Что изучает предмет информатики. Информатика, основные понятия и определения. Информатика в качестве фундаментальной науки

Понятие термина

Термин информатика (слияние Информация и Автоматика) возник в $60$-х годах во Франции для определения области человеческой деятельности, которая занимается автоматизированной обработкой информации с использованием электронных вычислительных машин (ЭВМ). В большинстве стран Западной Европы и США используется термин компьютерная наука (computer science), последнее время эти два понятия отождествляются.

С бурным развитием микропроцессорной техники информатика выделилась в самостоятельную область науки, которая занимается изучением свойств информации, процессами передачи и обработки информации.

Однозначного определения понятия информатики не существует, и связано это с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов. Приведем пример одного из них:

Определение 1

Информатика – это область человеческой деятельности, которая связана с процессами обработки информации с помощью средств вычислительной техники и взаимодействием этих средств со средой применения.

Предмет и задачи информатики

Рассматривая информатику в качестве фундаментальной науки, основным ее направлением является разработка методов и средств создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем.

Одной из главных задач информатики является изучение информационных систем; места, которое они занимают; структуры, которую должны иметь; особенностей функционирования; их общих закономерностей.

Задачами информатики являются:

исследование информационных процессов любой природы;
разработка вычислительной техники и создание новой технологии обработки информации на основе полученных результатов исследования информационных процессов;
научные и инженерные разработки с целью создания, внедрения и обеспечения эффективного применения компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой жизнедеятельности.

Основная задача информатики заключается в систематизации приёмов и методов работы с программно-аппаратными средствами вычислительной техники.

Целью фундаментальных исследований информатики является систематизация знаний о всех возможных информационных системах, определение общих закономерностей построения этих систем и их функционирования.

Предмет информатики – разработка эффективных методов преобразования информации.

Составляющими предмета информатики являются понятия:

аппаратного обеспечения средств вычислительной техники;
программного обеспечения средств вычислительной техники;
средств взаимодействия аппаратного и программного обеспечения.

Главной функцией информатики является разработка методов и средств обработки информации и использование их в организации технологического процесса обработки информации.

В наше время информатика тесно переплетается с другими науками и охватывает практически все виды жизнедеятельности человека: производство, торговые операции, медицину, образование, криминалистику и т.д.

Рисунок 1. Место информатики в системе наук

Направления практических приложений информатики:

Архитектура вычислительных систем.
Интерфейсы вычислительных систем (аппаратные, программные и программно-аппаратные).
Программирование.
Преобразование структуры данных.
Защита информации.
Автоматизация.
Стандартизация.

Рисунок 2. Структура информатики

Научная область, которая воплощает практическое применение информатики, основана на базе знаний следующих разделов:

Теоретическая информатика – раздел информатики, который активно использует математический аппарат для описания различных информационных процессов . Опирается на математическую логику и содержит теорию алгоритмов и автоматов, теорию информации и теорию кодирования, теорию формальных языков и грамматик, исследование операций (операционное исчисление) и т.д.

Вычислительная техника – раздел, в котором выполняется разработка общих принципов построения вычислительных систем. Раздел не изучает технические детали вычислительных систем, но принципиальные решения на уровне архитектуры, которые подразумевают описание состава, функциональных возможностей и принципов взаимодействия отдельных устройств.

Программирование – раздел информатики, который занимается разработкой системного и прикладного программного обеспечения. С помощью программирования образуется связь между различными научными областями, которая позволяет моделировать и решать задачи из этих областей с помощью вычислительных систем (компьютеров).

Информационные системы – составная часть информатики, отвечающая за анализ потоков информации, их оптимизацию, структурирование, принципы хранения и поиска информации. Значение информационных систем оценивается исследованиями в этой области, которые позволяют создавать новые операционные системы для ПК, была создана и успешно развивается глобальная сеть Интернет.

Искусственный интеллект – раздел информатики, в котором решаются вопросы различных наук (например, психологии, лингвистики, математики и т. д.): моделирование рассуждений, генерация новых знаний, перевод с одного языка на другой с помощью программного обеспечения и др. Разработки в области искусственного интеллекта самым прямым образом влияют на создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека и компьютера, которые сведут это взаимодействие к более эффективному общению и оно станет более схожим на общение между людьми.

Информа́тика (фр. Informatique; англ. Computer science) - наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации с применением компьютерных технологий, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений.

Истори́ческая информа́тика - междисциплинарная область исторических исследований, целью которой является расширение информационного, методического и технологического обеспечения исторической науки, а также апробация новых информационных технологий и методов в конкретно-исторических исследованиях. В основе исторической информатики лежит совокупность теоретических и прикладных знаний, необходимых для создания, обработки и анализа оцифрованных исторических источников всех видов,.

Правова́я информа́тика - область в рамках информационной науки. Эрделез и О’Хара (1997) определяют правовую информатику следующим образом...

Теоретическая информатика - это научная область, предметом изучения которой являются информация и информационные процессы, в которой осуществляется изобретение и создание новых средств работы с информацией. Это подразделение общей информатики и математики, которое сосредотачивается на более абстрактных или математических аспектах вычислительной техники и включает в себя теорию алгоритмов.

Искусственный интеллект и закон (ИИ и закон) - подобласть искусственного интеллекта (ИИ), в основном касающаяся приложений ИИ к проблемам правовой информатики и оригинальных исследований по этим проблемам. Другое направление - перенос инструментов и методов, разработанных в контексте решения правовых задач, на сферу искусственного интеллекта в целом. Например, теории правовых решений, особенно модели аргументации, способствовали развитию представления знаний и рассуждений; модели социальной организации...

Подробнее:

Информа́тика - наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи, защиты и использования информации . Она включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные , вроде анализа алгоритмов , так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования .

Информационные ресурсы - Различные формализованные знания (теории, идеи, изобретения), данные (в том числе документы), технологии и средства их сбора, обработки, анализа, интерпретации и применения, а также обмена между источниками и потрбитеелями информации.

Информационная технология -1.Совокупность научных дисциплин, занимающихся изучением, созданием и применением методов, способов, действий, процессов, средств, правил, навыков, используемых для получения новой информации (сведений, знаний), сбора, обработки, анализа, интерпретации, выделения и применения данных, контента и информации с целью удовлетворения информационных потребностей народного хозяйства и общества в требуемом объёме и заданного качества.

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.

Рассмотренный выше подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

единицы измерения количества информации. Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей - байт, причем:

1 байт = 8 битов = 2 3 битов.

В информатике система образования кратных единиц измерения несколько отличается от принятых в большинстве наук. Традиционные метрические системы единиц, например Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10 n , где n = 3, 6, 9 и т. д., что соответствует десятичным приставкам "Кило" (10 3), "Мега" (10 6), "Гига" (10 9) и т. д.

В компьютере информация кодируется с помощью двоичной знаковой системы, и поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2 n

Так, кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:

1 килобайт (Кбайт) = 2 10 байт = 1024 байт;

1 мегабайт (Мбайт) = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 гигабайт (Гбайт) = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайт.

2. Определение медицинской информатики, как прикладной науки. Задачи, решаемые методами медицинской информатики.

Медицинская информатика – это наука, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения, распространения, представления информации с использованием информационной техники в медицине и здравоохранении.

Объект изучения медицинской информатики – это информационные технологии, реализуемые в здравоохранении.

Основной целью медицинской информатики является оптимизация информационных процессов в медицине и здравоохранении за счет использования компьютерных технологий, обеспечивающая повышения качества охраны здоровья населения.

Задачи,решаемые мед иформатикой:

мониторинг состояния здоровья разных групп населения,в т.ч. пациентов групп риска и лиц с социально значимыми заболеваниями

консультативная поддержка в клинической медицине (диагностика,прогнозирование, лечение) на основе вычислительныз процедур и(или) моделирования логики принятия решений врачами

переход к электронным историям болезни и амбулаторным мед. картам,включая расчеты по лечению застрахованных больных(обязательное и добровольное страхование по различным схемам)

автоматизация функциональной и лабораторной диагностики

Медицинская диагностика

Разработка и внедрение информационных систем в области медицинских технологий является достаточно актуальной задачей. Анализ применения персональных ЭВМ в медицинских учреждениях показывает, что компьютеры в основном используются для обработки текстовой документации, хранения и обработки баз данных, статистики. Часть ЭВМ используется совместно с различными диагностическими и лечебными приборами. В большинстве этих областей использования ЭВМ применяют стандартное программное обеспечение – текстовые редакторы, СУБД и др. Поэтому создание информационной организационно-технической системы, способной своевременно и достоверно установить диагноз больного и выбрать эффективную тактику лечения, является актуальной задачей информатизации

Системы управления лечебным процессом

К системам управления процессами лечения и реабилитации относятся автоматизированные системы интенсивной терапии, биологической обратной связи, а также протезы и искусственные органы, создаваемые на основе микропроцессорной технологии.

В системах управления лечебным процессом на первое место выходят задачи точного дозирования количественных параметров работы, стабильного удержания их заданных значений в условиях изменчивости физиологических характеристик организма пациента.

Под автоматизированными системами интенсивной терапии понимают системы, предназначенные для управления состоянием организма в лечебных целях, а также для его нормализации, восстановления естественных функций органов и физиологических систем больного человека, поддержания их в пределах нормы. По реализуемой в них структурной конфигурации системы интенсивной терапии разделяют на два класса – системы программного управления и замкнутые управляющие системы.

К системам программного управления относятся системы для осуществления лечебных воздействий. Например, различная физиотерапевтическая аппаратура, оснащенная средствами вычислительной техники, устройства для вливаний лекарственных препаратов, аппаратура для искусственной вентиляции легких и ингаляционного наркоза, аппараты искусственного кровообращения.

3. Топологии сетей. Примеры. Технические характеристики. Технология Ethernet. Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии:

1) Звезда;

2) Кольцо;

ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ

При построении сети по шинной схеме каждый компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы.

Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов.

Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Если одна из подключённых машин не работает, это не сказывается на работе сети в целом, однако если соединения любой из подключенных машин м нарушается из-за повреждения контакта в разъёме или обрыва кабеля, неисправности терминатора, то весь сегмент сети (участок кабеля между двумя терминаторами) теряет целостность, что приводит к нарушению функционирования всей сети.

Достоинства:

1) Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети.

2) Простота и гибкость соединений.

3) Недорогой кабель и разъемы.

4) Необходимо небольшое количество кабеля.

5) Прокладка кабеля не вызывает особых сложностей.

Недостатки

1) Разрыв кабеля, или другие неполадки в соединении может исключить нормальную работу всей сети.

2) Ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций.

3) Трудно обнаружить дефекты соединений.

4) Невысокая производительность.

5) При большом объеме передаваемых данных главный кабель может не справляться с потоком информации, что приводит к задержкам.

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО»

Эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА»

Топология «Звезда» - схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub).

Устанавливать сеть топологии «Звезда» легко и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора, однако имеются ограничения по числу узлов (максимум 1024). Рабочая группа, созданная по данной схеме может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.

Достоинства

1) Подключение новых рабочих станций не вызывает особых затруднений.

2) Возможность мониторинга сети и централизованного управления сетью

3) При использовании централизованного управления сетью локализация дефектов соединений максимально упрощается.

4)Хорошая расширяемость и модернизация.

Недостатки

1) Отказ концентратора приводит к отключению от сети всех рабочих станций, подключенных к ней.

2) Достаточно высокая стоимость реализации, т.к. требуется большое количество кабеля.

Локальная сеть Ethernet – стандарт организации локальных вычислительных систем, используемых для соединения устройств, находящихся на небольшом удалении друг от друга (в одном здании, группе зданий).

Сеть Ethernet может иметь шинную или звёздную топологию. В качестве среды передачи могут быть использованы любые типы кабелей, а также радиочастоты (radioEthernet).

Спецификация Ethernet предусматривает несколько стандартов физического уровня, определяющих вид кабельных систем и сетевой топологии при организации сетей.

4. Открытый и закрытый исходный код. Примеры ОС с открытым (ОПС) и закрытым исходным кодом. Перечень и характеристики достоинств и недостатков ОПС и проприаторных ОС Открытое программное обеспечение (англ. open-source software) - программное обеспечение с открытым исходным кодом. Исходный код таких программ доступен для просмотра, изучения и изменения, что позволяет пользователю принять участие в доработке самой открытой программы, использовать код для создания новых программ и исправления в них ошибок - через заимствование исходного кода, если это позволяет совместимость лицензий, или через изучение использованных алгоритмов, структур данных, технологий, методик и интерфейсов

Linux, Mozilla (ядро браузера Netscape), Apache (Web-сервер), PERL (язык подготовки Web-сценариев) и PNG (формат графических файлов), существует еще множество примеров очень популярного программного обеспечения, которое базируется на использовании открытых исходных кодов

Закрытый исходный код" - программа, лицензия которой не подходит под определение открытого ПО. Как правило, это означает, что распространяются только бинарные (откомпилированные) версии программы и лицензия подразумевает отсутствие доступа к исходному коду программы, что затрудняет создание модификаций программы. Доступ к исходному коду третьим лицам обычно предоставляется при подписании соглашения о неразглашении.

ОС MS Windows, минусы .

Сравнительно высокая стоимость. В самом дешевом варианте это более 50 долларов США, притом, что такая "дешевая" Windows, приобретаемая в комплекте с новым компьютером, "привязана" к этому компьютеру. А это значит, что, меняя компьютер, вам снова придется тратить деньги на Windows. Варианты Windows независимые от компьютера имеют цену ближе к двумстам долларов США и выше. И это стоимость Windows для одного компьютера. И если вам нужна ОС, например, на пять компьютеров, которые уже у вас есть (не новые), то придется выложить за пять копий Windows около тысячи долларов.

Очень большое количество вредоносных программ (так называемые компьютерные вирусы). Для версии Windows XP это особо серьезная проблема, которая вынуждает конечного пользователя нести дополнительные расходы. Либо на покупку хорошей антивирусной программы либо на обращение к специалистам в случаях, когда вредоносные программы делают невозможной нормальную работу ОС Windows. Эту проблему можно уменьшить за счет квалифицированной настройки ОС Windows и аккуратного ее использования в ситуациях риска, главная из которых Интернет.

преимущества и недостатки открытого ОС MS Windows, плюсы .

Поддержка очень большого ассортимента компьютерного оборудования. Какая бы экзотическая "железяка" вам не попалась, почти наверняка вы сможете ее использовать под Windows. Хотя быть может вам и потребуется время на поиски нужной программы-драйвера.

Огромное количество прикладных программ, на сегодняшний день это уже, наверное, более ста тысяч наименований. Для любой прикладной задачи на платформе Windows есть как минимум несколько десятков, для популярных задач существуют сотни программ. Большое количество специалистов, которые более или менее хорошо знают семейство ОС Windows. То есть, если вам потребуется помощь, вы ее найдете легко и за умеренную цену.

ОС GNU/Linux, плюсы .

Сравнительно низкая стоимость. В более или менее большом городе вполне реально получить диск с каким-либо дистрибутивом Linux по цене чистого CD\DVD диска, обратившись к энтузиастам, распространяющим Linux.. Также по почте можно совсем бесплатно получить CD диск с дистрибутивом Ubuntu Linux. При этом, имея всего одну физическую копию дистрибутива Linux, вы получаете право установить его на любое количество компьютеров. То есть, возвращаясь, к примеру, о пяти компьютерах, если вы купите одну копию дистрибутива Linux за 300 рублей это будут все ваши расходы на пять компьютеров - вам не нужно будет покупать пять копий. Итак, с одной стороны (Windows) около тысячи долларов, с другой стороны (Linux) примерно 300 рублей (или даже меньше этого).

Практическое отсутствие, по крайней мере, на сегодняшний день, вредоносных программ для этой платформы. Что позволяет избежать дополнительных расходов по предотвращению или ликвидации ущерба от вредоносных программ.

Независимость от разработчика. Если вам потребовалась какая-то функциональность, отсутствующая в ОС Linux, вы может ее добавить своими собственными усилиями. Такая возможность есть благодаря тому, что ОС Linux распространяется не только в бинарном виде, но и в исходных кодах, причем нет никаких запретов на модификацию этих исходных кодов.

ОС GNU/Linux, минусы .

Значительно меньшее, чем для платформы Windows, количество прикладных программ. Более того, если речь идет о некоторых программах - безусловных лидерах в своих прикладных областях, то под ОС Linux нет ни соответствующих версий самих этих программ, ни других, сопоставимых по функциональности программ. К таким прикладным программам относятся продукты компании Adobe, экономические программы 1С, программа инженерного проектирования AutoCAD, программы распознавания текстов (FineReader

Меньшее, чем для платформы Windows, количество хороших или приличных специалистов. То есть, если вам потребуется помощь, то найти человека, достаточно хорошо разбирающегося в Linux, будет не так просто. Вполне возможно, что и стоимость услуг такого специалиста будет выше, чем в случае с Windows.

5. Понятие о лицензии на ПО, лицензионном и нелицензионном ПО. Исходный код . Исхо ́ дный код (также исхо ́ дный текст ) - текст компьютерной программы на каком-либо языке программирования или языке разметки , который может быть прочтён человеком. В обобщённом смысле - любые входные данные для транслятора .

Лице ́ нзия на програ ́ ммное обеспе ́ чение - это правовой инструмент, определяющий использование и распространение программного обеспечения , защищённого авторским правом . Обычно лицензия на программное обеспечение разрешает получателю использовать одну или несколько копий программы, причём без лицензии такое использование рассматривалось бы в рамках закона как нарушение авторских прав издателя.

1.Определение информатики

Информатика - это техническая наука, изучающая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Предмет информатики есть информационная технология, которая включает:

Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники (ВТ);

Программное обеспечение средств ВТ;

Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Взаимодействие - интерфейс.

Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом.

Интерфейсы:

· аппаратные;

· программные;

· аппаратно-программные.

Основная задача информатики - систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность.

Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания).

Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними (пользователей).

В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

Информатика - практическая наука.

Выделим следующие направления для практических приложений:

1) архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

2) интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

3) программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ);

4) преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

5) защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

6) автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

7) стандартизация (обеспечение совместимости между вычислительными системами различных типов).

Термин ИНФОРМАТИКА

informacion automatique

информация автоматика

автоматическая обработка информации

Используется во Франции и странах Восточной Европы; в США и Западной Европе – Computer Science (наука о средствах вычислительной техники).

Количество компьютеров в мире более 500 млн. единиц!

Каждый по-своему уникален.

В среднем 1 раз в 1,5 года удваиваются основные параметры аппаратных средств;

1 раз в 2-3 года меняются поколения программного обеспечения;

1 раз в 5-7 лет меняется база стандартов, протоколов и интерфейсов.

Отличие ИНФОРМАТИКИ от других технических наук заключается в том, что ее предмет меняется ускоренными темпами.

От специалистов требуется широкий уровень знаний и практических навыков.

2.История развития вычислительной техники

1623г - механическое устройство для выполнения сложения (на базе механических часов); автор- Вильгельм Шикард; университет Тюбингена, Германия.

1642г - француз Блез Паскаль разработал более компактное суммирующее устройство - первый механический калькулятор, выпускался серийно .

1673г – немец Г. В. Лейбниц создал механический калькулятор, который выполнял 4 арифметических действия.

В 18 веке (эпоха Просвещения) появились более совершенные модели, но они оставались механическими .

Идея программного управления вычислениями принадлежит английскому математику Чарльзу Бэббиджу (1792-1871).

Аналитическая машина Бэббиджа.

Огаста Ада Лавлейс (леди Байрон).

В 20 веке идеи Бэббиджа получили развитие в работах Джона фон Неймана (1941, 1946гг).

3.Представление информации в ЭВМ

Информация- это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специализированным устройством для обеспечения целенаправленной деятельности.

Информация:

текстовая

числовая

Информация графическая

звуковая

видео и т. д.

Для представления информации в ЭВМ используется принцип двоичного кодирования, т. е. элементы информации любого типа кодируются последовательностями двух знаков 0 и 1.

0 и 1 – цифры двоичной системы счисления (binary digit).

Система счисления – совокупность приемов наименования и записи чисел.

Примеры.

Единицы представления информации

8 битов=1 байт;

1Кбайт=210 байтов (1024 байтов);

1Мбайт=210 Кбайтов =220 байтов;

1Гбайт=210 Мбайтов =220 Кбайтов.

4.Принципы построения ЭВМ

ЭВМ - комплекс технических и программных средств для автоматизации подготовки и решения задач пользователей.

Абстрактная модель ЭВМ - машина фон Неймана.

Рисунок 1- Машина фон Неймана

Обозначения:

ЦП - центральный процессор;

УУ – устройство управления;

АЛУ – арифметико-логическое устройство;

передача данных;

передача управляющих сигналов.

Принципы фон Неймана:

1. принцип линейности и однородности памяти;

2. принцип хранимой программы;

3. принцип неразличимости команд и данных;

4. принцип последовательного исполнения команд;

5. принцип автоматической работы (программного управления).

5.Классификация ЭВМ

Классификация по назначению:

· большие ЭВМ;

· мини ЭВМ;

· микро ЭВМ;

· персональные ЭВМ (ПЭВМ, ПК).

ПЭВМ – самый массовый тип, и составляют ≈80% от всех компьютеров в мире.

Фирма IBM- крупнейший производитель компьютеров; до 2005г 80% ее продукции – ПЭВМ.

Одна из основных характеристик ПЭВМ - тип используемого микропроцессора (м/пр).

Рынок м/пр очень динамичен: каждые год-два обновляются основные типы.

Intel: Pentium, Celeron.

AMD: Athlon, Sempron.

Важнейшие характеристики ПК – объем оперативной памяти (ОП) и быстродействие.

Объем памяти определяется количеством хранимой информации, быстродействие - количеством операций в единицу времени (тактовой частотой процессора).

Объем ОП 32 Кб – 4Гб;

частота 1Ггц и более.

Память ПК:

· оперативная память (32 Кб – 4Гб);

· кэш-память(256Кб-2Мб);

· внешняя память (емкость зависит от типа запоминающего устройства).

Внешняя память:

· дискета (1,4Мб);

· винчестер или жесткий диск (десятки и сотни Гб);

· компакт-диски или CD-ROM (сотни Мб);

· DVD-диски (десятки Гб);

· флэш-память (64,128,256,512Мб,

· магнитооптические диски (десятки Гб).

Емкость памяти определяет, какие программные продукты могут быть установлены на ПК.

Например, ОС Windows 2000 требует объем винчестера не менее 600 Мб и не менее 64 Мб ОП;

ОС Windows XP- соответственно 1Гб и 256Мб.

ПК-это совокупность аппаратных и программных средств, вычислительная система.

Базовая

аппаратная конфигурация ПК:

1. системный блок;

2. монитор;

3. клавиатура;

4. манипулятор мышь.

Системный блок – узел, внутри которого расположены основные компоненты ПК: процессор, память, видеокарта.

Монитор – устройство отображения информации; характеризуется размером видимой части экрана по диагонали; измеряется в дюймах(17’’,19’’и т. д.).

Для ЭЛ мониторов качество-размер зерна (0,24мм).

Для ЖК мониторов:

разрешение 1280х1024;

угол обзора (160о);

яркость 300;

контрастность 1000.

Клавиатура и мышь - устройства управления компьютером.

Монитор и клавиатура – простейший интерфейс пользователя.

Периферийные устройства.

Развиваемые компетенции:

знать

определения и виды информации;
основные меры и единицы измерения информации;

уметь

Выбирать способ измерения информации для конкретной задачи;

владеть

вопросами истории развития информатики как научного направления;
вопросами структуризации информатики;
знаниями законов диалектики в применении к понятию логической информации.

Общепризнано, что роль информатизации возрастает, особенно в связи с переходом на следующую ступень цивилизации – информационное общество. В то же время, несмотря на достаточно длительный период осмысления понятий "информация" и "информатика", все еще не существует единой трактовки этих понятий. Поэтому в данной главе приводятся некоторые сведения из истории развития термина "информатика" (параграф 1.1), дастся представление об информации и ее основных видах (параграф 1.2), о подходах к измерению и оценке информации (параграф 1.3), характеризуется диалектическая сущность понятия "информация".

Понятие об информатике как научном направлении

Из истории развития термина "информатика"

Термин информатика использовался первоначально в зарубежных научных публикациях (нем. informatik, фр. informatique, англ, informatics) для названия научно-практического направления, занимающегося автоматизированной обработкой информационных данных.

Этот термин впервые был введен в 1957 г. в Германии К. Штейнбухом (К. Steinbuch) . Затем – в 1962 г. во Франции Ф. Дрейфусом (F. Dreyfus) , который образовал его как слияние французских слов information и automatique. В том же 1962 г. этот термин использовал в США У. Ф. Бауэр для названия фирмы, занимающейся автоматизированной переработкой информации.

В отечественной научной литературе термин "информатика" был первоначально использован в 1963 г. профессором Московского энергетического института Ф. Е. Темниковым , который определил информатику как науку об информации вообще, состоящую из 3-х основных частей:

1) теория информационных элементов ;
2) теория информационных процессов ;
3) теория информационных систем.

В журнале "Известия вузов: Электромеханика", № 11, 1963 г. Федор Евгеньевич Темников опубликовал всего одну страничку, начав ее фразой: "Давно ощущается потребность в интегральной научной дисциплине, связывающей воедино многочисленные вопросы сбора, передачи, обращения, переработки и использования информации" и предложил программу создания такой дисциплины, "...могущей послужить важным теоретическим стержнем автоматики, телемеханики, измерительной и вычислительной техники, связи и радиолокации, бионики и кибернетики". Проект программы Ф. Е. Темников представил в виде таблицы со столбцами "Теория информационных элементов", "Теория информационных процессов" и "Теория информационных систем".

В таком значении термин использовался в технической литературе в начальный период создания автоматизированных информационных систем. Однако в последующем это определение долгое время оставалось лишь историческим фактом и не было оценено должным образом. Возможно, потому что было опубликовано только в специальном журнале "Известия вузов: Электромеханика".

В 1966 г. термин "информатика" был введен вместо термина "теория научной информации". Директором Всесоюзного института научной и технической информации (ВИНИТИ) АН СССР профессором А. И. Михайловым и научными сотрудниками ВИНИТИ А. И. Чёрным и Р. С. Гиляревским информатикой была названа "...научная дисциплина, изучающая структуру (не конкретное содержание) и свойства научной информации, а также закономерности научно-информационной деятельности, ее теорию, историю, методику и организацию" . Появлению этого термина предшествовала рекомендация директора Института проблем передачи информации (ИППИ) АН СССР члена-корреспондента А. А. Харкевича , содержащаяся в его отзыве 11 октября 1962 г. на подготовленную коллективом сотрудников ВИНИТИ Проблемную записку "Научная информация (Вопросы советской науки)".

В таком значении в советской научно-технической литературе термин "информатика" стал широко известен. Благодаря работам А. И. Михайлова, А. И. Чёрного и Р. С. Гиляревского он использовался на протяжении достаточно длительного времени в сфере бурно развивающегося в тот период направления "Научно-техническая информация" .

В последующем термин "информатика" стал употребляться в нашей стране в более узком смысле применительно к техническим и программным средствам хранения и обработки данных на электронно-вычислительных машинах. Новое значение соответствовало немецкому и французскому, в то время как в США и Великобритании применялся термин computer science – компьютерная наука.

В 1978 г. Международным конгрессом в Японии было принято следующее определение: "Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием системы обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия" .

Академик А. А. Дородницын определил информатику как науку о преобразовании информации, которая базируется на вычислительной технике.

В таком понимании информатика включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.

Широкому распространению термина в таком значении способствовал академик А. П. Ершов , основавший школьную информатику, обеспечившую широкое распространение компьютерной грамотности в школе .

Термин оказался удобным как краткое название курса о применении ЭВМ для обработки данных в учебном процессе школы, поскольку школьникам сложно объяснить понятия информационных процессов, информационных систем, поиск, хранение и обработку текстовой информации.

Однако такое сужение смысла термина "информатика" нежелательно в учебном процессе вуза, поскольку уже достаточно давно стало понятно, что информация – важнейший ресурс социально-экономических организаций, обеспечивающий их развитие, и нужно уметь оценивать содержание, смысл информации как интеллектуального ресурса.

Это понимание приходило постепенно.

В 1985 г. академик А. А. Самарский обращает внимание на новую научную методологию, возникшую благодаря информатике: "Она основана на развитии в широком применении методов математического моделирования и вычислительного эксперимента и служит ближайшим стратегическим резервом ускорения научно-технического прогресса. Сущность математического моделирования и его главное преимущество состоит в замене исходного объекта соответствующей математической моделью и в дальнейшем ее изучении (экспериментирование с нею) на ЭВМ с помощью вычислительно-логических алгоритмов. Математическое моделирование представляет собой естественное развитие и обобщение методов научного исследования, соединенных с современной информационной технологией. Цикл вычислительного эксперимента объект – модель – алгоритм – программа – ЭВМ – управление объектом отражает основные этапы процесса познания в нынешнем компьютерном воплощении. Здесь органично соединяются сильные стороны теоретических методов и натурного эксперимента. Работа с моделью, а не с объектом, оборачивается оперативным получением подробной и наглядной информации, вскрывающей его внутренние связи, качественные характеристики и количественные параметры. Многократно уменьшаются материальные и трудовые затраты, присущие традиционным экспериментальным подходам, дающим, как правило, лишь крупицы нужной информации. Вычислительный эксперимент не подвластен каким-либо ограничениям – математическая модель может быть безопасно испытана в любых мыслимых и немыслимых условиях" .

Академик Н. Н. Моисеев считает, что "информатика – это некая синтетическая дисциплина, которая включает в себя и разработку новой технологии научных исследований и проектирования, основанные на использовании электронной вычислительной техники, и несколько крупных научных дисциплин, связанных с проблемой общения с машиной, и, наконец, с созданием машины" .

В ряде определений информатики на первое место ставили собственно информацию.

Директор Института проблем передачи информации АН СССР В. И. Сифоров считал, что "в основу определения должны быть положены действия над информацией. Информатика развивается под действием потребности общества и согласно внутренней логике развития. В основе этого развития лежат закономерности процессов в ЭВМ, закономерности развития ЭВМ. Информатика имеет дело не с конкретными формами материи, а с категориями: информация, модель и т.п. Информатика – комплексная дисциплина – это наука (фундаментальные исследования) и отрасль производства (опытно-конструкторские работы и совершенствование технологий), а кроме того, и инфраструктурная область (эксплуатация информационных систем)" .

Заместитель директора ВИНИТИ в 1970-е гг. Ю. И. Шемакин в книге "Введение в информатику" отмечает, что "основной задачей информатики является изучение закономерностей, в соответствии с которыми происходят создание, преобразование, хранение, передача и использование информации всех видов, в том числе с применением современных технических средств".

Академик Б. Н. Наумов в предисловии к сборнику подчеркивает, что информатика – это "естественная наука, изучающая общие свойства информации, процессы, методы и средства ее автоматизированной обработки". При этом под обработкой информации понимаются процессы ее восприятия, хранения, преобразования, перемещения и вывода (ввода) с применением средств вычислительной техники".

В документах ЮНЕСКО 1986–1988 гг. термину "информатика" дается широкое толкование . Утверждается, что этот термин охватывает собственно информацию, ее сбор, анализ и обработку, а также соответствующие аппаратные средства, включая микропроцессоры или другие электронные системы. Информатика рассматривается как крупное научное направление, заслуживающее активного развития в интересах всего человечества, которое способно (при соответствующем освоении ее методов и средств) помочь человеку полнее использовать информационные ресурсы в интересах научно-технического прогресса и социального развития.

В 1988 г. академик А. П. Ершов в Математическом энциклопедическом словаре дал следующее определение информатики как науки, отрасли промышленности и разновидности человеческой деятельности: "Информатика – 1) находящаяся в становлении наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ; 2) родовое понятие, охватывающее все виды человеческой деятельности, связанные с применением ЭВМ".

Роль теории искусственного интеллекта в информатике была обоснована академиком Г. С. Поспеловым .

Известный специалист в области информатики доктор технических наук В. Д. Ильин предложил дать следующее определение информатики: "Предметом информатики как науки будем считать процесс создания, накопления и применения знаний" .

В формулировке одного из ведущих специалистов в области создания крупных автоматизированных систем доктора технических наук К. К. Колина "Информатика является общенаучной дисциплиной, которая изучает свойства, закономерности, процессы, методы и средства формирования, хранения и распространения знаний в природе и обществе" . В 2000 г. им было издано учебное пособие , в котором он развивает представление об информатике как междисциплинарной науке о закономерностях и формах движения информации в природе и обществе.

В некоторых работах на основе сопоставления различных определений информатики предлагается рассматривать ее как науку о формализованном общении.

Во многих учебниках и учебных пособиях информатика трактуется как наука о законах и методах получения и измерения, накопления и хранения, переработки и передачи информации с применением математических и технических средств. И в качестве краткого определения используется исходное определение К. Штейнбуха и Ф. Дрейфуса, согласно которому информатика – ИНФОРМАция плюс автомаТИКА, что сужает представление о современной информатике.

В силу ряда объективных причин в учебном процессе вузов практически не используется понятие информатики в трактовке А. И. Михайлова – А. И. Чёрного – Р. С. Гиляревского, предложенной ими в 1966 г. для названия науки о научно-технической информации.

Очевидно, что важная функция информатики состоит в разработке методов и средств преобразования информации с использованием компьютера, а также в применении их при организации технологического процесса преобразования информации. В то же время, выполняя эту функцию, информатика как прикладная наука должна решать более широкий спектр задач исследовать информационные процессы в технических и социально-экономических системах, разрабатывать и (или) адаптировать технические средства и создавать новые технологии для преобразования информации на основе результатов, полученных в ходе исследования информационных процессов, решать научные и инженерные проблемы создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой деятельности.

При этом информатика исследует разнородные аспекты:

технические, связанные с изучением методов и средств падежного сбора, хранения, передачи, обработки и выдачи информации;
синтаксические, связанные с решением задач по формализации и автоматизации некоторых видов научно-информационной деятельности, в частности индексирование, автоматическое реферирование, машинный перевод;
семантические, определяющие способы описания смысла информации, изучающие языки ее описания;
прагматические, представляющие собой методы анализа и преобразования информации для решения конкретных прикладных задач.

На основе обобщения различных точек зрения в современном представлении можно дать следующее обобщающее определение: информатика – научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, закономерности процессов обмена информацией от непосредственного устного и письменного общения специалистов до формальных процессов обмена посредством различных носителей информации. Важной сферой информатики является научно-информационная деятельность по сбору, переработке, хранению, поиску и распространению научно-технической информации.

При подготовке данного раздела использовались следующие работы: Колин К. К. Теоретические проблемы информатики. Т. 1. Актуальные философские проблемы информатики / под общ. ред. К. И. Курбакова. М.: КоСИнф, 2009; Чёрный Ю. Ю. Полисемия в науке: когда она вредна? (на примере информатики) / Ю. Ю. Чёрный // Открытое образование = = Open education. М, 2010. Sfe 6. С. 97–107 // URL: e-joe.ru/i-joe/i-joe_01/files/chomiy.pdf.
Steinbuch К. Informatik: Automatische Informations verarbeitung / K. Steinbuch // SEG-Nachrichten (TechnischeMitteilungender Standard Elektrik Gruppe). Berlin, 1957. Nr. 4. S. 171.
Dreyfus Ph. L"informatique / Ph. Dreyfus // Gestion, 1962. Vol. 5. June. P. 240-241.