Определение информатики
Информатика − наука об общих принципах создания и использования информации, в основном применительно к главному современному средству ее обработки - компьютеру.
Информатика изучает информационные процессы. Под ними понимаются получение, обработка, хранение и передача информации. Носителями информационных процессов являются информационные системы. В состав каждой из них входят источник, канал передачи, правила обработки и получатель информации.
Рисунок 1. Структура канала связи. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Структура информатики как научной дисциплины складывалась на протяжении более 50 лет. Тематика ее интересов неоднократно менялась. Диапазон рассматриваемых информатикой тем складывался под влиянием развития вычислительной техники, моделей и методов ее применения для решения различных задач. На сегодняшний день в состав информатики входят такие области исследований, как:
- теория алгоритмов (отбор наиболее эффективных правил выполнения тех или иных законченных циклов действий);
- структуры данных (изучение абстрактных форм хранения информации);
- системы человеко-машинного взаимодействия (устройства ввода и вывода, преобразование понятной человеку информации в компьютерные коды и обратно);
- искусственный интеллект (информационные системы, способные самостоятельно принимать решения);
- теория роботов;
- разработка языков программирования;
- архитектура компьютеров и вычислительных сетей;
- бионика (математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы);
- нейросети (самообучающиеся системы, используются для распознавания и синтеза речи, образов);
- модели реального времени (для автономной работы устройств без вмешательства человека, например, космических аппаратов).
Информация как основной объект изучения информатики
Слово “информация” в переводе с латинского (informatio) означает впечатление, разъяснение, осведомление, изложение. Интерпретация этого понятия разнится в разных научных школьных. Можно рассматривать информацию как:
- сообщение о положении дел, передаваемые людьми сведения о чем-либо;
- уменьшение неопределенности (получение сообщений делает обстановку более контролируемой);
- сообщения, связанные с управлением (распоряжение и контроль за его исполнением);
- описание разнообразия окружающего мира, неживой и живой природы.
Синонимами слова "информация" в обыденном языке можно считать такие слова, как "сообщения", "данные", хотя такая трактовка является упрощением.
Информация обладает некоторыми свойствами, помогающими понять ее сущность. Основными среди них являются достоверность, полнота и актуальность (оперативность):
- достоверность - способность информации отражать истинное положение дел;
- полнота - когда информации достаточно для понимания обстановки и принятия управленческих решений;
- актуальность информации имеет место, когда ее получение актуально для принятия решений, связанных с управлением.
Приведем несколько примеров информации:
- слова речи;
- текст, записанный на каком-либо носителе;
- последовательность ДНК, хранящая свойства организма внутри биологических клеток;
- файлы компьютера;
- окраска животного или растения, предупреждающая хищника о возможной опасности.
Информационные процессы
Информационные процессы, под которыми подразумевается получение, хранение, передача и обработка информации в информационных системах представляют собой форму существования информации. Она направляется от источника к приемнику в форме энергетических изменений в пространстве и материи (например, в виде электромагнитных или акустических сигналов). Информация может передаваться в виде аналоговых (непрерывных) или дискретных (от латинского слова discretus, т.е. состоящий из частей) изменений.
Переносимая информация не тождественна ни самому факту приема сигналов, ни форме их передачи. На сторонах приемника и источника должны быть предусмотрены конкретные принципы обмена, выработан протокол интерпретации передаваемых сообщений.
Источник информации реагирует на определенное изменение и активизирует канал связи, отправляя информацию до тех пор, пока приемник не сообщит о завершении сеанса. Например, наблюдатель на метеостанции, зафиксировавший изменение температуры воздуха, кодирует его в с помощью азбуки Морзе и отправляет в гидрометеобюро посредством радиостанции.
Рисунок 2. Телеграфный аппарат для приема и передачи сообщений с помощью азбуки Морзе. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Канал связи логически не принадлежит ни источнику, ни приемнику, хотя с юридической точки зрения это может быть и не так. Он представляет собой некую среду (электромагнитное поле, акустические волны), отражающую изменения состояний источника и порождающую соответствующие изменения в приемнике.
В процессе передачи сигналы подвергается искажениям со стороны помех (т.н. "шумов"). Это может привести к изменению первоначальной формы передаваемого сообщения, а возможно и его первоначального смысла. На стороне получателя должны существовать возможности для исправления искажений, очистки принятой информации от "шумов", позволяющие восстановить смысл сообщения. После этого получатель использует принятую информацию для решения своих задач: обрабатывать и/или сохранять для дальнейшего использования.
