Информатика как наука

15

Лекция 1

тема: Информатика как наука

1.            Информатика, история возникновения информатики

Информатика - молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности. До настоящего времени толкование термина И еще не является установившимся и общепринятым. Обратимся к истории вопроса, восходящей ко времени появления ЭВМ.

Информация (определение 1 с точки зрения кибернетики ) - любая совокупность сигналов воспринимаемая из внешней среды, выдаваемая во внешнюю среду, хранящаяся в себе.

После 2 мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика как наука об общих закономерностях в управлении и связи в различных системах: искусственных , биологических, социальных. В 1948 г амер. матем. Норберт Винер: "Кибернетика или управление и связь в животном и машине".

Вскоре вслед за появлением термина "К" в мировой науке стали использовать "computer science" в англ. В 60-70 -е французы ввели термин "Informatique". Ранее под И. понималась узкая область, изучающая структуру и общие свойства научной информации, изучаемой посредством научной литературы.

В 1978 г Международный конгресс по информатике определил:

Понятие Информатики. - охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием, и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия.

С развитием Информатики. возникает вопрос о ее взаимосвязи и разграничения с кибернетикой. Один из подходов - отнесение к области информатики исследование информационных технологий (ИТ) не в любых кибернетических системах (биологических, технических и т.д.), а только в социальных системах. Кибернетика исследует общие законы движения информации в произвольных системах, многие ученые считают кибернетику одной из составных частей информатики.

Информаткиа не только "чистая наука" она имеет широкий круг приложений, и может быть важнейшим из них является -совершенствование социального управления на основе новых информационных технологий.

Предметом Информатики как науки являются общие закономерности управления данными принципы организации и поиска данных и т.д..

Объектом приложений И. стали различные сферы деятельности.

Наиболее впечатляющие реализации ИТ, используют ставшие традиционными сокращения:

АСУ- комплекс технических и программных средств, образующих во взаимодействии с человеком управление объектами в производстве или общественной сфере.

АСУТП - Станок с ЧПУ. И т.д.

АСНИ - АС научных исследований, программно-аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, вводят в него данные автоматически в компьютер. Производит обработку в удобной для исследователя форме.

АОС - автоматизированная обучающая система.

САПР - система автоматизированного проектирования, используется для автоматизации труда проектировщика, чертежника, технолога и т. д.

2. Место информатики в системе наук

Так как информатика является наукой молодой, развивающейся, ее предметом является информация, движение которой существенно влияет на общество; информация используется повсюду, все это означает что информатику можно отнести к различным классам наук., по мнению акад Наумова Б.Н., Ершова А.П. и многих других.

Фундаментальная наука - те науки понятия, которых носят общенаучный характер, такими понятиями в информатике являются: Информация, процессы обработки информации, и т. д.. Таким образом Информатика является:

- фундаментальной естественной наукой              Естественная наука - имеют дело с объективными существенностями мира, существующими независимо от нашего сознания.

Информатики также имеет черты технических и гуманитарных наук.

              Технические науки - позволяют создать машинные системы

              Гуманитарные науки - связаны с вкладом в развитие социальной сферы.

              Так как в современном обществе все более возрастает роль информации, ее своевременности, достоверности и т. д. Возрастают потоки информации, возникает необходимость создания систем обработки информации, использующих достижения информационных технологий, технические средства обработки информации, можно говорить о том в настоящее время идет процесс информатизации общества и назвать современное общество информационным.

Информатизация общества – процесс проникновения информационных технологий во все сферы жизни и деятельности общества.

Информационное общество – “компьютеризированное”  - это общество во все сферы жизни и деятельность членов которого включены компьютер, телематика, другие средства информатики в качестве орудий интеллектуального труда.

3. Структура информатика

И. можно рассматривать как

- фундаментальную науку - занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных ИС.

- прикладную науку - разработкой ИС и ИТ в конкретной области, создание моделей коммуникаций, изучение информационных процессов в различных областях.

-          отрасль народного хозяйства

С другой стороны И. – это

-          технические средства,

-          программные средства,

-          алгоритмы или методы обработки.

4. Правовые аспекты информатики

Деятельность программистов и др. спец., работающих в сфере И., все чаще выступают в качестве объекта правового регулирования.

1992 - был принят Закон Российской Федерации "О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных". Содержание - юридические определения понятий, связанных с авторством распространением компьютерных программ и т. д..

Авторское право - распространяется на программы и БД, представленные в объективной форме, независимо от их материального носителя, назначения и достоинства, является результатом творческой деятельности автора.

Имущественные права - на программы и БД, созданные в порядке выполнения служебных обязанностей или по заданию работодателя, принадлежат работодателю, если в договоре между ним и автором не предусмотрено иное (на программу в ходе дипломного проектирования, принадлежат ВУЗу). Договор заключается в письменной форме и должен устанавливать следующие условия: объем и способы использования программы или БД, порядок выплаты и размер вознаграждения, срок действия договора.

Свободная продажа - экземпляра программы и БД допускается без согласия правообладателя и без выплаты ему дополнительного вознаграждения после первой продажи или другой передачи права собственности на этот экземпляр.

Выпуск под своим именем чужой программы или БД, незаконное воспроизведение или распространение влечет за собой уголовную ответственность.

Компьютерные преступления условно можно разделить на две большие категории:

- преступления, связанные с вмешательством в работу ПК: несанкционированный доступ в компьютерные сети и системы, ввод в ПО "логических бомб", разработка и распространение компьютерных вирусов, и т. д..

-          преступления, использующие компьютеры как необходимые технические средства: преступления спланированные на основе компьютерных моделей : в сфере бух. учета, и т. д..

Лекция 2

Тема: Информация, ее виды и свойства

Понятие информации является одним из фундаментальных в современной науке и базовым для информатики. В бытовом понимании это некоторые сведения, данные, знания и т. д.

              Информация - сведения об объектах и явлениях, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают о них степень неопределенности, неполноты знаний.

И. передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой И. (пример музыка, телепередача, текст и т.д.).

Существуют источники и получатели информации. Сообщение от источника к получателю передаются посредством какой-нибудь среды - передающая среда (воздух, лист бумаги, каналы связи и т. д.).

Для передачи сообщения от источника к получателю, необходима материальная субстанция - носитель информации. Сообщение, переданное с помощью носителя, наз. сигналом.

Сигнал - изменяющийся во времени физический процесс, он может содержать различные характеристики - параметры сигнала. Пример  электрический сигнал. Сигналы могут быть дискретными, аналоговыми.

Информация, перерабатываемая в ЭВМ представляется в виде величин.

Экономическая информация - совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.

2.            Классификация информации.

По месту возникновения:

-          входная

-          выходная

-          внутренняя

-          внешняя

по стадии обработки:

-          первичная

-          вторичная

-          промежуточная

-          результатная

по стабильности:

-          переменная

-          постоянная

по отображения:

-          текстовая

-          графическая

по функции управления:

-          плановая

-          нормативно-справочная

-          учетная

-          оперативная

-           

3.            Свойства информации.

Субъективное восприятие информации осуществляется через набор ее свойств:

- важность,

- достоверность,

- своевременность,

- доступность и т.д.

Одно и то же сообщение может передавать информацию в разной степени.

Объективные свойства информации - количество информации, кроме того информация имеет след свойства:

-          адекватность,

-          запоминаемость,

-          передаваемость,

-          преобразуемосьть,

-          воспроизводимость,

-          стираемость.

Высшей формой информации являются знания.

3.        Количество информации

              Клод Шеннон развил вероятностный подход к измерению информации, при создании ЭВМ привели к объемному подходу.

              Вероятностный подход:

              Позволяет определить объем памяти в битах для символов выбранного алфавита. Например, для кодирования 4 символов достаточно 2 бит, т. е. следующих битовых строк 00, 01, 10, 11.

Для кодирования 33 русских букв и 26 латинских букв прописных и строчных понадобится не менее 98 различных двоичных кода. Нужно определить какой длины в битах должен быть двоичный код каждого из этих символов.

В этом случае длина двоичного кода определяется минимальной степенью числа 2 большего 98. Для пояснения запишем степени числа 2:

20 = 1

21 = 2

22 = 4

23 = 8

24 = 16

25 = 32

26 = 64

27 = 132

Так как 64<98<132 необходимо использовать не менее 7 двоичных разряда или бита для кодирования 98 символов, при этом 132-98=34 кода не используются.

              Объемный подход:

              Бит – 0 или 1 в двоичной системе счисления.

Байт – 8 бит. Килобайт – 1024 байт, мегабайт – 1024 Кбайт, Гигабайт – 1024 Мбайта.

              Этот подход позволяет подсчитать какой объем памяти необходим для хранения информации на физическом носителе.

Лекция 3

Тема: Системы счисления

Лекция 4

Тема: Способы и форматы представления данных.

Лекция 5

тема: Кодирование текстовой, графической

и звуковой информации.

1.            Кодирование текстовой информации

Если каждому символу алфавита определить определенное целое число, то получиться некоторая система кодировки. Если целое число является двоичным, то можно получить двоичную кодировку алфавита.