ІНФОРМАТИКА І ІНФОРМАЦІЯ Деякі аспекти

ІНФОРМАТИКА І ІНФОРМАЦІЯ Деякі аспекти

• Термін «інформатика" (франц. informatique) походить від французьких слів information (інформація) та automatique (автоматика) і дослівно означає «інформаційна автоматика". • Є також англомовний варіант цього терміну — "Сomputer science", що означає буквально "комп`ютерна наука". • У 1978 році міжнародний науковий конгрес • «Інформатика» розробка, створення, використання і матеріально-технічне обслуговування систем обробки інформації, включаючи комп`ютери та їх програмне забезпечення, • а також організаційні, комерційні, адміністративні и соціально-політичні аспекти комп`ютеризації — масового застосування комп`ютерної техніки в всі галузі життя людей. 2

Термін «інформатика» був затверджено у 1983 році на сесії річних зборів Академії наук СРСР. Інформатика трактувалася як комплексна наукова і інженерна дисципліна, яка вивчає усі аспекти розробки, проектування, створення, оцінки, функціонування заснованих на ЕОМ систем переробки інформації, їх застосування і дії на різні галузі соціальної практики. Інформатика — це заснована на використанні комп`ютерної техніки дисципліна, яка вивчає структуру і загальні властивості інформації, а також закономірності і методи ії створення, зберігання, пошуку, перетворення, передачі і застосування у різних сферах діяльності людства. 3

В інформатиці виділяють вісім основних напрямків: 1. Теоретична інформатика. 2. Кібернетика. 3. Програмування. 4. Штучний інтелект. 5. Інформаційні системи. 6. Обчислювальна техніка. 7. Інформатика в суспільстві. 8. Інформатика у природі. 4

1. Теоретична інформатика — математична дисципліна, яка використовує методи математики для побудови та вивчення моделей обробки, передачі і використання інформації. Теоретична інформатика розпадається на ряд самостійних дисциплін: A. Дисципліни, які спираються на математичну логіку. Розробляються методи, які дозволяють використовувати досягнення логіки для аналізу процесів переробки інформації за допомогою комп’ютерів (теорія алгоритмів, теорія паралельних обчислень). B. Дисципліни, які лежать на границі між дискретною математикою і теоретичною інформатикою. це обчислювальна математика і обчислювальна геометрія. Ці науки спрямовані на створення методів, орієнтованих на реалізацію в комп’ютерах. Розвиток спеціальних прийомів та методів розв’язання задач. C. Знаходженням загальних властивостей інформації, законів, які управляють її народженням, розвитком та знищенням, займається теорія інформації. До цієї науки близько примикає теорія кодування. У теорії інформації є розділ, який спеціально займається теоретичними питаннями передачі інформації по різним каналам зв’язку. 5

D. Інформатика замість реальних об’єктів в комп’ютерах використовує моделі. Їх вивченням займається системний аналіз. Є ще дві дисципліни. Імітаційне моделювання — спеціальні прийоми відтворення процесів, які протікають в реальних об’єктах. Інша наука — теорія масового обслуговування вивчає клас моделей передачі і переробки інформації, так звані системи масового обслуговування. E. Дисципліни, які орієнтовані на використання інформації для прийняття рішень в різних ситуаціях. Це теорія прийняття рішень, які використовуються при виборі потрібного рішення з множини альтернативних можливостей. Вибір повинен підкорятися єдиному плану. Вивчення способів побудови таких планів та їх використанням займається наукова дисципліна — дослідження операцій. Якщо рішення приймаються у колективі, то виникає специфічні ситуації: утворення партій, коаліцій, поява угод і компромісів. Ці проблеми активно вивчає — теорія колективної поведінки. 6

2. Кібернетика це як прикладна інформатика в галузі створення і використання автоматичних або автоматизованих систем управління різного ступеня складності. Кібернетика виникла в кінці 40 -х рр. , коли Н. Вінер вперше висунув ідею про те, що системи управління в живих, неживих і штучних системах мають багато загальних рис. Це обіцяло створення «загальної теорії управління". Ця гіпотеза не витримала перевірку часом, але виникли наукові напрямки: хімічна кібернетика, юридична кібернетика, технічна кібернетика, структурна лінгвістика і т. п. Помітне місце в кібернетиці займає розпізнавання образів — пошук вирішальних правил, за допомогою яких можна було б класифікувати багаточисельні явища реальності. Ще один науковий напрямок біоніка — погранична наука між кібернетикою и біологією. Нейрокібернетика намагається застосувати кібернетичні моделі для вивчення структури і дії нервових тканей. 7

3. Програмування В теоретичному програмуванні можна виділити декілька напрямків: Переклад програм на мови, зрозумілі машинам здійснюється спеціальними програмними системами — трансляторами, розробка яких є поле діяльності системних програмістів. Інша область діяльності системних програмістів — створення операційних систем. Тенденцією останніх десятиріч став перехід від окремих обчислювальних машин до об’єднання багатьох різнотипних машин в єдину сітку зв’язку. Для того щоб різні комп’ютери «розуміли" повідомлення один одному потрібні протоколи зв’язку. Розробкою протоколів також займаються системні програмісти. Нарешті, великий загін програмістів пов'язаний із створенням програм для різного роду інформаційних систем, наприклад для банків даних. 8

4. Штучний інтелект Саме штучний інтелект визначає стратегічні напрямки розвитку інформатики. Основна мета робот в галузі штучного інтелекту — прагнення проникнути в тайни творчої діяльності людей, їх здібності до оволодіння навичками, знаннями і вміннями. Математична і прикладна лінгвістика також щільно взаємодіють з дослідженнями в галузі штучних систем спілкування на природній мові. Комп’ютерна лінгвістика — ще один з лінгвістичних напрямків, з яким тісно стикаються інтереси штучного інтелекту. Існує спеціальна наука, яка називається семіотикою, яка вивчає загальні властивості різних систем, які здатні описувати явища довкілля і його закони. Штучний інтелект це і робототехніка — наука про роботи. 9

5. Інформаційні системи В рамках цього напрямку розв’язується декілька основних задач: A. Аналіз і прогнозування потоків різноманітної інформації, що переміщується в суспільстві і оцінювання впливу інформації на науковотехнічний прогрес і стан суспільства. B. Дослідження способів представлення та зберігання інформації. Це створення банків даних великого об’єму, які зберігають інформацію із різних галузей знань у формі, що доступна обчислювальним машинам. C. Побудова різних процедур і технічних засобів для їх реалізації, за допомогою яких можна автоматизувати процес вилучення інформації з документів, які не призначені для обчислювальних машин, а орієнтовані на сприйняття їх людиною. D. Створення інформаційно-пошукових систем, здатних сприймати запроси до інформаційних сховищ, сформульовані на природній людській мові, а також спеціальних мовах запитів для систем такого типу. E. Створення мереж зберігання, обробки і передачі інформації, до складу яких входять інформаційні банки даних, термінали, оброблюючи центри і засоби зв’язку. 10

6. Обчислювальна техніка В межах цього напрямку відбувається удосконалення елементної бази обчислювальних машин – мікроелектроніка, це теорія і методи розрахунків, технологія виготовлення інтегральних мікросхем. Мікросхеми стали основою елементної бази більшості сучасних засобів електронної техніки (ВІС, НВІС). 7. Інформатика в суспільстві Світ зараз знаходиться на порозі інформаційного суспільства. В цьому суспільстві велику роль будуть грати системи розповсюдження, зберігання і обробки інформації. Виникне єдина інформаційне середовище, яке забезпечить будь якій людині доступ до всієї потрібної їй інформації, що накопичена людством. Перспективи переходу до інформаційного суспільства викликає масу проблем соціального, правового, технічного характеру. Різко змінюється підготовка членів нового суспільства до самостійного життя. Повністю зміниться номенклатура професій, спеціальностей і способів організації труда. 11

8. Інформатика у природі 12

Мета фундаментальних досліджень в інформатиці – одержання узагальнюючих знань про будь які інформаційні системи, знаходження спільних закономірностей їх побудови і функціонування. Головна функція інформатики – розробка методів і засобів перетворення інформації і їх використання в організації технологічного процесу переробки інформації. 13

Термін «інформація» походить від латинського слова "informatio", що означає відомості, роз`яснення, викладення. Інформація – це: у вжитку будь які дані або свідомості, які кого-небудь цікавлять. в техніці повідомлення, які передаються у формі знаків або сигналів; в кібернетиці та частина знань, яка використовується для орієнтування, активної дії, управління, тобто з метою збереження, удосконалення, розвитку системи. Клод Шеннон, американський вчений, який заклав основи теорії інформації — розглядав інформацію як зняту невизначеність наших знань про будь що. 14

Сучасне наукове уявлення про інформацію сформулював Норберт Вінер, «батько» кібернетики: Інформація — це позначення вмісту, який одержано з зовнішнього світу в процесі нашого пристосування до нього та пристосування до нього наших почуттів. Інформація може існувати у вигляді: - текстів, малюнків, креслень, фотографій; - світових або звукових сигналів; - радіохвиль; - електричних і нервових імпульсів; - магнітних записів; - жестів та міміки; - запахів і смакових вражень; - хромосом, за допомогою яких передаються у спадок признаки і властивості організмів і т. д. Інформація не може існувати без наявності джерела і споживачі інформації. Її основне джерело і споживач – людина, тому можна сказати, що існує стільки видів інформації, скільки органів почуття у людини: він сприймає інформацію за допомогою зору, слуху, дотик, нюх. 15

Різноманіття джерел і споживачів інформації призвело до існування різних форм її представлення: символьної, текстової і графічної. Інформацію, яка існує і зафіксована у деякій матеріальній формі, називають повідомленням і передають за допомогою сигналів. Відповідність між повідомленням та інформацією не є взаємно однозначним. 1 – аналогова; 2 - дискретна. Два види інформації Вимірювання інформації Три теорії для оцінки інформації: 1 – структурна; 2 – статистична; 3 – семантична. 16

1 – структурний підхід (Р. Хартлі) I = log 2 N, де N – кількість рівноймовірних станів. I = log 22 = 1 I = log 26 = 2, 6 I = log 236 = 2*log 26 = 5, 2 Структурний підхід дозволяє можна легко обчислити кількість інформації. 2 – статистичний підхід (К. Шенон) I = — (n 1 log 2 р1 + n 2 log 2 р2 +. . . + n. N log 2 р. N), де рi — ймовірність того, що саме i-е повідомлення виділено в наборі з N повідомлень, ni — кількість повідомлень. Якщо ймовірності р1, . . . , р. N рівні, то кожна з них дорівнює 1/N, і формула Шеннона перетворюється в формулу Хартлі. 17

Як одиницю інформації Клод Шеннон запропонував прийняти один біт (англ. bit — BInary digi. T — двійкова цифра). I = — log 2 (½) = 1 • 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт, • 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт, • 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт. • 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт, • 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт. 3 – семантичний підхід (А. Харкевич) Цей підхід дозволяю оцінити цінність інформації. Iц = log 2 P 1 – log. P 0 = log P 1/P 0, де Р 0 – ймовірність досягнення мети до отримання інформації, Р 1 – ймовірність досягнення мети після отримання інформації. 18

Якщо Р 1 = Р 0 то Iц = 0 (порожня інформація); Якщо Р 1 > Р 0 то Iц > 0 (цінна інформація); Якщо Р 1 < Р 0 то Iц < 0 (дезінформація). Властивості інформації: Достовірність Зрозумілість; Повнота Доступність; Цінність Стислість; Своєчасність та інші 19

Обробка інформації - отримання одних інформаційних об'єктів з інших інформаційних об'єктів шляхом виконання деяких алгоритмів. Обробка є однією з основних операцій, що виконуються над інформацією, і головним засобом збільшення об'єму і різноманітності інформації. Засоби обробки інформації - це всілякі пристрої і системи, створені людством, зараз це в першу чергу, комп'ютер - універсальна машина для обробки інформації. 20

Інформаційні ресурси і інформаційні технології Інформаційні ресурси - це ідеї людства і вказівки по їх реалізації, накопичені у формі, що дозволяє їх відтворення. Це книги, статті, патенти, дисертації науково-дослідна і дослідно-конструкторська документація, технічні переклади, дані про передовий виробничий досвід та ін. Інформаційна технологія - це сукупність методів і пристроїв, використовуваних людьми для обробки інформації. Перші інформаційні технології грунтувалися на використанні рахунків і писемності. Близько п'ятдесяти років тому почався виключно швидкий розвиток цих технологій що в першу чергу пов'язане з появою комп'ютерів. 21

Інформатизацією суспільства Інформатизація суспільства - організований соціальноекономічний і науково-технічний процес створення оптимальних умов для задоволення інформаційних потреб і реалізації прав громадян, органів державної влади органів місцевого самоврядування організацій, громадських об'єднань на основі формування і використання інформаційних ресурсів. Мета інформатизації - поліпшення якості життя людей за рахунок збільшення продуктивності і полегшення умов їх праці. 22

http: //www. junior. ru/wwwexam/ Информатика и информационные технологи теория и тесты учащимся, студентам, преподавателям http: //kuzelenkov. narod. ru/mati/book/inf ormat_prog. html Электронный учебник по Информатике и Программированию на языке высокого уровня 23