Информатика

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Наука
Информа́тика
Computer science
ТемаНаука
Предмет изученияструктура, свойства, методы создания, хранения, обработки, передачи и использованияинформации
Период зарождениясередина XX века (как самостоятельная наука)
Основные направленияТеоретическая информатика,Программирование,Архитектура ЭВМ,Искусственный интеллект,Базы данных
Вспомогат. дисциплиныДискретная математика,Математическая логика,Теория вероятностей,Инженерное дело
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Информа́тика (фр. informatique;англ. computer science) —наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценкиинформации с применением компьютерных технологий, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений[1].

Информатика включает дисциплины, относящиеся кобработке информации ввычислительных машинах ивычислительных сетях: какабстрактные, вроде анализаалгоритмов, так и конкретные, например, разработкаязыков программирования ипротоколов передачи данных.

Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать впрограммах ибазах данных (теория вычислимости иискусственный интеллект), каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры ибазы данных), как программы и люди должнывзаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования ипредставление знаний) и т. п.

large capital lambdaPlot of a quicksort algorithm
Utah teapot representing computer graphicsMicrosoft Tastenmaus mouse representing human-computer interaction
Информатика занимается теоретическими основами информации и вычислений, а также практическими методами для реализации и применения этих основ.

Содержание

Этимология и значение слова

[править |править код]

Терминнем. Informatik ввёл немецкий специалистКарл Штейнбух в статье Informatik: Automatische Informationsverarbeitung (Информатика: Автоматическая обработка информации) 1957 года[2].

Терминангл. computer science появился в 1959 году в научном журналеCommunications of the ACM[3], в котором Луи Фейн (Louis Fein) предложил создатьGraduate School in Computer Sciences (Высшую школу в области информатики), по аналогии сГарвардской бизнес-школой, созданной в 1921 году[4][уточнить]. Обосновывая такое наименование, Фейн ссылался наManagement science («Наука управления»), которая, так же как и информатика, имеет прикладной и междисциплинарный характер, при этом имеет признаки характерные для научной дисциплины. Усилия Фейна,численного аналитикаДжорджа Форсайта[англ.] и других увенчались успехом: университеты пошли на создание учебных программ, связанных с информатикой, начиная с Университета Пердью в 1962 году[5].

Терминфр. informatique введён в 1962 году Филиппом Дрейфусом, который также предложил перевод на ряд другихевропейских языков.

Термины «информология» и «информатика» предложены в 1962 году членом-корреспондентом АН СССРАлександром Харкевичем. Основы информатики как науки были изложены в книге «Основы научной информации» 1965 года, которая была переиздана в 1968 году, под названием «Основы информатики»[6].

Большая часть научных направлений, связанных с информатикой, не включает непосредственное изучение компьютеров и англоязычное названиеcomputer science («компьютерная наука») может приводить к путанице понятий в русском языке. Вследствие этого были предложены несколько альтернативных названий[7]. Некоторые факультеты крупных университетов предпочитают термин «вычислительная наука», чтобы подчеркнуть разницу между терминами. Датский учёныйПетер Наур предложил термин «даталогия» (дат.datalogi)[8], чтобы отразить тот факт, что научная дисциплина оперирует данными и занимается обработкой данных, хотя и не обязательно с применением компьютеров.Первым научным учреждением, включившим в название этот термин, был «даталогический факультет» вКопенгагенском университете, основанный в 1969 году, где первым профессором даталогии и стал Наур. Этот термин используется в основном в скандинавских странах. В остальной же Европе часто используются термины, производные от сокращённого перевода фраз «автоматическая информация» (англ. automatic information) (к примеруinformazione automatica по-итальянски) и «информация и математика» (information and mathematics), например,informatique (Франция),Informatik (Германия),informatica (Италия, Нидерланды),informática (Испания, Португалия),informatika (в славянских языках) илиpliroforiki (πληροφορική, что означаетинформатика) — вГреции. Подобные слова также были приняты в Великобритании, например, Школа информатики в Университете Эдинбурга[9].

В русском, английском, французском и немецком языках в1960-х годах была тенденция к замене термина «документация» терминами, имеющими в своей основе слово «информация»[10]. В русском языке производной от термина «документация» стала документалистика и получили распространение термины научная и научно-техническая информация.

Во Франции термин официально вошёл в употребление в 1966 году[11]. В немецком языке терминInformatik имел вначале двойственное значение. Так, в ФРГ[10] и Великобритании[1] он был в значении «computer science», то есть означал всё, что связано с применением ЭВМ, а в ГДР, как и в основном по Европе, обозначал науку по французской и русской модели.

Эквиваленты в английском языке

[править |править код]

Считается, что под терминами «informatics» в европейских странах и «информатика» в русском языке понимается направление, именуемое в английском языке «computer science». К другому направлению, посвящённому изучению структуры и общих свойств объективной (научной) информации, иногда называемому документалистикой (документальной информатикой) или автоматическим анализом документов[1], близок термин «information science».

Принято считать, что в английский язык термин «informatics» независимо от остальных ввёлУолтер Бауэр — основатель компании «Informatics». В США терминангл. informatics традиционно связан с прикладными вычислениями или обработкой данных в контексте другой области[12], например вбиоинформатике («bioinformatics») игеоинформатике («geoinformatics»).

Во многихсловарях informatics и computer science приравниваются к информатике. ВтезаурусеЮНЕСКО «Информатика — Informatics» даётся как синоним к переводу «Computer science — Компьютерные науки»[13].

Полисемия

[править |править код]

Ряд учёных (специалистов в области информатики) утверждали, что в информатике существуют три отдельные парадигмы. Например,Питер Вегнер[англ.] выделял науку, технологию и математику[14]. Рабочая группаПитера Деннинга[англ.] утверждала, что это теория, абстракция (моделирование) и дизайн[15]. Амнон Эден описывал эти парадигмы, как[16]:

  • рационалистическую парадигму, где информатика — это раздел математики, математика доминирует в теоретической информатике и в основном использует логический вывод,
  • технократическую парадигму, используемую винженерных подходах, наиболее важных впрограммной инженерии,
  • инаучную парадигму, где информатика — это ветвь естественных (эмпирических) наук, но информатика отличается тем, что в ней эксперименты проводятся над искусственными объектами (программами и компьютерами).

Полисемия в русском языке

[править |править код]

В разные периоды развития информатики в СССР и России в понятие «информатика» вкладывался различный смысл. Информатика — это[17]:

Первый —теория научно-информационной деятельности. В рамкахбиблиотечного дела под термином «научно-информационная деятельность» понимается «практическая работа по сбору, аналитико-синтетической переработке, хранению, поиску и предоставлению учёным и специалистам закрепленной в документах научной информации»[18]. В 1952 году в Москве был создан Институт научной информации Академии наук (переименованный позднее вВИНИТИ). Цели его создания были более широкими, чем выполнение «научно-информационной деятельности» и академикХаркевич предложил в письме первому директоруАлександу Михайлову предложил новое название: «„информология“ или „информатика“ („информация“ плюс „автоматика“)»[19]. Третье изданиеБольшой советской энциклопедии (1970-е годы) фиксирует значение информатики как дисциплины, изучающей «структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности её создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности»[19].

Второй —наука о вычислительных машинах и их применении (вычислительная техника ипрограммирование). В 1976 году профессора́Мюнхенского технического университетаБауэр иГооз написали книгу «Информатика. Вводный курс», переведённую в том же году Сабельфельдом, учеником известного советского учёногоАндрея Петровича Ершова, на русский язык. Они перевели «Informatik» словом «информатика» и определили как «науку, занимающуюся разработкой теории программирования и применения ЭВМ»[19]. Термин «Informatik» Ф. Л. Бауэр и Г. Гооз объясняют как «немецкое название для computer science — области знания, которая сложилась в самостоятельную научную дисциплину в шестидесятые годы, прежде всего в США, а также в Великобритании. … В английском языке, по-видимому, останется „computer science“ (вычислительная наука), причём этот термин имеет уклон в область теории»[20].

Третий —фундаментальная наука об информационных процессах в природе, обществе и технических системах. В начале 1990-х годовКонстантин Колин (заместитель директораИнститута проблем информатики АН СССР) синтезировал толкования информатики, данные академикамиЕршовым иНаумовым, а также профессоромШемакиным следующим образом: информатика — это наука «о свойствах, законах, методах и средствах формирования, преобразования и распространения информации в природе и обществе, в том числе при помощи технических систем». Предметная область информатики, по Колину, включает такие разделы: (1)теоретическая информатика; (2) техническая информатика; (3)социальная информатика, (4) биологическая информатика и (5) физическая информатика[21].

Полагают[17], что одновременное существование всех трёх значений у слова «информатика» затрудняет и мешает развитию данного научного направления.

История

[править |править код]
Основная статья:История информатики
Чарльзу Бэббиджу приписывают изобретение первого механического компьютера
Аде Лавлейс приписывают написание первогоалгоритма, предназначенного для обработки на компьютере

Самые ранние основы того, что впоследствии станет информатикой, предшествуют изобретению современногоцифрового компьютера. Машины для расчёта нескольких арифметических задач, такие каксчёты, существовали с древности, помогая в таких вычислениях как умножение и деление.

Блез Паскаль спроектировал и собрал первый рабочий механический калькулятор, известный каккалькулятор Паскаля, в 1642[22].

В 1673 годуГотфрид Лейбниц продемонстрировал механический калькулятор (арифмометр), названный «Stepped Reckoner»[23].Его можно считать первым учёным в области компьютерных наук и специалистом в области теории информации, поскольку, среди прочего, он ещё описалдвоичную (бинарную) систему чисел.

В 1820 годуТомас де Кольмар запустил промышленный выпускмеханического калькулятора после того, как он создал свой упрощённыйарифмометр, который был первой счётной машиной, достаточно прочной и надёжной для ежедневного использования.Чарльз Бэббидж начал проектирование первогоавтоматического механического калькулятора, егоразностной машины, в 1822, что в конечном счёте подало ему идею первого программируемого механического калькулятора, егоаналитической машины.

Он начал работу над этой машиной в 1834 году и менее чем за два года были сформулированы многие из основных черт современногокомпьютера. Важнейшим шагом стало использование перфокарт, сработанных на Жаккардовском ткацком станке[24], что открывало бесконечные просторы для программирования[25]. В 1843 году во время перевода французской статьи нааналитической машинеАда Лавлейс написала в одной из её многочисленных записок алгоритм для вычислениячисел Бернулли, который считается первой компьютерной программой[26].

Около 1885 годаГерман Холлерит изобрёлтабулятор, который использовалперфокарты для обработки статистической информации; в конечном итоге его компания стала частьюIBM. В 1937 году, спустя сто лет после несбыточной мечты Бэббиджа,Говард Эйкен убедил руководство IBM, производившей все виды оборудования для перфорированных карт[27] и вовлечённой в бизнес по созданиюкалькуляторов, разработать свой гигантский программируемый калькуляторASCC/Harvard Mark I, основанный нааналитической машине Бэббиджа, которая, в свою очередь, использовала перфокарты и центральный вычислитель (central computing unit).Про готовую машину поговаривали: «мечта Бэббиджа сбылась»[28].

В 1940-х с появлением новых и более мощныхвычислительных машин терминкомпьютер стал обозначать эти машины, а не людей, занимающихся вычислениями (теперь слово «computer» в этом значении употребляется редко)[29]. Когда стало ясно, что компьютеры можно использовать не только для математических расчётов, область исследований информатики расширилась с тем, чтобы изучатьвычисления в целом. Информатика получила статус самостоятельной научной дисциплины в 1950-х и начале 1960-х годов[30][31]. Первая в мире степень по информатике, Диплом Кэмбриджа по информатике, была присвоена в компьютерной лабораторииКембриджского университета в 1953 году. Первая подобная учебная программа в США появилась вУниверситете Пердью в 1962 году[32]. С распространением компьютеров возникло много новых самодостаточных научных направлений, основанных на вычислениях с помощью компьютеров.

Мало кто изначально мог предположить, что сами компьютеры станут предметом научных исследований, но в конце 1950-х годов это мнение распространилось среди большинства учёных[33]. Ныне известный брендIBM в то время был одним из участников революции в информатике. IBM (сокращение от International Business Machines) выпустила компьютерыIBM 704[34] и позже — IBM 709[35], которые уже широко использовались одновременно с изучением и апробацией этих устройств. «Тем не менее работа с (компьютером) IBM была полна разочарований… при ошибке в одной букве одной инструкции программа „падала“ и приходилось начинать всё сначала»[33]. В конце 1950-х годов информатика как дисциплина ещё только становилась[36], и такие проблемы были обычным явлением.

Со временем был достигнут значительный прогресс в удобстве использования и эффективности вычислительной техники. В современном обществе наблюдается явный переход среди пользователей компьютерной техники: от её использования только экспертами и специалистами к использованию всеми и каждым. Изначально компьютеры были весьма дорогостоящими и чтобы их эффективно использовать нужна была помощь специалистов. Когда компьютеры стали более распространёнными и доступными, тогда для решения обычных задач стало требоваться меньше помощи специалистов.

Основные достижения

[править |править код]
Немецкие военные использовалишифровальную машину «Энигма» (как на изображении) во времяВторой Мировой войны для обмена секретными сообщениями. Масштабные расшифровки трафика Энигмы в Блетчли-Парк были важным фактором, который внёс вклад в победу Союза во Второй Мировой войне[37]

Несмотря на короткую историю в качестве официальной научной дисциплины, информатика внесла фундаментальный вклад в науку и общество. По сути, информатика, наряду с электроникой, является одной из основополагающих наук текущей эпохи человеческой истории, называемойинформационной эпохой. При этом информатика является предводителеминформационной революции и третьим крупным шагом в развитии технологий, послепромышленной революции (1750—1850 н. э.) инеолитической революции (8000-5000 до н. э.).

Вклад информатики:

  • Начало «цифровой революции», включающей информационную эпоху иинтернет.
  • Дано формальное определение вычислений и вычислимости, и доказательство того, что существуют алгоритмически неразрешимые задачи[38].
  • Введено понятиеязыка программирования, то есть средства для точного выражения методологической информации на различных уровнях абстракции[39].
  • Развитиекриптографии икриптоанализа.
  • Вычислительные методы обеспечили возможность практической оценки процессов и ситуаций большой сложности, а также возможность проведения экспериментов исключительно за счёт программного обеспечения. Появилась возможность углубленного изучения разума и картирования генома человека, благодаряпроекту «Геном человека». Проектыраспределенных вычислений, такие какFolding@Home, исследуютсворачивание молекул белка.
  • Алгоритмическая торговля повысила эффективность и ликвидность финансовых рынков с помощьюискусственного интеллекта,машинного обучения и другихстатистических ичисленных методов на больших диапазонах данных[40]. Частое использование алгоритмической торговли может усугубитьволатильность[41].
  • Компьютерная графика иCGI повсеместно используются в современных развлечениях, особенно в области телевидения, кино, рекламы, анимации и видео-игр. Даже фильмы, в которых нет (явного) использования CGI, как правило, сняты на цифровые камеры и впоследствии обработаны или отредактированы в программах обработки видео.
  • Моделирование различных процессов, например в гидродинамике, физике, электрике, электронных системах и цепях, а также для моделирования общества и социальных ситуаций (в частности, военных игр), учитывая среду обитания и др. Современные компьютеры позволяют оптимизировать, например, такие конструкции, как проект целого самолёта. Известным программным обеспечением является симулятор электронных схемSPICE, а также программное обеспечение для физической реализации новых (или модифицированных) конструкций, включающее разработку интегральных схем.
  • Искусственный интеллект приобретает все большее значение, одновременно с этим становясь более сложным и эффективным. Существует множество применений искусственного интеллекта (ИИ), например роботы-пылесосы, которые можно использовать дома. ИИ также присутствует в видеоиграх, роботах огневой поддержки и противоракетных системах.

Структура информатики

[править |править код]

Информатика делится на ряд разделов. Как дисциплина, информатика охватывает широкий круг тем от теоретических исследований алгоритмов и пределов вычислений до практической реализации вычислительных систем в области аппаратного и программного обеспечения[42][43]. КомитетCSAB[англ.], ранее называемый «Советом по аккредитации вычислительных наук», включающий представителей Ассоциации вычислительной техники (ACM) иКомпьютерного общества IEEE (IEEE-CS)[44] — определил четыре области, важнейшие для дисциплины информатика:теория вычислений,алгоритмы и структуры данных,методология программирования и языков,компьютерные элементы и архитектура. В дополнение к этим четырём направлениям, комитет CSAB определяет следующие важные области информатики: разработка программного обеспечения, искусственный интеллект, компьютерные сети и телекоммуникации, системы управления базами данных, параллельные вычисления, распределённые вычисления, взаимодействия между человеком и компьютером, компьютерная графика, операционные системы, числовые и символьные вычисления[42].

Теоретическая информатика

[править |править код]
Основная статья:Теоретическая информатика

Огромное поле исследований теоретической информатики включает как классическую теорию алгоритмов, так и широкий спектр тем, связанных с более абстрактными логическими и математическими аспектами вычислений.Теоретическая информатика занимается теориямиформальных языков,автоматов,алгоритмов,вычислимости ивычислительной сложности, а также вычислительнойтеорией графов,криптологией,логикой (включаялогику высказываний илогику предикатов),формальной семантикой и закладывает теоретические основы для разработкикомпиляторовязыков программирования.

Теория алгоритмов

[править |править код]
Основная статья:Теория алгоритмов

По словамПитера Деннинга[англ.], к фундаментальным вопросам информатики относится следующий вопрос: «Что может быть эффективно автоматизировано?»[30] Изучениетеории алгоритмов сфокусировано на поиске ответов на фундаментальные вопросы о том, что можно вычислить и какое количество ресурсов необходимо для этих вычислений. Для ответа на первый вопрос втеории вычислимости рассматриваются вычислительные задачи, решаемые на различных теоретическихмоделях вычислений. Второй вопрос посвящёнтеории вычислительной сложности; в этой теории анализируются затраты времени и памяти различных алгоритмов при решении множества вычислительных задач.

Знаменитая задача «P=NP?», одна изЗадач тысячелетия[45], является нерешённой задачей в теории алгоритмов.

Информация и теория кодирования

[править |править код]
Основные статьи:Теория информации иТеория кодирования

Теория информации связана с количественной оценкой информации. Это направление получило развитие благодаря трудамКлода Э. Шеннона, который нашёлфундаментальные ограничения наобработку сигнала в таких операциях, как сжатие данных, надёжное сохранение и передача данных[46].

Теория кодирования изучает свойствакодов (системы для преобразования информации из одной формы в другую) и их пригодность для конкретной задачи. Коды используются длясжатия данных, вкриптографии, дляобнаружения и коррекции ошибок, а в последнее время также и длясетевого кодирования. Коды изучаются с целью разработки эффективных и надёжных методовпередачи данных.

Алгоритмы и структуры данных

[править |править код]

Алгоритмы и структуры данных, как раздел информатики, связаны с изучением наиболее часто используемых вычислительных методов и оценкой их вычислительной эффективности.

Теория языков программирования

[править |править код]

В теории языков программирования, как подразделе информатики, изучают проектирование, реализацию, анализ и классификациюязыков программирования в целом, а также изучают отдельные элементы языков. Эта область информатики, с одной стороны, в большой степени полагается на достижения таких наук как математика, программная инженерия и лингвистика, с другой стороны, сама оказывает большое влияние на их развитие. Теория языков программирования активно развивается, многие научные журналы посвящены этому направлению.

Формальные методы

[править |править код]
Основная статья:Формальные методы

Формальные методы — это своего рода математический подход, предназначенный дляспецификации, разработки иверификациипрограммных иаппаратных систем. Использование формальных методов при разработке программного и аппаратного обеспечения мотивировано расчётом на то, что, как и в других инженерных дисциплинах, надлежащий математический анализ обеспечит надёжность и устойчивость проекта. Формальные методы являются важной теоретической основой при разработке программного обеспечения, особенно в случаях, когда дело касается надёжности или безопасности. Формальные методы являются полезным дополнением к тестированию программного обеспечения, так как они помогают избежать ошибок, а также являются основой для тестирования. Для их широкого использования требуется разработка специального инструментария. Однако высокая стоимость использования формальных методов указывает на то, что они, как правило, используются только при разработке высокоинтегрированных ижизненно-важных систем[англ.], где надёжность и безопасность имеют первостепенное значение. Формальные методы имеют довольно широкое применение: оттеоретических основ информатики (в частности,логики вычислений,формальных языков,теории автоматов, программ исемантики) досистем типов и проблемалгебраических типов данных в задачах спецификации и верификации программного и аппаратного обеспечения.

Прикладная информатика

[править |править код]

Прикладная информатика направлена на применение понятий и результатов теоретической информатики к решению конкретных задач в конкретных прикладных областях.

Искусственный интеллект

[править |править код]
Основная статья:Искусственный интеллект

Это область информатики, неразрывно связанная с такими целеполагающими процессами, как решение задач, принятие решений, адаптация к окружающим условиям, обучение и коммуникация, присущими и людям, и животным. Возникновение искусственного интеллекта (ИИ) связано скибернетикой и ведёт свой отсчёт сДартмутской Конференции (1956). Исследования в области искусственного интеллекта (AI) с необходимостью были междисциплинарными, и основывались на таких науках, как:прикладная математика,математическая логика,семиотика,электротехника,философия сознания,нейрофизиология исоциальный интеллект. У обывателей искусственный интеллект ассоциируется в первую очередь сробототехникой, но кроме этого ИИ является неотъемлемой частьюразработки программного обеспечения в самых разных областях. Отправной точкой в конце 1940-х годов стал вопросАлана Тьюринга: «Могут ли компьютеры думать?», и этот вопрос остаётся фактически без ответа, хотя «тест Тьюринга» до сих пор используется для оценки результатов работы компьютера в масштабах человеческого интеллекта.

Архитектура компьютера и компьютерная инженерия

[править |править код]
Основные статьи:Архитектура компьютера иКомпьютерная инженерия

Архитектура компьютера, или организация цифрового компьютера, является концептуальной структурой компьютерной системы. Она сосредоточена в основном на способе, при котором центральный процессор выполняет внутренние операции и обращается к адресам в памяти[47]. Она часто включает в себя дисциплины вычислительной техники и электротехники, выбор и соединение аппаратных компонентов для создания компьютеров, которые удовлетворяют функциональным, производительным и финансовым целям.

Компьютерная инженерия связана с аппаратной частьювычислительной техники, например основами микропроцессорной техники, компьютерных архитектур и распределённых систем. Таким образом, она обеспечивает связь сэлектротехникой.

Анализ производительности компьютера

[править |править код]
Основная статья:Вычислительная мощность компьютера

Анализ производительности компьютера — это изучение работы компьютеров с целью повышенияпропускной способности, управлениявременем отклика, эффективного использования ресурсов, устраненияузких мест и прогнозирования производительности при предполагаемых пиковых нагрузках[48].

Компьютерная графика и визуализация

[править |править код]
Основная статья:Компьютерная графика

Компьютерная графика представляет собой изучение цифрового визуального содержания и включает в себя синтез и манипуляцию данными изображения. Это направление связано со многими другими областями информатики, в том числе скомпьютерным зрением,обработкой изображений ивычислительной геометрией, также оно активно применяется в областиспецэффектов ивидео-игр.

Компьютерная безопасность и криптография

[править |править код]
Основная статья:Криптография

Компьютерная безопасность — это направление исследований компьютерных технологий, нацеленных на защиту информации от несанкционированного доступа, разрушения или модификацию при сохранении доступности и удобства использования системы для предполагаемых пользователей. Криптография же является наукой о шифровании и дешифровании информации. Современная криптография в значительной степени связана с информатикой, поскольку при разработке и использовании многих алгоритмов шифрования и дешифрования учитывается их вычислительная сложность.

Компьютерное моделирование и численные методы

[править |править код]

Компьютерное моделирование ичисленные методы являются областями исследований в задаче построенияматематических моделей, методовколичественного анализа, использования компьютеров для анализа и решениянаучных проблем. На практике, это, как правило, применениекомпьютерного моделирования и других формвычислений, применяемых в задачах различных научных дисциплин.

Компьютерные сети

[править |править код]
Основная статья:Компьютерная сеть

Ещё одним важным направлением являетсясвязь между машинами. Она обеспечивает электронный обмен данными между компьютерами и, следовательно, представляет собой техническую базу для Интернета. Помимо разработкимаршрутизаторов,коммутаторов имежсетевых экранов, к этой дисциплине относятся разработка и стандартизациясетевых протоколов, таких какTCP,HTTP илиSOAP, для обмена данными между машинами.

Параллельные и распределённые системы

[править |править код]
Основные статьи:Параллелизм (информатика) иРаспределённые вычисления

Параллелизм — это свойство систем, при котором несколько вычислений выполняются одновременно, и при этом, возможно, взаимодействуют друг с другом. Был разработан ряд математических моделей для общего вида параллельных вычислений, в том числесети Петри,процессы исчисления и модельParallel Random Access Machine[англ.] (машины с параллельным произвольным доступом). Распределённая система расширяет идею параллелизма на несколько компьютеров, связанных посредством сети. Компьютеры в пределах одной распределённой системы имеют свою собственную память и часто обмениваются информацией между собой для достижения общей цели.

Базы данных

[править |править код]
Основная статья:База данных

База данных — организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей. Управление базами данных происходит с помощьюсистем управления базами данных (СУБД).

Информационная наука

[править |править код]
Основная статья:Информационная наука

Информационная наука — это междисциплинарная область, связанная с анализом, сбором, классификацией, манипулированием, хранением, поиском, распространением и защитойинформации[уточнить].

Программная инженерия

[править |править код]
Основная статья:Программная инженерия

Программная инженерия — это приложение систематического, дисциплинированного, измеримого подхода к разработке, функционированию и сопровождениюпрограммного обеспечения, а также исследованию этих подходов; то есть, приложение дисциплины инженерии к программному обеспечению

Естественная информатика

[править |править код]
Основная статья:Естественная информатика

Естественная информатика — это естественнонаучное направление, изучающее процессы обработки информации в природе, мозге и человеческом обществе[уточнить]. Она опирается на такие классические научные направления, как теорииэволюции,морфогенеза ибиологии развития,системные исследования, исследованиямозга,ДНК,иммунной системы иклеточных мембран, теорияменеджмента игруппового поведения,история и другие[49][50].Кибернетика, определяемая, как «наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество»[51] представляет собой близкое, но несколько иное научное направление. Так же, какматематика и основная часть современной информатики, оно вряд ли может быть отнесено к областиестественных наук, так как резко отличается от них своей методологией, (несмотря на широчайшее применение в современных естественных науках математического и компьютерного моделирования).

В научном сообществе

[править |править код]

Конференции

[править |править код]

Конференции являются стратегическими событиями научных исследований в области информатики. В ходе этих конференций исследователи из бюджетного и частного секторов встречаются и представляют свои последние работы. Труды этих конференций являются важной частью литературы по информатике.

Журналы

[править |править код]
См. также:Категория:Журналы по информатике

В образовании

[править |править код]

В некоторых университетах информатика преподаётся в качестве теоретического изучения вычислений иавтоматического вывода. Такие программы часто включают в себятеорию алгоритмов, анализ алгоритмов,формальные методы,параллелизм в информатике,базы данных,компьютерную графику,системный анализ и другие. Как правило, в такие учебные программы включают преподавание программирования, но не акцентируют на нём внимания, как финальной цели обучения, а рассматривают программирование как необходимый элемент изучения всех прочих областей информатики. ОрганизацияАссоциация вычислительной техники (ACM) разрабатывает рекомендации для университетских учебных программ по информатике[52].

Другие колледжи и вузы, а также средние школы и учебные заведения профессиональной подготовки, которые обучают информатике, делают в своих учебных курсах акцент на практике программирования, а не на теории алгоритмов и вычислений. Такие учебные программы, как правило, сосредоточены на тех практических навыках, которые важны для работников индустрии программной инженерии.

Образование в США

[править |править код]

В последние годы интерес к использованию методов информатики в различных сферах научных исследований и практических разработок возрастает. Такого рода интерес проявляют не только учёные, но и правительственные структуры. К примеру, в 2005 году Консультативный комитет по информационным технологиям при Президенте США подготовил доклад на эту тему. В этом докладе были представлены результаты анализа деятельности в данной области в США, сообщающие о необходимости скорых решительных действий с целью предупреждения негативных тенденций, наблюдаемых в американской науке и системе образования[53].

Экономика США всё в большей степени полагается на специалистов в области информатики, но подготовка кадров в этой области отсутствует в большинстве американских учебных программ. Отчёт, озаглавленный «Running on Empty: The Failure to Teach K-12 Computer Science in the Digital Age» был представлен в октябре 2010 года организациейАСМ и Ассоциацией Учителей Информатики (CSTA) и показал, что только 14 штатов приняли образовательные стандарты по информатике в высшем образовании. Также в докладе отмечается, что только в 9 штатах предмет «Информатика» является базовым (обязательным) учебным предметом, необходимым для аттестации в старших классах школы.

В союзе с «Running on Empty» новая внепартийная коалиция защиты прав —Computing in the Core (CinC) — была создана, чтобы влиять на федеральную и государственную политику. В результате работы коалиции был принят «Закон об образовании в области информатики» («Computer Science Education Act»), обеспечивающий дотациями те штаты, которые ведут работу по повышению качества образования в области информатики и поддержке учителей информатики.

Образование в России

[править |править код]

Именно в нашей[уточнить] стране впервые были сформированы представления об информатике как о фундаментальной науке, имеющей важное междисциплинарное, научно-методологическое и мировоззренческое значение. Именно Россия на 2-м Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» (Москва, 1996 г.) предложила новую концепцию изучения проблем информатики как фундаментальной науки и общеобразовательной дисциплины в системе опережающего образования. При этом была предложена также и новая структура образовательной области «Информатика» для системы образования и показано, что переход к этой структуре может стать важным шагом на пути интеграции фундаментальной науки и образования[53].

Начиная с 1990 года, в России развивается такое направление каксоциальная информатика. Предполагается, что оно станет научной базой для формирования информационного общества.Помимо этого, в Российской академии наук вырабатываются философские, семиотические и лингвистические основы информатики, формируются новые подходы к структуризации предметной области информатики, учитывающие её перспективные направления развития и современные тенденции развития образования и науки[53].

Основные термины

[править |править код]
  • Информационный ресурс — концентрация имеющихся фактов, документов, данных и знаний, отражающих реальное изменяющееся во времени состояние общества, и используемых при подготовке кадров, в научных исследованиях и материальном производстве[54].
  • Информационная среда — хранящаяся в компьютере, но не оформленная в виде информационной системы совокупность знаний, фактов и сведений, относящаяся к некоторой предметной области и используемая одним или несколькими пользователями[55].
  • Информационная технология — совокупность методов, устройств и производственных процессов, используемых людьми для сбора, хранения, обработки и распространения информации[55].

См. также

[править |править код]

Примечания

[править |править код]
  1. 123Большая российская энциклопедия, 2008.
  2. Steinbuch K.,Informatik: Automatische Informationsverarbeitung, 1957.
  3. Fein, 1959.
  4. Stanford University Oral History.
  5. Donald Knuth, George Forsythe and the Development of Computer Science, 1972.
  6. Основы информатики, 1968.
  7. Matti Tedre, The Development of Computer Science: A Sociocultural Perspective, 2006.
  8. Naur, 1966.
  9. P. Mounier-Kuhn, "L’Informatique en France, de la seconde guerre mondiale au Plan Calcul. L’émergence d’une science", 2010.
  10. 12Научные коммуникации и информатика, 1976.
  11. Lhermitte P., Le pari informatique, 1968, Термин «Informatique», созданный во Франции и постепенно принятый в международном масштабе, был признан Французской Академией в качестве нового слова нашего языка в апреле 1966 г..
  12. Why an informatics degree? Isn’t computer science enough?, 2010.
  13. Тезаурус ЮНЕСКО.
  14. P. Wegner, (October 13–15, 1976). Research paradigms in computer science.
  15. Comer et al., 1989.
  16. Eden, A. H., 2007.
  17. 12Черный, 2010.
  18. Черный, 2010, с. 98.
  19. 123Черный, 2010, с. 99.
  20. Черный, 2010, с. 100.
  21. Черный, 2010, с. 101.
  22. "Blaise Pascal". School of Mathematics and Statistics University of St Andrews, Scotland.
  23. A Brief History of Computing.
  24. Anthony Hyman, 1982.
  25. Bruce Collier, 1970.
  26. A Selection and Adaptation From Ada's Notes found in "Ada, The Enchantress of Numbers".
  27. Bernard Cohen, 1999: «In this sense Aiken needed IBM, whose technology included the use of punched cards, the accumulation of numerical data, and the transfer of numerical data from one register to another».
  28. Brian Randell, 1973.
  29. Ассоциация вычислительной техники была основана в 1947.
  30. 12Denning, P.J. (2000). "Computer Science: The Discipline" (PDF). Encyclopedia of Computer Science.
  31. Some EDSAC statistics.
  32. Brian Zink, 2002.
  33. 12Levy, 1984.
  34. IBM 704 Electronic Data Processing System - CHM Revolution.
  35. http://archive.computerhistory.org/resources/text/IBM/IBM.
  36. Информатика // Казахстан. Национальная энциклопедия (рус.). — Алматы:Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II. —ISBN 9965-9746-3-2. (CC BY-SA 3.0)
  37. David Kahn, The Codebreakers, 1967.
  38. Computer Science: Achievements and Challenges circa 2000, 2000.
  39. Abelson H., Structure and Interpretation of Computer Programs, 1996.
  40. Black box traders are on the march.
  41. The Impact of High Frequency Trading on an Electronic Market.
  42. 12Computing Sciences Accreditation Board (28 May 1997). "Computer Science as a Profession".
  43. Committee on the Fundamentals of Computer Science, 2004.
  44. "Csab, Inc". Csab.org. 2011-08-03.
  45. P vs NP Problem.
  46. P. Collins, Graham. "Claude E. Shannon: Founder of Information Theory". Scientific American, Inc..
  47. A. Thisted, Ronald. "COMPUTER ARCHITECTURE". The University of Chicago.
  48. Wescott, Bob, 2013.
  49. Hofkirchner W., "Information Science": An Idea Whose Time Has Come, 1995.
  50. Вайсбанд И., 5000 лет информатики, 2010.
  51. Wiener N., Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine, 1948.
  52. ACM Curricula Recommendations.
  53. 123Колин, 2006.
  54. Информационные технологии: Учеб. для вузов, 2003.
  55. 12Толковый словарь современной компьютерной лексики, 2004.

Литература

[править |править код]

Ссылки

[править |править код]
В родственных проектах
Перейти к шаблону «External links»
Ссылки на внешние ресурсы
Перейти к шаблону «Внешние ссылки» Перейти к элементу Викиданных
  Словари и энциклопедии
В библиографических каталогах
Перейти к шаблону «Наука»
Научные направления
Перейти к шаблону «Software Engineering»
Процесс
Высокоуровневые
концепции
Направления
Методологии
разработки
Модели
Известные
деятели
Источник —https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Информатика&oldid=150074358
Категории:
Скрытые категории: