Лекция 2 Информатика как наука

Основные положения о дисциплине.

1. Информатика – это фундаментальная естественная наука, изучающая процессы передачи и обработки информации.

2. Информатика- изучает проблемы создания вычислительных машин , математического обеспечения, научных исследований.

3. Информатика – комплексная научная и техническая дисциплина , которая изучает важнейшие аспекты разработки, проектирования, создания систем обработки данных, а также их воздействия на жизнь общества и государства.

Объектом информатики выступают автоматизированные, осно­ванные на ЭВМ и телекоммуникационной технике, информационные системы (ИС) различного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и ис­пользования на практике.

Информационные технологии (ИТ) — это машинизированные (инженерные) способы обработки семантической информации — данных и знаний, которые реализуются посредством автоматизированных информационных систем (АИС).

В зависимости от организации информационных процессов АИС делятся на два больших класса: управляющие и информационные. В информационных системах управление отсутст­вует (автоматизированные системы научных исследований — АСНИ, «Библиотека», системы автоматизированного проектирования — САПР, экспертные системы — ЭС и др.).

Если информация — категория всеобщая, присущая всем истори­ческим периодам, то информатика — категория конкретно-историческая, присущая лишь современному и будущим историче­ским периодам. Ранее, когда не было ИТ, т.е. не было объекта ин­форматики, информация перерабатывалась не машинными, рутин­ными способами. На базе ЭВМ рождаются ИС, реализующие специ­альные технологии сбора, переработки, передачи и применения ин­формации, т.е. рождается объект информатики, что является основ­ным содержанием современной научно-технической революции.

Таким образом, объект информатики, охватывающий все элемен­ты ИТ: технические средства, математическое, алгоритмическое, программное, лингвистическое обеспечения, средства связи во взаи­модействии с людьми, резко усложняется.

Предметом информатики как новой фундаментальной науки выступает информационный ресурс — его сущность, законы функционирования, механиз­мы взаимодействия с другими ресурсами общества и воздействия на социальный прогресс.

Информатика как наука о законах получения, передачи и исполь­зования ИР в общественной практике подводит теоретический фун­дамент под использование ЭВМ и автоматизированных систем, кото­рые и предназначены для усиления информационных процессов в обществе, использования ИР.

Таким образом, предметом информатики является информа­ционный ресурс как симбиоз знания и информации. Он выступает в качестве предмета новой науки и с содержательной, и с формально-математической, и с технической стороны. Необходимо разграничи­вать предмет информатики как фундаментальной науки, ее объект и инструментарий: основанные на ЭВМ вычислительные системы, про­граммы, сети связи и т. д. Без ЭВМ нет информатики, но нельзя объ­являть информатику наукой об ЭВМ.

Информатика делится на две части: теоретическую и прикладную информатику.

1. Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разра­ботки автоматизированных информационных систем: их проектиро­вания, создания и использования не только с формально-технической, но и содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на социальную динамику. Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям конкретных ИТ, процессов и сред их протекания. Решающее значение для рождения теоретической информатики имеет появление ИТ высшего уровня, основанных на искусственном интеллекте (ИИ).

2. Прикладная информатика изучает конкретные разновидности ИТ, которые формируются с помощью специальных ИС (управ­ленческих, медицинских, обучающих, военных, криминалистических и др.). Рождаются ветви прикладной информатики, обслуживающие создание проекти­рующих систем, экспертных систем, диагностических комплексов, управляющих и других функциональных систем. Возникли также от­раслевые ветви информатики, обслуживающие информатизацию раз­ных сфер социальной и экономической практики: промышленность, науку, медицину, связь и т.д. Поэтому наряду с теоретической инфор­матикой развиваются ее конкретные ветви: экономическая информати­ка, медицинская информатика, военная информатика и др.

Формирование новой фундаментальной науки требует решения трех основных задач:

1. определения предметной области;

2. создания системы основных понятий и аксиоматики;

3. разработки математического аппарата.

Информатика впитала в себя достижения ряда наук, особенно кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики, т.е. является в большой степени интегративной дисцип­линой со всеми чертами метанауки.

Вся система категорий (понятий) информатики состоит из двух элементов:

1. Понятия, заимствованные информатикой из других наук - информация (в тради­ционном шенноновском смысле), информационный шум, избы­точность, бит, байт и другие понятия математической теории связи.

2. Система оригинальных понятий информатики :

1. Информационный ресурс (ИР). Это основное понятие, яв­ляющееся предметом информатики. ИР имеет две неразделимые стороны: формально-логическую (информационную) и семантическую (когнитивную). Когнитивный (от лат. cognition — знание, познание) означает познаваемый, соответствующий познанию. Первый аспект этого понятия (формально-логическая сторона) формируется в результате обобщения практики компьютеризации и развития инженерии знаний. Сам термин «инженерия знаний» (Knowledge engineering) появился в США в 1977 г. на ранних этапах создания ИИ. Развитие формально-логического направления в 70-е годы в основном было связанно с практикой создания интеллектуальных систем, главная особенность которых состоит в наличии у них базы знаний и механизма их вывода («логической машины.

2. Социальная энтропия. Вторая фундаментальная категория инфор­матики. Социальная энтропия — это мера отклонения от некоторого состояния, принимаемого за эталонное, оптимальное по критерию недоиспользования ИР. В теории информации Шеннона энтропия — это мера неопределенности случайной величины любой природы. Итак, социальная энтропия — новая категория информатики для характеристики управленческих процессов, уровня их осущест­вления.

3. Полезная работа (отдача) ЭВМ. Определим, что такое информационная работа вообще. Информационная работа обеспечивает развитие объекта, перевод его в новое состояние. Таким образом, полезная информационная работа наблюдателя, а значит и ЭВМ как орудия наблюдателя, есть остаток от работы, затраченной на компенсацию энтропии самого наблюдателя, его неупорядоченности и исходной энтропии объекта.

4. Информационная среда. Информационная среда — это весь набор условий для технологической переработки и эффек­тивного использования знаний в виде информационного ресурса. К информационной среде относятся аппаратные средства, программное обеспечение, телекоммуникации, уровень подготовки кадров — специалистов и пользователей, формы стимулирования, контроля, методы и формы управления, документопотоки, процедуры, рег­ламенты, юридические нормы и т.д.

5. Иформационно-управленческий процесс в его полном виде — не просто сообщение данных, а функционирование ИР — информдинамики, связанной с функционированием всей информационной среды, всех ее элементов, среди которых активными являются люди, а пассивными — технические средства и другие материальные ресурсы. Такой подход очень важен при создании интегрированных АСУ.

6. Напряженность информационного поля — это та сила, побу­дительный мотив, с которым объект и его среда действуют на управляющую подсистему, обеспечивая достижения объектом новой цели или перевода всей системы в новое целевое состояние в течение определенного времени.

7. Искусственный интеллект (ИИ). Слово «интеллект» (от лат. Intel lectus) означает ум, рассудок, разум, мыслительная способность человека. Учение об интеллекте развивается по трем направлениям. Первое связано с теорией эвристического поиска и созданием машинных «решателей задач», относящихся к разряду творческих. Второе направление связано с разработкой роботов, автономно действующих в реальной среде и решающих нетривиа­льные задачи, поставленные человеком. Третье — главное — направ­ление связано с коренной интеллектуализацией ЭВМ путем осна­щения их программно-техническими средствами высокого уровня, способными делать логические выводы.

Инструментарием, носителем искусственного интеллекта являются ЭВМ, роботы, экспертные системы, телекоммуникации. Непосредственным толчком к выработке нового подхода к ИИ, его понимания как искусственного аналога социального интеллекта послужили разработки пятого поколения ЭВМ в начале 80-х годов. В Японии, а затем сразу же в США, Западной Европе и с опозданием в 3—4 года в СССР были опубликованы проекты создания вычис­лительной системы (ВС) пятого поколения, реализующей функции интеллекта, включая функцию абстрактного мышления. Главными элементами этой «социальной машины» являются: «супермозг науки» — центральный процессор с быстродействием свыше 10 млрд. оп/с;

6. Творческая система, интеллектуальные системы — это информационные комплексы, оснащенные ИИ.

Творческие системы (Creative Systems) не просто творят новые знания, не просто дают новое представление об объекте, новые управленческие решения — это могут делать информационные системы неполного цикла, — а творят, созидают новые состояния объектов — предприятий, учреждений, технологий, хозяйственных комплексов, т.е. обеспечивают их развитие. Эти системы обеспе­чивают автоматизированный, высокопроизводительный процесс перевода знаний (книг, статей, патентов, квалификации людей) в ИР, т.е. в конкретные программы и решающие алгоритмы.

6. Квантификация знаний. Это умственная (интеллектуальная) деятельность всегда была областью, где нет метрики, где фигурируют лишь качественные, трудно определимые понятия.

Знания в виде информации можно учесть с помощью единицы семантической информации — ранжиро­ванного бита.

Ранжированный бит — это информационная единица, отражаю­щая величину системной, социальной ценности конкретного сообще­ния.

Информационный ресурс — это отчуждаемые знания, становя­щиеся сообщениями, — выступает в пассивной и активной формах. К пассивной относятся такие формы существования знаний, когда они не связаны или слабо связаны с конкретными предметными облас­тями (книги, статьи, патенты, банки данных). Активные формы существования ИР : модель, алгоритм, программа, проект. Каждая из этих четырех активных форм ИР может иметь разные степени общности, научно-технический уровень и завершенность (комплек­тность).

Формирование аксиоматики т.е. фундаментальных соотношений, — решающий момент в становлении любой науки. Аксиоматика вводится дедуктивным путем.

Первая аксиома информатики.

В сложных системах управления управляющая подсистема имеет иерархическую структуру. Назовем наблюдателем главный, верхний элемент управляющей подсистемы. К каждому элементу управ­ляющей подсистемы от наблюдателя идет исходный информа­ционный поток (бит), равный

(1)

где N— количество сигналов (команд, документов, данных, указаний и т. п.), исходящих от наблюдателя; Н— энтропия этих сигналов ().

Вторая аксиома информатики.

Информационная напряженность каждого элемента управляющей подсистемы g, определяется инфор­мационным воздействием на него наблюдателя с учетом энтропии данного элемента :

(2)

Третья аксиома информатики.

Информационная напряженность всей управляющей подсистемы равна сумме напряженности всех ее элементов, включая и наблюдателя:

, (3)

где — информационная напряженность конкретного j-го элемента;

т — число элементов управляющей подсистемы.

Четвертая аксиома информатики устанавливает соотношение между полным информационным потоком , воздействующим на объект управления за период его перехода в новое целевое состояние, информационной напряжённостью G и энергией объекта управления, затрачиваемой объектом управления на переход в новое состояние:

, (4)

Причём энергия имеет смысл и размерность информационной энергии.

Пятая аксиома информатики.

Работа управляющей подсистемы А (осуществление физической работы, затраты вещественно-энергетических ресурсов на осуществление информационной работы) состоит из двух частей:

, (5)

где а — внутренняя работа управляющей подсистемы, затраченная на компенсацию ее исходной энтропии; b — работа, направленная на объект, т.е. усилия управляющей подсистемы на её информационную отдачу.

Лекция 3 Информатизация общества

Представление об информационном обществе.

На протяжении всей истории развития человеческой цивили­зации основным предметом труда являлись объекты материаль­ной сферы, а могущество государства определялось в первую очередь его золотым запасом, богатством природных ресурсов, размерами территории и выгодным месторасположением, числен­ностью населения и т.п. В этих условиях основная часть трудо­способного населения была занята в сфере материального произ­водства и обслуживания, а основные научно-производственные усилия общества направлялись на совершенствование машин, механизмов, инструментов и технологий, облегчающих работу с материальными объектами.

Справка: Рост объема накапливаемых человечеством знаний характе­ризовался увеличением темпов прироста объемов используемой информации. Так, если в XVIII в. эти объемы удваивались каж­дые 50 лет, то к 1950 г. - каждые 10 лет, а к 1970 г. - каждые 5 лет, сейчас такое удвоение происходит примерно каждые 2 года.

Рост объемов информации, перерабатываемой в процессе че­ловеческой деятельности, сопровождается постоянным перерасп­ределением трудовых ресурсов из сферы материального производ­ства в информационную сферу. Особенно ярко это проявляется в промышленно развитых странах. Например, если в 1880 г. на долю работников, занятых в информационной сфере США, приходи­лось только 5% общей численности работающих, то в дальнейшем этот показатель менялся следующим образом: в 1900 г. -10%, в 1946 г. - 30%, в 1980 г. - 45 %, в 1990 г. - 51%, в 2000 г. свыше 60% .

В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций — преобразований общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработ­ки информации. Следствием подобных преобразований являлось приобретение человечес­ким обществом нового качества.

Первая революция связана с изобретением письменности, что привело к гигантско­му качественному и количественному скачку. Появилась возможность передачи знаний от поколения к поколениям.

Вторая (середина XVI в.) вызвана изобретением книгопечатания, которое радикаль­но изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.

Третья (конец XIX в.) обусловлена изобретением электричества, благодаря которо­му появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.

Четвёртая связана с изобретением микропроцессорных технологий и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах со­здаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:

• переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;

• миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;

• создание программно-управляемых устройств и процессов.

Для создания более целостного представления об этом периоде целесообразно позна­комиться с приведенной ниже справкой о смене поколений электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и сопоставить эти сведения с этапами в области обработки и передачи ин­формации.

Справка о смене поколений ЭВМ.

1-е поколение (начало 50-х гг.). Элементная база — электронные лампы. ЭВМ отличались большими габаритами, большим по­треблением энергии, мапым быстродействием, низкой надежностью, программирова­нием в кодах.

2-е поколение (с конца 50-х гг. ). Элементная база — полупроводниковые элементы. Улучшились по сравнению с ЭВМ предыдущего поколения все технические характе­ристики. Для программирования используются алгоритмические языки.

3-е поколение (начало 60-х гг.). Элементная база — интегральные схемы, многослой­ный печатный монтаж. Резкое снижение габаритов ЭВМ, повышение их надежности, увеличение производительности. Доступ с удаленных терминалов.

4-е поколение (с середины 70-х гг.). Элементная база — микропроцессоры, большие интегральные схемы. Улучшились технические характеристики. Массовый выпуск персональных компьютеров. Направления развития: мощные многопроцессорные вы­числительные системы с высокой производительностью, создание дешевых микро­ЭВМ.

5-е поколение (с середины 80-х гг.). Началась разработка интеллектуальных компью­теров, пока не увенчавшаяся успехом. Внедрение во все сферы компьютерных сетей и их объединение, использование распределенной обработки данных, повсеместное применение компьютерных информационных технологий.

Последняя информационная революция выдвигает на первый план новую отрасль — информационную индустрию, связанную с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими инфор­мационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно теле­коммуникации. Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи.

Информационная технология (ИТ) — процесс, использующий совокуп­ность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Телекоммуникации — дистанционная передача данных на базе компью­терных сетей и современных технических средств связи.

Таким образом, наряду с материальными, трудовыми и фи­нансовыми ресурсами возник новый вид - информационные ре­сурсы, которые стали играть доминирующую роль. В 1975 г. кон­гресс ЮНЕСКО определил, что экономический потенциал любой страны наряду с такими традиционными показателями националь­ного богатства и экономики, как численность населения, нацио­нальный доход, богатства природных ресурсов и т.п., характери­зуется еще и информационной вооруженностью, определяемой как способность быстро и качественно обрабатывать информацию, возникающую во всех сферах деятельности общества.

Появилось понятие «информационно-индустриальное обще­ство». В наиболее развитых странах возникли такие отрасли, как экономика знаний, индустрия информации, а производство информации и информационных технологий стало одной из самых прибыльных и стремительно растущих отраслей.

Если в индустриальном обществе стратегическим ресурсом является капитал, то в информационно-индустриальном обществе этим ресурсом становятся информация, знания, творчество. Все более реальным становится крылатое выражение "кто вла­деет информацией, тот владеет миром".

В этих условиях неизмеримо возрастают требования, предъяв­ляемые к организации процессов сбора, хранения, передачи и об­работки информации, так как качество и оперативность их реа­лизации часто имеют решающее значение.

Основные научно-технические усилия общества направляют­ся на создание средств и методов, обеспечивающих эффективную обработку информации, необходимой для принятия рациональ­ных (оптимальных) управленческих решений. Несомненным прорывом в этом плане стало массовое появление на рынке пер­сональных компьютеров (ПК). Относительно недорогие, высоко­производительные и достаточно надежные, оснащенные про­граммными средствами, ориентированными на специалистов уп­равления-непрофессионалов в области вычислительной техники, они быстро "захватили" весь мир.

В настоящее время свыше 90% всех "белых воротничков" (кон­торских служащих) в США в своей работе используют ПК. Для стран Европейского союза этот показатель составляет около 70%.

Однако волна компьютеризации в последние годы стала на­ступать и на Россию. Так, по данным журнала PC Week (№ 6, март, 2000), в России сейчас только карманных компьютеров продается за год от 25 до 30 тыс. на общую сумму 12-13 млн долл.

Особая роль для развития бизнеса в новом тысячелетии отво­дится применению информационных возможностей глобальной сети Интернет. На экономическом форуме, состоявшемся в нача­ле 2000 г. в Давосе (Швейцария), было признано существование даже не новой отрасли, а категории экономических взаимоотно­шений, именуемой «Интернет-экономикой», развитие которой, по прогнозам экспертов, будет осуществляться опережающими тем­пами.

Усложнение индустриального производства, социальной, экономической и политичес­кой жизни, изменение динамики процессов во всех сферах деятельности человека привели, с одной стороны, к росту потребностей в знаниях, а с другой — к созданию новых средств и способов удовлетворения этих потребностей.

Как понимают ученые информационное общество.

Японские ученые считают, что в информационном обществе процесс компьютеризации даст людям доступ к надежным источникам информации, избавит их от рутинной работы, обеспечит высокий уровень автоматизации обработки информации в производственной и социальной сферах. Движущей силой развития общества должно стать производство ин­формационного, а не материального продукта. Материальный же продукт станет более ин­формационно емким, что означает увеличение доли инноваций, дизайна и маркетинга в его стоимости.

В информационном обществе изменятся не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастет значимость культурного досуга по отношению к мате­риальным ценностям. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено на производство и потребление товаров, в информационном обществе производятся и потреб­ляются интеллект, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда. От челове­ка потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания.

Материальной и технологической базой информационного общества станут различно­го рода системы на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, информационной технологии, телекоммуникационной связи.

Информационное общество — общество, в котором большинство работа­ющих занято производством, хранением, переработкой и реализацией ин­формации, особенно высшей ее формы — знаний.

Информационное общество - концепция постиндустриального общества; новая историческая фаза развития цивилизации, в которой главными продуктами производства являются информация и знания. Отличительными чертами информационного общества являются:

- увеличение роли информации и знаний в жизни общества;

- возрастание доли информационных коммуникаций, продуктов и услуг в валовом внутреннем продукте;

- создание глобального информационного пространства, обеспечивающего эффективное информационное взаимодействие людей, их доступ к мировым информационным ресурсам и удовлетворение их потребностей в информационных продуктах и услугах.

Этот термин возник во второй половине 60-х гг., когда человечество впервые осознало наличие "информационного взрыва". Количество информации, циркулирующее в обществе, стало стремительно возрастать. Потом был найден закон увеличения информации в обществе. Оказалось, что этот закон представляет собой экспоненциальную функцию, что и позволило говорить об "информационном взрыве". Появилась уверенность в том, что справиться с такой лавиной информации человек не сможет. Для этого нужны специальные средства обработки информации, ее хранения и использования.

Грядущую эру в истории человечества стали называть не только информационным обществом, но и обществом знаний, постиндустриальным обществом, инфосферой. А. Тоффлер ввел в научный оборот теорию трех революций, согласно которой человечество пережило уже аграрную и индустриальную революции и стоит на пороге информационной революции.

Само название "информационное общество" впервые появилось в Японии. Оно стало основным в докладе специальной группы по научным, техническим и экономическим исследованиям, созданной японским правительством для выработки перспектив развития экономики страны. Специалисты, предложившие этот термин, разъяснили, что он характеризует общество, в котором в изобилии циркулирует высокая по качеству информация, а также есть все необходимые средства для ее хранения, распределения и использования. Информация легко и быстро распространяется по требованиям заинтересованных людей и организаций и выдается им в привычной для них форме. Стоимость пользования информационными услугами настолько невысока, что они доступны каждому.

Американский специалист Ф. Махлуп еще в начале 60-х гг. говорил, что информация может рассматриваться как своего рода промышленный продукт и производство ее — один из видов промышленной индустрии. Об этом же писал чуть позже В. М. Глушков, предложивший концепцию безбумажной технологии в организации сферы управления и распределения в обществе. Но именно японцы стали активными пропагандистами идеи о промышленном значении информации. И они блестяще использовали ее в конкурентной борьбе на мировом рынке. Японские приборы, системы и вычислительные машины, без которых невозможно создать техносферу для информационного общества, преобладают на мировом рынке.

К 1980 г. в наиболее развитых странах мира сфера информационного бизнеса и информационных услуг резко выросла. Например, к этому времени в сельском хозяйстве США было занято 3% работающих, в промышленности — 20%, в сфере обслуживания — 30% и 48% людей было занято в создании средств для работы с информацией и непосредственно самой работой с нею.

Переход к информационному обществу не сулит каких-либо перемен в социальных благах, останется расслоение населения на более обеспеченных и менее обеспеченных, в различной мере способных воспользоваться плодами информатизации. Сфера информационных услуг, конечно, будет дифференцирована, и ряд наиболее важных услуг по своей стоимости будет выше возможностей среднего члена общества. Проблема равного доступа к информации возникает не только внутри одной страны, но будет проявляться (и уже проявляется, например, в обмене информацией, полученной из космоса) на межгосударственном уровне. Создание и владение большими банками данных о различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, о потенциальных продавцах и покупателях уже сейчас составляют главное богатство многих бирж, брокерских контор и других организаций, занятых перераспределением товаров. Поговаривают даже об информационной войне.

Одна из особенностей информационного общества — возрастание удельного веса индивидуального труда, почти исчезнувшего в индустриальном обществе. Развитая сеть автоматизированных рабочих мест позволит многим специалистам, не выходя из дома, принимать участие в общественном производстве.

Большие изменения ожидаются в сфере образования, которое также станет в значительной степени индивидуальным. Предполагаются крупные изменения и в организации научной деятельности. Быстрый обмен результатами по вычислительным сетям, не связанный с задержками на полиграфическое производство, уже сейчас в развитых странах позволяет значительно ускорить темпы развития научных исследований.

Внедрение в индустриальное производство новых информационных технологий и робототехнических систем изменит характер труда в промышленности, резко снизит число людей, занятых в этой сфере, изменит саму технологию и организацию производства.

В информационном обществе информатика будет играть столь же важную роль, какую играли инженерные науки, физика и химия в индустриальном обществе. В реальной практике развития науки и техники передовых стран в конце XX в. посте­пенно приобретает зримые очертания созданная теоретиками картина информационного общества. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьюте­ризированное и информационное сообщество людей, проживающих в электронных кварти­рах и коттеджах.

При переходе к информационному обществу возникает новая индустрия переработки информации на базе компьютерных и телекоммуникационных информационных техно­логий.

Ряд ученых выделяют характерные положительные черты информационного общества:

• решена проблема информационного кризиса, т.е. разрешено противоречие между ин­формационной лавиной и информационным голодом;

• обеспечен приоритет информации по сравнению с другими ресурсами;

• главной формой развития станет информационная экономика;

• в основу общества будут заложены автоматизированные генерация, хранение, обра­ботка и использование знаний с помощью новейшей информационной техники и тех-цологии;

• информационная технология приобретет глобальный характер, охватывая все сферы социальной деятельности человека;

• формируется информационное единство всей человеческой цивилизации;

• с помощью средств информатики реализован свободный доступ каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации;

• реализованы гуманистические принципы управления обществом и воздействия на ок­ружающую среду.

Кроме положительных моментов прогнозируются и опасные тенденции:

• все большее влияние на общество средств массовой информации;

• информационные технологии могут разрушить частную жизнь людей и организаций;

• существует проблема отбора качественной и достоверной информации;

• многим людям будет трудно адаптироваться к среде информационного общества.

Су­ществует опасность разрыва между "информационной элитой" (людьми, занимающи­мися разработкой информационных технологий) и потребителями.

Ближе всех на пути к информационному обществу стоят страны с развитой информа­ционной индустрией, к числу которых следует отнести США, Японию, Англию, Германию, страны Западной Европы. В этих странах уже давно одним из направлений государственной политики является направление, связанное с инвестициями и поддержкой инноваций в ин­формационную индустрию, в развитие компьютерных систем и телекоммуникаций.

Роль информатизации в развитии общества.

Возрастание объема информации особенно стало заметно в середине XX в. Лавинооб­разный поток информации хлынул на человека, не давая ему возможности воспринять эту информацию в полной мере. В ежедневно появляющемся новом потоке информации ориен­тироваться становилось все труднее. Подчас выгоднее стало создавать новый материальный или интеллектуальный продукт, нежели вести розыск аналога, сделанного ранее. Образова­ние больших потоков информации обусловливается:

• чрезвычайно быстрым ростом числа документов, отчетов, диссертаций, докладов и т.п., в которых излагаются результаты научных исследований и опытно-конструктор­ских работ;

• постоянно увеличивающимся числом периодических изданий по разным областям че­ловеческой деятельности;

• появлением разнообразных данных (метеорологических, геофизических, медицин­ских, экономических и др.), записываемых обычно на магнитных лентах и поэтому не попадающих в сферу действия системы коммуникации.

Как результат — наступает информационный кризис (взрыв), который имеет следующие проявления :

• появляются противоречия между ограниченными возможностями человека по воспри­ятию и переработке информации и существующими мощными потоками и массивами хранящейся информации. Так, например, общая сумма знаний менялась вначале очень медленно, но уже с 1900 г. она удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. удвоение происхо­дило каждые 10 лет, к 1970 г. — уже каждые 5 лет, с 1990 г. — ежегодно;

• существует большое количество избыточной информации, которая затрудняет воспри­ятие полезной для потребителя информации;

• возникают определенные экономические, политические и другие социальные барьеры, которые препятствуют распространению информации. Например, по причине соблю­дения секретности часто необходимой информацией не могут воспользоваться работ­ники разных ведомств.

Эти причины породили весьма парадоксальную ситуацию — в мире накоплен громад­ный информационный потенциал, но люди не могут им воспользоваться в полном объеме в силу ограниченности своих возможностей. Информационный кризис поставил общество перед необходимостью поиска путей выхода из создавшегося положения. Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельнос­ти послужило началом нового эволюционного процесса, называемого информатиза­цией.

Информатизация общества — организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удов­летворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, орга­низаций, общественных объединений на основе формирования и использо­вания информационных ресурсов .

Рассмотрим этот процесс более подробно.

История развития информатизации началась в США с 60-х гг., затем с 70-х гг. — в Японии и с конца 70-х — в Западной Европе.

Современное материальное производство и другие сферы деятельности все больше нуждаются в информационном обслуживании, переработке огромного количества информа­ции. Универсальным техническим средством обработки любой информации является ком­пьютер, который играет роль усилителя интеллектуальных возможностей человека и общества в целом, а коммуникационные средства, использующие компьютеры, служат для связи и передачи информации. Появление и развитие компьютеров — это необходимая со­ставляющая процесса информатизации общества.

Информатизация общества является одной из закономерностей современного социаль­ного прогресса. Этот термин все настойчивее вытесняет широко используемый до недавне­го времени термин "компьютеризация общества". При внешней похожести этих понятий они имеют существенное различие.

При компьютеризации общества основное внимание уделяется развитию и внедрению технической базы компьютеров, обеспечивающих оперативное получение результатов переработки информации и её накопления.

При информатизации общества основное внимание уделяется комплексу мер, направленных на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех видах человеческой деятельности.

Таким образом, "информатизация общества" является более широким понятием, чем "компьютеризация общества", и направлена на скорейшее овладение информацией для удовлетворения своих потребностей. В понятии "информатизация общества" акцент надо делать не столько на технических средствах, сколько на сущности и цели социально-техни­ческого прогресса. Компьютеры являются базовой технической составляющей процесса ин­форматизации общества.

Информатизация на базе внедрения компьютерных и телекоммуникационных техно­логий является реакцией общества на потребность в существенном увеличении производи­тельности труда в информационном секторе общественного производства, где сосредоточено более половины трудоспособного населения. В настоящее время все страны мира в той или иной степени осуществляют процесс инфор­матизации. Неправильно выбранная стратегия информатизации или ее недостаточные динамизм и мобильность могут привести к существенным, а подчас драматическим изменениям во всех сферах жизни страны. Как известно, первая страна, которая начала информатизацию, — это США. Другие промышленно развитые страны мира, поняв перспективность и неизбежность этого направления, достаточно быстро сориентировались и стали наращивать темпы внедрения компьютеров и средств телекоммуникаций. В настоящее время вся дело­вая и политическая пресса США полна бесконечных дискуссий о потере рынков сбыта этой страной в компьютерной, телекоммуникационной и микроэлектронной областях за счет вы­теснения США другими развитыми странами (Японией, Германией и др.).

Основные идеи японского проекта информатизации.

В настоящее время Япония находится на второй стадии информатизации.

Цель японского проекта — связать те услуги, которые раньше предлагались отдельно. Для этого все виды информации от телефонных посланий и телепрограмм до собст­венно компьютерной продукции должны передаваться по одному общему кабелю. В перспективе каждый абонент кабельной сети сможет получить несколько услуг одно­временно. Большое внимание в проекте также уделяется созданию терминалов для неопытных пользователей с интеллектуальным интерфейсом, где ввод информации осуществляется голосом.

Предполагается, что полное осуществление проекта информатизации займет 20 лет и потребует около 100млрд.дол. капиталовложений. Кроме того, несмотря на неудачу с созданием компьютеров 5-го поколения, принята рассчитанная на 10 лет общей стоимостью 480 млн.дол. программа разработки новых типов компьютеров:

• компьютеров с высокой степенью параллелизма обработки информации, в которых одновременно выполняют сложные операции десятки — сотни процессоров;

• компьютеров с нейронными сетями, работа которых аналогична функционирова­нию мозга;

• компьютеров, в которых передача информации осуществляется светом.

В любой стране независимо от уровня ее развития понимают в той или иной мере не­избежность и необходимость претворения в жизнь идей информатизации общества. Многие страны имеют национальные программы информатизации с учетом местных особенностей и условий. Однако при создании и внедрении таких программ следует опираться на опыт передовых стран, учесть их успехи и неудачи, отразить в них существующие и перспектив­ные тенденции информатизации.

Для успешной реализации программы информатизации желательно следовать общим для всего мирового сообщества принципам:

• отказ от стремления в первую очередь обеспечить экономический рост страны;

• необходимость замены экономической структуры, основанной на тяжелой промыш­ленности, структурой, базирующейся на наукоемких отраслях;

• признание приоритетного характера информационного сектора;

• широкое использование достижений науки и техники;

• вложение значительных финансовых средств в информатизацию, как государствен­ную, так и частную;

• объявление роста благосостояния страны и ее граждан за счет облегчения условий коммуникации и обработки информации главной целью информатизации. Результатом процесса информатизации является создание информационного общест­ва, где манипулируют не материальными объектами, а символами, идеями, образами, ин­теллектом, знаниями. Если рассмотреть человечество в целом, то оно в настоящее время переходит от индустриального общества к информационному.

Для каждой страны ее движение от индустриального этапа развития к информацион­ному определяется степенью информатизации общества.

Информационная культура.

В период перехода к информационному обществу кроме решения описанных выше проблем необходимо подготовить человека к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации. Кроме того, новые условия работы порождают зависимость информированности одного че­ловека от информации, приобретенной другими людьми. Поэтому уже недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, а надо научиться такой технологии работы с информацией, когда подготавливаются и принимаются решения на основе коллек­тивного знания. Это говорит о том, что человек должен иметь определенный уровень куль­туры по обращению с информацией. Для отражения этого факта был введен термин информационная культура.

Информационная культура — умение целенаправленно работать с ин­формацией и использовать для ее получения, обработки и передачи ком­пьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.

Информационная культура в узком смысле — это уровень достигнутого в развитии информационного обще­ния людей, а также характеристика информационной сферы жизнедеятельности людей, в которой мы можем отметить степень достигнутого, количество и качество созданного, тен­денции развития, степень прогнозирования будущего".

Для свободной ориентации в информационном потоке человек должен обладать ин­формационной культурой как одной из составляющих общей культуры. Информационная культура связана с социальной природой человека. Она является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:

• в конкретных навыках по использованию технических устройств (от телефона до пер­сонального компьютера и компьютерных сетей);

• в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;

• в умении извлекать информацию из различных источников: как из периодической пе­чати, так и из электронных коммуникаций, представлять ее в понятном виде и уметь ее эффективно использовать;

• во владении основами аналитической переработки информации;

• в умении работать с различной информацией;

• в знании особенностей информационных потоков в своей области деятельности.

Информационная культура вбирает в себя знания из тех наук, которые способствуют ее развитию и приспособлению к конкретному виду деятельности (кибернетика, информа­тика, теория информации, математика, теория проектирования баз данных и ряд других дисциплин). Неотъемлемой частью информационной культуры являются знание новой ин­формационной технологии и умение ее применять как для автоматизации рутинных опера­ций, так и в неординарных ситуациях, требующих нетрадиционного творческого подхода.

Лекция 4 Информация, её виды и свойства способы измерения

Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов, газет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т.д. Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств. Хранит и перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы. Передаваемая информация обычно касается каких-то предметов или нас самих и связана с событиями, происходящими в окружающем нас мире.

Понятие ""информация"" - есть первичное и неопределяемое понятие. Оно предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между передатчиком и приемником.

Понятие информации используется во всех сферах человеческой жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной науки. Цели исследования или просто от наших представлений. Для теоретической информатики информация играет такую же роль, как и вещество в физике.

«Информатика – это не про компьютеры, так же как арифметика - не про арифмометр, а музыка – не про пианино»- А. Левенчук.

И подобно тому, как веществу можно приписывать довольно большое количество характеристик: массу, заряд, объем и т. д., так и для информации имеется пусть и не столь большой, но достаточно представительный набор характеристик. Различают следующие разновидности информации:

• генетическая информация;

• геологическая информация;

• синоптическая информация;

• ложная информация (дезинформация);

• полная информация;

• экономическая информация;

• техническая информация и т. д.

Термин информация имеет несколько определений.

1. В «Энцик­лопедии кибернетики» «информация ( лат. information — разъяснение, изложение, осведомленность ) — одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т. п.».

2. В теории ин­формации и кибернетике под информацией понимается не каж­дое сообщение, а лишь такое, которое содержит не известные ранее его получателю факты, дополняющие его представление об изучаемом или анализируемом объекте (процессе). Другими словами, информация — сведения, которые должны снять в большей или меньшей степени существующую до их получения неопределенность у получателя, пополнить систему его пони­мания объекта полезными сведениями

3. В широком смысле «информация» — это отражение реального мира; в узком смысла «информация» — это любые сведения, являющиеся объектом хране­ния, передачи и преобразования.

В современном мире информация, как правило, обрабатывается на вычислительных машинах. Поэтому информатика тесно связана с инструментарием — вычислительной машиной.

С понятием информации связаны такие понятия как сигнал, сообщение и данные.

Сигнал представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Сообщение- это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

Наряду с информацией в информатике широко используется еще один термин: данные (лат. data). Этот термин принято применять в отношении информации, представ­ленной в виде, позволяющем хранить, передавать или обрабатывать ее с помощью технических средств. Поэтому наряду с терминами ввод информации, обработка информации, хранение информации, поиск информации используются термины ввод данных, обработка данных, хранение данных и т. п. Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Информацией являются исходные данные.

На рисунке 1 приведена классификация информации.

Рисунок 1 - Классификация информации по разным признакам

Для того, чтобы определить набор важнейших показателей качества, необходимо оценить информацию с точки зрения ее потребителя.

Определения свойств информации:

1. Релевантность — способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя.

2. Полнота — свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект и или процесс.

3. Своевременность — способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени.

4. Достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок.

5. Доступность — свойство информации, предоставляющее возможность её получения пользователем.

6. Эргономичностъ — свойство, характеризующее эффективную работу пользователя с информацией.

7. Живучесть— способность информации удовлетворять потребности пользователя с течением времени.

8. Ценность – свойство, зависящее от вышеперечисленных характеристик информации.

9. Защищённость- свойство, исключающее доступ к ней постороннего пользователя.