Основные области исследований информатики.

Отмечено, что история информатики связана с постепенным расширением области ее интересов. Возможность расширения диктовалась развитием компьютеров и накоплением моделей и методов их применения при решении задач различного типа. На протяжении полувековой истории информатики в ней неоднократно возникали и исчезали те или иные направления. В настоящее время в нее входят следующие основные области исследования:

1. теория алгоритмов (формальные модели алгоритмов, проблемы вычислимости, сложность вычислений и т.п.);

2. логические модели (дедуктивные системы, сложность вывода, нетрадиционные исчисления: индуктивный и абдуктивный вывод, вывод по аналогии, правдоподобный вывод, немонотонные рассуждения и т.п.);

3. базы данных (структуры данных, поиск ответов на запросы, логический вывод в базах данных, активные базы и т.п.);

4. искусственный интеллект (представление знаний, вывод на знаниях, обучение, экспертные системы и т.п.);

5. бионика (математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы и т.п.);

6. распознавание образов и обработка зрительных сцен (статистические методы распознавания, использование признаковых пространств, теория распознающих алгоритмов, трехмерные сцены и т.п.);

7. теория роботов (автономные роботы, представление знаний о мире, децентрализованное управление, планирование целесообразного поведения и т.п.);

8. инженерия математического обеспечения (языки программирования, технологии создания программных систем, инструментальные системы и т.п.);

9. теория компьютеров и вычислительных сетей (архитектурные решения, многоагентные системы, новые принципы переработки информации и т.п.);

10. компьютерная лингвистика (модели языка, анализ и синтез текстов, машинный перевод и т.п.);

11. числовые и символьные вычисления (компьютерно-ориентированные методы вычислений, модели переработки информации в различных прикладных областях, работа с естественно-языковыми текстами и т.п.);

12. системы человеко-машинного взаимодействия (модели дискурса, распределение работ в смешанных системах, организация коллективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и т.п.);

13. нейроматематика и нейросистемы (теория формальных нейронных сетей, использование нейронных сетей для обучения, нейрокомпьютеры и т.п.);

14. использование компьютеров в замкнутых системах (модели реального времени, интеллектуальное управление, системы мониторинга и т.п.).

До настоящего времени толкование термина «информатика» (в том смысле как он используется в современной научной и методической литературе) еще не является установившимся и общепринятым. Обратимся к истории вопроса, восходящей ко времени появления электронных вычислительных машин.

Современный взгляд на предмет информатики во многом отличается от представлений о предмете этой науки, сложившихся к моменту ее формирования как отрасли научного знания и практической деятельности человека.

После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика как наука об общих закономерностях в управлении и связи в различных системах: искусственных, биологических, социальных. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 г. американским математиком Норбертом Винером, ставшей знаменитой, книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения.

Термин информатика возник в середине 60-х годов как гибрид двух слов информация и автоматика для обозначения науки об автоматизации процессов обработки данных. Поэтому информатику связывали, прежде всего, с компьютерами, их использованием для решения задач. Однако, по мере развития информатики, ситуация стала существенно меняться. Информатика начала вбирать в себя многие отрасли научного знания, связанные с исследованием информационных процессов и структур кибернетику, теорию информации, документа листику и т.д. Пришло осознание того, что информатика — это не прикладная наука об около компьютерной деятельности, а фундаментальная наука о закономерностях информационных процессов в системах различной природы. Информатика… буквально на наших глазах из технической дисциплины о методах и средствах обработки данных при помощи средств вычислительной техники превращается в фундаментальную естественную науку об информации и информационных процессах в природе и обществе — отмечает академик Н.Н. Моисеев (Н.Н. Моисеев. Алгоритмы развития. М. — Наука. 1987).
Изменения в подходе к формированию научной картины мира и превалирующий характер информационной составляющей в профессиональной деятельности человека и вызвал появление феномена информации. В философском плане информация, в определенной мере противопоставляется знанию. Если знание есть проверенный общественно-исторической практикой результат познания действительности, то информация есть результат ее формализации.

На основе понятия информации удалось найти общность в явлениях самой разнообразной природы. Наиболее значительным достижением в этом направлении было создание теории самоуправляемых систем, объединивших природные, социальные и технические системы единством протекающих в них информационных процессов. Заметим, что само понятие информация впервые получило научную трактовку в связи с изучением самоуправляемых систем и возникновением кибернетики.

За последние десятилетия понятия информации и информационных процессов стали выходить за рамки теории самоуправляемых систем и применяться к описанию самых различных природных и социальных явлений. Появление понятий экономической информации, информационного бизнеса, информационного права, зашиты информации и пр. говорит о том, что понятие информации сделалось не только важнейшей категорией современного научного мировоззрения, но важнейшей чертой современной цивилизации.
Именно эту всеобщность понятия информации как социального и культурного феномена позволяет расширить более строгое толкование понятие информации, которое сложилось в теории самоуправляемых систем.

Такое понимание информации зафиксировано, в частности, в структуре предметной области информатики, приведенной в Национальном докладе Российской Федерации на II Международном Конгрессе ЮНЕСКО Образование и информатика (Москва, июль 1996 г) и в Концепции информатизации сферы образования Российской Федерации, утвержденной Минобразованием РФ в 1998т.
Отметим, что предметная область любой науки определяется (как это принято в философии и науковедении) не только областью действительности, изучаемой этой наукой, но и методологией, методами исследования этой области. Характеризуя методологию информатики, приведем позицию по этому вопросу Института проблем информатики РАН, сформулированную в работе Развитие определений информатика и информационные технологии, вышедшей под редакцией чл. — корр. РАН И.А. Мизина. В ней отмечается: Важнейшим методологическим принципом информатики является изучение объектов и явлений окружающего мира с точки зрения процессов сбора, обработки и выдачи информации о них, а также определенного сходства этих процессов при их реализации в искусственных и естественных (в том числе биологических и социальных) системах.

Из всего вышесказанного вытекает, что общеобразовательный компонент понятия информации раскрывается, по крайней мере, через три основных аспекта:
философских и методологических вопросов, связанных с соотношением понятий: знание — информация;
комплекса научных дисциплин, занимающейся изучением самоуправляемых систем различной природы;
изучение процессов сбора, хранения и переработки информации в системах различной природы, в том числе и с помощью компьютера

Развитие кибернетики в нашей стране встретило идеологические препятствия. Как писал академик А.И.Берг, «… в 1955-57 гг. и даже позже в нашей литературе были допущены грубые ошибки в оценке значения и возможностей кибернетики. Это нанесло серьезный ущерб развитию науки в нашей стране, привело к задержке в разработке многих теоретических положений и даже самих электронных машин». Достаточно сказать, что еще в философском словаре 1959 года издания кибернетика характеризовалась как «буржуазная лженаука». Причиной этому послужили, с одной стороны, недооценка новой бурно развивающейся науки отдельными учеными «классического» направления, с другой — неумеренное пустословие тех, кто вместо активной разработки конкретных проблем кибернетики в различных областях спекулировал на полуфантастических прогнозах о безграничных возможностях кибернетики, дискредитируя тем самым эту науку. Дело к тому же осложнялось тем, что развитие отечественной кибернетики на протяжении многих лет сопровождалось серьезными трудностями в реализации крупных государственных проектов, например, создания автоматизированных систем управления (АСУ). Однако за это время удалось накопить значительный опыт создания информационных систем и систем управления технико-экономическими объектами. Требовалось выделить из кибернетики здоровее научное и техническое ядро и консолидировать силы для развития нового движения к давно уже стоящим глобальным целям.

Подойдем сейчас к этому вопросу с терминологической точки зрения. Вскоре вслед за появлением термина «кибернетика» в мировой науке стало использоваться англоязычное «Computer Science», а чуть позже, на рубеже шестидесятых и семидесятых годов, французы ввели получивший сейчас широкое распространение термин «Informatique». В русском языке раннее употребление термина «информатика» связано с узко конкретной областью изучения структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы.

Эта информационно-аналитическая деятельность, совершенно необходимая и сегодня в библиотечном деле, книгоиздании и т.д., уже давно не отражает современного понимания информатики. Как отмечал академик А.П.Ершов, 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 более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и ее место в кругу традиционных академических научных дисциплин».

Попытку определить, что же такое современная информатика, сделал в 1978 г. Международный конгресс по информатике: «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».

Информатика – в настоящее время. Одна из фундаментальных областей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации, стремительно развивающаяся и постоянно расширяющаяся область практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий.

Информационная грамотность — основа для развития и деятельности современной личности. Информационная грамотность — это. Оптимальные способы обращения со знаками, моделями, данными, информацией и представление их заинтересованному потребителю для решения теоретических и практических задач; механизмы совершенствования технических сред производства, хранения и передачи информации; подготовки человека к эффективному использованию информационных средств, информации и телекоммуникаций. Это определяет основные направления в работе. Обеспечение прочного и сознательного овладения основных знаний о процессах преобразования, хранения и использования информации и на этой основе раскрытие роли информатики в формировании современной естественнонаучной картины мира, значении информационной технологии и вычислительной техники в развитии современного общества, сознательное и рациональное использование компьютера в своей учебной, а затем профессиональной деятельности.

С этимологической точки зрения информатика это наука об автоматизации информационных операций (ИО). Соответственно, объектом информатики являются все имеющие место ИО (модели целенаправленных действий, представляющие собой различные отображения связанной и свободной информации), а предметом, только те из ИО, которые могут быть автоматизированы. В результате получается, что к информатике принадлежат (составляют её предметную область), наряду с традиционными computer science и др., ещё и знания об ИО измерения, контроля, испытаний, идентификации, регулировании и управлении. С другой стороны, к информатике не принадлежат фундаментальные, не допускающие автоматизацию методы вычислительной и прикладной математики, методы логического и аналитического мышления, системного анализа и т.д.

Сеть “изнутри”. “Интернет”– не говоря уже о том, что его появление ознаменовало новую эпоху в развитии коммуникации,–позволило человечеству бесконечно расширить свои познания в любой, даже самой немыслимой, сфере деятельности или исследований. А так как развитию “Интернета”, с одной стороны способствовали коммерческие организации, фирмы, использующие сеть для обмена деловой информации и публикации рекламы, с другой–студенты, помещающие на всеобщее обозрение множество материалов развлекательного характера, то здесь много полезного найдут себе и бизнесмены, и просто любители со вкусом отдохнуть. К настоящему моменту спектр возможностей Сети растет с каждым годом, здесь же я расскажу о самых известных и доступных сервисах.

Электронная почта. Одна из ошибок обывателей состоит в том, что многие думают, что “Интернет”–это и есть электронная почта. На самом деле человек может превосходно ориентироваться в Сети и иметь весьма туманное представление e-mail или же, наоборот, вести электронную переписку, вовсе не являясь пользователем. Электронная почта в общих чертах напоминает обычную. Вы пишете письмо, заполняете “конверт” (адрес получателя, отправителя, тему) и оно устремляется по назначению быстрее любого самолета. Я, например, получаю письма из Хабаровска за 2-4 минуты. Таким образом, эта услуга эффективнее, быстрее, чем обычная. Как хорошо написал Свириденко: “Электронная почта, с одной стороны, это просто электронная замена бумажной почты, конвертов, почтальонов, мешков с письмами, а с другой–совершенно новая, замечательная возможность оперативного общения практически без границ и расстояний”.

Теоретическая информатика

Информация как семантическое свойство материи.
Информация и эволюция в живой и неживой природе.
Начала общей теории информации. методы измерения информации. Макро и микроинформация.
Математические и информационные модели.
Теория алгоритмов.
Стохастические методы в информатике. Вычислительный эксперимент как методология научного исследования.
Информация и знаки. Семантические аспекты интеллектуальных процессов и информационных систем.
Информационные системы искусственного интеллекта.
Методы представления знаний.
Познание и творчество как информационные процессы.
Теория и методы разработки и проектирования информационных систем и технологий.

Статьи к прочтению:

Институт проблем информатики и автоматизации НАН

Похожие статьи: