Лекция № 1 Введение в информатику. Человек и информация
Оценка 4.6

Лекция № 1 Введение в информатику. Человек и информация

Оценка 4.6
doc
20.11.2021
Лекция № 1 Введение в информатику. Человек и информация
Лекция №1 Введение в дисциплину.doc

Лекция № 1

Введение в информатику. Человек и информация

 

1. Информатика как научная дисциплина

Последняя информационная революция привела к появлению множества новых областей теории и практики, которые связаны с изучением и производством технических средств, методов, технологий, обеспечивающих прирост новых знаний.

Одной из таких областей знаний является информатика.

Понятие «информатика» возникло в 60-х годах во Франции для обозначения области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин (ЭВМ). Французский термин Informatique (информатика) образован путем слияния начала слова information (информация) и конца слова 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 сферы человеческой деятельности связано, в первую очередь, с развитием компьютерной техники. Причем основная заслуга в данном случае принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х годов послужило началом 4-й информационной революции. С этого времени элементной базой вычислительной машины становятся интегральные схемы и микропроцессоры. Область, связанная с созданием и использованием компьютеров, получила еще один мощный импульс в своем развитии. Термин «информатика» начинает выступать в обновленном виде и служит не только для отражения успехов компьютерной техники, но связывается уже с глобальными процессами передачи и обработки информации.

В нашей стране подобная трактовка термина «информатика» утвердилась с момента принятия соответствующего решения в 1983 году 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 ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики».

В таком понимании информатика 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 ее функций, возможностей, средств и методов. Обобщая существующие определения этого термина, предлагаем такую трактовку:

Информатика – область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования и использования информации с помощью компьютера.

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации. Исходя из этого, задачи информатики состоят в следующем:

• исследование информационных процессов любой природы;

• разработка новейшей информационной технологии на базе компьютеров и компьютерных сетей;

• решение научных и инженерных проблем создания и внедрения аппаратно-программного обеспечения компьютеров.

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, предназначенной для создания новой информационной техники и технологии для решения проблем в других областях. Она предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где применение количественных методов кажется невозможным из-за неформализуемости изучаемых процессов и явлений. В будущем индустрия информатики станет ведущей в информационном обществе и обеспечит своевременную информированность любого ее члена.

Информатика как наука опирается на несколько фундаментальных наук - физику, электронику, радиотехнику, математику, кибернетику и др., а также имеет свои собственные разделы: операционные системы, архитектура ЭВМ, теоретическое программирование, теорию баз данных и др.

Информатика как область практической деятельности людей оформилась с появлением компьютеров и учит применять информационные технологии в современном обществе. Сейчас мы уже не представляем свою жизнь без компьютеров.

В школьных стенах информатика представлена соответствующей дисциплиной, которая призвана сформировать у вас необходимый уровень информационной культуры, научить системно-информационному подходу к окружающему миру, подготовить к полноценной жизни в информационном обществе.

Круг проблем, рассматриваемых информатикой, настолько широк, что помимо сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика, химия, биология, литература. Это обусловлено тем, что информатика представляет совершенно особую отрасль знаний, которая интегрирует (объединяет) все остальные. Благодаря ожидаемому внедрению информационных систем и технологий в различные сферы деятельности, можно представить область информатики как некую среду существования прочих дисциплин. Информатика должна стать дисциплиной совершенно иного уровня и  качества, нежели все существующие ныне. Она будет обобщать знания, полученные по другим предметам, учить новому системному осмыслению происходящих в мире процессов и явлений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Понятие информации

Информация относится к фундаментальным, неопределяемым понятиям науки информатика. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию «информация», но пока это понятие во многом остаётся интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:

-     в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, чьей-либо деятельности и т.п.;

-     в толковом словаре Ожегова информация – это сведения об окружающем мире и протекающих в нём процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством; сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь;

-     в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель (приёмник) сообщений, канал связи);

-     в кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы;

-     в теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределённости, неполноты знаний о них.

-     применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических сообщений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.

Мы будем использовать следующее понятие информации.

Информация – это сведения об окружающем мире, повышающие уровень осведомлённости человека.

Информация может существовать в виде:

-         текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

-         световых или звуковых сигналов;

-         радиоволн;

-         электрических и нервных импульсов;

-         магнитных записей;

-         жестов и мимики;

-         запахов и вкусовых ощущений;

-         хромосом и др.

Наряду с понятием «информация» в информатике часто употребляется понятие «данные». Покажем, в чём их различие.

Данные – результаты наблюдений над объектами и явлениями, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Как только данные начинают использовать в каких-либо практических целях, они превращаются в информацию. Исходя из этого, можно определить информацию как «используемые данные».

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ и др.) может содержать разное количество информации для разных людей – в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Так, сообщение на японском языке не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским языком. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

 

4. Человек и информация

Накопление человечеством опыта и знаний при освоении природы смешалось с освоением информации. Именно этот процесс и привел к образованию инфосферы. Такое понятие, как обработка информации, появилось совсем недавно, но обрабатывать информацию люди начали еще в древние времена.

Сначала из поколения в поколение информация передавалась устно. Это были сведения о профессиональных навыках, например, о приемах охоты, обработки охотничьих трофеев, способах земледелия и др. Но затем информацию стали фиксировать в виде графических образов окружающего мира. Первые наскальные рисунки, изображающие животных, растения и людей, появились примерно 20-30 тысяч лет назад.

Начатый поиск более современных способов фиксирования информации привел к появлению письменности. На чем только люди не писали! В Индии – на пальмовых листьях, в Вавилоне – на глиняных плитках, на Руси пользовались берестой. Как видим, письменность – новый шаг человечества в области хранения и передачи информации. Однако первым революционным явлением в этой сфере стало изобретение печатного станка, благодаря которому появилась книга и, таким образом, стало возможно массовое тиражирование профессиональных знаний, зафиксированных на материальном носителе.

Сегодня потоки книг, сливаясь с потоками технической документации и многотомной справочной литературой, образуют океаны информации. Эту информацию необходимо хранить и передавать потребителю, для чего нужен мобильный и емкий носитель.

Но книга является неудобным, сложным, дорогим, а главное "медленным" носителем информации. Вся многогранность содержания раскрывается человеку при перелистывании, чтении и рассматривании книги. Она не может непосредственно влиять на производственный процесс. Сначала человеку необходимо найти нужную ему книгу, освоить накопленные в ней знания, которые позже смогут дать толчок дальнейшему развитию производства. Книга, как носитель информации, сегодня уже отстает от стремительного продвижения человечества по пути освоения природы.

Был и другой вид информационной деятельности. Отдельные государства, стремясь к расширению своих территорий, проводили агрессивную политику по отношению к своим соседям. Подготовка и ведение боевых действий требовали информации о военном потенциале противника. Ее добывали, например, через разведчиков. Тогда остро встал вопрос о защите информации от утечки в посторонние руки. Стали развиваться методы кодирования, разрабатываться способы быстрой и безопасной пересылки информации.

Шли годы, рос объем информации, которой обменивалось общество. Для сбора, переработки и распространения информации создавались издательства и типографии – родилась информационная промышленность. Газеты, журналы и другие издания, выпускаемые большими тиражами, зачастую кроме полезной информации обрушивали на человека огромное количество и ненужных, бесполезных сведений. Для обозначения таких лишних сведений придумали специальный термин – информационный шум. Помимо печати появились и другие средства массовой информации – радио и телевидение. И общество привыкло к тому, что когда говорят об информации, то речь идет о сведениях, полученных через радио, газеты и т. д.

Революционным изобретением XX века явилась электронная вычислительная машина (ЭВМ). Она является как носителем информации, так и средством доставки ее потребителю. В совокупности с линиями связи, такими, как проводная, радио, космическая и оптическая, ЭВМ делает доступной любую часть гигантского океана информации, которая без непосредственного воздействия на человека может влиять на работу производственного оборудования, например, на станки с программным управлением.

 

5. Информационная система

Знакомство с информационной системой начнём с разбора понятий «система».

Система – любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородных объектов, объединённых для достижения определённого результата.

Системы значительно различаются между собой как по составу, так и по цели своего функционирования. Например, системой является образовательное учреждение, коммерческая фирма, автомобиль, компьютер и ещё множество различных объектов, которые, в зависимости от цели, можно рассматривать и как единое самостоятельное целое, и как совокупность нескольких объектов, взаимодействующих между собой.

Понятие «система» во множестве смысловых значений широко распространено в информатике. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера. Системой может также считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач.

Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель её создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации; помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

В качестве основного технического средства информационная система использует персональный компьютер. В крупных организациях, наряду с персональным компьютером, в состав технической базы информационной системы может входить суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы лишено самостоятельного значения, если не учитывать роли человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно её получение и дальнейшее использование.

Информационная система  - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, участвующих в обработке данных.

В работе информационной системы на равных участвуют как технические и программные средства, так и человек. Только в результате их взаимодействия возможна обработка первичной информации и получение информации нового качества.

Информационная система должна обеспечивать приём поступающей из источника информации, её преобразование, хранение и передачу результатов преобразования потенциальному потребителю (человеку, растению, устройству, другой информационной системе и т. д.). После приёма информации потребитель должен как-то реагировать, например, принимать решение, производить какую-то операцию, обрабатывать новое сообщение.

Любая информационная система может действовать по правилам разомкнутой или замкнутой схемы управления.

В разомкнутой информационной системе получаемая потребителем информация используется произвольно. От потребителя в информационную систему ничего не поступает. Система работает в автономном разомкнутом режиме, когда цель её функционирования не определяется потребителем.

Примером работы разомкнутой информационной системы служит компьютеризированная справочная система каталогов. Установленная в библиотеке система обеспечивает любого читателя информацией по интересующей его тематике. Получив соответствующий запросу перечень литературы, читатель прекращает взаимодействие с информационной системой, никак не повлияв ни на её работу, ни на хранящуюся в ней информацию.

В замкнутой информационной системе существует тесная связь между структурой и её потребителем. Информационная система ориентирована на конкретного потребителя и на его цели. Это достигается за счёт введения в её структуру канала обратной связи. По этому канала передаётся реакция потребителя на полученную им информацию. Информация, полученная от потребителя, поступает по каналу обратной связи в аппаратно-программную часть, где происходит её обработка совместно с данными, поступившими ранее из других источников. Результирующая информация вновь отправляется потребителю и т.п.

Например, идея замкнутой информационной системы воплощена при организации работы железнодорожной кассы. Сначала кассир обеспечивается необходимой информацией о наличии билетов. Как только очередной билет продан, кассир вводит сообщение об этом в компьютер. Соответствующая программа производит отметку о проданном билете.  В этой замкнутой системе обратная связь от потребителя реализована в виде сведений о проданных билетах.

В информационной системе происходят следующие процессы:

- ввод информации из внешних или внутренних источников;

- обработка входной информации и представление её в удобном виде;

- хранение как входной информации, так и результатов обработки;

- вывод информации для отправки потребителю или в другую систему;

- ввод информации от потребителя через обратную связь.

Информационную систему следует воспринимать как систему «Человек – Компьютер», занятую обработкой информации. Выходной продукцией этой системы является информация, на основе которой потребитель принимает решения.

В настоящее время сложилось представление об информационной системе как о системе, обязательно реализованной с помощью компьютерной техники. Однако информационную систему в целом можно понимать и в некомпьютерном варианте.

Значение информационной системы:

- освобождает работников от рутинной работы за счёт её автоматизации;

- обеспечивает достоверность информации;

- обеспечивает более рациональную организацию переработки информации на компьютере.

Структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем. Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Информационное обеспечение определяет всю совокупность данных, хранящихся в разных источниках. В первую очередь, это совокупность средств и методов построения базы данных. При этом существенное значение имеет наличие системы классификации и кодирования информации, т. к. любая база данных содержит справочники, описательная часть которых должна быть обязательно закодирована.

Кроме того, сюда входят унифицированные системы документации, которые создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

- к унифицированным формам документов;

- к составу и структуре параметров, характеризующих объект или процесс;

- к порядку внедрения, ведения и регистрации форм документов.

К информационному обеспечению относятся и схемы, отражающие маршруты движения информации и её объёмы, а также взаимосвязь различных параметров.

Техническое обеспечение состоит из комплекса технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства. В состав комплекса технических средств входят:

- компьютеры любых моделей;

- устройства сбора, накопления, обработки и вывода информации;

- устройства передачи данных и линии связи;

- расходные материалы и др.

Документацией оформляется выбор технических средств, структура, порядок эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение.

Математическое и программное обеспечение образуется совокупностью математических моделей, алгоритмов и программ, предназначенных для реализации задач информационной системы.

В состав программного обеспечения входят системные и специальные программные продукты, а также техническая документация. К системному программному обеспечению относятся комплексы программ для расширения функциональных возможностей компьютеров и усовершенствования контроля и управления процессом обработки данных. Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность пакетов прикладных программ, разработанных для конкретной информационной системы.

Организационное обеспечение содержит совокупность документов, регулирующих отношения внутри трудового коллектива, а также устанавливающих правила обращения персонала с техническими средствами.

Правовое обеспечение представлено правовыми нормами. Главной целью правового обеспечения является соблюдение законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции министерств, ведомств, организаций, местных органов власти.

 

6. Информационная технология

Слово «технология происходит от греческого «techne», что в переводе означает «искусство», «мастерство», «умение». С определённой точки зрения, все перечисленные понятия могут трактоваться как процессы. Под процессом обычно принято понимать совокупность определённых действий, направленных на достижение поставленной цели.

Под технологией материального производства понимается процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материала.

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества с такими природными богатствами, как нефть, газ, полезные ископаемые и др. Следовательно, процесс переработки информации по аналогии с процессом переработки материальных ресурсов тоже можно определить как технологию. Тогда справедливо следующее определение:

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Цель технологии материального производства – выпуск продукции, удовлетворяющей тем или иным потребностям человека или системы.

Цель информационной технологии – производство информации для её последующего анализа и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

В современном обществе основным техническим средством обработки информации служит персональный компьютер. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и использование телекоммуникаций определило новый этап развития информационной технологии, которая с этого момента получает наименования «новой», «компьютерной».

Определение «новая» подчёркивает радикально новаторский, а не эволюционный характер этой технологии. Её внедрение существенно изменяет содержание различных видов деятельности в учреждениях и организациях. В сферу новой информационной технологии включены также коммуникационные технологии, обеспечивающие передачу информации различными средствами, такими как телефон, телеграф, телевидение, факс и др.

Определение «компьютерная» подчеркивает, что основным средством реализации информационной технологии является компьютер.

Существуют три основных принципа компьютерной информационной технологии:

- интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;

- интеграция с другими программными продуктами;

- гибкое изменение данных и поставленных задач.

Технологический процесс материального производства реализуют с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т. п.

По аналогии, в информационной технологии должно быть нечто подобное. В роли технических средств производства информации выступает аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их участием перерабатывается первичная информация в информацию нового качества. В числе этих средств выделим программные продукты и назовём их программным инструментарием.

Инструментарий информационной технологии – совокупность программных продуктов, использование которых позволяет достичь поставленную пользователем цель. К инструментарию можно отнести, например, все известные программные продукты общего назначения: текстовый редактор, настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари.

Информационная технология представляет собой процесс, состоящий из чётко регламентированных правил выполнения различных операций с данными, хранящимися в компьютере. Основная цель - получить необходимую для пользователя информацию в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации.

Информационная система – это среда, равноправными элементами которой являются: работники персонала, компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, различного рода технические и программные средства связи и т. д. Основная цель – организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой систему «Человек – Компьютер», осуществляющую обработку информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на неё информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Таким образом, информационная технология является более ёмким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. Она представляет собой совокупность чётких целенаправленных действий по переработке информации в большинстве случаев при помощи компьютера.

Информационная система поддерживает принятие решений со стороны человека, который для получения необходимой информации должен владеть и умело применять компьютерную информационную технологию.

 

 

 

 

 

 

 


2. Место информатики в научном мировоззрении

Информатика – одна из фундаментальных областей научного знания, отражающая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации. Это стремительно развивающаяся сфера деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий.

 
 

 

 

 

 

 

 



Лекция № 1 Введение в информатику

Лекция № 1 Введение в информатику

Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов

Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов

Круг проблем, рассматриваемых информатикой, настолько широк, что помимо сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика,…

Круг проблем, рассматриваемых информатикой, настолько широк, что помимо сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика,…

Понятие информации Информация относится к фундаментальным, неопределяемым понятиям науки информатика

Понятие информации Информация относится к фундаментальным, неопределяемым понятиям науки информатика

Наряду с понятием «информация» в информатике часто употребляется понятие «данные»

Наряду с понятием «информация» в информатике часто употребляется понятие «данные»

Сегодня потоки книг, сливаясь с потоками технической документации и многотомной справочной литературой, образуют океаны информации

Сегодня потоки книг, сливаясь с потоками технической документации и многотомной справочной литературой, образуют океаны информации

Информационная система Знакомство с информационной системой начнём с разбора понятий «система»

Информационная система Знакомство с информационной системой начнём с разбора понятий «система»

Информационная система должна обеспечивать приём поступающей из источника информации, её преобразование, хранение и передачу результатов преобразования потенциальному потребителю (человеку, растению, устройству, другой информационной системе и…

Информационная система должна обеспечивать приём поступающей из источника информации, её преобразование, хранение и передачу результатов преобразования потенциальному потребителю (человеку, растению, устройству, другой информационной системе и…

В информационной системе происходят следующие процессы: - ввод информации из внешних или внутренних источников; - обработка входной информации и представление её в удобном виде; -…

В информационной системе происходят следующие процессы: - ввод информации из внешних или внутренних источников; - обработка входной информации и представление её в удобном виде; -…

При этом существенное значение имеет наличие системы классификации и кодирования информации, т

При этом существенное значение имеет наличие системы классификации и кодирования информации, т

Правовое обеспечение представлено правовыми нормами

Правовое обеспечение представлено правовыми нормами

Определение «новая» подчёркивает радикально новаторский, а не эволюционный характер этой технологии

Определение «новая» подчёркивает радикально новаторский, а не эволюционный характер этой технологии

Основная цель – организация хранения и передачи информации

Основная цель – организация хранения и передачи информации

Место информатики в научном мировоззрении

Место информатики в научном мировоззрении
Скачать файл