Информатика как наука и отрасль в индустрии

Информатика как  наука и отрасль в индустрии.

Термин “информация” происходит от латинского “informatio”, что означает разъяснение, осведомление, изложение. С рационалистических позиций информация есть отражение реального мира с помощью сообщений. Сообщение — это форма представления каких-либо сведений в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т. п. В широком смысле информация — это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами. Информация — сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека. Информатика рассматривает информацию как совокупность концептуально связанных между собой сведений, уменьшающих меру неопределенности знаний об окружающем мире. Наряду с понятием “информация” в информатике часто употребляется понятие “данные”.

Данные — это результаты наблюдений над объектами и явлениями, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Как только данные начинают использовать в каких-либо практических целях, они превращаются в информацию.

Информационный процесс - процесс, в результате которого осуществляется прием, передача (обмен), преобразование и использования информации. С  помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основании своего опыта, имеющихся  знаний, интуиции принимают определенные решения. Эти решения воплощаются  в реальные действия, которые в  разной степени преобразуют окружающий мир. Информационные процессы протекают  не только в человеческом обществе, но и в растительном мире.

НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ 

Последняя информационная революция  привела к появлению множества  новых областей теории и практики, которые связаны с изучением  и производством технических средств, методов, технологий, обеспечивающих прирост новых знаний.

Информатика — область  человеческой деятельности, связанная  с процессами преобразования и использования  информации с помощью компьютера. Главная функция информатики  заключается в разработке методов  и средств преобразования информации. Исходя из этого, задачи информатики состоят в следующем:

• исследование информационных процессов любой природы;

• разработка новейшей информационной технологии на базе компьютеров и  компьютерных сетей;

• решение научных и  инженерных проблем создания и внедрения  аппаратно-программного обеспечения  компьютеров. Круг проблем, рассматриваемых  информатикой, настолько широк, что  помимо сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика, химия, биология, литература явлений.

Алгоритмизация и программирование – основа современной информационной технологии

Алгоритм — это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которых позволяет с  помощью конечного числа шагов  получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.

Термин “алгоритм” —  транскрипция имени великого узбекского математика Мухаммеда аль-Хорезми (Мухаммеда из Хорезма, области в нынешней республике Узбекистан). Мухаммед аль-Хорезми еще в IX веке разработал правила выполнения четырех действий арифметики. Многие годы понятие “алгоритм” использовалось математиками для описания правил решения математических задач. Например, существуют алгоритм вычисления квадратного корня положительного числа, алгоритм нахождения наибольшего общего делителя двух чисел и многие другие. Однако не следует считать алгоритм чисто математическим понятием. Каждый из нас с раннего детства, даже не замечая этого, ежедневно решает задачи, для описания которых используется тот или иной алгоритм, сформулированный в виде конечной последовательности однозначных предписаний.

Программа—набор инструкций на машинном языке, хранящийся в виде файла на диске, который можно  загрузить в РС для выполнения.

Раньше программы приходилось  писать в машинных кодах. Сейчас существует множество языков программирования. Hа языке программирования можно писать множество программ, пользуясь единственной программой-переводчиком. “Грамматические” правила языка программирования формулируются предельно четко и не допускают вольного расположения отдельных элементов команды и знаков препинания (иначе программа-посредник “не поймет” ваши указания). Каждая команда имеет строго определенный синтаксис (правила записи).

Программное обеспечение— вторая равноправная часть информационной технологии. Без программ любая аппаратура — просто груда железа (многие так и называют аппаратную часть— “железом”). Программы для ЭВМ делятся на два больших класса:

• системное программное обеспечение;
• прикладное программное обеспечение.

Системные программы управляют  работой аппаратных средств и  обеспечивают услугами нас и наши прикладные комплексы. В первую очередь  — это операционные системы и  дополняющие их программные модули (системные программы-“утилиты”, драйверы периферийных устройств и т. п.). К  системному обеспечению часто относят  и широкий круг программ, выполняющих  разнообразные функции по обслуживанию нашего компьютерного хозяйства: знаменитые утилиты Нортона (“лечение” и  оптимизация дисков, восстановление случайно удаленной информации, поиск  и многое другое), программы архивирования (сжатия) файлов, антивирусные средства, разнообразные диагностические  модули и т. п.

С помощью прикладных программ мы решаем на компьютере конкретные задачи. Спектр прикладного обеспечения очень широк: от простых программ, составляемых начинающими для решения несложных вычислительных задач, до мощных профессиональных систем (например, издательских), научных комплексов, сложнейших систем массового

База данных — это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области или разделе предметной области.

На первом этапе компьютер  обычно используют в качестве удобной  и “интеллектуальной” пишущей машинки (для подготовки, хранения, модификации  и распечатки всевозможных писем, сочинений, объявлений, договоров, статей и т. п.). Вряд ли многие задумываются, что уже  на этом этапе они пользуются примитивной  информационной системой, которая в  данном случае состоит из следующих  элементов: (а) текстового редактора  как инструмента манипулирования  текстами; (б) группы текстовых файлов (базы данных) как объекта обработки.

База данных (БД) — совокупность определенным образом организованной информации на какую-то тему (в рамках некоторой предметной области). Конечно, вся эта информация может храниться  и на бумаге (например, книжный каталог  библиотеки). Но современным средством  хранения и обработки баз данных является, безусловно, компьютер.

Информационная  система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения и поиска информации, для взаимодействия с пользователем.

Примерами информационных систем являются системы продажи билетов  на пассажирские поезда и самолеты.

Дадим более строгое определение  компьютерной БД, чем то, что приводилось  выше.

База данных — организованная совокупность данных, предназначенная  для длительного хранения во внешней  памяти ЭВМ и постоянного применения.

Для хранения БД может использоваться как один компьютер, так и множество  взаимосвязанных компьютеров.

Если различные части  одной базы данных хранятся на множестве  компьютеров, объединенных между собой  сетью, то такая БД называется распределенной базой данных.

Очевидно, информацию в Internet, объединенную паутиной WWW, можно рассматривать как распределенную базу данных. Распределенные БД создаются также и в локальных сетях.

Для работы с базами данных требуется специальное программное  обеспечение. Такое программное  обеспечение называется системой управления базами данных или сокращенно СУБД.

В настоящее время наблюдается  тенденция к созданию так называемых интегрированных пакетов, которые  вмещают в себя возможности и  текстовых редакторов, и таблиц, и графических редакторов. Наличие  большого числа различных программ для выполнения в сущности одинаковых операций - создания и обработки  данных обусловлено наличием трех различных  основных видов информации: числовой, текстовой и графической. Для  хранения информации чаще всего используются СУБД, которые позволяют соединять  все эти типы данных в единое целое. Сейчас идет бурное развитие двух других видов информации: звуковой и видеоинформации. Для них уже созданы свои редакторы  и не исключено что в скором времени эти виды информации станут неотъемлемой частью большинства баз  данных.

Автоматизированные системы  в области экономики и права.

Компьютеры помогают решать задачи управления в самых разных масштабах: от управления станком или  транспортным средством до управления производственным процессом на предприятии  или даже целой отраслью экономики государства. Конечно, поручать компьютеру полностью, без участия человека, руководить предприятием или отраслью экономики — сложно, да и не безопасно. Для управления в таком масштабе создаются компьютерные системы, которые называются автоматизированными системами управления (АСУ). Такие системы работают вместе с человеком.

В АСУ используются самые  современные средства информационных технологий: базы данных и экспертные системы, методы математического моделирования, машинная графика и пр. С распространением персональных компьютеров технической  основой АСУ стали компьютерные сети. В рамках одного предприятия  — это локальные компьютерные сети. Автоматизированные системы управления, работающие в масштабах отрасли, в государственных масштабах, используют глобальные сети ЭВМ. Другим вариантом  применения ЭВМ в управлении являются системы автоматического управления (САУ). Объектами управления в этом случае чаще всего выступают технические  устройства (станок, ракета, химический реактор, ускоритель элементарных частиц и пр.).

В САУ все операции, связанные  с процессами управления (сбор и  обработка информации, формирование управляющих команд, воздействие  на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного  участия человека.

В последние годы возникает  концепция распределенных систем управления народным хозяйством, где предусматривается  локальная обработка информации. Для реализации идеи распределенного  управления необходимо создание для  каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе профессиональных персональных ЭВМ.

Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего  как профессионально-ориентированные  малые вычислительные системы, расположенные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ.

Современная техническая  база автоматизированных систем и информационных технологий

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из нескольких блоков:

• системного блока;
• клавиатуры и мышки;
• монитора - для отображения информации.

Компьютеры выпускаются  и в портативном варианте - в "наколенном" (лэптор) или "блокнотом" (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является компьютером .В нем располагаются все основные узлы:

• электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройства и т.д.);
• блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
• различные дисковые накопители для гибких дисков, жестки магнитный диск, (винчестер). CD-ROM и др.

Крупнейшей глобальной информационной системой ныне является сеть Internet. В действительности Internet не имеет определенной организационной структуры и представляет собой некий конгломерат самостоятельных компьютерных сетей, созданных усилиями различных правительств, научных, коммерческих и некоммерческих организаций. Историю Internet связывают с возникновением в 60-х годах вычислительной сети Министерства обороны США — AR-PAnet. Основная концепция этой сети, предназначавшейся для управления военными операциями и страной в период войны, заключалась в следующем. Каждая пара компьютеров в сети взаимодействует между собой автономно, а канал связи между ними считается абсолютно ненадежным и в любой момент может быть разрушен (например, в результате бомбежки). При этом, с одной стороны, сохраняется работоспособность всей сети в целом, а с другой, — уцелевший компьютер может подключиться к сети через уцелевшие каналы связи. Другими словами, все узлы сети должны работать в известной степени независимо друг от друга.