История информатики как науки о знаниях и технологиях

Этап автоформализации знаний. Этот этап тесно связан с  развитием когнитологии, персональных компьютеров и вычислений, делающих возможным формальное описание (а, следовательно, актуализацию, передачу, хранение, сжатие) исследователями накопленного знания, опыта, профессиональных умений и навыков. Развиваются когнитивные методы и средства, позволяющие строить решения проблем “по ходу решения, на лету”, особенно эффективно в тех случаях, когда исследователю неизвестен путь решения. Развиваются методы виртуализации и визуализации. Этот этап очень важен для информатики, ибо он стал позволять решать межпредметные задачи, как правило, плохо структурируемые и формализуемые, а также позволил использовать типовые инструментальные системы. Используется когнитивная графика – графика, порождающая новые решения, а также “виртуальный мир” – искусственное трехмерное пространство (одну из осей координат можно условно считать “пространственной”, другую - “временной”, третью - “информационной”) и визуальные среды (например, Visual-среды). 

Рассмотрим, наконец, наиболее развитый период безбумажной  информатики. 

Этап развитой безбумажной информатики и глобальных систем связи (Интернет), этап информационного  общества. Переход к безбумажной информатике, электронным информационным технологиям и использованию сетей Интернет, информационному производству товаров и услуг характерен для всех стран вступивших в стадию построения информационного общества. Основные атрибуты общества безбумажной информатики (мы специально не используем здесь термин «информационное общество», так как такое общество полностью ещё нигде не построено, а критерии могут изменяться): 

безбумажные (электронные) документооборот и делопроизводство, их государственная поддержка и целенаправленное развитие; 

информационная (компьютерная, сетевая) грамотность  населения и её государственная  поддержка и развитие; 

превращение информации в товар (со всеми атрибутами товара); 

развитая (интеллектуальная) и доступная система баз данных и знаний, доступа к сетям и информации Интернет; 

информатизация  и информационная безопасность основных систем общества; 

актуализация  вещественно-энерго-информационных связей систем и процессов. 

В мировой глобальной информационной системе сетей Интернет каждый месяц число новых пользователей растет в среднем на 15-20%. Хотя первая в истории компьютерная сеть начала разрабатываться в конце 60-ых годов, сегодня уже Интернет насчитывает более 40 тыс. компьютерных сетей, более 200 млн. пользователей и более 20 млн. компьютеров (мест доступа). В мировых базах данных накоплено более 150 млн. документов. Во второй половине 60-х годов в Японии возникло понятие “информационное общество”, которое используется в качестве одного из главных ориентиров при планировании экономического развития страны. Это понятие в дальнейшем было взято на вооружение и в других странах. Отметим, что стоимость информационных услуг и количество людей, занятых в сфере информационного обслуживания резко начали расти, например, в США в начале 80-ых годов в сельском хозяйстве было занято около 5%, в промышленности - 20%, в сфере обслуживания - 30%, в сфере информационных услуг - 45% всех работающих в стране. Прогнозируемый  аналогичный  показатель начала нового тысячелетия - 70 %. 

Рост числа  работников в информационной сфере  вызван, в первую очередь, пространственно-временным  увеличением и усложнением информационных потоков. Вступление государства в  “информационную цивилизацию” прежде всего, подтверждается макроэкономическими показателями, в частности, - увеличением доли информационного сектора в валовом национальном продукте и повышением доли работников информационной сферы в общей численности занятых. Информационный бизнес занимает заметное место в структуре экономики промышленно развитых стран. 

Д.С.Робертсон (США) выдвинул формулу “цивилизация - это  информация”. Опираясь на количественные меры математической теории информации, он ранжирует цивилизации по количеству производимой ими информации на 5 следующих  уровней: 

0 - информационная  емкость мозга отдельного человека - примерно 107 бит; 

1 - устное общение  внутри общины, деревни или племени,  количество циркулирующей информации - примерно 109 бит; 

2 - письменная  культура; мерой информированности  общества служит Александрийская библиотека, имеющая 532800 свитков, в которых содержится примерно 1011 бит информации; 

3 - книжная культура: имеются сотни библиотек, выпускаются  десятки тысяч книг, газет, журналов, совокупная емкость которых оценивается  примерно в 1017 бит; 

4 - информационное  общество с электронной обработкой  информации объемом примерно 1025 бит. 

Информатика завершает  этап спонтанного, возможно, несколько  хаотичного развития и накопила достаточный  опыт и знания для её систематизации, осмысления, структурирования, теоретизации, превращения в фундаментальную науку. 

Информатика, рассматриваемая  с точки зрения хранения и преобразования информации, как правило, сводится, в основном, к компьютерам (служащим определенным человеческим целям). Это  ресурсный или технократический подход к информатике. Если же информатика рассматривается с коммуникационных позиций, например, с позиции передачи знаний, то она выступает неотъемлемым фрагментом культуры общества. Оба подхода должны быть взаимосвязаны. Абсолютизация первого подхода приводит к заблуждению, что технические возможности предопределяют цели развития общества (возникают технократические утопии). Абсолютизация второго подхода может привести к забвению технических возможностей информатики, недооценке технических нововведений, к излишнему формализму. 

Можно, видимо, говорить о завершении этапа информатики, понимаемой как основы информатики  и вычислительной техники и наступлении  этапа научной, системно-междисциплинарной  информатики. Отсутствие развитой и  развивающей понятийной системы, понятийного аппарата в образовательной информатике, искусственное “притягивание” неадекватного целям, задачам, значению информатики понятийного аппарата из других наук (кибернетика, микропроцессорная техника, управление и др.) сводит его к тривиальному изучению программирования, ЭВМ и пользовательского интерфейса (мы ничуть не умаляем их практического значения). 

Использование более полных, точных и адекватных методов и методологии позволяет  фундаментальной науке и образовательной  дисциплине “информатика”: 

придерживаться  более точных и строгих (формализованных) правил исследования информационных процессов  и систем, что позволяет выявить  общее, инвариантное в этих процессах  и системах, прогнозировать и повышать надежность принимаемых решений; 

формулировать более точные и строгие (формализованные) законы эволюции информационных процессов  и систем, что позволяет изучать  и актуализировать общее, инвариантное в этих процессах и системах, прогнозировать и повышать надёжность принимаемых  решений; 

переосмысливать и перестраивать ранее сформулированные правила и законы и определять (расширять) границы применимости знаний и строить технологии применения этих знаний. 

Информатика - наука, изучающая информационные аспекты  системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики. 

Информатика - это  наука об инвариантах (т.е. неизменных сущностях) информационных процессов, о их выявлении, описании, изучении, применении, пространственно-временной организации и самоорганизации. Такое определение естественно назвать синергетическим определением информатики и оно имеет важное значение при исследовании синергетики информационных процессов в различных системах. 

Информатика тесно  связана и с философией. Философия дает общие  методы содержательного анализа, а информатика даёт общие методы формального анализа предметных областей (особенно, теоретическая, математическая информатика). 

Можно дать философское  определение информатики: информатика - это наука, изучающая общие свойства и процессы отражения материи, порядок в материи, ее структурированность и отражение в сознании человека, общества. 

Дадим математическое определение информатики (определение  математической информатики): информатика - наука, изучающая вопросы построения и исследования математических методов и моделей, алгоритмов, формальных систем для описания и актуализации различных информационных систем и процессов, различных классов операционных пространств. Эта – наука, математически (формальным языком) описывающая и исследующая их инварианты, абстрагируясь при этом от материальной основы информационных процессов. 

Фундаментальность информатике придаёт не только широкое  и глубокое использование математики, формальных методов и средств, а общность и фундаментальность её результатов, их универсальная методологическая направленность в производстве знаний. В этом смысле математическая информатика аналогична математической физике, математической биологии, математической экономике и др. 

Предмет информатики  точно (“математически”) невозможно определить, в силу его сложности, многосторонности, динамической изменчивости. Тем не менее, можно отметить следующие  три основные ветви информатики (в классическом понимании), определяемые её познавательной и прагматической функциями, её внутренней и внешней сущностями (заметим, что деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов). 

Теоретическая, математическая информатика (brainware) изучает теоретические проблемы информатики (большей частью связанные с формальными системами, моделями, алгоритмами и теорией программирования, кодирования и организации систем). 

Практическая, прикладная информатика (software) изучает практические, конкретные проблемы информатики (большей частью связанные с программированием и использованием моделей, программными и компьютерными технологиями и системами). 

Техническая, инженерно-физическая информатика (hardware) изучает инженерно-физические, технические проблемы информатики (большей частью связанные с разработкой и использованием технических средств обработки информации, ЭВМ и систем ЭВМ, сетей). 

Информатика базируется на следующих основных и важных понятиях: 

информация и  сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации сообщениями различного типа; 

алгоритм и  алгоритмизация, в частности, программа  и программный комплекс, проектирование программ и программирование;   

система и структура, отношение и связь, порядок, выбор, в частности, информационные система и структура, отношения в них; 

модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с помощью моделей и  моделирования; 

исполнитель и  его операционная среда, в частности, ЭВМ и система ЭВМ; 

языки и грамматики, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с различными системами и средами; 

проектирование  систем и технология, в частности, информационная, компьютерная технология. 

Предметная область  науки “информатика” - информационные процессы и системы, модели, языки их описания, технологии их актуализации,  направленные как на получение знаний (это - внутренняя сущность информатики), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных предметных областях (это - внешняя сущность информатики).   

Эти информационные процессы могут происходить в  живых существах (организмах), автоматах (технических устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.. 

Информатика, как  и математика, является наукой для  описания и исследования проблем других наук. Она предоставляет свои общие и/или частные методы исследования другим наукам, помогает прокладывать и усиливать междисциплинарные связи, исследовать проблемы различных наук, цементирует их своими идеями, методами, технологиями и, особенно, своими результатами. 

Информатика предоставляет  междисциплинарные методы и процедуры:  абстрагирование и конкретизация; анализ и синтез; индукция и дедукция; формализация; виртуализация; визуализация; структурирование;  алгоритмизация и программирование; инфологическое (информационно-логическое) моделирование; математическое моделирование; компьютерное моделирование, вычислительный эксперимент; программное управление;  распознавание, классификация и идентификация образов; экспертное оценивание, тестирование, макетирование и другие методы. 
 

Список литературы 

Гейман Л.М. Этапы  развития информатики. // Микропроцессорные  системы и средства, N3, 1989. 

Герасименко В.А. Основы информатики (в 2-х частях). //МГИАН, 1991, Деп. в ВИНИТИ, N3718-B-91. 

Громов Г.Р. Очерки информационной технологии. - М., Наука, 1993.