Информатика как наука и отрасль

Она разбирает  каждую инструкцию исходного текста (интерпретирует ее) и немедленно исполняет (т. е. файл на машинном языке не создается). Программа в режиме интерпретации  работает гораздо медленнее, чем  такая же программа в машинном коде. Это связано с тем, что каждую инструкцию приходится разбирать во время выполнения (а не заранее, как при компиляции). Многие инструкции в программе выполняются многократно, — и при каждом выполнении интерпретируются заново. Поэтому всюду, где возможно, стремятся заменить режим интерпретации режимом компиляции. Правда, интерпретация имеет и свои преимущества: с ее помощью проще отлаживать программу. Иногда пользуются режимом “псевдокомпиляции”: ускоряют интерпретацию за счет предварительного запоминания тех или иных элементов разобранных команд в памяти машины. В наше время машинные коды не используются, и каждая программа для компьютера составляется на том или ином языке программирования. Существует очень много языков, однако все они, как правило, содержат средства описания данных, арифметические операторы (подобные с = а+Ь), средства управления и организации циклов (подобные if), средства ввода и вывода информации. Многие языки пользуются похожими принципами организации программ, но — разным синтаксисом.. Чем принципиально отличаются естественные языки от языков программирования? Естественные языки возникают и развиваются по объективным законам, не зависящим от воли людей. Если вы изучите, например, английский язык, вам уже проще освоить, скажем, немецкий: вы приобрели опыт и интуицию, которые позволят вам хотя бы иногда догадываться о значении тех или иных слов, о связях слов и т. п. Слова и синтаксис языков программирования придумываются искусственно. Например, вы освоили язык С и твердо знаете, что смысловые блоки исходного текста (составные операторы) выделяются фигурными скобками: {...}.

Программное обеспечение— вторая равноправная часть информационной технологии. Без программ любая аппаратура — просто груда железа (многие так  и называют аппаратную часть— “железом”). Программы для ЭВМ делятся на два больших класса:

• системное программное обеспечение;
• прикладное программное обеспечение.

Системные программы  управляют работой аппаратных средств  и обеспечивают услугами нас и  наши прикладные комплексы. В первую очередь — это операционные системы и дополняющие их программные модули (системные программы-“утилиты”, драйверы периферийных устройств и т. п.). К системному обеспечению часто относят и широкий круг программ, выполняющих разнообразные функции по обслуживанию нашего компьютерного хозяйства: знаменитые утилиты Нортона (“лечение” и оптимизация дисков, восстановление случайно удаленной информации, поиск и многое другое), программы архивирования (сжатия) файлов, антивирусные средства, разнообразные диагностические модули и т. п.

На современных  компьютерах большинство обслуживающих  программ включено в состав графических  операционных оболочек и систем (Windows 3.1, Windows 95, Windows NT).

С помощью прикладных программ мы решаем на компьютере конкретные задачи. Спектр прикладного обеспечения очень широк: от простых программ, составляемых начинающими для решения несложных вычислительных задач, до мощных профессиональных систем (например, издательских), научных комплексов, сложнейших систем массового обслуживания (например, резервирования мест на самолеты). Промежуточное место занимает особый класс программ — инструментальные средства разработки приложений. Роль таких систем за последние годы резко возросла. Если раньше для разработки программ пользователи применяли автономные компиляторы (типа Turbo С, Turbo Pascal и т. д.) с несложным сервисом, то ныне в состав инструментария входят мощные средства визуального программирования, библиотеки функций и классов и т. п.

Один и тот  же программный продукт может  иметь несколько версий (редакций), обозначаемых номерами: 3.0, 6.2 и т. д. Каждая следующая версия отличается от предыдущей либо серьезными улучшениями (изменение первой цифры), либо незначительными модификациями (тогда меняется вторая или третья цифра). Существует особый класс “программного обеспечения” — компьютерные вирусы. Это тоже программы, которые пишутся некоторыми программистами из озорства, хулиганства или просто из вредности и могут нанести большой ущерб компьютерной системе.

Программа, выполняемая  на компьютере под управлением той или иной операционной системы и предназначенная для решения задач пользователя или для игры, называется приложением (application).

Что такое база данных (БД)? В широком смысле слова  можно сказать, что БД — это  совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области или разделе предметной области. Например, база данных по металлам и сплавам (металлургия), база данных по театральным постановкам (культура), база данных поликлиники (медицина), база данных по видеофильмам (видеотека) и т. п. Синонимом термина “база данных” часто считают “банк данных”, хотя последнее понятие почти вышло из употребления. В нашем определении, вообще говоря, отсутствует упоминание о персональном компьютере. Например, врач может считать базой данных картотеку своего кабинета, которую он ведет на бумажных или картонных карточках и хранит на стеллажах или в коробках. Если в кабинете установлен компьютер, и врач научился работать с текстовыми файлами, ничто не сможет помешать ему записать картотеку своих больных в один или несколько таких файлов, создав таким образом некий “компьютерный” банк данных. Работая с таким банком, кое-что из сферы учетной и оформительской работы он сможет делать быстрее (например, — корректировать и печатать заготовленные назначения или рекомендации), однако многие возможности компьютера останутся за рамками такого подхода. Значительная часть пользователей приобретая компьютер или получая доступ к нему на работе или в школе, в перерывах между играми прежде всего осваивает операции именно с текстовыми файлами (а ныне — с документами Word).

На первом этапе  компьютер обычно используют в качестве удобной и “интеллектуальной” пишущей  машинки (для подготовки, хранения, модификации и распечатки всевозможных писем, сочинений, объявлений, договоров, статей и т. п.). Вряд ли многие задумываются, что уже на этом этапе они пользуются примитивной информационной системой, которая в данном случае состоит из следующих элементов: (а) текстового редактора как инструмента манипулирования текстами; (б) группы текстовых файлов (базы данных) как объекта обработки.

База данных (БД) — совокупность определенным образом  организованной информации на какую-то тему (в рамках некоторой предметной области). Конечно, вся эта информация может храниться и на бумаге (например, книжный каталог библиотеки). Но современным средством хранения и обработки баз данных является, безусловно, компьютер.

Базы данных бывают фактографическими и документальными.

В фактографических БД содержатся краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. Из приведенных выше примеров две первые БД скорее всего будут организованы как фактографические. В БД библиотеки о каждой книге хранятся библиографические сведения: год издания, автор, название и пр. Разумеется текст книги в ней содержаться не будет. В БД отдела кадров учреждения хранятся анкетные данные сотрудников: фамилия, имя, отчество; год и место рождения и пр. Следовательно, документальная БД содержит обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную. Сама по себе база данных не может обслужить запросы пользователя на поиск и обработку информации. БД — это только “информационный склад”. Обслуживание пользователя осуществляет информационная система.

Информационная  система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных  средств для ее хранения, изменения  и поиска информации, для взаимодействия с пользователем.

Примерами информационных систем являются системы продажи билетов на пассажирские поезда и самолеты.

Дадим более  строгое определение компьютерной БД, чем то, что приводилось выше.

База данных — организованная совокупность данных, предназначенная для длительного  хранения во внешней памяти ЭВМ и  постоянного применения.

Для хранения БД может использоваться как один компьютер, так и множество взаимосвязанных  компьютеров.

Если различные  части одной базы данных хранятся на множестве компьютеров, объединенных между собой сетью, то такая БД называется распределенной базой данных.

Очевидно, информацию в Internet, объединенную паутиной WWW, можно  рассматривать как распределенную базу данных. Распределенные БД создаются  также и в локальных сетях.

Для работы с  базами данных требуется специальное  программное обеспечение. Такое программное обеспечение называется системой управления базами данных или сокращенно СУБД.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с  базами данных, называется СУБД: система  управления базами данных.

Системы, работающие с реляционными базами данных, называются реляционными СУБД. Наибольшее количество СУБД, созданных для персональных компьютеров — реляционные. Система управления базами данных создает на экране компьютера определенную среду для работы пользователя (пользовательский интерфейс). Кроме того, СУБД имеет определенные режимы работы и систему команд. Для многих реляционных СУБД, используемых на персональных компьютерах, действует правило: каждая таблица хранится в одном отдельном файле. Каждый файл имеет свое имя. Если вы сами создаете таблицу и сохраняете ее в файле, то сами вы и придумываете имя для файла. Если же вы хотите работать с уже готовой таблицей, то вы должны узнать, в файле с каким именем (а также на каком диске и в каком каталоге) хранится таблица.

Для того, чтобы начать работу с подготовленной базой данных, нужно открыть файл, в котором хранится таблица.

Специалистам, юристам  в том числе, часто приходится работать с большими объемами данных, с тем чтобы найти требуемые  сведения для подготовки различных  документов. Для облегчения такого рода работ были созданы системы управления базами данных (СУБД: DBASE, RBASE, ORACLE и др.). СУБД позволяют хранить большие объемы информации, и, что самое главное, быстро находить нужные данные. Так, например при работе с картотекой постоянно нужно перерывать большие архивы данных для поиска нужной информации, особенно если карточки отсортированы не по нужному признаку. СУБД справится с этой задачей за считанные секунды.

В настоящее  время наблюдается тенденция  к созданию так называемых интегрированных пакетов, которые вмещают в себя возможности и текстовых редакторов, и таблиц, и графических редакторов. Наличие большого числа различных программ для выполнения в сущности одинаковых операций - создания и обработки данных обусловлено наличием трех различных основных видов информации: числовой, текстовой и графической. Для хранения информации чаще всего используются СУБД, которые позволяют соединять все эти типы данных в единое целое. Сейчас идет бурное развитие двух других видов информации: звуковой и видеоинформации. Для них уже созданы свои редакторы и не исключено что в скором времени эти виды информации станут неотъемлемой частью большинства баз данных.

Автоматизированные  системы в области экономики  и права.

Компьютеры помогают решать задачи управления в самых разных масштабах: от управления станком или транспортным средством до управления производственным процессом на предприятии или даже целой отраслью экономики государства. Конечно, поручать компьютеру полностью, без участия человека, руководить предприятием или отраслью экономики — сложно, да и не безопасно. Для управления в таком масштабе создаются компьютерные системы, которые называются автоматизированными системами управления (АСУ). Такие системы работают вместе с человеком.

АСУ помогает руководителю получить необходимую информацию для  принятия управляющего решения, а также  может предложить наиболее оптимальные  варианты таких решений. Однако окончательное  решение принимает человек.

В АСУ используются самые современные средства информационных технологий: базы данных и экспертные системы, методы математического моделирования, машинная графика и пр. С распространением персональных компьютеров технической основой АСУ стали компьютерные сети. В рамках одного предприятия — это локальные компьютерные сети. Автоматизированные системы управления, работающие в масштабах отрасли, в государственных масштабах, используют глобальные сети ЭВМ. Другим вариантом применения ЭВМ в управлении являются системы автоматического управления (САУ). Объектами управления в этом случае чаще всего выступают технические устройства (станок, ракета, химический реактор, ускоритель элементарных частиц и пр.).

В САУ все  операции, связанные с процессами управления (сбор и обработка информации, формирование управляющих команд, воздействие на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного участия человека.

Устройства автоматического  управления стали создаваться задолго  до появления первых ЭВМ. Как правило, они основаны на использовании каких-либо физических явлений. Например, автоматический регулятор уровня воды в баке основан на выталкивающем действии воды на поплавок регулятора; автоматические предохранители в электрических сетях основаны на тепловом действии электрического тока; система автоматического регулирования освещенности в помещении использует явление фотоэффекта и т.п.

В последние  годы возникает концепция распределенных систем управления народным хозяйством, где предусматривается локальная  обработка информации. Для реализации идеи распределенного управления необходимо создание для каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе профессиональных персональных ЭВМ.