ПОНЯТИЕ ИНФОРМАТИКИ. Составные части
Научным фундаментом процесса информатизации общества является научная дисциплина – информатика . Прежде всего, определимся, что такое информатика. В понимании некоторых людей это есть совокупность приемов и методов работы с компьютерами. На самом деле это не так: компьютеры являются лишь техническим средством, с помощью которого информатика реализует свой прикладной пользовательский аспект – правда, средством столь сложным и интересным, что оно способно поглотить массу внимания не только специалистов в области компьютерных технологий, но и непрофессионалов.
В различных источниках по-разному дают определение информатике. В частности в качестве примера запишем некоторые из них:
Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.
Информатика – наука, изучающая структуру и свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, передачей, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.
Информатика – это наука, изучающая свойства, структуру и функции информационных систем , основы их проектирования, создания, использования и оценки, а также информационные процессы , в них происходящие. При этом под информационной системой понимают систему, организующую, хранящую и преобразующую информацию, то есть систему, основным предметом и продуктом труда в которой является информация .
Третье определение наиболее полно раскрывает сущность информатики.
Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объема человеческих знаний, который порой называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний получил заметное ускорение. Так, общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. – каждые 10 лет, а к 1970 г. - каждые 5 лет, к 1990 г. - ежегодно.
Информатика тесно связана с кибернетикой, наукой об управлении , но не заменяет ее, а имеет свою область исследования. Кибернетика изучает общие закономерности процессов управления в системах любой природы , абстрагируясь от конкретного вида и их специфики. Информатика же изучает общие свойства только информационных систем и процессов с предварительной их дифференциацией (управленческие, медицинские, обучающие, информационно-поисковые и т. д.).
Информатику в общем случае можно разделить на теоретическую и прикладную .
Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разработки автоматизированных информационных систем : их проектирования, создания и использования не только с формально-технической, но и с содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на социальную динамику. В орбиту анализа теоретической информатики попадают и традиционные системы преобразования информации и распространения знаний : средства и системы массовой информации, система лекционной пропаганды, кино, театры, справочные службы и т.д. При этом информатика рассматривает их с позиций получения и использования информационного ресурса , форм и способов воздействия указанных систем на общественный прогресс.
Информационный ресурс – это основное понятие информатики. Он представляет собой интеллектуальный ресурс общества, фактор коллективного творчества , и главная трудность в понимании его природы и функций состоит в раскрытии механизма перехода "знаний в силу", способов его воздействия на материальные факторы прогресса.
Информационный ресурс имеет две неразделимые стороны: формально-логическую (информационную) и семантическую . Формально-логическая сторона формируется в результате обобщения практики компьютеризации и развития инженерии знаний. Семантическая сторона основана на понимании процесса осознания чего-либо человеком. Главным объектом изучения при этом выступает соотношение знания и информации, переход одного во второе, а также фазовый переход знания в социальную силу.
Теоретическая информатика изучает законы функционирования информационного ресурса и использования его как движущей силы социального прогресса, а также общие, фундаментальные проблемы информационных технологий как исторического феномена, выводящего общество на новую ступень развития.
Под информационной технологией понимают систему процедур преобразования информации с целью ее формирования, обработки, распространения и использования. Информационную технологию можно рассматривать как совокупность моделей, методов, алгоритмов и программ формирования и рационального использования информационного ресурса.
Основу современных информационных технологий составляют:
Компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;
Хранение больших объемов информации на машинных носителях;
Передача информации на любое расстояние в ограниченное время.
Можно указать следующие основные отличительные черты современной (часто ее называют новой) информационной технологии:
1. Дружественность по отношению к пользователям программного и аппаратного интерфейса компьютера с разветвленной системой меню и подсказок (пользователь может работать не в режиме программирования, а в режиме манипулирования данными; может видеть и действовать , а не знать и помнить ).
2. Интерактивный (диалоговый) режим решения задач с широкими возможностями для пользователя оперативно влиять на ход решения.
3. Сквозная информационная поддержка всех этапов преобразования информации с помощью интегрированной базы данных, унифицированных форм представления информации.
4. Возможность коллективного решения задач на основе информационных сетей и систем телекоммуникаций, обеспечивающих всем пользователям оперативный доступ к любым техническим, программным и информационным ресурсам системы.
5. Безбумажная технология, при которой основным носителем информации является не бумажный, а электронный документ, формируемый на машинном носителе (в памяти компьютера) и доводимый до пользователя через экран дисплея.
Технологический процесс преобразования информации в общем случае может включать в себя такие процедуры (стадии), как получение, сбор, регистрация информации, передача, хранение, обработка, выдача обработанной (результатной) информации, принятие решения для выработки управляющих воздействий.
Прикладная информатика изучает конкретные разновидности информационных технологий, которые формируются с помощью специальных информационных систем (управленческих, медицинских, обучающих, военных и др.). Информационные технологии в различных отраслях, имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой. Разные операции и процедуры, различное оборудование, специализация критериев и показателей, даже разные носители информации, – все это становится объектом изучения конкретных функциональных и отраслевых информатик. Так рождаются ветви прикладной информатики, обслуживающие создание проектирующих систем, экспертных систем, управляющих и других функциональных систем.
В современном понимании информатика представляет собой область знаний, изучающую информационные процессы и методы их автоматизации на основе современных аппаратно-программных средств вычислительной техники .
Рассмотрим составные части «ядра» современной информатики. Каждая из этих частей может рассматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина; взаимоотношения между ними примерно такие же, как между алгеброй, геометрией и математическим анализом в классической математике – все они хоть и самостоятельные дисциплины, но, несомненно, части одной науки. Ядро современной информатики составляют: теоретическая информатика, вычислительная техника, программирование, информационные системы, искусственный интеллект и др.
Теоретическая информатика – часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она опирается на математическую логику и включает такие разделы, как теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и другие. Этот раздел информатики использует математические методы для общего изучения процессов обработки информации.
Вычислительная техника – раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем. Речь идет не о технических деталях и электронных схемах (это лежит за пределами информатики как таковой), а о принципиальных решениях на уровне так называемойархитектуры вычислительных (компьютерных) систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств. Примеры принципиальных, ставших классическими решений в этой области – неймановская архитектура компьютеров первых поколений, шинная архитектура ЭВМ старших поколений, архитектура параллельной (многопроцессорной) обработки информации.
Программирование – деятельность, связанная с разработкой систем программного обеспечения. Здесь отметим лишь основные разделы современного программирования: создание системного программного обеспечения и создание прикладного программного обеспечения. Среди системного – разработка новых языков программирования и компиляторов к ним, разработка интерфейсных систем (пример – общеизвестная операционная оболочка и система Windows). Среди прикладного программного обеспечения общего назначения самые популярные – системы обработки текстов, электронные таблицы (табличные процессоры), системы управления базами данных. В каждой области предметных приложений информатики существует множество специализированных прикладных программ более узкого назначения.
Информационные системы – раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации. Информационно-справочные системы, информационно-поисковые системы, гигантские современные глобальные системы хранения и поиска информации (включая широко известный Internet) в последнее десятилетие XX века привлекают внимание все большего круга пользователей. Без теоретического обоснования принципиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться.
Искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Как научить компьютер мыслить подобно человеку? Поскольку мы далеко не все знаем о том, как мыслит человек, исследования по искусственному интеллекту, несмотря на полувековую историю, все еще не привели к решению ряда принципиальных проблем. Основные направления разработок, относящихся к этой области – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие. От успехов работ в области искусственного интеллекта зависит, в частности, решение такой важнейшей прикладной проблемы, как создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека с компьютером, благодаря которым это взаимодействие будет походить на межчеловеческое и станет более эффективным.
Информатика как наука возникла не на пустом месте. Она впитала в себя достижения ряда наук: кибернетики, теории информации, теории систем, системотехники, семиотики и других. Поэтому вся система категорий (понятий) информатики состоит из трех элементов:
Понятия, заимствованные из других наук;
Оригинальные понятия и аксиомы, отличающиеся принципиальной новизной;
Понятия более низких иерархий, раскрывающие содержание каждого из основных понятий информатики, как метанауки.
К заимствованным можно отнести следующие понятия: информация, информационный шум, избыточность, бит, байт и др. (из теории информации); цель, управляющая и управляемая система (подсистема), орган управления, объект управления и т. д. (из кибернетики).
Оригинальными понятиями информатики являются:
Информационный ресурс;
Информационная среда;
Автоматизированные информационные системы;
Информационные технологии;
Искусственный интеллект и ряд других.
Информационная среда – это аппаратные средства, программное обеспечение, телекоммуникации, уровень подготовки кадров – специалистов и пользователей, методы и формы управления и т.д. В информационную среду входят рассматриваемые как элементы единой системы все факторы, воздействующие на информационные процессы и информационные системы в течение всего жизненного цикла от проектирования до использования.
Автоматизированные информационные системы (АИС) представляют собой совокупность технических и программных средств, предназначенных для автоматизированной обработки информации с минимальным вмешательством человека. Неотъемлемой частью любой АИС является электронная вычислительная машина (или несколько ЭВМ).
Искусственный интеллект ориентирован на создание методов дублирования (разумеется, в пределах доступного) функций живых интеллектуальных систем искусственными системами. Естественно, что искусственный интеллект – не синоним искусственного разума. В нашем понимании слово "интеллект" означает ум, рассудок, разум, мыслительную способность человека. В этом смысле кибернетический автомат, ЭВМ никогда не сможет обладать интеллектом. Несмотря на то, что автоматы могут больше «знать», чем конкретный человек, быстрее вычислять, фильтровать данные, делать выборки и даже формально-логические выводы, накапливать знания – познать мир в содержательном аспекте, углублять понимание действительности, снимать неопределенность своего существования искусственные системы не могут. Поэтому под словосочетанием «искусственный интеллект» будем понимать, в первую очередь, то, что связано с коренной интеллектуализацией ЭВМ путем оснащения их программно-техническими средствами высокого уровня, способными делать логические выводы.
Информатика как отдельная отрасль промышленности включает в себя все основные и обеспечивающие предприятия и организации по обработке данных и производству алгоритмов, программ и средств вычислительной техники. Таким образом, правомерно вести речь об индустрии информатики .
Индустрия информатики - это инфраструктурная отрасль народного хозяйства, обслуживающая другие отрасли материального производства и непроизводственной сферы, обеспечивая их необходимыми информационными ресурсами, создающая условия для их эффективного функционирования и развития (своеобразная «нервная система» общественного производства).
К основным элементам производственной структуры данной отрасли можно отнести:
Предприятия, производящие вычислительную технику и ее элементы;
Вычислительные центры различного типа и назначения (индивидуальные, кустовые, коллективного пользования и т. д.);
Локальные и подключенные к распределенным вычислительным сетям пункты обработки информации, оснащенные компьютерами (в том числе автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов);
Абонентские пункты систем телеобработки данных и вычислительных сетей;
Системы связи и передачи данных в составе вычислительных сетей;
Предприятия, осуществляющие производство программных средств и проектирование автоматизированных систем управления (АСУ) и информационных систем (в частности, баз данных).
Как и любая наука, информатика имеет свой объект и предмет изучения (исследования).
Объект познания – это некий фрагмент реального мира, предмет познания – это выбранная для исследования методами данной науки сторона, грань, аспект объекта.
Объектом приложений информатики являются автоматизированные информационные системы (АИС) различного назначения. Среди них, в частности, можно выделить:
Автоматизированные системы управления (АСУ) – комплекс технических и программных средств, которые во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере (например, в образовании используются системы АСУ-ВУЗ). В зависимости от вида объекта управления различают АСУ персоналом и АСУ техническими средствами ;
Системы поддержки принятия решений (СППР) – АИС, предназначенные для автоматизации деятельности конкретных должностных лиц при выполнении ими своих должностных (функциональных) обязанностей в процессе управления персоналом и (или) техническими средствами;
Автоматизированные информационно-вычислительные системы (АИВС) – это АИС, предназначенные для решения сложных в математическом отношении задач, требующих больших объемов самой разнообразной информации. Эти системы используются для обеспечения научных исследований и разработок, а также как подсистемы АСУ и СППР в тех случаях, когда выработка управленческих решений должна опираться на сложные вычисления;
Автоматизированные системы обучения (АСО) – АИС, предназначенные для автоматизации подготовки специалистов с участием или без участия преподавателя и обеспечивающие обучение, подготовку учебных курсов, управление процессом обучения и оценку его результатов. Основными видами АСО являются автоматизированные системы программированного обучения (АСПО), системы обучения деловым играм (АСОДИ), тренажеры и тренажерные классы (ТТК);
Автоматизированные информационно-справочные системы (АИСС) – это АИС, предназначенные для сбора, хранения, поиска и выдачи в требуемом виде потребителям информации справочного характера.
Упомянем также диагностические системы в медицине, системы организации продажи билетов, системы ведения бухгалтерско-финансовой деятельности, системы обеспечения редакционно-издательской деятельности – спектр применения информационных технологий чрезвычайно широк.
Предметом изучения информатики являются информационные технологии, которые реализуются на практике в автоматизированных информационных системах различного назначения.
Информатика – относительно молодая наука, которая к тому же очень быстро эволюционирует, что часто приводит к таким формам ее развития, которые были до сих нор неизвестны человечеству. Вместе с тем значение информатики постоянно возрастает, так как информатизация активно проникает во все сферы деятельности человека. Эти особенности информатики приводят к тому, что до сих но]) в научном сообществе не удалось выработать общепринятое определение этой пауки. Практически в каждой отрасли науки можно встретить свое, отличное от других определение информатики. Поэтому информатика для математика, специалиста по компьютерной технике, экономиста, философа, социолога, филолога – это очень часто, на первый взгляд, совсем разные науки. Однако если обратиться к истории становления информатики как науки, становится ясно, что ее базовые принципы и понятийный аппарат во многом универсальны, т.е. не зависят от конкретной сферы ее применения.
Происхождение термина "информатика"
Термин "информатика" возник в 60-х гг. XX в. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных маш ин. Французский термин informatique (информатика) образован путем слияния слов information (информация) и automatique (автоматика) и означает информационную автоматику, или автоматизированную переработку информации. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике) .
В 1963 г. советский ученый Ф. Е. Темников одновременно с зарубежными авторами определяет информатику как науку об информации вообще, состоящую из трех основных частей – теорий информационных элементов, информационных процессов и информационных систем. Это был первый важный поворот в судьбе понятия "информатика", но он долго оставался лишь историческим фактом. Эта попытка обосновать новое понятие, доказать его необходимость не была успешной и в должной мере не оценена, в силу того что публикация была осуществлена в малоизвестном, специальном журнале (Известия вузов. Электромеханика. 1963. № 11). Так или иначе тогда понятие "информатика" еще не получило в нашей стране заметного распространения. Хотя в научной литературе уже в тот период часто встречались трактовки "информатики через призму взглядов Темникова". Так, в 1968 г. напечатана работа А. И. Михайлова, А. И. Черного и Р. С. Гиляревского "Основы информатики", в которой подробно рассмотрены понятия научно-технической информации и методы ее обработки .
В 1972 г. в СССР выходит Большая советская энциклопедия (БСЭ), в которой дефиниция термина "информатика" была однозначно сориентирована на гуманитарность этой науки, в частности, на процесс коммуникации.
Информатика – область гуманитарного знания, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также основные закономерности процессов информационной коммуникации .
Такой разброс представлений о месте и роли научной информатики приводит к тому, что ее определения становятся все более размытыми, пытаются дистанцироваться от какой-либо конкретики. Па Международном конгрессе в Японии в 1978 г. дается широкое определение информатики.
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, социального и политического воздействия.
В 1982 г. выходит монография академика В. М. Глушкова "Основы безбумажной информатики" (2-е издание, исправленное и дополненное, увидело свет в 1987 г. ). А год спустя годичное общее собрание Академии наук СССР принимает решение о создании в Академии наук отделения информатики. С этого момента идеи информатики в нашей стране получили прописку не только в науке, но также и среди специалистов-практиков.
Каково тогда было понимание информатики? В указанной монографии академика В. М. Глушкова нет прямого определения информатики как новой науки. Но исходя из содержания этой книги и материалов АН СССР о создании нового отделения можно сделать следующий вывод.
Информатика – это совокупность средств всей современной информационной теории, техники и технологии, суммарное, комплексное обозначение этой области знаний.
По-другому говоря, информатика как наука вбирает сегодня самые разные по своей сущности и природе информационные идеи, средства и процессы, связанные с удовлетворением информационных потребностей общества в настоящем и будущем. Однако в рамках современной информатики можно вычленить и более конкретные области ее приложения. Поэтому в статье К. К. Колина "Эволюция информатики и проблемы формирования нового комплекса наук об информации" предложена двухуровневая структура предметной области информатики . Верхний уровень отведен теоретической информатике, которая как теоретическая основа систематизированного научного знания охватывает три основных нижележащих уровня – техническую, социальную и биологическую информатику. Каждый из нижележащих уровней обладает своей спецификой, так как изучает и описывает информационные процессы в зависимости от среды функционирования. Двухуровневая структура предметных областей информатики представлена в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Структура предметной области информатики (1)
|
Теоретическая информатика |
|||||
|
Техническая |
Социальная |
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. Развиваемые компетенции: знать
уметь Выбирать способ измерения информации для конкретной задачи; владеть
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 направленииИз 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:
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:
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.
×
Вступай в сообщество «sinkovskoe.ru»!
| |||