4

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНФОРМАТИКЕ

1.1.Информатика как наука

Внастоящее время под ИНФОРМАТИКОЙ понимают различные по своей природе понятия: научную дисциплину, отрасль народнохозяйственной деятельности, актуальное направление науки, электронную информационную технологию и т.д. Но наиболее часто этот термин используют в двух значениях: как электронную информационную технологию и как научную дисциплину, составляющую теоретическую основу этой технологии.

Информатика как научная дисциплина содержит следующие основополагающие понятия: информация и социальная коммуникация; языки представления информации, в том числе информационно-поисковые, алгоритмические, машинные; информационные процессы сбора, обработки, хранения, поиска и распространения информации, в частности, особое внимание обращено на автоматизацию семантической обработки и поиска информации с помощью вычислительной техники и построение автоматизированных информационных систем, дискуссионные проблемы: (предмет и объект изучения информатики), методы и средства реализации научно-информационной деятельности, а также вопросы практического применения основных методов и средств информатики при создании и эксплуатации автоматизированных систем.

Развитие информатики связано с именами таких ведущих ученых как П. Отле, А. Лафонтен, Н. Винер, К. Шеннон, Л. Бриллюэн, К. Муерс, М. Тауб, Ф. Ланкастер, Дж. Солтон, Д. Прайс, Й. Коблиц, И. Ползович, А. Мерт,

Ф. Бауэр, М. Глушков, А. Д. Урсул, А. И. Михайлов, А. И. Черный, Р. С. Гиляревский, А. В. Соколов и др. Своими фундаментальными научными исследованиями и практической деятельностью они положили начало изучению явления информации, анализу проблем социальной коммуникации, информационного поиска, разработке методов и средств механизации и автоматизации информационных процессов. Чрезвычайно широкая область интересов информатики обусловила в дальнейшем различные толкования ее как объекта и предмета изучения, и в настоящее время нет единого общепринятого определения информатики как науки.

Концепция научной информатики, разработанная и признанная у нас в стране, сформирована такими признанными учеными как А.И. Михайлов, А.И.Черный, Р.С. Гиляревский трактует информатику как научную дисциплину, изучающую структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации. При этом подчеркивается, что «…информатика - это пока лишь научная дисциплина, а не самостоятельная отрасль науки; информатика изучает структуру и общие свойства научной информации, а не любой информации, и даже не семантической информации; информатика занимается изучением всех процессов научной коммуникации, осуществляемых как по формальным

5

каналам, так и по неформальным каналам; информатика относится к кругу общественных дисциплин, так как она занимается изучением явлений и закономерностей, свойственных лишь человеческому обществу».

Таким образом, объектом изучения научной информатики являются научная информация (логическая структура знания) и закономерности научных коммуникаций, предметом изучения − закономерности научноинформационной деятельности (ее теория, история, методика, организация), которая заключается в сборе, обработке, хранении, поиске и распространении научно-технической информации.

Автоматизация процессов общественной коммуникации потребовала от представителей этой концепции уточнения предмета и объекта информатики. В частности, В.И. Горькова (ВИНИТИ) предложила считать информатику отраслью науки, изучающей процессы сбора, передачи, переработки, хранения, поиска, распространения и использования научной информации и разрабатывающей методы и средства реализации этих процессов с помощью информационной техники в целях повышения эффективности системы общественной коммуникации.

Наиболее актуальные проблемы, изучением которых занимается научная информатика следующие: семиотические (семиотика − наука, изучающая общие свойства знаков и знаковых систем); свойства и закономерности документальных информационных потоков, автоматизация семантической (смысловой) обработки информации (автоматизация реферирования, индексирования, перевода); автоматизация информационного поиска на базе современной вычислительной техники.

В последние годы в связи с быстрым совершенствованием ЭВМ, увеличением их быстродействия объемов внешней оперативной памяти, их миниатюризацией и снижением стоимости они все шире применяются во всех процессах переработки информации. Это породило представление о том, что именно прогресс в вычислительной технике является определяющим для развития всей сферы научной или социальной информатики. Не случайно под информатикой стали понимать совокупность научных дисциплин и средств обработки информации с помощью вычислительных машин, а также сферу применения вычислительной техники в различных областях человеческой деятельности.

Так академик Ершов А.П. определял информатику как отрасль науки, изучающей процессы сбора, передачи, переработки, хранения, поиска, распространения и использования научной информации, изучающую процессы передачи и обработки информации на ЭВМ. В сферу изучения информатики в этом случае входят алгоритмические языки и программирование. Академик Е.П. Велихов характеризует информатику как отрасль народного хозяйства, включающую вычислительную технику и электронную промышленность. Академик С. Михалевич представляет информатику как комплексную научную и инженерную дисциплину, изучающую все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки функционирования машинизированных систем. Академик А.А. Дороницын определяет информатику как слугу других

6

наук, которая не занимается изучением созданием конкретных материальных объектов, а снабжает методами исследования другие предметные области (диагностирование, прогнозирование, моделирование) и имеет предметом изучения три неразрывно и существенно связанные части - технические средства (в первую очередь вычислительную технику ), программные и алгоритмические. Вышеприведенные точки зрения можно свести к концепции

прикладной (технической) информатики. В рамках этой концепции сам термин «информатика» понимается двояко: как наука, изучающая процессы передачи и обработки информации в системах технической коммуникации, и как «сумма технологий», объединяющая материально-технические средства в виде ЭВМ, устройств и техники связи, программное обеспечение и математические методы.

Подводя итог вышесказанному, следует согласиться со всеми учеными, пытающимися определить место информатики среди наук и, с современной точки зрения, информатику можно рассматривать и как науку, и как прикладную дисциплину, и как отрасль народного хозяйства.

Информатику можно отнести к классу фундаментальных наук, потому что законы обработки информации едины в общественных, биологических и инженерных системах.

Информатику можно отнести к прикладным дисциплинам, потому что в ее состав входят: разработка методов и правил рационального проектирования устройств и систем обработки информации; технологии использования этих устройств и систем для решения научных и практических задач; методов взаимодействия человека с этими устройствами и системами.

Информатику можно рассматривать и как отрасль народного хозяйства, ответственную за производство технических средств обработки и передачи информации, обработку информации и производство программных средств и систем.

1.2 Определения информации

Термин «информация» происходит от латинского informatio, что означает изложение, разъяснение. В обыденной жизни под этим словом понимают сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим образом. Большинство научных дисциплин использует этот термин, хотя каждая из них вкладывает в него свое содержание.

Первое понятие информации дали журналисты и филологи в 20-30-е годы XX столетия как новости, сообщения, своеобразного газетного жанра, с помощью которого человек получает различного рода сведения, Более строгая трактовка термина «информация» связана с возникновением двух новых дисциплин - математической (статистической) теории информации и кибернетики.

В математической теории информации американского инженера и математика Клода Шеннона (1948), первоначально разрабатывавшейся

7

применительно к случайным процессам и явлениям, для которых характерна неопределенность исхода (да?, нет?), под информацией понимались не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. Итак, по теории Шеннона,

информация - это снятая неопределенность.

Неопределенность существует тогда, когда может произойти одно из нескольких событий, т. е. система может перейти в одно из нескольких состояний, При этом количество информации, получаемой в результате снятия неопределенности, вычисляется по формуле, называемой формулой

Шеннона:

m

I = − å pi log2 pi ,

i= 1

где I- количество информации; p - вероятность события; m - число возможных состояний системы.

В частном случае для равновероятных исходов, когда p1=p2=...=pi степень неопределенности, снимаемой в результате получения информации, измеряется логарифмом числа состояний системы и называется энтропией: H = log2 m. Для систем с двумя равновероятностными возможностями («да», «нет», или «плюс», «минус», или «0», «1») H = log22 = 1. Эта величина принята за единицу измерения и названа битом.

Как правило, состояние системы характеризуется не двумя, а большим числом возможностей выбора, Например, русская письменность использует 32 буквы алфавита; выбор идет из 32 двух возможностей, т.е. m = 32, Если допустить, что появление каждой буквы равновероятно, то каждая из них несет

Y = log232 = log 25 = 5 бит информации.

Равные по объему сообщения могут содержать разное количество информации. Чем больше разнообразие знаков, из которых состоит сообщение, тем больше в нем информации.

Таким образом, теория Шеннона дала возможность количественного определения информации в сообщении. Однако она полностью игнорирует содержание передаваемой информации, оставляет в стороне смысл сообщения. Было сделано несколько попыток найти меру содержательности информации для ее получателя. Так, советский математик Ю.Шрейдер предложил оценивать информацию по увеличению объема знаний у человека под воздействием информационного сообщения. Академик А. А. Харкевич предложил измерять содержательность информации по увеличению вероятности достижения цели после получения информации человеком или машиной. Однако и этот подход требует дальнейшей разработки.

В настоящее время в различных источниках, даются различные определения информации, зачастую противоречивые, поэтому, для частичного