Введение в информатику
Введение в информатику Введение С вступлением в новый век человечество одновременно переживает смену как общественно - политических формаций, так и кардинальный переход к новой схеме рыночных отношений. В экономической информатике этот переход называют переходом от индустриального к постиндустриальному обществу и далее к информационному обществу, где производством информации и информационных услуг занято большинство трудоспособного и наиболее образованного населения. Парадигма развития информационного общества “свобода передачи информации и свобода доступа к информации” составила основу новой предметной области - области существования и движения информационных ресурсов. Особое место заняла информатика и вычислительная техника, как науки о всех формах движения и преобразования информации. Также можно говорить о том, что возникла новая научная дисциплина - теория информационных ресурсов (ИР). Собственно ИР стал базовой категорией теорий социальной, экономической информатики, менеджмента и маркетинга, коммуникаций и управления. Республика Беларусь, относящаяся к наиболее интеллектуальным из государств бывшего союза, безусловно, не стоит в стороне от этих глобальных мировых процессов. Причем для нашей республики ситуация осложняется тем, что развитие информационного общества происходит одновременно с болезненными социально - экономическими рыночными преобразованиями. Учитывая инерционность и необратимость социально - экономических процессов в этих условиях, огромная ответственность ложится на государственное управление, где продуманность, обоснованность и последовательность принимаемых решений прямым образом зависят от полноты, достоверности и оперативности информации. Эффективным средством решения этих задач являются современные информационные технологии, вычислительные и телекоммуникационные средства их обеспечения. Становление теории информацииВсю историю накопления знания об информации обычно разделяют на четыре периода.1. Первоначально информация была обнаружена в социальных системах, информационные процессы рассматривались только по отношению к человеку и сообществам людей. Под информационным процессом понималось получение главным образом неожиданных, принципиально непохожих на уже известные данных и знаний. Уже здесь были поставлены вопросы о полноте, достоверности, ценности, важности и формах передачи информации.2. Важнейшим в теории информации является второй период ее развития. В 1948г., были опубликованы статья американского инженера К. Шеннона "Математическая теория связи" и монография профессора Массачусетского технологического института Н. Винера "Кибернетика или управление и связь в животном и машине". Впервые информация была определена как "обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств".Понятие информации распространено на живую природу и искусственные самоуправляющиеся, самоорганизующиеся системы. Возникла новая предметная область - информатика, вобравшая в себя в качестве составной части кибернетику, а этот подход был назван функционально-кибернетическим.3. Третий период -связан с распространением информации на неживую природу и социально - экономические процессы. Этот подход получил название атрибутивного. Основной постулат - «вещество - носитель знания». Вещество первично. Рис. 1 Состояния материи согласно атрибутивному подходуСогласно атрибутивному подходу, информация является свойством (атрибутом) движущейся материи, т. е. любых материальных систем, в том числе и неживой природы, независящим от того, используется она в данный момент другой системой или нет. Взгляд на материю, как триединство вещества, энергии и информации, сформированный атрибутивным подходом, позволяет рассматривать информацию как ресурс управления особого рода и существенно изменяет современные представления об управлении в социально-экономических системах 4. Четвертый период, начало которого положено в последнем десятилетии, связан с переосмыслением места информации в модели движения материи. Согласно этому подходу информация рассматривается как первооснова всех процессов во вселенной. Все науки и сама природа представляют собой ветви единого дерева, которым является информация. Информация - вездесуща, она - внутри нас, вне нас и во всей Вселенной; это универсальное начало всех начал в природе и в обществе; информация - первична, материя - вторична. Информация - безальтернативный первоисточник зарождения Вселенной и безальтернативный ресурс развития мирового сообщества. Этот период связан с появлением новой науки - информациологии. Информация и логия означает науку об информации. Информациология согласно этому подходу является фундаментальной единой наукой о первопричинах и источниках возникновения и развития Вселенной. Она изучает на единой информационной основе взаимоотношения нульматериальных точек, микрочастиц, атомов, организмов, объектов, состояний, процессов и явлений природы и общества, исходя из фундаментального принципа информациологического подхода. Информациология изучает два класса информации - естественную и искусственную. Естественная информация - все безусловные (естественные) отношения, отображения и соотношения в природе, обществе и Вселенной. Искусственная информация зависит от нас и создается (производится) человечеством с момента его возникновения и в процессе его эволюции. Искусственная информация - это все отношения и отображения материальных объектов и предметов, придуманных и реализованных человеком. Сигнал, знак, данные, информацияСформулированные в рамках функционально-кибернетического подхода положения теории информации в настоящее время нашли широкое применение в теории и практике управления, в построении автоматизированных и информационных систем различного назначения, в создании компьютеров и компьютерных сетейСогласно функционально-кибернетическому подходу, информация рассматривается, как свойство определенного класса материальных кибернетических систем, к которым относятся:- живые организмы и их сообщества;- человек и человеческое общество;- созданные человеком искусственные кибернетические устройства.Базовыми понятиями этого подхода являются сигналы, знаки, данные, информация, знания. Заметим, что в данном случае речь идет не об информации как категории движения материи (атрибутивный и информациологический подходы), а в более узком смысле как о переходном состоянии от сигнала к знаниям.Сигнал - это вещественно-энергетический или энергетический носитель информации и может быть представлен в виде электрических, электромагнитных импульсов, звуковых волн и других материальных процессов. Для представления сигнала введена минимальная единица представления - бит.Знак. Это вещественный носитель информации, кодирующий информацию в виде, доступном для восприятия человеком в документах, электронном виде и т.д. Для представления знаков введена единица представления - байт, содержащая 8 бит.Знаки составляют слова, слова составляют предложения.Под данными понимаются комбинации знаков слов, предложений, несущих сведения, сообщения, записанные наблюдения, и т.д., которые в данный момент не оказывают воздействия на поведение.Данные могут превратиться в информацию, если такое воздействие на поведение будет иметь место. С точки зрения принятия решений, можно утверждать, что информацией в узком смысле являются используемые полезные данные. Вспомним определение информации Винером: "обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств".Для того, чтобы данные стали информацией, они должны последовательно пройти физический, семантический и прагматический фильтры.Физический фильтр. Сигналы, знаки, слова, предложения вначале должны быть приняты. Качество, достоверность приема зависит от физического шума в приемнике и канале связи. В данном случае под «приемником» понимается не только некое техническое устройство. Например, это может быть человек, беседующий с собеседником, в силу комплекса факторов (шум, отвлечения другими, усталость, дикция собеседника, озабоченность другими проблемами и т.д.) не воспринимающий в полном объеме и достоверно излагаемые ему сведения. Будем говорить, что сведения проходят физический фильтр. Принятые сведения называются синтаксической информацией, остальные не принятые из-за помех в канале связи или приемнике отсекаются в виде физического шума.На синтаксическом уровне исследуется соотношение между знаками в сообщении, независимо от их содержания и ценности для получателя, определяется с помощью каких знаков закодировано сообщение. Получатель тогда способен принять поступившее сообщение, когда располагает кодом (языком), с помощью которого записано сообщение. Знание языка, его синтаксической структуры позволяет получателю отсечь помехи и возможно восстановить сообщение.К.Шеннон понимал под информацией не все сообщения, а только те, которые уменьшают неопределенность у получателя информации. Неопределенность же существует тогда, когда происходит выбор одной из нескольких возможностей. Неопределенность рассчитывается по формуле:где Pi - вероятность наступления i -того события или принятия параметром системы i -го значения (i = 1,2,…n).Согласно приведенной формуле, неопределенность будет тем больше, чем ближе между собой значения вероятностей. Значение неопределенности при равновероятных возможностях наступления события было принято за единицу информации и названо битом.Пример расчета количества информации, равного 1 биту:Далее синтаксическое сообщение должно быть понято получателем. Для этого оно должно пройти семантический фильтр - тезаурус. Под тезаурусом понимают систематизированный словарь понятий, в котором фиксируются как сами понятия, так и постоянные, не зависящие от контекста, отношения между ними. На семантическом уровне исследуется содержание сообщения, т.е. соотношение между знаками, словами, фразами и объектами, которые они обозначают.Семантическое сообщение будет получено только тогда, когда содержание данных увязывается с тезаурусом. Такое сообщение будем называть данными.Принятые и понятые данные рассматриваются на прагматическом уровне. Здесь получатель оценивает, насколько семантическая информация полезна для стоящих перед ним актуальных задач, насколько она влияет на поведение получателя (прагматический фильтр). Данные, которые бесполезны для решения актуальных задач получателя, отсекаются как прагматический шум. И только те, которые оцениваются как полезные, представляют собой информацию. Ценность информации оценивают через приращение вероятности достижения цели после получения сигнала. Если эта вероятность до получения информации составляла , а после ее получения -, то ее ценность: Информация в узком смысле (знания) - это только новые знания, принятые, понятые и оцененные как полезные для решения актуальных задач, побуждающие органы управления, менеджеров к принятию решений, к конкретным действиям. Информация обладает следующими свойствами: 1. Всегда существует вещественный или энергетический носитель информации - сигнал. 2. Информация имеет количественные и качественные характеристики. 3. Информация не исчезает от употребления. Она может многократно использоваться. 4. Информация способна накапливаться. Объективной закономерностью развития человеческого общества является накопление информации, и этому процессу нет предела. 5. Существование информации определяется ее использованием. Неиспользуемая информация устаревает, т.е. теряет свою актуальность, полезность и ценность. Это свойство не противоречит предыдущему, т.к. накопление информации само определяется потребностью ее использования, фактором ее движения. Значение информации в современном обществе определяется следующими факторами: информация является важнейшим, ресурсом управления особого рода.. информация выступает как основа процесса управления. информация выступает как основа коммуникаций в системе управления. информация является предметом управленческого труда. Информатика. Проблемная область и содержаниеИнформатика в широком смысле - система знаний, относящихся к производству, переработке, хранению и распределению всех видов информации в обществе, в природе и в технических устройствах. Первоначально имела название «Кибернетика». В последующем получила более широкую трактовку, а кибернетика стала ее составной частью.В настоящее время в информатике выделяют следующие разделы:· теоретическая информатика;· кибернетика;· программирование;· искусственный интеллект;· информационные системы;· вычислительная техника;· информатика в обществе и природе.1. Теоретическая информатика. Математическая дисциплина, основанная на методах построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации.В теоретической информатике выделяют 5 направлений:Математическая логика:· теория алгоритмов;· теория параллельных процессов;
Страницы: 1, 2
|
