Реферат
на тему: «Інформатика та природничі науки»
Зміст
Введення
I. Структура сучасної інформатики
II. Інформатика та природничі науки
III. Інформатика і технічні науки
Висновок
Список літератури
Введення
У сучасному світі роль інформатики, засобів обробки, передачі, накопичення інформації незмірно зросла. Засоби інформатики та обчислювальної техніки зараз багато в чому визначають науково-технічний потенціал країни, рівень розвитку її народного господарства, спосіб життя і діяльності людини. Знання інформатики сприяє підвищенню ефективності майбутньої професійної діяльності, підвищення ефективності навчальної діяльності студента у вузі, створенню сприятливого думки про фахівця. Ось чому в сучасних школах введено навчальний предмет інформатика.
Важливою особливістю інформатики є щонайширші програми, що охоплюють майже всі види людської діяльності: виробництво, управління, науку, освіту, проектні розробки, торгівлю, фінансову сферу, медицину, криміналістику, охорону навколишнього середовища та ін.
Інформатика є прикладною наукою, яка обслуговує техніку, виробництво, інші види людської діяльності шляхом створення та передачі в суспільство інформаційних технологій, тобто технічних пристроїв і методів ефективної обробки інформації, організації комунікації та створення засобів поширення наукової інформації, розробки інформаційних систем різного призначення на основі застосування ЕОМ та ін. технічних засобів. Відповідно до визначення, прийнятому ЮНЕСКО, інформаційна технологія - це комплекс взаємопов'язаних наукових, технологічних, інженерних дисциплін, що вивчають методи ефективної організації праці людей, зайнятих обробкою і зберіганням інформації; вивчають обчислювальну техніку і методи організації взаємодії з людьми і виробничим устаткуванням, їх практичні додатки, а також пов'язані з усім цим соціальні, економічні та культурні проблеми. Ефективне і повсюдне освоєння цих нових технологій залежить від розвитку інформатики як науки та особливостей інформаційної культури суспільства.
Інформатика вивчає питання, пов'язані з пошуком, збиранням, зберіганням, перетворенням та використанням інформації в самих різних сферах людської діяльності. Генетично інформатика пов'язана з обчислювальною технікою, комп'ютерними системами і мережами, так як саме комп'ютери дозволяють породжувати, зберігати і автоматично переробляти інформацію в таких кількостях, що науковий підхід до інформаційних процесів стає одночасно необхідним і можливим.
Інформатика зародилася в лоні науки, тут були її перші прояви і сама вона є областю наукового знання. Не дивно, що з усіх галузей людської діяльності саме наукова зазнала найбільш сильне початкове вплив інформатики та інформатизація науки стала однією з найбільш характерних шляхів становлення інформаційного суспільства.
Інформатизація науки була викликана як необхідністю ефективного виконання наукою тих завдань, які ставила перед нею життя, так і внутрішніми потребами самої науки. Введення, як і сам процес наукового дослідження, так і в зберігання, переробку та видачу його результатів інформаційної техніки, комп'ютеризація науки стало інструментом розв'язання суперечності між одержуваним обсягом наукового знання і можливістю його ефективного використання. Більше того, саме інформаційна техніка стала головним чинником прискорення придбання і практичного використання отриманих наукою знань.
Нині методи і засоби інформатики чинять постійний зростаючий вплив на всю систему мислення сучасної людини - теоретико-інформаційний підхід і комп'ютери входять у побут людини кінця ХХ століття. Інформатика як теорія, нове бачення об'єктивної реальності в цілому і як сукупність технічних засобів мають величезний і все зростаючий вплив на наукове пізнання, організацію наукових досліджень і впровадження їх результатів у практику.
Разом з тим, інформатика розширює сферу чуттєвого сприйняття досліджуваних об'єктів, зображуючи їх на екрані дисплея у вигляді схем, графіки, таблиць, наочного образу, що, безумовно, створює певний сприятливий для сприйняття психологічний клімат. Ці образи інформатика пов'язує з абстрактними уявленнями, що є своєрідною формою сходження від абстрактного до конкретного.
Розвиток наукових дисциплін на стику інформатики з іншими науками призвело до виникнення, з одного боку, таких явищ, як гуманітарна та соціальна інформатика, що займаються дослідженням впливу інформатики на соціальні процеси в суспільстві і на розвиток гуманітарних наук і освіти, з іншого - «галузевих інформатик» (економічної, правової, біологічної тощо), які адаптують методи та алгоритми загальної інформатики, технології комп'ютерної обробки даних стосовно особливостей окремих галузей людського знання. При цьому відбуваються не тільки подальша математизація і комп'ютеризація науки в цілому, яскраво проявила себе як одна з провідних тенденцій її розвитку ще в минулому столітті, але і зворотний вплив окремих наук на інформатику: робота з різнохарактерними даними, у тому числі гуманітарними, розширює можливості і інструментарій самої інформатики як науки.
Для представлення про прикладні методи інформатики розглянемо в першому розділі структуру сучасної інформатики. Наступні глави будуть присвячені найбільш розвиненим областям взаємодії інформатики з іншими науками.
I. Структура сучасної інформатики
Обчислювальна техніка - розділ, в якому розробляються загальні принципи побудови обчислювальних систем. Мова йде не про технічні деталі та електронних схемах (це лежить за межами інформатики як такої), а про принципові рішення на рівні, так званої, архітектури обчислювальних (комп'ютерних) систем, визначальною склад, призначення, функціональні можливості та принципи взаємодії пристроїв. Приклади принципових, які стали класичними рішень у цій області - неймановскую архітектура комп'ютерів перших поколінь, шинна архітектура ЕОМ старших поколінь, архітектура паралельної (багатопроцесорної) обробки інформації.
Програмування - діяльність, пов'язана з розробкою систем програмного забезпечення. Тут відзначимо лише основні розділи сучасного програмування: створення системного програмного забезпечення та створення прикладного програмного забезпечення. Серед системного - розробка нових мов програмування і компіляторів до них, розробка інтерфейсних систем (приклад - загальновідома операційна оболонка і система Windows). Серед прикладного програмного забезпечення загального призначення найпопулярніші - система обробки текстів, електронні таблиці (табличні процесори), системи управління базами даних. У кожній області предметних додатків інформатики існує безліч спеціалізованих прикладних програм вужчого призначення.
Інформаційні системи - розділ інформатики, пов'язаний з вирішенням питань щодо аналізу потоків інформації в різних складних системах, їх оптимізації, структуруванні, принципах збереження і пошуку інформації. Інформаційно-довідкові системи, інформаційно-пошукові системи, гігантські сучасні глобальні системи зберігання і пошуку інформації (включаючи широко відомий Internet) в останнє десятиліття XX століття привертають увагу все більшого кола користувачів. Без теоретичного обґрунтування принципових рішень в океані інформації можна просто захлинутися. Відомим прикладом вирішення проблеми на глобальному рівні може служити гіпертекстова пошукова система WWW, а на значно більш низькому рівні - довідкова система, до послуг якої ми вдаємося, набравши телефонний номер 109.
Штучний інтелект - область інформатики, в якій вирішуються складні проблеми, які перебувають на перетині з психологією, фізіологією, лінгвістикою та іншими науками. Як навчити комп'ютер мислити подібно людині? Оскільки ми далеко не все знаємо про те, як мислить людина, дослідження з штучного інтелекту, незважаючи на піввікову історію, все ще не привели до вирішення ряду принципових проблем. Основні напрямки розробок, що відносяться до цієї області - моделювання міркувань, комп'ютерна лінгвістика, машинний переклад, створення експертних систем, розпізнавання образів та інші. Від успіхів робіт у галузі штучного інтелекту залежить, зокрема, рішення такої найважливішої прикладної проблеми, як створення інтелектуальних інтерфейсних систем взаємодії людини з комп'ютером, завдяки яким ця взаємодія буде походити на між людському і стане більш ефективним.
II. Інформатика та природничі науки
За визначенням А. П. Єршова, інформатика - «фундаментальна природнича наука». Академік Б. М. Наумов визначав інформатику, «як природну науку, що вивчає загальні властивості інформації, процеси, методи і засоби її обробки (збирання, зберігання, перетворення, переміщення, видача)».
Уточнимо, що таке фундаментальна наука і що таке природнича наука. До фундаментальних прийнято відносити ті науки, основні поняття яких носять загальнонауковий характер, використовуються в багатьох інших науках і видах діяльності. Ні, наприклад, сумнівів у фундаментальності таких різних наук як математика та філософія. У цьому ж ряду і інформатика, так як поняття "інформація", "процеси обробки інформації", безсумнівно, мають загальнонаукову значимість.
Природничі науки - фізика, хімія, біологія та інші - мають справу з об'єктивними сутностями світу, існуючими незалежно від нашої свідомості. Віднесення до них інформатики відображає єдність законів обробки інформації в системах самої різної природи - штучних, біологічних, суспільних.
Поява інформаційної техніки зробило настільки істотний вплив на наукові дослідження, що часто говорять про якісно новий етап у розвитку науки. Інформаційна техніка показала свою ефективність при роботі в системами, поведінка яких визначається законами механіки, фізики, хімії. Так, комп'ютерна генетика займається розшифровкою структур ДНК за допомогою комп'ютерів, комп'ютерний синтез успішно вирішує задачі синтезу необхідних хімічних елементів. Відкрилися можливості широкого використання математичних методів для побудови математичних моделей хімічних реакцій, обробки результатів експериментальних досліджень у реальному режимі часу, пошуку оптимальних умов проведення технологічних процесів. Експертні системи використовуються для обґрунтування вибору методів розрахунку рівноваги в системах «пар - рідина», методів термодинамічних розрахунків, аналізу зв'язків між структурою хімічних сполук та їх біологічною активністю. Комп'ютери все більше стають складовою частиною обладнання хімічних науково-дослідних лабораторій. Вони використовуються для проведення великого обсягу обчислень при квантово-хімічних розрахунках, обробці результатів ренгтеноструктурного аналізу, опису складних хімічних реакцій, розрахунку концентрацій речовин, що входять до складу різних сумішей.