Составляющие информатики

В информатике можно выделить следующие основные направления:

• теоретическая информатика;
• кибернетика;
• семиотика;
• программирование;
• искусственный интеллект;
• информационные системы;
• вычислительная техника;
• информатика в обществе;
• информатика в природе;
• информатика как предмет для преподавания.

Рассмотрим некоторые из названных разделов.

Теоретическая информатика

Темы, изучаемые теоретической информатикой, можно разбить на несколько классов.

1. Дисциплины, опирающиеся на алгебру логики. К ним относятся, например, теория алгоритмов, теория параллельных вычислений, теория сетей Петри, теория автоматов.
2. Вычислительная математика. Появление современных компьютеров позволило математикам разработать новые специальные приемы и методы решения как давно известных, так и новых задач. Появились дисциплины, использующие достижения как дискретной математики, так и информатики.
3. Теория информации. Она занимается выявлением общих свойств информации, законов ее зарождения, развития, уничтожения, а также передачи по различным каналам. Сюда же относится и теория кодирования, исследующая форы, в которые может быть преобразован смысл той или иной информационной единицы.
4. Системный анализ. Этот раздел изучает способы формализованного описания объектов. В качестве его составляющей рассматривают и общую теорию систем, а также имитационное моделирование и теорию массового обслуживания.
5. Теория принятия решений. Она изучает общие схемы, используемые людьми при выборе нужного решения из существующих альтернатив в условиях конфликтов, конкуренции, состязательности. Частью этого раздела можно считать теорию игр. Иногда его называют математическим программированием, что не следует путать с компьютерным программированием. К теории принятия решений примыкают исследование операций и теория коллективного поведения.

Рисунок 1. Простой алгоритм, представленный в виде сети Петри. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Практическая и естественная информатика

Перечислим некоторые разделы информатики, имеющие более практическую направленность.

1. Семиотика. Этот раздел информатики исследует знаковые системы. Знаки – могут иметь самую разнообразную природу. Общим для них является наличие синтаксиса (плана выражения), семантики (плана значения) и прагматики (плана использования). Семиотика исследует аналогии в деятельности различных естественных и искусственных систем.
2. Кибернетика. Это наука об общности правил управления живыми, неживыми и искусственными системами. Ее интересуют способы достижения равновесных, т.е. устойчивых состояний в системах. Устойчивые объекты сохраняют длительное время свою форму, структуру и жизнедеятельность и противостоят беспорядку (энтропии).
3. Программирование как раздел информатики рассматривает абстрактные методы для построения алгоритмов, используемых в вычислительных устройствах. В него входит создание языков программирования для различных нужд, облегчающих взаимодействие человека и информационных систем. Специальные средства, обеспечивающие автоматический перевод записи программы, написанной человеком, в машинный код также относятся к кругу интересов этого раздела.
4. Естественная информатика изучает процессы получения, хранения, обработки и передачи информации в биологических и социальных системах.

Рисунок 2. Академик Юрий Михайлович Лотман внес большой вклад в развитие семиотики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Разделы школьного курса информатики

Программа преподавания информатики разбивается, как правило, на три этапа.

Ученики младших классов (с 1-го по 4-й) получают первые впечатления от информационных технологий. Для них информатика не является обязательным предметом, преподается в факультативной форме: первое знакомство с компьютером, рисование несложной графики, наблюдение за простыми роботами и изучение их основных функциональных блоков, решение простых задач в играх и т.п.

Рисунок 3. Дети на практических занятиях по робототехнике. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В 5-9 классах ученикам прививаются базовые навыки обращения с компьютером: работа в операционной системе, с файлами и папками, приложениями для редактирования текста, электронными таблицами, базами данных, сетями, основы программирования. Теоретические знания, которые можно осваивать на этом этапе - "Единицы измерения количества информации", "Системы счисления", "Основы логики высказываний", "Алгоритмы и исполнители".

В 10-11 классах рассмотренные на предыдущих этапах темы и навыки закрепляют на углубленном уровне, с привлечением большего количества теоретического материала. Практическая составляющая направлена на профессиональную ориентацию, использование информационных технологий не только в учебе, но и в профессиональной сфере, к которой старшеклассник испытывает склонность. Например, для тех, кто связывает свое будущее с информационными технологиями, можно углубленно преподавать программирование, 3D-моделирование, основы САПР, робототехники, ЧПУ и т.д.