Начало истории информатики

Второй этап — возникновение письменности

Прежде всего резко возросли (по сравнению с предыдущим этапом) возможности по хранению информации. Человек получил искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность и как средство для передачи информации. Кроме того, возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук (вспомним Древнюю Грецию, например). С этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия натуральное число. Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.

Третий этап — книгопечатание

Книгопечатание можно смело назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим этот этап не столько увеличил возможности по хранению (хотя и здесь был выигрыш: письменный источник — часто один-единственный экземпляр, печатная книга — целый тираж экземпляров, а, следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении (вспомним «Слово о полку Игореве»)), сколько повысил доступность информации и точность её воспроизведения.

Четвёртый (последний) этап предыстории

связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики) и начинающейся в то время научно-технической революцией. Этот этап характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, к которым по завершению этапа добавилось и телевидение.

Кроме средств связи появились новые возможности по получению и хранению информации — фотография и кино. К ним также очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски).

Информация перерабатывается не машинными, а рутинными способами!

Начало истории информатики

Связано с разработкой первых ЭВМ. Во-первых, сам термин «информатика» появился на свет благодаря развитию вычислительной техники, и поэтому под ним понималась наука о вычислениях (первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчётов). Во-вторых, выделению информатики в отдельную науку способствовало такое важное свойство вычислительной техники, как единая форма представления обрабатываемой и хранимой информации. Вся информация хранится и обрабатывается на ЭВМ в двоичной форме. Компьютер объединил хранение и обработку числовой, текстовой (символьной) и аудиовизуальной (звук, изображение) информации.

Информатика: ИТ и АИС

В современных понятиях информатика связывается с информационными технологиями (ИТ), и реализующими их автоматизированными информационными системами (АИС).

Информационные технологии

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

ИТ включают два основных элемента — машинный и человеческий (социальный) – который выступает главным элементом.

Автоматизированные информационные системы

Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенная для обработки информации и принятия управленческих решений.

Структура АИС как совокупность 6-ти обеспечивающих подсистем

технического обеспечения

математического обеспечения

программного обеспечения

информационного телекоммуникационного обеспечения

организационного обеспечения

правового обеспечения

Основные этапы технологического процесса в АИС

Событие -> Сбор -> Возможное преобразование информации -> Передача -> Обработка на ЭВМ -> Хранение -> Передача -> Воспроизведение информации -> Потребитель информации

Классификация АИС

В настоящее время АИС получили широчайшее распространение. Классификация АИС осуществляется по ряду признаков, и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные признаки классификации. При этом одна и та же АИС может характеризоваться одним или несколькими признаками. В качестве признаков классификации АИС используются:

область применения,

охватываемая территория (от ОГАИС до АИС город),

организация информационных процессов,

направление деятельности,

назначения, структура и др.

Значение информационных технологий

Говорить о воздействии науки на что-либо вне информационного процесса бессмысленно. Научная идея должна превратиться в информацию, т.е. быть закодированной, переданной по каналу связи, принятой адресатом, чтобы её можно было применить на практике. Знания должны определённым образом фиксироваться, трансформироваться, распределяться, приниматься и перерабатываться.

Информационные технологии и выступают новым средством превращения знаний в информационный ресурс (ИР) общества. ИТ стали также средством эффективного использования ИР.

Информационный ресурс общества

Информационные ресурсы – это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе. Информационные ресурсы общества (знания) отчуждены от тех людей, которые их создавали, накапливали, анализировали и т.д.

Эти знания материализовались в виде: документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных программ, произведений искусства, литературы, науки.

Информационный ресурс страны, общества рассматривается как стратегический ресурс, аналогичный по значимости сырьевому и энергетическим ресурсам.

Предметная область информатики

Информационный ресурс стал основным ресурсом человечества, главной ценностью современной цивилизации.

Таким образом, предметом информатики является информационный ресурс как симбиоз знания и информации

Итак, «оттолкнувшись от ЭВМ», информатика во главу угла ставит новые понятия — ИР и его социальную полезность, отдачу. Поэтому по аналогии с термодинамикой информатику можно назвать информдинамикой — наукой о развитии социальных систем под воздействием ИР (семантической информации).

Раздел 2 (Лекции 2-3)

Термин Информация

Термин информация имеет множество определений. В «Энциклопедии кибернетики» читаем: «информация (лат. informatio — разъяснение, изложение, осведомленность) — одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний».

«Информация» в широком смысле—отражение реального мира; в узком смысле «информация» — это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения.

Термин данные

Очень широко используется еще один термин: данные (лат. data). Этот термин применяется к информации, представленной в виде, позволяющем хранить, передавать или обрабатывать ее с помощью технических средств.

Поэтому наряду с терминами ввод информации, обработка информации, хранение информации, поиск информации используются термины ввод данных, обработка данных, хранение данных и т. п.

Общая схема передачи информации

Источник сообщений -> Кодирующее устройство -> Канал связи -> Декодирующее устройство -> Получатель сообщений

Информационное сообщение

Сообщение от источника к получателю (приемнику) передается в материально-энергетической форме (электрический, световой, звуковой сигналы и т. д.). Человек воспринимает сообщения посредством органов чувств.

Приемники информации в технике воспринимают сообщения с помощью различной измерительной и регистрирующей аппаратуры.

В обоих случаях с приемом информации связано изменение во времени какой-либо величины, характеризующей состояние приемника.

Информационное сообщение представим функцией х(t)

Computer — устройство преобразования информации посредством выполнения управляемой программой последовательности операций.

Синоним компьютера — вычислительная машина, чаще электронная вычислительная машина (ЭВМ).

Классификация вычислительных машин

АВМ и ЦВМ

Аналоговая вычислительная машина (АВМ) — это машина, оперирующая информацией, представленной в виде непрерывных изменений некоторых физических величин.

При этом в качестве физических переменных используются сила тока электрической цепи, угол поворота вала, скорость и ускорение движения тела и т. п.

Используя тот факт, что многие явления в природе математически описываются одними и теми же уравнениями, АВМ позволяют с помощью одного физического процесса моделировать различные процессы.

Цифровая вычислительная машина (ЦВМ) — машина, оперирующая информацией, представленной в дискретном виде.

В настоящее время разработаны методы численного решения многих видов уравнений, что дало возможность решать на ЦВМ различные уравнения и задачи с помощью набора простых арифметических и логических операций.

Поэтому, если АВМ обычно предназначаются для решения определенного класса задач, т.е. являются специализированными, то ЦВМ, как правило, являются универсальным вычислительным средством.

Алфавитный способ Представление дискретной информации в ЭВМ

Алфавитный способ основан на использовании фиксированного конечного набора символов любой природы, называемого алфавитом.

Примерами алфавитов могут служить алфавиты естественных человеческих языков, совокупность десятичных цифр, любая другая упорядоченность знаков, предназначенная для образования и передачи сообщений.

Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв — словом в этом алфавите. При этом не требуется, чтобы слово обязательно имело языковое смысловое значение.

Процессы кодирования и декодирования информации

Все процессы, происходящие в вычислительной системе, связаны непосредственно с различными физическими носителями информационных сообщений, а все узлы и блоки этой системы являются физической сферой, в которой осуществляются информационные процессы.

Процесс преобразования информации часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого алфавита. Такое представление называется кодированием.

Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием.

Классификация информации

Рассмотрим следующий перечень: генетическая информация; геологическая информация; синоптическая информация; ложная информация (дезинформация); полная информация; экономическая информация; техническая информация и т. д.

Действительно, что в этом перечне приведены не все виды информации, кроме того, от этого перечня мало проку.

Этот перечень не систематизирован. Для того чтобы классификация по видам была полезной, она должна быть основана на некоторой системе. Обычно в качестве базы для классификации используется то или иное свойство (может быть набор свойств) объектов.

Свойства информации: внутренние и внешние

Как правило, свойства объектов можно разделить на два больших
класса: внешние и внутренние свойства.

Внешние свойства — это свойства, характеризующие поведение объекта при взаимодействии с другими объектами.

Внутренние свойства — это свойства, органически присущие объекту. Они обычно «скрыты» от изучающего объект и проявляют себя косвенным образом при взаимодействии данного объекта с другими.

Качество информации

Качество информации — обобщённая положительная характеристика информации, отражающая степень её полезности для потребителя.

Показатель качества — одно из важных положительных свойств информации (с позиции потребителя).

Чаще всего рассматривают показатели качества, которые можно выразить числом, и такие показатели являются количественными характеристиками положительных свойств информации.

При этом, любое отрицательное свойство
может быть заменено обратным ему, положительным

Показатели качества

Релевантность — способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя.

Полнота — свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект или процесс.

Своевременность — способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени.

Достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок.

Набор важнейших показателей качества информации

Доступность — свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем.

Защищённость — свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения информации.

Эргономичность — свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.

Конфиденциальность – свойство информации быть известной только допущенным и прошедшим проверку (авторизацию) субъектам (пользователям, процессам, программам)

Адекватность информации

Адекватность – это свойство информации однозначно соответствоватьотображаемому объекту или явлению.

Это вторая группа внешних свойств информации с точки зрения: информация – отображаемый объект.

Адекватность также является для потребителя внутренним свойством информации, проявляющим себя через релевантность и достоверность

Внутренние свойства информации

Среди внутренних свойств информации важнейшими являются два: