Информатика как наука (стр. 1 из 3)
Автореферат
Информатика как наука
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 2
1.1. Информация – это…
1.2. Эволюция материи
1.3. Теория отражения
1.4. Носители информации, память
1.5. Носители информациивещество и поле
1.6. Процесс сообщения . Сигнал
1.7. Целенаправленная передача информации. Данные
1.8. Непрерывное и дискретное Знания
1.9. Знания
1.10. Целенаправленная передача информации
1.11. Данные
Введение
Информатика - наука об информации и технических средствах ее сбора, хранения, обработки, передачи.
Кратко можно сказать, что информатика = информация + автоматика.
Термин информатика был предложен французскими учеными, в США эту науку называют computersince.
Информатика молодая наука, ей нет еще и 100 лет. И зарождение теоретических основ информатики, и появление первых ЭВМ относятся к середине XX века.
Информатика также многогранна, как и одна из древнейших наук математика. Математика объединяет в себе такие достаточно разнящиеся разделы, как: алгебра, геометрия, теория множеств, интегральное и дифференциальное исчисление и т.д. Структура современной информатики может быть схематично представлена так:
Рис. 1. Основные разделы информатики.
В настоящее время информатика и ее практические результаты становятся важнейшим двигателем научно-технического прогресса и развития человеческого общества. Скорость развития средства обработки и передачи информации поразительна, в истории человечества этому бурно развивающемуся процессу нет аналога. Сведения, касающиеся прикладной области быстро устаревают. На смену одним технологиям приходят другие, более совершенные и более сложные. Специалисты в области информационных технологий должны непрерывно обучаться и повышать свою квалификацию. Однако, иметь теоретические и практические знания в области информатики в наше время стало необходимостью для всех, потому что общество, в котором мы живем, является информационным обществом.
Тип общества определяется по тому, в какой сфере занята большая часть населения. Человеческое общество в своем эволюционном развитии прошло следующие стадии:
- первобытное (охота и собирательство);
- аграрное (земледелие и скотоводство);
- индустриальное (промышленное производство);
- информационное (информационное производство).
Сегодня налицо все признаки информационного общества:
- электронный документооборот;
- информационная и сетевая грамотность населения;
- превращение информации в товар;
- доступность населению баз данных и знаний (в том числе сети Интернет);
- информатизация основных систем общества.
Раздел 2. Феномен информации
1. Информация – это…
Попробуйте ответить на простой, казалось бы, вопрос: что такое информация? Вы пользуетесь этим термином постоянно: работаете с информацией, ищете информацию, воспринимаете информацию, действуете под управлением информации. Задумайтесь на минуту и попытайтесь ответить: Информация – это…
Что у вас получилось? Самые популярные в такой ситуации ответы: “Это что-то новое”, “Это сообщения, сведения”, “Это знания”, “Это данные”…
Слово “information” действительно переводится с латинского языка, как “осведомление”, “разъяснение”, и такое определение устраивало человечество до сороковых годов двадцатого века.
Этим термином пользовались для определения чисто практических понятий, таких, как некоторая совокупность знаний, сведений о конкретном предмете, явлении, событии. Такая информация носит вполне конкретный характер и во многих случаях не несёт в себе количественной оценки.
Тысячелетиями слово “информация” было рядовым, ничем не выделяющимся среди десятков тысяч других слов. Все это долгое время человек считал себя единственным созданием, способным к передаче, приему и творению информации.
Положение стало меняться с появлением кибернетики – науки об управлении. "Кибернетика" Норберта Винера увидела свет в 1948 году. Она открыла людям глаза на то, что сейчас известно каждому – информационные процессы происходят в любом живом организме, начиная с амебы и вируса. Созданные человеком машины также работаю под управлением информации. Любое сообщество живых существ – муравьев, пчел, рыб, птиц и, конечно, людей не может существовать без потоков информации, циркулирующих в нем.
Датой рождения “Теории информации” также считается 1948 год. Именно тогда в реферативном журнале американской телефонной компании "Белл систем" появилась статья 32-летнего инженера-связиста Клода Шеннона "Математическая теория связи”, в которой он предложил способ измерения количества информации. С этого момента понятие "информация" начинает расширять сферу своего применения.
Вскрытие единства процессов в живом и неживом, широкое внедрение ЭВМ, стремительное нарастание информационного потока в виде газет, журналов, книг, теле- и радиотрансляций придало совершенно другое, новое значение слову “информация”. На современном этапе развития науки признано, что понятие "информация" значительно более ёмкое и, что очень важно, существует и вне нашего восприятия. Другими словами, весь окружающий нас мир, как доступный, так и недоступный нам, всюду имеет информационную структуру.
“Информация” превратилась в необычайно широкое понятие и встала в один ряд с такими философскими категориями, как материя, энергия, пространство и время. Однако единого общепризнанного определения информации не существует до сих пор, более того, это понятие остается одним их самых дискуссионных в современной науке. Все мы имеем представление о том, что такое материя, энергия, пространство, время, информация, мы можем описать их свойства, мы можем их измерять, но мы так и не можем пока дать их четкого научного определения.
Давайте познакомимся с определениями информации, данными выдающимися учеными:
- Информация – это обозначение содержания, полученного от внешнего мира в процессе приспособления к нему (Н. Винер).
- Информация – отрицательная энтропия (негэнтропия) (Л. Бриллюэн).
- Информация – вероятность выбора (А. М. Яглом, И. М. Яглом).
- Информация – снятая неопределенность (К. Шеннон).
- Информация – мера сложности структур, мера упорядоченности материальных систем (А. Моль).
- Информация - снятая неразличимость, передача разнообразия (У.Р. Эшби).
- Информация – отраженное разнообразие (А. Д. Урсул).
- Информация – мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени (В. М. Глушков).
Чтобы быть понятым, этот небольшой обзор определений нуждается в дополнительных пояснениях, и мы постараемся дать их в ходе дальнейшего изложения этого и следующего раздела. Дочитав третий раздел этой книги, вернитесь, и заново перечитайте этот список.
2. Эволюция материи
Согласно современным теориям эволюции, процесс развития Вселенной есть процесс самоорганизации. В ходе самоорганизации кварков появились протоны и нейтроны, при самоорганизации атомов возникло множество молекул, при самоорганизации молекул появилась живая клетка, при самоорганизации клеток – организм, при самоорганизации организмов – популяции и социумы….
Повышение сложности системы, ее прогрессивное развитие связано с увеличением количества информации, накопленного системой, проявляющегося в ее структуре. Так, по данным некоторых исследований, при переходе от атомного уровня к молекулярному количество информации увеличивается в 103 раза. Количество информации, относящейся к организму человека, примерно в 1011 раз больше информации, содержащейся в одноклеточном организме.
Применение информационной модели развития дает возможность прояснить механизм прогресса усложнением, упорядочиванием и повышением степени организации материальных систем.
Рис. 2. Уровни организации материи.
Рис. 3. Время становления уровней организации материи.
Всеобщее свойство материи, обеспечивающее передачу информации на всех стадиях ее организации, называется отражение (reflection) и заключается “в воспроизведении, фиксировании того, что принадлежит отражаемому предмету. "... Логично предположить, что вся материя обладает свойством, по существу родственным с ощущением, свойством отражения..." (Ленин В. И).
Любое отражение несёт в себе информацию об отражаемом объекте. Способность к отражению зависит от уровня организации материи. Взаимодействиям объектов неорганической природы присущи пассивные формы отражения:
- простая механическая деформация (отпечаток тела на песке);
- сокращение или расширение в зависимости от колебаний окружающей температуры (термометр);
- отражение световых электромагнитных волн (фотография);
- отражение звуковых электромагнитных волн (эхо);
- химические изменения (цвет лакмусовой бумаги);
- и т. д.
Хотя и у неорганических форм материи мы наблюдаем определенные признаки чувствительности – притяжение и отталкивание частиц, атомная валентность, молекулярная связь, неорганические тела не способны активно использовать результаты взаимодействия как средство самосохранения. Но этот пассивный “зачаточный” вид отражения, носящий форму лишь физического взаимодействия тел, является генетической предпосылкой для возникновения более высоких форм отражения в живой природе и человеческом обществе, когда отражение превращается в информационную модель, в образ и используется в процессах познания и управления.