствами и компьютерными технологиями и системами).
Техническая, инженерно-физическая информатика (hardware) – это те устройства, которые покупаете, если хотите иметь компьютер. Она изучает инженерно-физические, технические проблемы информатики (большей частью связанные с разработкой и использованием технических средств обработки информации, электронно-вычислительных машин и систем электронно-вычислительных машин, сетей).
В свою очередь, всю структуру информатики и её теоретической и прикладных частей, как в целом, так и каждую её часть обычно рассматривают с разных позиций, во-первых, как отрасль народного хозяйства, занимающуюся процессами создания, преобразования и потребления информации и базирующуюся на комплексах сооружений и оборудования, на трудовых коллективах предприятий и обслуживающем персонале вычислительных центров, на огромных материальных ресурсах и сложных технологиях. Во-вторых, как фундаментальную естественную науку, изучающую процессы передачи и обработки информации: в этом смысле информатика расширилась до границ создания общей научной методологии разработки информационного обеспечения процессов управления материальными объектами и интеллектуальными процессами любой природы. В-третьих, как научную прикладную дисциплину, изучающую закономерности и модели информационных коммуникаций в политических, социально-экономических, научно-педагогических, промышленно-технических и военных областях.
Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм собственности, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоит в том, что от неё во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного хозяйства. Более того, для нормального развития этих отраслей производительность труда в самой информатике должна возрастать более высокими темпами, так как в современном обществе информация всё чаще выступает как предмет конечного потребления: людям необходима информация о событиях, происходящих в мире, о предметах и явлениях, относящихся к их профессиональной деятельности, о развитии науки и самого общества. Дальнейший рост производительности труда и уровня благосостояния возможен лишь на основе использования новых интеллектуальных средств и человеко-машинных интерфейсов, ориентированных на приём и обработку больших объёмов мультимедийной информации (текст, графика, видеоизображение, звук, анимация). При отсутствии достаточных темпов увеличения производительности труда во всём народном хозяйстве. В настоящее время около 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации.
Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Существует мнение, что одна из главных задач этой науки – выяснения, что такое информационные системы, какое место они занимают, какую должны иметь структуру, как функционируют, какие общие закономерности им свойственны. В Европе можно выделить следующие основные научные направления в области информатики: разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы.
Цель фундаментальных исследований в информатике – получение обобщённых знаний о любых информационных системах, выявление общих закономерностей их построения и функционирования.
Информатика как прикладная дисциплина занимается:
• изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);
• созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;
• разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.
Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технического процесса переработки информации.
Задачи информатики состоят в следующем:
• исследование информационных процессов любой природы;
• разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;
• решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.
Предметная область науки информатика - информационные процессы и системы, модели, языки их описания и технологии их актуализации, направленные как на получение знаний (это - внутренняя сущность информатики и она определяет внутреннюю сложность проблем, систем), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных проблемных областях (внешняя сущность информатики, определяет внешнюю сложность проблем).
Эти информационные процессы могут происходить в живых существах (организмах), автоматах (технических устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.

Информатика как наука

Информатика ¬¬– это новый учебный предмет, появившийся в вузах и школах нашей страны в середине 80-х годов. Информатика как научная дисциплина тесно связана с применением электронно-вычислительных машин, которые стали внедряться в жизнь с середины XX века, и явились универсальным средством для хранения, обработки и передачи информации.
Потребность выразить и запомнить информацию привела к появлению речи, письменности, счёта. Люди пытались изобретать, а затем совершенствовать способы хранения, обработки и распространения информации. До сих пор сохранились свидетельства попыток наших далёких предков сохранить информацию – примитивные наскальные рисунки, записи на берестяной коре и глиняных дощечках, затем рукописные книги.
Появление в XVI веке печатного станка позволило значительно увеличить возможность человека по обработке сведений.

Предмет информатики

Предмет информатики – информационные процессы:
• в живых существах;
• в технических устройствах;
• в общении людей;
• в телекоммуникациях;
• в жизни общества.
Информационные процессы – процессы передачи, обработки, накопления информации в форме знаков и сигналов.
Передача информации – в форме сигналов.
Накопление информации – в форме знаков.
Обработка – в форме знаков и сигналов.
В живых существах и технических устройствах – в форме сигналов.
Между живыми существами – в форме знаков и сигналов.
Между техническими устройствами – в форме сигналов.
Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин informatique (информатика) образован путём слияния слов information (информация) и automatique (автоматика) и означает “информационная автоматика или автоматизированная переработка информации”. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).
Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в первую очередь связано с развитием компьютерной техники. Причём основная заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в 70-х гг. послужило началом второй электронной революции. С этого времени элементной базой вычислительной машины становятся интегральные схемы и микропроцессоры, а область, связанная с созданием и использованием компьютеров, получила мощный импульс в своём развитии. Термин «информатика» приобретает новое дыхание и используется не только для отображения достижений компьютерной техники, но и связывается с процессами передачи и обработки информации.
В нашей стране подобная трактовка термина «информатика» утвердилась с момента принятия решения в 1983 г. на сессии годичного собрания Академии наук СССР об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика трактовалась как «комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на электронно-вычислительных машинах систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики».
Информатика в таком понимании нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей. Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса и т.п. с помощью информационных моделей.
Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью её функций, возможностей, средств и методов.
Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.
Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без неё.
В первой отечественной монографии «Основы безбумажной информатики» академиком В.М.Глушковым ещё в 1982 году отмечалось, что «к началу следующего столетия в технически развитых странах основная масса информации будет храниться в безбумажном виде – в памяти электронно-вычислительной машины, а человек, который в начале XXI века не будет уметь пользоваться этой информацией, будет подобен человеку XX века, не умевшему ни читать, ни писать».
Собственно информатика как научная дисциплина изучает процессы, методы и средства накопления, обработки и передачи информации внутри электронно-вычислительной машины и с помощью электронно-вычислительной машины. Основные проблемы информатики связаны с использованием электронно-вычислительной машины в автоматизации различного рода информационных процессов в технических устройствах, коммуникациях, экономике, производстве и многих других сферах жизни общества.
Именно в связи с новой волной технического прогресса и, прежде всего, с началом массового выпуска персональных электронно-вычислительных машин в 1985 году в нашей стране было принято решение ввести новый общеобразовательный курс «Основ информатики и вычислительной техники».
Основные задачи этого курса: привитие учащимся компьютерной грамотности – умений читать и писать с использованием электронно-вычислительных машин; развитие у учащихся навыков новой информационной культуры – умений получать, накапливать, передавать и обрабатывать информацию с помощью новых информационных технологий.
Новые информационные технологии – это информационные технологии, использующие компьютеры и сети электронно-вычислительных машин.
Человечество привыкло к различного рода бумажным технологиям, основанным на использовании бумаги в качестве носителя информации. К бумажным технологиям можно отнести книги и газеты, бухгалтерию и банки, прессу и издательства, архивы и библиотечное хозяйство – всё, что основано на использовании бумажных носителей информации.
Хранение информации в печатном виде стало основным способом и продолжало им оставаться вплоть до середины XX века.
В XX веке в жизнь общества вошли первые безбумажные технологии – радио, телевидение, телефон, компьютеры, электронная почта. Впереди – появление и освоение электронных книг, журналов, газет, электронной бухгалтерии, банков, офисов, архивов, библиотек, школ, университетов, основанных на использовании компьютеров и сетей электронно-вычислительных машин.
С появлением компьютеров возникли принципиально новые, гораздо более эффективные способы хранения информации.
Развивались способы передачи информации: от передачи посланий от человека к человеку до почтовой связи. Но таким образом могли передаваться только сообщения, написанные на бумаге. А главное – скорость передачи сообщения была соизмерима только со скоростью передвижения человека. Изобретение телеграфа, телефона дало принципиально новые возможности обработки и передачи информации.
Появление компьютеров позволило предавать и обрабатывать информацию со скоростью, в несколько миллионов раз превышающей скорость обработки и передачи информации человеком.
Компьютеры являются базой информатики. Поэтому информатика находит широкое применение в различных областях современной жизни: производстве, науке, образовании и других.
Было создано четыре поколения вычислительных машин, различавшихся размерами, ценой, возможностями и принципами технической реализации.
Заказчиками машин первого и второго поколений были оборонные ведомства, использовавшие их в качестве вычислительных устройств. Машины первого поколения создавались на базе электронных радиоламп, занимали большие площади и обладали крайне низкой надёжностью.
Для машин второго поколения были созданы библиотеки программ и языки программирования. Появились программисты и первые работы в области информатики как фундаментальной науки. Машины второго поколения создавались на основе полупроводниковых транзитов и занимали довольно большие помещения.
Машинами третьего поколения стали первые коммерческие компьютеры, приспособленные для накопления и обработки различного рода данных. Для этих компьютеров были созданы базы данных, операционные системы и сформированы основные разделы информатики как теоретической дисциплины.
Одновременно в вузах и университетах началась подготовка специалистов в области информатики, прикладной математики и вычислительной техники (вычислительных наук).
Технической основой для проектирования и производства машин третьего поколения стали полупроводниковые интегральные схемы с напылением на них большого числа транзисторов, обладающих высокой степенью надёжности и долговечности.
Революционным моментом и точкой отсчёта стало появление в 70-х годах больших интегральных схем размером не более книги, на которых размещались целиком схема и все внутренние соединения вычислительных машин. На их основе были созданы ЭВМ четвёртого поколения.
Высокая надёжность, малые габариты и низкая цена этих вычислительных машин сделали возможным массовое производство персональных ЭВМ. К компьютерам были подключены телевизор (монитор) и клавиатура как средства общения пользователей с ЭВМ, а также для работы с пакетами игровых, деловых и обучающих программ.
Включение в состав персональных ЭВМ накопителей на магнитных дисках и подключение к ним модемов – следующий шаг технологической революции, превративший компьютер из вычислительного устройства в удобное средство, накопления, передачи и обработки личной и служебной информации и открывший доступ к телекоммуникациям.
Умение работать с персональными компьютерами с середины 80-х годов всем мировым сообществом было признано необходимым для жизни в будущем. Поэтому массовая школа оснащается персональными компьютерами для освоения подрастающим поколением компьютерной грамотности и изучения основ информатики.
Развитие науки предполагает проведение сложных и дорогостоящих экспериментов. Информатика позволяет заменить реальные эксперименты машинными. Это экономит колоссальные ресурсы, даёт возможность обработать полученные результаты самыми современными методами. Кроме того, такие эксперименты занимают гораздо меньше времени, чем настоящие. А в некоторых областях науки, например астрофизике, проведение реального эксперимента просто невозможно. Здесь в основном все исследования проводятся посредством вычислительных экспериментов.
Приведём пример. Традиционно обучение происходило при непосредственном общении преподавателя с учащимся. Изменения стали наблюдаться только с появлением компьютеров. Обучающие программы сегодняшнего поколения предлагают пользователю множество вариантов настройки. А это значит, что учащийся при освоении учебного материала сам устанавливает такие вещи, как скорость изучения, объем материала, степень сложности курса. Многочисленные исследования говорят о том, что метод обучения при помощи компьютеров эффективнее традиционных методов. Доказано, что внимание при работе с компьютерной программой обучения усиливается, а поэтому время занятий сокращается примерно на 30%.
Учёными выявлена связь между способом, с помощью которого осваивается материал, и способностью восстановить этот материал в памяти: при прослушивании лекций только четверть услышанного материала остаётся в памяти; при зрительном восприятии – до трети полученных сведений; при комбинированных способах обучения доля усвоенного материала достигает половины. И только когда учащийся принимает активное участие в процессе изучения материала с помощью компьютерных программ, только тогда доля усвоенного материала достигает 75%.
Следует отметить, что обучающие программы существуют не только для обучения в учебных заведениях, но и для обучения и переподготовки персонала различных фирм, а также для проведения квалификационных испытаний.
Дальнейшее развитие информатики влечёт за собой новые достижения, открытия, а следовательно, и новые области применения, которые, может быть, трудно сегодня предположить.
Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, призванной создавать новые информационные техники и технологии для решения проблем в других областях. Она предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где считается невозможным применение количественных методов из-за неформализуемости процессов и явлений. Особенно следует выделить в информатике методы математического моделирования и методы распознавания образов, практическая реализация которых стала возможной благодаря достижениям компьютерной техники.
Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция ко все большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единственной науки, техники и производства.
В последние годы наметилась тенденция включения в предметную область информатики комплекса вопросов, связанных с изучением информации и информационных процессов вообще, а не только вопросов с ее автоматической обработкой. Школьный курс информатики в основном развивался в операционном направлении, и раскрытию содержания понятия "информация" не уделялось должного внимания. Чаще всего информацию характеризуют как понятие неопределяемое или для описания понятия используют примеры. В то время как используемые определения информации как сведений или снятой неопределенности можно рассматривать как его частные или особенные формы.

Список использованной литературы

1. Громов А.И., Сафин М.Я. Основы информатики и вычислительной техники: Учеб. Пособие. – Изд. 2-е, переработанное. – М.: Изд-во РУДН, 1994. – 118 с., ил.
2. Колин К.К. Социальная информатика - научная база постиндустриального общества // Социальная информатика - 94, М., 1994, с. 9.
3. Каймин В.А. Информатика. Учебник для студентов вузов. М.: «Высшее образование», «РеСК», 1998. – 336 с., ил. 21.
4. Лесничная И.Г., Миссинг И.В., Романова Ю.Д., Шестаков В.И. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие / Под ред. Романовой Ю.Д. – М.: Изд-во Эксмо, 2005. – 544 с. – (Высшее экономическое образование).
5. Ракитов А.И. Философия компьютерной революции. - М., Наука, 1991. – 426 с.
6. Соколова И.В. Проблемы становления информатики как учебной дисциплины // Социальная информатика - 95, М., 1995, С. 19-22.
7. Соколов А.В. Феномен информатики и псевдофеномен информации // Вестник ВОИВТ, 1990, № 3, С.45-51.
8. Страссман П. Информация в век электроники. Проблемы управления. М., Экономика, 1987. – 151 с.
9. Информатика: Учеб. Пособие для учащихся старших классов общеобразоват. учреждений и абитуриентов / Под ред. В.А. Каймина М.: АСТ, 1996. – 205с.
10. Информатика в понятиях: Кн. Для учащихся ст. классов сред. шк. /
Г.А. Бордовский, В.Л. Извозчиков, Ю.В. Исаев, В.В. Морозов Под ред. В.А. Извозчикова. – М.: Просвещение, 1991. – 208 с.
11. Экономическая информатика и вычислительная техника: Учебник /
Г.А. Титоренко, Н.Г. Черняк, Л.Е. Еремин и др. Под ред. В.П. Косарева, А.Ю. Королева. – Изд. 2-е, перераб. И доп. – М.: Финансы и статистика, 1996. – 336 с.: ил.


Скачиваний: 0
Просмотров: 0
Скачать реферат Заказать реферат