1.2. Информатика - наука об информационных элементах, информационных процессах и информационных системах

Современная информатика сложилась в недрах математики и кибернетики, системотехники и электроники, логики и лингвистики. Основные научные направления информатики образуют такие дисциплины, как «Теоретические основы вычислительной техники», «Статистическая теория информации», «Теория вычислительного эксперимента», «Алгоритмизация и программирование», «Искусственный интеллект».

Прикладная информатика обслуживает науку, технику, производство и другие виды человеческой деятельности на основе информационных технологий.

Расширение сферы научных методов и практических приложений информатики привело к необходимости ее структуризации. По поводу структуры информатики существуют различные точки зрения.

В 1991 г. научные сотрудники Института проблем информатики АН СССР И.А. Миши и др. рассматривали информатику, развивая приведенное выше определение В.И. Сифорова, как комплексную дисциплину

во-первых, это естественная наука (фундаментальные и прикладные исследования);

во-вторых, отрасль промышленности (опытно-конструкторские работы и производство);

в-третьих, инфраструктурная область (профессиональная деятельность и эксплуатация систем информатизации).

Как естественная наука информатика изучает общие свойства информации (данных и знаний), методы и системы для ее создания, накопления, обработки, хранения, передачи и распределения с помощью средств вычислительной техники и связи.

Как отрасль промышленности информатика занимается проектированием, изготовлением, сбытом и развитием систем информатизации и их компонентов. Как инфраструктурная область информатика занимается сервисом и эксплуатацией систем информатизации, обучением и др.

Как фундаментальная наука информатика связана с философией - через учение об информации и теорию познания; с математикой - через теорию математического моделирования; математическую логику и теорию алгоритмов; с лингвистикой - через учение о формальных языках и о знаковых системах. Она также тесно связана с теорией информации и управления.

Важнейшими методологическими принципами 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 в биологических и социальных) системах.

В несколько другой терминологии структурируется информатика в учебнике Н.В. Макаровой и В.Б. Волкова [7] (рис. 1), в котором с информатикой связывают одно из следующих понятий; эго либо отрасль производства, либо фундаментальная наука, либо прикладная дисциплина. И эта точка зрения широко представлена на различных сайтах в сети Интернет.

При этом обращается внимание на то, что все три направления информатики опираются на средства для преобразования информации) и развивают их.

Структура информатики

Рис 1.1. Структура информатики

Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методов, моделей и алгоритмов, а также связанных с ними математических теорий. Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике.

Практическое использование результатов исследований информатики как фундаментальной науки воплощается в информатике - отрасли производства. Широко известны западные фирмы по производству иро- граммных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических средств - IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства самих технических и программных средств разрабатываются также и технологии преобразования информации.

Прикладная информатика изучает закономерности протекания информационных процессов в конкретных областях и методологию разработки конкретных информационных систем и технологий.

На основе первоначального определения информатики, предложенного в в 1963 году Ф.Е. Темниковым, способом систематизации разрозненно возникающих сведений об информации и информатике можно считать выделение 3-х основных частей: (рис. 1.2):

  • 1) информационные элементы;
  • 2) информационные процессы;
  • 3) информационные системы.

Это определение принято в справочнике «Прикладная информатика» [1], рекомендованном Учебнометодическим объединением по образованию в области прикладной информатики в качестве учебного пособия студентам вузов, обучающимся по специальности «Прикладная информатика в экономике» и другим экономическим специальностям, а также по направлению подготовки бакалавров и магистров «Прикладная информатика».

Справочник подготовлен коллективом авторов из разных вузов, которые неоднократно обсуждали материал, включенный в справочник, на семинарах и конференциях.

Интерпретируем эти части применительно к настоящему периоду развития наук об информации.

Рис. 1.2

Информация это отражение материи, т.е. объектов и их свойств.

Следовательно, информационный элемент - эго отражение материально существующих элементов, элементарных объектов, учитываемых при решении прикладных задач.

В теории систем элемент определяется как предел членения системы с точки зрения аспекта ее рассмотрения, цели исследования или создания, решаемой конкретной задачи [4, 11, 15].

В качестве информационных элементов естественно, прежде всего, рассматривать данные.

В технических науках информатика первоначально развивалась как наука о передаче данных, и в качестве элементов рассматривались символы: буквы, цифры, слова. Затем - сведения о деталях и других компонентах изделий.

В экономике в качестве данных рассматриваются сведения об объектах производственного или обслуживающего процесса, показатели, характеризующие состояние объекта, экономического процесса, происходящие в системе изменения.

Для названия совокупностей данных вводят термины информационный массив, база данных (БД), хранилище данных.

Для позиционирования организации в системе экономики необходима нормативно-правовая информация, представляемая в виде документальной информации, т.е. текстов, в которых нужно искать элементы при этом элементы - нормы, статьи, т.е. фрагменты текста.

Для организации управления предприятием (организацией) нужна нормативно-техническая, нормативно-методическая, маркетинговая, мониторинговая информация, являющаяся документально-фактографической, т.е. представляемой в форме текстов, из которых нужно извлекать конкретные данные о производственных нормативах, состоянии среды, сведения о наличии и ценах товаров на рынках и т.п.

В каждом конкретном приложении нужно выделять информационные элементы с учетом поставленной задачи и необходимой степени детализации.

Более подробно понятие «информация», представление об информации как ресурсе предприятия (организации), особенности информации, способах ее измерения рассматриваются в гл. 2.

При определении состава элементов информатики следует иметь в виду наличие двух главных составляющих информатики - информации и средств ее обработки.

Для сбора, передачи, хранения, обрабогки и представления информации лицам, принимающим решения, нужны технологии, технические и про- граммные средст ва, когорые также являются элементами информатики.

В состав технических средств входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, модемы и т.д.), линии связи, средства оргтехники и т.п., т.е. те материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации. Важнейшей задачей информатики является изучение и обеспечение «дружественного» интерфейса между человеком и аппаратно-программными средствами обработки информации.

Диалог компьютера с человеком осуществляется с помощью искусственных языков. Языки, предназначенные для реализации формальных алгоритмов (вычислительных), называют алгоритмическими, пли языками профаммирования. К настоящему времени создано немало алгоритмических языков для описания задач различных классов. По мере усложнения алгоритмов разрабатывают специализированные языки процедурно-ориентированные, проблемно-ориентированные, языки логического профаммирования.

Общение человека и ЭВМ существенно упрощается, если имеются готовые программы, соответствующие характеру решаемых задач. Вызов готовых профамм и их выполнение осуществляются в соответствии с инструкциями по эксплуатации данной ЭВМ. К ирофаммным средствам (продуктам) относятся операционные системы, интефированные оболочки, системы профаммирования и проектирования профаммных продуктов, различные прикладные пакеты, такие, как текстовые и фа- фические редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т.д.

При проектировании и изготовления любого программного или технического средства в силу их сложности применяют математические методы, .модели и алгоритмы

Методы и средства обработки информации детализируют:

  • 1) методы и алгоритмы автоматизированного сбора, хранения, поиска и передачи информации;
  • 2) методы и алгоритмов обработки и преобразования информации;
  • 3) технологии и элекфонно-вычислительной техники, позволяющих развивать первые два направления;
  • 4) методы, модели и алгоритмы для проектирования и производства новых и совершенствования старых технических и программных систем. В этом случае можно сказать, что средства преобразования информации используются для производства себе подобных. Тогда их пользователем является специалист в области информатики, а не конечный пользователь.

Процессы - это последовательности операций во времени при проектировании, производстве изделий, в экономике - бизнес-процессы, организационно-технологические процедуры (ОТП) подготовки и реализации управленческих решений по организации производства, обслуживания, торговли, и т.п.

Информационные процессы - процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой, использованием информации, последовательность операций при прохождении информации, сопровождающей последовательности операций во времени при проектировании, производстве изделий, при подготовке и реализации управленческих решений.

В технических дисциплинах (технической информатике) изучаются процессы передачи информации, в реализации которых участвуют источник и приемник информации (получатель) и канал передачи информации - канал связи, представляющий собой совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю (рис. 1.3).

Рис. 1.3

При этом применяют кодирующее и декодирующее устройства. В процессе передачи информация может теряться и искажаться: Помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. Существует наука, разрабатывающая способы защиты информации - криптология.

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью. Каналы делятся на симплексные, с передачей информации только в одну сторону (телевидение), и дуплексные, по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах. Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых ему в отсутствии помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала. Для повышения помехозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов.

В социально-экономических системах информационные процессы определяются компьютерной технологией, которая включает в себя последовательное выполнение определенных этапов работы с информацией: ввод, хранение, обработка, поиск, представление.

На подготовительных этапах осуществляется содержательный и формализованный анализ решаемой задачи, выбор метода и математической модели ее решения, определяется последовательность и порядок решения, его алгоритмическое описание, составляются программы на каком-либо доступном для машины языке. Затем программы вводятся в ЭВМ, отлаживаются, редактируются и записываются для хранения на внешних носителях.

Содержание исполнительных этапов зависит от характера задачи и типа используемой ЭВМ. Процесс сводится к автоматическому выполнению программы, причем часть программы может выполняться с участием человека. Завершающим этапом является анализ, оценка полученных результатов для их практического использования и совершенствования разработанных алгоритмов и программ.

Подготовительные этапы выполняются человеком, исполнительные - машиной или машиной с участием человека (диалоговые режимы работы ЭВМ).

Понятие об алгоритмах и программах, способах представления алгоритмов, методах и средствах разработки алгоритмов и программ, работе по созданию программных продуктов рассматриваются в гл. 3.

Для исследования информационных процессов при проектировании организационных структур и автоматизированных информационных систем предприятий (организаций) в 1970-е гг. был предложен функционально-технологический подход. Однако его в тот ггериод практически не удалось реализовать из-за ограниченных возможностей вычислительной техники.

Для представления и исследования процессов ггри проектировании информационных систем в 1990-е гг. разработана методолог ия SADT[1] и семейство IDEF-технологий, которые служат полезным инструментом для анализа процессов в информационных системах.

Изучение IDEF-технологий и других автоматизированных средств для реализации методологии SADT обеспечивается специальными дисциплинами - «Информационные системы и технологии», «Проектирование информационных систем» в ФГОС по направлению «Прикладная информатика», «Моделирование бизнес-процессов» в ФГОС по направлению «Бизнес- информатика».

Кроме того, информационные процессы - это не только отображение реально протекающих материальных ггроцессов на предприятиях. Существуют процессы возникновения и распространения научно-технической иьгфор.мации. В теории научно-технической информации о таких ггроцессах принято говорить как об информационных потоках и исследовать закономерности их строения (законы Г. Цапфа, С. Брэдфорда, Б. Викери, закон концентрации - рассеяния В. И. Горьковой и др.) [19].

Для развития предприятия, формирования ядра бизнеса исследование информационных потоков научно-технической, мониторинговой информации - весьма важная задача, которой начинают уделять все больше внимания, в том числе в материалах, представленных в Internet.

Закономерности информетрии и возможности их применение при исследовании информационных потоков, процессов возникновении и распространении информации рассматриваются в гл. 4.

  • [1] Ross D. Applications and extension of SADT // IEEE. Computer. - April, 1995.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >