Какие науки изучают информацию?

Из сказанного ясно, что информационные процессы можно встретить в живой природе и в мире техники. Кибернетика изучает машины и живые организмы именно с точки зрения их способности воспринимать, сохранять, предавать информацию по каналам связи, а так же перерабатывать ее для формирования управляющих воздействий. Теория информации исследует вопросы информационной содержательности сообщений. Генетика изучает передачу наследственной информации в живой природе.

НАУКИ, ИЗУЧАЮЩИЕ ИНФОРМАЦИЮ

Кибернетика

В 40-х годах 20-го века, благодаря работам американского математика Норберта Винера (1894-1964) возникло новое научное направление, названное кибернетикой (от греческого слова kybernetike - искусство управления).

Кибернетику определяют как науку об управлении в живой природе, в обществе и технике. В сфере интересов этого научного направления находятся исследования процессов получения, хранения, передачи и обработки информации, закономерностей познания, изучение принципов самоорганизации материи.

Такие кибернетические системы как компьютер, автоматический регулятор, человеческий мозг, человеческое общество рассматриваются как сложные системы, способные воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. По существу, изучается информационный обмен между людьми, животными, между человеком и машиной.

Работы Винера оказали сильное влияние на формирование представления об электронной вычислительной машине, разработку различных радиотехнических устройств и систем автоматического управления. Теоретическое ядро кибернетики составляет теория информации, теория алгоритмов, теория автоматов, теория оптимального управления в живой и неживой природе. Кибернетика изучает общие свойства целенаправленных систем, рассматривает сходные механизмы управления в живой природе, технике и обществе. Управление в кибернетических системах основывается на передаче информации - сигналов разной природы и содержания. Разработанные кибернетикой методы управления служат также основой в системах управления хозяйством, менеджменте, в экономике.

Теория информации

Изучение свойств информации, методов ее передачи в условиях, разрушающих информацию, способов кодирования и декодирования привело к образованию теории информации Шеннона-Винера.

Созданная в рамках теории информации теория помехоустойчивого кодирования предлагает методы борьбы с ошибками при обработке информации компьютером и при передаче информации по каналам связи. Задача повышения надежности работы вычислительных систем и систем связи решается в теории кодирования путем введения избыточности в передаваемую информацию или в компьютер.

Информатика и информационные технологии

Термином «информатика» обозначают круг дисциплин, изучающих проблемы представления, обработки, хранения и передачи информации. В западной литературе для этих дисциплин используется термин «computer science» - компьютерные науки. Теоретическую основу информатики составляет группа фундаментальных дисциплин, связанных с математикой: математическая логика, комбинаторный анализ, дискретная математика. Информатика имеет и свои собственные разделы:

1. архитектура ЭВМ,

2. операционные системы,

3. теоретическое программирование,

4. теория баз банных.

Исследованиями, связанными с получением новых, не известных человечеству знаний, занимается наука, а применение этих знаний для создания и использования материальных и духовных ценностей занимается технология. В технике технология – совокупность методов переработки (преобразования исходного сырья какими либо средствами с целью получения конечной продукции). Достижения информатики как науки воплощаются в информационных технологиях.

Под информационными технологиями (ИТ) понимается совокупность методов и средств, связанных с информационной деятельностью в различных сферах. В проектировании и создании конкретных ИТ переплетаются много задач из различных научных дисциплин. Как наука ИТ включает методологические и методические положения, организационные установки, методы использования инструментально-технических средств и т.д., все то, что регламентирует и поддерживает информационное производство и деятельность людей, вовлеченных в это производство. Трансформация новых научных знаний в конкретную информационную технологию - основная задача ИТ как науки.

Информационные технологии являются примером уникального синтеза компьютерной техники и средств передачи и отображения информации. Используя замечательные достижения в области микропроцессорной техники, средств передачи и обработки сигналов, шифрования, техники хранения и воспроизведения информации, информационные технологии позволяют собирать, накапливать, анализировать и доставлять информацию потребителям - ученым, инженерам, руководителям, политикам, врачам, юристам, банковским служащим независимо от объема информации и расстояния.

Информационные технологии существенным образом повышают эффективность человеческой деятельности за счет освобождения человека от рутинных операций, оперативного информационного обслуживания, выполнения разнообразных вычислений.

За счет разработки новых и использования уже зарекомендовавших себя информационных технологий общество эффективно эксплуатирует информационные ресурсы, создавая наукоемкую продукцию, развивая образование, торговлю, экономику. В основе социально-экономического благополучия развитых стран лежат мировые информационные ресурсы и умение их эффективно использовать.

Информационные технологии обладают интегрирующим свойством по отношению ко всем остальным технологиям. Так, в информационных системах, в которых моделируются процессы реальных отношений (промышленное предприятие, транспортная фирма, банк, спортивная ассоциация, страховая компания и пр.), на компьютерной базе происходит своеобразный синтез разнообразных знаний в определенной предметной области. За счет предварительной формализации этими знаниями можно манипулировать и анализировать ситуации. Базы данных, а затем и базы знаний позволяют осуществить некоторую автоматизацию научной деятельности.

Можно без преувеличения сказать, что информационные технологии формируют передний край научно-технического прогресса, создают информационный фундамент развития науки и других технологий. Информационные технологии призваны освободить человека от рутинного умственного труда и усилить его творческие возможности.

Информация о результатах деятельности человечества непосредственно отражается в системе образования, основная цель которого - формировать знания о жизненно важных направлениях науки, техники, культуры и воспитывать на этой основе специалистов - разработчиков и производителей качественной продукции, технологий, произведений искусства и культуры. Оказалось, что информатизация системы образования становится одним из ключевых условий, определяющих последующее успешное развитие экономики, науки и культуры. Сегодня это стало проверенным жизнью курсом.

При этом следует отметить, что необходима подготовка кадров с новым стилем мышления, для чего в свою очередь необходимо приобретение знаний в области информационных технологий и использование в образовании интеллектуальных обучающих систем (для повышения эффективности обучения) на основе баз знаний и обучающих экспертных систем.

На наших глазах общество, основанное на информации и знаниях, постепенно организуется в глобальную кооперацию, базирующуюся на совместном использовании информации. Здесь проявляется стремление человечества к планетарной общности. Доминантами общественного развития становятся знания и информационные технологии, а информационный потенциал нации определяет ее социально-экономическое положение в мировом сообществе. Вот почему последнее десятилетие XX в. и следующее столетие связывают с информатизацией общества, рассматривая ее как процесс эффективного освоения информационных ресурсов. Признак информационного общества - это приобретение знаний и их эффективное использование.

Процесс возрастания роли информации во всех областях жизни общества оказался фундаментальным для цивилизации. Он прежде всего предполагает обучение населения страны навыкам работы на компьютере, что позволит решать профессиональные задачи средствами компьютерной техники. Развитие нашей цивилизации переходит в стадию постиндустриального общества. В этом обществе информация и знания становятся стратегическими ресурсами и влекут за собой многие социальные изменения. Происходит переход от общества производства к обществу предоставления услуг - образования, здравоохранения, социального обеспечения.

Как промышленная революция когда-то позволила снизить уровень физического труда, информационная революция снизит роль рутинной интеллектуальной работы. Информация стала основным объектом современного общества. Она отображает реальную действительность и ни одна сфера человеческой деятельности будь то государство, общество, отдельная личность не может развиваться без нужной информации.

С появлением новых информационных технологий, основанных на глубоком кооперировании средств вычислительной техники и систем телекоммуникаций, информация стала постоянным и необходимым атрибутом обеспечения деятельности государства, юридических лиц, общественных организаций и отдельных граждан. От ее достоверности, полноты и оперативности получения зависит полезность принимаемых решений от главы государства до домохозяйки.

Проникновение компьютерной техники в живую ткань общества включает в себя формирование новых трудовых навыков и умений, перестройку рабочих мест, изменение формы и содержания многих актов профессиональной деятельности людей и их быта.

Становится реальностью (особенно это важно для нашей страны, отрезанной долгие годы информационным занавесом от остального мира) трансграничность информации. Современные связи индивидуумов и современное гражданство легко переплескивают те или другие государственные границы и связаны с личными отношениями, общением в сфере культуры. Рушится гипноз государственного приоритета.

Сейчас ни одну крупную проблему нельзя успешно решить без переработки значительных объемов информации и налаженных коммуникационных процессов. Фирма, предприятие, административный институт, организация создают сейчас свои основные стратегические преимущества с помощью информационных технологий, уникальных знаний экспертов и квалификации персонала. Овладение информационными массивами во благо своей деятельности с помощью информационных технологий и составляет основу процесса информатизации общества.

Информатизация общества представляется одним из мощных средств развития интеллекта общества и повышения его организованности. На основе информационных технологий формируется передний край научно-технического прогресса, создается фундамент последних достижений науки и новых технологических решений.

Информатизация представляет собой переход к наукоемкому производству и новым видам информационного обмена в технических и социальных областях.

Особую коллективизирующую роль в информатизации общества занимает широкое распространение информационных технологий и Интернет.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

В связи с применением новых информационных технологий, основанных на использовании средств связи, компьютеров, широко используется понятие “информационная система” (ИС).

Информационная система представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую работников различного ранга информацией для реализации функции управления.

Внедрение информационных систем производится с целью повышения эффективности производственно-хозяйственной деятельности фирмы за счет не только обработки и хранения рутинной информации, автоматизации конторских работ, но и за счет принципиально новых методов управления, основанных на моделировании действий специалистов фирмы при принятии решений (методы искусственного интеллекта, экспертные системы и т.п.), использовании современных средств телекоммуникации (электронная почта, телеконференции), глобальных и локальных вычислительных сетей и т. д.

Информационные системы используются буквально во всех сферах человеческой деятельности – в науке, материальном производстве, на транспорте, в медицине, государственной и общественной жизни, торговле, криминалистике, искусстве, спорте.

Научные ИС предназначены для автоматизации деятельности научных работников, анализа статистической информации, управления экспериментом.

ИС автоматизированного проектирования предназначены для автоматизации труда инженеров-проектировщиков и разработчиков новой техники (технологии). Такие ИС помогают осуществлять:

разработку новых изделий и технологии их производства;

различные инженерные расчеты (определение технических параметров изделий, расходных норм - трудовых, материальных и т. д.);

создание графической документации (чертежей, схем, планировок);

моделирование проектируемых объектов;

создание управляющих программ для станков с числовым программным управлением.

ИС организационного управления предназначены для автоматизации функций административного (управленческого) персонала. К этому классу относятся ИС управления как промышленными (предприятия), так и непромышленными объектами (банки, биржи, страховые компании, гостиницы и т. д) и отдельными офисами (офисные системы).

ИС управления технологическими процессами предназначены для автоматизации различных технологических процессов (гибкие производственные процессы, металлургия, энергетика и т.п.).

Эволюция информационных технологий настолько тесно связана с развитием новых моделей корпоративного бизнеса, что эти процессы нередко воспринимаются, как единое целое. Стремление компании повысить эффективность ИС стимулирует появление более совершенных аппаратных и программных средств, которые, в свою очередь, подталкивают пользователей к дальнейшей модернизации ИС.

Одним из древнейших изобретений человека в области оперирования с информацией явилась библиотека, которую можно по праву назвать первой информационной системой. Объектами хранения в библиотеке служат книги, журналы, статьи, альбомы, отчеты, т.е. не данные, а информационные источники. Для успешного поиска нужного объекта разработан поисковый аппарат (информационно-поисковая система) - система каталогов, описывающая структуру информационного массива библиотеки. Все объекты хранения индексируются (кодируются) и размещаются в хранилище по определенной системе.

Библиотека весьма далека от идеального хранилища информации. Если в библиотеке имеется единственный экземпляр книги или журнала и он выдан читателю, а желающих читать несколько, выстраивается очередь. Известно, что однажды изданный справочник можно дополнять сведениями либо в виде приложения к нему, либо путем его переиздания. Кроме этого, следует отметить такие принципиальные недостатки библиотеки для современного читателя как то, что поиск нужной информации происходит долго (так как библиотека предоставляет не саму информацию, а источник, где вероятно эта информация содержится) и в неудобной для потребителя форме.

В самом широком смысле под информационной системой понимают большой массив структурированных данных, характеризующих определенную предметную область или определенный вид деятельности и комплекс аппаратно-программных средств для хранения этих данных и манипулирования ими. Систематизация данных, т.е. объектов хранения, позволяет эффективно искать в системе нужную информацию и пополнять систему новой информацией.

В наш век интенсивного интеллектуального (и как следствие технического и технологического) развития человеку потребовалось создать компьютерную информационную систему, помогающую принимать решения в условиях изменяющейся информации при больших ее объемах.

С помощью информационных систем человек успешно оперирует с данными любого типа, получая необходимую информацию, и управляет деятельностью любой организации.

Информационная система в широком смысле выполняет следующие функции:

Хранение и использование информации с помощью баз данных и экспертных систем для пополнения знаний,

Выполнение многовариантных расчетов,

Обработка текстовой и графической информации,

Использование сетевых технологий и средств телекоммуникаций для передачи и получения информации.

Информационная система как правило содержит информацию о людях, фактах, событиях, продуктах человеческой деятельности и вещах как внутри организации так и о среде, окружающей организацию.

Информация в системе хранится в виде данных, представляющих собой потоки фактов, событий, характеристик объектов, аранжированных в форму, которую может понять и использовать человек. На основании хранящихся и пополняющихся данных информационная система производит информацию, на основании которой принимаются решения, выполняется контроль операций, анализ проблем и создание новых продуктов (или новых услуг).

Информационная система имеет:

вход, где собираются данные,

систему обработки, где производится накопление информации, ее классификация, приведение в порядок, анализ информации, необходимые вычисления, подготовка текстовой и графической информации, преобразование информации в необходимую форму и принятие решений,

выход, с которого обработанная информация распределяется людям для их деятельности,

система обратной связи, которая возвращает определенную информацию соответствующим членам организации для оценки состояния процесса и необходимой корректировки накопленных данных.

Лекция 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ    КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ