Информатика как научная дисциплина

ВВЕДЕНИЕ
1. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА
1.1. Информатика как научная дисциплина
1.2. Становление информатики
1.3. Идеи и методы информатики
1.4. Перспективы информатики
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ
2.1. Общее определение
2.2. Базовые понятия информатики
2.3. Информационный ресурс и его особенности
2.4. Аксиоматика информатики
3. СОЦИАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАТИКИ
3.1. Информационное общество и индустрия информатики
3.2. Перевороты в информатике
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Информатика как научная дисциплина

кластерный и другие методы автоматической классификации документов;
использование библиографических ссылок для информацион­ного поиска научных документов и решения наукометрических задач путем создания специальных указателей и баз данных;
методы изучения явлений роста, рассеяния (С. Бредфорд) и старения публикаций, а также определения их информаци­онной ценности.
Далеко не все специалисты по информатике понимают, что информационно-поисковый тезаурус – это не только двуязычный словарь, но и специализированный справочник, в котором приво­дится логическая информация, необходимая для адекватного пе­ревода с естественного языка на информационно-поисковый. Это непонимание проявляется в том, что информационно-поисковыми тезаурусами называют любые упорядоченные множества терми­нов – таблицы десятичной классификации, рубрикаторы инфор­мационных изданий, словники предметных указателей. До сих пор не разработана научная методика построения и использования таких тезаурусов, хотя от их качества в значительной мере зависят результаты информационного поиска.
Построение теоретических основ любой науки и научной дисциплины невозможно без разработки системы ее основных понятий и специальной терминологии. В информатике это было сделано уже на начальных этапах ее формирования. Информати­ки сознавали необходимость изучения структуры, содержания и динамики потоков научной и другой семантической информа­ции. Для этого были разработаны и апробированы соответству­ющие методы, которые могут быть использованы не только в сфере научной коммуникации, но и в других сферах общественной жизни. Было продолжено и углублено начатое еще в библиографоведении изучение рассеяния публикаций определенной отрасли знаний, предмета или проблемы по периодическим из­даниям, которое известно как «закон рассеяния Бредфорда».
Изучение специфики информационных потребностей ученых и специалистов, изыскание наиболее эффективных способов их удовлетворения привели к выработке понятий «релевантности» и «пертинентности». Эти понятия легли в основу теории инфор­мационного поиска, которая несомненно является крупным вкладом информатики в современную науку. В рамках этой тео­рии были сформулированы понятия «информационно-поискового языка», «поискового образа документа», «поисково­го предписания» и «критерия выдачи». Были также разработаны способы оценки эффективности информационного поиска, без чего было бы невозможно сравнение разных информационно-поисковых систем с целью их совершенствования. Особенно значительным достижением информатики является разработка метода координатного индексирования документов и других объектов поиска, а также дескрипторных информационно-поисковых языков и тезаурусов.
Идеи и методы информатики используются во всех сферах интеллектуальной деятельности – везде, где сообщения обле­каются в форму документа и становятся объектом аналитико-синтетической переработки, долговременного хранения и доста­точно частого поиска и использования. В качестве таких сооб­щений могут выступать не только научные документы, но и га­зетные статьи, фотоснимки, опубликованные тексты радиопередач, архивные материалы, банковские счета, бухгал­терские документы и т.п.
При создании автоматизированных информационных систем, которые охватывают документы, не относящиеся к сфере науки и техники, как правило, не требуется применения каких-либо иных методов и средств, чем те, которые разработаны информа­тикой для научных документов. Более того, для этого обычно оказываются достаточными наиболее простые методы. Сказан­ное в полной мере относится и к сфере материально-технического снабжения, когда объектами классификации (ин­дексирования), хранения, поиска и выдачи являются не доку­менты, а материальные объекты – промышленные изделия, за­пасные части и т.п.
Информатика все больше ориентируется на использование компьютеров, микрофотографии и средств массовой коммуни­кации. В последние десятилетия для поиска документальной и фактографической информации, а также для дистанционной пе­редачи копий научных документов все шире используются кана­лы и средства телеграфной, телефонной и телевизионной связи. В последние годы особенно интенсивно развиваются компью­терные сети. Ясно, что использование компьютеров и других новейших технических средств, а также их быстрое совершенст­вование оказывают сильное влияние на развитие определенных методов информатики.
Следует, однако, понимать, что компьютеры и другая со­временная информационная техника служат лишь инструмен­тами для решения задач информатики. Их использование для решения задач аналитико-синтетической переработки инфор­мации базируется в основном, если не исключительно, на иде­ях и методах, разработанных в рамках информатики. Между тем иногда складывается неверное впечатление, что решаю­щим фактором в «индустрии информации» являются применя­емые в ней технические средства, а идеи и методы, на основе которых производится переработка информации, играют вто­ростепенную роль. Хорошо известно, что компьютеры работа­ют по определенным программам, разработанным на основе идей и представлений, лежащих за пределами программирова­ния. Рассмотрение конкретных примеров решения информаци­онных задач при помощи средств автоматизации (например, автоматизированных информационных систем в медицине) по­казывает, что все они основаны на идеях и методах информа­тики.
Особенно широкое распространение получил метод коор­динатного индексирования ключевыми словами, который ныне используется в самых разнообразных областях. Изолированные ключевые, стержневые слова (нем. Stichwort), вы­бираемые из заглавий книг, использовались для составления каталогов немецких библиотек еще в XIX в. Сущность мето­да информатики – в установлении координатной связи меж­ду ключевыми словами, выбранными для индексирования до­кумента, в их соподчинении, логическом умножении. С практической точки зрения этот метод позволил автоматизи­ровать индексирование документов, а также их поиск по про­извольным сочетаниям признаков (с использованием булевой и «пороговой» логик)— особенно в режиме диалога. Не в меньшей степени этот метод ценен и теоретически, поскольку сделал объектом соответствующих исследований семантиче­скую и знаковую структуру текстов на естественных языках, без чего невозможна автоматическая переработка таких текс­тов в системах искусственного интеллекта. Нельзя забывать и о том, что этот метод был разработан и применялся еще до появления первых компьютеров.
Примером того, насколько важную роль в современных ав­томатизированных информационных системах играют идеи и методы информатики, может служить японский проект созда­ния ЭВМ пятого поколения. Главным принципом проекта яв­лялось создание сверхбыстродействующих компьютеров, ори­ентированных на использование «баз знаний», т.е. накопленных и особым образом организованных декларатив­ных и процедурных знаний о соответствующих фрагментах внешнего мира. Но такая задача в информатике начала обсуж­даться несколько десятилетий назад. Концептуальным анало­гом «базы знаний» можно считать тезаурус как семантическую сетевую структуру. Тезаурус, используемый при поиске доку­ментов, является проблемно-ориентированным вариантом «ба­зы знаний».
1.4. Перспективы информатики
Немаловажное значение для перспектив развития информа­тики имеет ее структура, в значительной мере определяющая на­правление проводящихся в ней научных исследований.
Эта структура отражает последовательность этапов информационной деятель­ности:
отбор — обработка — хранение — поиск — распростране­ние.
Предмет и структура информатики, крут разрабатываемых ею проблем имеют не только теоретичес­кое, но и практическое значение. Подготовка кадров, повышение их квалификации, формирование профессионального мышления, информационное обеспечение, создание коммуникационных традиций (как по формальным, так и по неформальным кана­лам) – вот далеко не полный перечень жизненно важных во­просов, решение которых зависит от того, какой круг вопросов будет исследовать информатика. Но учитывая, что научная дис­циплина это не только совокупность знаний, но и институция, сообщество ученых, объединенных единым кругом изучаемых проблем и подходов к их изучению, инфраструктура дисципли­ны оказывает влияние на ее развитие.
Как в этих условиях будет развиваться информатика? Если не выходить за очерченные нами рамки, то потребуется значитель­но интенсифицировать исследования свойств и структуры се­мантической информации, подходов к определению ее сложнос­ти, количества, ценности, полезности, старения, рассеяния и т.п. Необходимы дальнейшие исследова­ния информационных систем, разработка их математических и других формальных моделей. Особую актуальность приобретает построение интеллектуальных информационных систем, позво­ляющих прогнозировать исследуемые свойства веществ, процес­сов, явлений на основе неполной информации. Информацион­ный поиск смыкается здесь с автоматизацией исследований и проектирования, что требует глубокой логической и лингвисти­ческой проработки.
В области технологии информационной деятельности возни­кает ряд важных проблем взаимодействия человека с развитыми техническими системами: унификация представления научно-технических данных, методы кумуляции и концентрации ин­формационных ресурсов, методы структурирования информации в условиях ее машинного накопления и обработки, рациональ­ное представление нетекстовой информации, эффективный ввод речевой и графической информации. Малоизученной, но крайне важной областью информатики являются ее экономические, со­циологические, психологические и правовые аспекты. Вся сфера информационной коммуникации недостаточно изучена с точки зрения ее соответствия экономическим структурам производства и процессам принятия решений. Перспективными представля­ются исследования влияния новых информационных технологий на внедрение достижений в народное хозяйство, в сферу образо­вания, культуры, массовой коммуникации.
Если же пойти еще дальше, за пределы того круга проблем, которые легко укладываются в рамки обсуждаемой нами науч­ной дисциплины информатики, то мы выйдем в необозримое пространство проблем, обозначаемых терминами «искусствен­ный интеллект», «информационные технологии», «теория про­граммирования», «теория формальных языков» и т.п. Спору нет, информатика уже сейчас наталкивается на многие вопросы, раз­рабатываемые в этих проблемных комплексах. К ним относятся «понимание» текста на естественных языках, логико-смысловые методы его обработки, представление знаний в базах данных, программирование задач информационного обеспечения и мно­гие другие вопросы подобного типа. По всей вероятности, они займут в информатике соответствующее их значению место.
Ясно, что ближайшей перспективой развития информатики является развертывание широкого фронта теоретических иссле­дований. Это не значит, что прикладные разработки, направлен­ные на совершенствование нынешних информационных систем и методов информационного обеспечения должны быть отодви­нуты на второй план. Они также будут развиваться и расширять­ся, но не они, а теоретические исследования определяют буду­щее информатики как фундаментальной науки.
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ
2.1. Общее определение
Характеристика информационной культуры:
способность к выделению и определению материальных и информационных процессов в окружающем мире;
способность к обобщению информационного материала и выделению главного;
умение разрабатывать информационные модели;
умение оперировать формальными структурами;
умение реализовывать информационные модели с помощью компьютера;
умение оценить результаты машинного моделирования.
2.2. Базовые понятия информатики
Информация (informatio – разъяснение, изложение, осведомленность; лат.) – одно из наиболее общих положений науки, означающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т.п.
Виды информации


От кибернетики отделилась наука, занимающаяся проблемой применения средств вычислительной техники для работы с информацией. В Великобритании и США эта наука впоследствии получила название компьютерная наука (computer science), во Франции и других странах Европы – информатика (informatique, информационная автоматика).
Кибернетико-информационная картина мира формируется всеми предметами, однако только курс кибернетики (информатики) способен подытожить и обобщить полученные обучаемым знания, т.е. выступить в качестве системообразующего фактора.
Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.
Теоретическая информатика – часть информатики, общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям конкрктных информационных процессов и сред их протекания.
Прикладная информатика – часть информатики, изучающая конкретные разновидности информационных технологий, которые формируются с помощью специальных информационных систем (управленческих, медицинских, обучающих, военных, криминалистических и других).
Информационные технологии – это машинизированные (инженерные) способы обработки семантической информации (данных и знаний), которые реализуются посредством автоматизированных информационных систем.
Знания – это живая дидактическая система; знания передаются другим людям, материализуются и существуют в трех формах: «живые» знания (квалификация), овеществленные знания, информация (сообщения).
Информатика является комплексной, междисциплинарной отраслью научного знания.1
2.3. Информационный ресурс и его особенности
Информационный ресурс – это семантическая информация, т.е. информация в виде понятийного знания. Информационный ресурс имеет две неделимые стороны: формально-логическую (информационную) и когнитивную (cognition – знание, познание; лат.). Из понятия информационный ресурс вырастает система оригинальных понятий информатики. Информационный ресурс – это симбиоз знаний и информации.
Перед человечеством стоит громадная по своей важности и сложности задача – извлечь максимум информации из накопленных за всю историю сообщений (книг, описаний, т.е. «рассеянных» знаний) и превратить эту информацию в активно функционирующий ресурс (т.е. снабдить алгоритмами и программами).
Особенности информационного ресурса:
практически неисчерпаем;
имеет потенциальное значение (не самостоятелен);
по мере использования не исчезает, а сохраняется и даже увеличивается;
эффективность повторного применения связана с эффектом повторного применения знаний;
являетя формой непосредственного включения науки в состав производительных сил;
возникает в результате не просто умственного труда, а его творческой части;превращение знаний в информационный ресурс зависит от возможностей их кодирования, распределения и передачи.
Инфоноосферная эдукология – наука об образовании в современном информационном обществе в целом с целенаправленной и стихийной циркуляцией знаний в инфоноосфере Земли (возможно, и за ее пределами). Леруа Э. назвал эту сферу ноосферой.2
Педагогическая информатика – новая область педагогической науки, объектом которой является обучение информатике (код научной специализации 13.00.02 – Теория и методика обучения и воспитания в области информатики).
2.4. Аксиоматика информатики
Аксиоматика информатики – это фундаментальные соотношения, вводимые дедуктивным путем.
№
Смысл аксиомы
Первая аксиома
Исходный информационный поток:
Iисх = NH,
где N – количество символов, исходящих от наблюдателя;
H – энтропия сигналов (0<=H<=1);
«наблюдатель» - главный (верхний) элемент управляющей подсистемы.
Вторая аксиома
Информационная напряженность элемента управляющей подсистемы:
Gj = Iисх / Hj,
где Iисх – исходный информационный поток (определяется воздействием
наблюдателя);
Hj – энтропия подсистемы.
Третья аксиома
Информационная напряженность управляющей подсистемы (включая наблюдателя):
Qj = ∑j Gj,
где j меняется от 1 до n.
Четвертая аксиома
Энергия объекта управления (информационная), затрачиваемая на переход в новое состояние:
E = Q – Iполн,
где Iполн – полный информационный поток, воздействующий на объект управления за период его перехода в новое состояние.
Пятая аксиома
Работа управляющей подсистемы (затраты энергетических ресурсов на осуществление информационной работы):
A = a + b,
где a – внутренняя работа управляющей подсистемы;
b – внешняя (полезная) работа управляющей подсистемы, затрачиваемая на
информационную отдачу.
Шестая аксиома