Теоретическая информатика и её направления — это научная дисциплина о способах и операциях поиска, сохранения, переработки, трансляции и аналитической оценки информации с использованием компьютеров, а также её разные ответвления.
Теоретическая информатика
Примерно до середины семидесятых годов прошлого века в ходу был термин «кибернетика», а не «информатика», и по этой причине не было теоретической информатики, а было определение «теоретическая (математическая) кибернетика».
Под теоретической информатикой понимается математическая дисциплина, применяющая математические методики для формирования и анализа моделей обработки, трансляции и применения информации.
Теоретическая информатика предоставляет теоретическую базу для практического использования информатики. Сама природа информации предполагает её дискретное представление. Большинство информационных посланий чаще всего могут быть представлены дискретными множествами, что означает близость содержания теоретической информатики к дискретной математике, которая изучает как раз такие вещи. По этой причине большинство моделей теоретической информатики пришли из дискретной математики. Но почти всегда такие модели наполняются фактическими данными, которые связаны с информацией об объекте исследования.
Направления теоретической информатики
Теоретическую информатику можно разложить на несколько вполне оформившихся дисциплин. По уровню схожести подлежащих решению задач, они делятся на следующие классы.
Дисциплины, которые опираются на алгебру логики (математическую логику). В этих дисциплинах формируются способы, которые позволяют применять логические обоснования при анализе операций обработки информационных данных посредством электронных вычислительных машин (к примеру, теория алгоритмов, теория параллельного вычисления). Кроме того, способы, позволяющие на базе логического моделирования, строить изучение процессов, происходящих в самой электронной вычислительной машине при выполнении операций вычисления (теория автоматов, теория сетей).
Компьютеры, как общеизвестно, работают с числовыми данными, то есть с информацией, которая представлена в дискретном формате. А непосредственно операции, которые выполняет компьютер, это алгоритмическая структура, реализуемая программным обеспечением. Для проектирования прикладных программ требуется выработать специализированные методы разрешения поставленных задач. Ранее специалисты математической сферы не были озадачены возможностью перевести свои способы разрешения задач в формат, позволяющий осуществлять программную реализацию, то есть в виде программ, выполняемых электронными вычислительными машинами. Стремительный прогресс в области аппаратуры, позволяющей автоматизировать вычислительные процессы, привёл к созданию современных компьютеров, что явилось стимулом развития в математических дисциплинах операций и способов разрешения задач. Отсюда появились дисциплины, которые стали пограничными между теоретической информатикой и дискретной математикой. А именно вычислительная математика и вычислительная геометрия. Термин «вычислительная» определяет, что данные дисциплины служат для формирования методик, которые предназначены для компьютерной реализации.
Дисциплиной, которая изучают собственно информацию, как абстрактный объект без фактического наполнения, является теория информации. Она определяет общие свойства информации, законы, которые управляют её зарождением, прогрессом и окончанием её актуальности. К теории информации очень близка теория кодирования, которая занимается изучением тех форматов, в которые возможно преобразовать содержимое каждого информационного объекта (транслируемого сообщения, базы знаний и тому подобное).
В теории информации существует подраздел, который занимается конкретно вопросами теории трансляции информационных данных по разным системам связи. Информатика рассматривает как реальные, так и абстрактные информационные данные. Информация, перемещаясь в виде реальных данных, выражается в разных фактических процессах, но в информатике она проявляется в виде некой абстракции. Эта трансформация обуславливает применение в электронных вычислительных машинах формальных абстрактных моделей той области, к которой относится информация в фактическом мире. Говоря иначе, реальные объекты в компьютерах замещаются использованием их моделирования. Преобразование реальных объектов в модели, которые применяются для исследования в электронных вычислительных машинах, можно выполнить, формируя и развивая специальные операции и приёмы. А помогает их изучать системный анализ, который появился как наука примерно двадцать лет тому назад.
Системный анализ занимается изучением структуры реального объекта и предоставляет методы их формального представления. Элементом системного анализа считается обобщённая теория систем, которая изучает различные по характеристикам информационные системы с единой платформы. Системный анализ находится на границе кибернетики и теоретической информатики. Примерно там же располагаются другие похожие дисциплины.
Одной из них является имитационное моделирование. Эта дисциплина создаёт и применяет некоторые методы исследования процессов, которые происходят в физических объектах, а также при их моделировании в электронных вычислительных машинах. Второй наукой считается теория массового обслуживания, которая анализирует специфический, но очень популярный тип моделирования трансляции и обработки информации, носящий название систем массового обслуживания.
И, наконец, завершающий набор дисциплин, которые входят в теоретическую информатику и ориентированы на применение информации для выработки решений в некоторых ситуационных положениях, случающихся в сегодняшней действительности. Одна из дисциплин называется теория принятия решений, и она изучает обобщённые структуры, применяемые человеком при нахождении оптимальных решений среди многих возможных.
