Место информатики в системе наук

Теоретические основы информатики

1. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА И КАК ВИД ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.. 1

1.1.  ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИКИ.. 1

1.2.  МЕСТО ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ НАУК. 3

1.3.  СОЦИАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАТИКИ.. 4

2. ИНФОРМАЦИЯ, ЕЕ ВИДЫ И СВОЙСТВА. 5

2.1.  ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ИНФОРМАЦИИ.. 5

2.2.  ИНФОРМАЦИЯ И ФИЗИЧЕСКИЙ МИР. 7

2.3.  ИЗМЕРЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ.. 8

3. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ.. 10

3.1.  СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. 10

3.2.  АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ В ПОЗИЦИОННЫХ СИСТЕМАХ СЧИСЛЕНИЯ. 14

В любой науке есть фундамент, без которого невозможно правильное понимание ее прикладных аспектов (пример: математика – теория чисел, теория множеств, мат. логика и др.). Так же и с информатикой – можно изучить насколько программ и даже научиться программировать на каком-то одном языке, но это не вся информатика, не самая главная и интересная ее часть.

Теоретическая информатика складывается из ряда разделов математики: теории алгоритмов, теории автоматов, математической логики, теории формальных языков и грамматик, реляционной алгебры, теории информации и др. Теоретическая информатики старается методами точного анализа ответить на вопросы, возникающие при работе с информацией (пример: вопрос о количестве информации, наиболее рациональной организации для хранения и поиска нужной информации и др.). Изучение и понимание теоретических основ информатики является необходимым условием для того, чтобы стать специалистом в этой науке. Другое дело – с какой глубиной изучать. Многие разделы теоретической информатики достаточно сложны и требуют серьезной математической подготовке. Далее они будут рассмотрены скорее в ознакомительном порядке, с целью составить о них отчетливое представление.

 

ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА И КАК ВИД ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИКИ

Информатика – молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых разных сферах человеческой деятельности. Информатика тесно и неразрывно связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры и сети позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится необходимым.

До настоящего времени толкование термина «информатика» (в том смысле, как он используется в современной научной и методической литературе) еще не является установившимся и общепринятым.

История информатики восходит ко времени появления первых ЭВМ. После второй мировой войны на западе возникла и начала бурно развиваться кибернетика: наука об общих закономерностях в управлении и связи в различных системах (1948г., Норберт Винер, «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В этой работе показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления для различных систем с единой точки зрения). Развиваясь одновременно с развитием ЭВМ, кибернетика со временем превращалась в общую науку об информации вообще. В СССР развитие кибернетики встретило идеологические препятствия, что нанесло серьезный ущерб развитию науки и задержало создание первых отечественных ЭВМ (в фил. сл. 1959г кибернетика характеризовалась как «буржуазная лженаука»). Причиной этому служили, с одной стороны, недооценка новой науки отдельными учеными-«классиками», с другой – неумеренные заявления и полуфантастические прогнозы о безграничных возможностях кибернетики.

За время развития кибернетики (1948-1970гг.) миру (в осн. США) удалось накопить значительный опыт создания информационных систем и систем управления технико-экономическими объектами. Требовалось выделить из кибернетики научное и техническое ядра и консолидировать силы для развития новых направлений в этой науке, что и произошло на рубеже 60-70х годов. Термин «кибернетика» был постепенно вытеснен английским «Computer Science», а спустя несколько лет новая наука получила имя «Informatique», введенное французами.

В русском языке термин «Информатика» ранее был связан с узкоконкретной областью изучения структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы. В современных условиях термин «информатика» вводится в русский язык в новом и куда более широком значении – как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. При таком толковании информатика оказывается тесно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и ее место в кругу традиционных академических научных дисциплин.

В 1978г. Международный конгресс по информатики дал такое определение: «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».

 

МЕСТО ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ НАУК

Рассмотрим место информатики в традиционной исторически сложившейся системе наук (технических, естественных, гуманитарных и т.д.).

По определению акад. А.П. Ершова, информатика – «фундаментальная естественная наука». Академик Б.П. Наумов определил информатику как «естественную науку, изучающую общие свойства информации, процессы, методы и средства ее обработки (сбор, хранение, преобразование, перемещение, выдача)».

Уточним, что такое фундаментальная и естественная наука.

К фундаментальным относят науки, основные понятия и термины которых носят общенаучный характер, используются во многих других науках и видах деятельности (математика, философия). Несомненно, к фундаментальным наукам относится и информатика, т.к. понятия «информация», «обработка информации» и др. имеют общенаучную значимость.

Естественные науки – физика, химия, биология и др. – имеют дело с объективными сущностями мира, имеющими место независимо от нашего сознания. Отнесение к ним информатики отражает единство законов обработки информации в системах самой разной природы – искусственных, биологических, общественных.

Информатика имеет характерные черты и других групп наук – технических и гуманитарных (общественных).

Черты технической науки придают информатике ее аспекты, связанные с созданием и функционированием систем машинной обработки информации. Академик А.А. Дородницын определяет состав информатики как «три неразрывно связанные части: технические, программные и алгоритмические средства». Но информатики присущи также черты гуманитарной науки, проявляющиеся в ее вкладе в развитие и совершенствование социальной сферы.

Таким образом, информатика является комплексной, междисциплинарной отраслью научного знания, стоящей на пересечении разных групп наук (см. рис.1).