История появления науки информатики

    Период автоформализации знаний. Этот этап тесно связан с развитием когнитологии, персональных компьютеров и вычислений, делающих возможным формальное описание (а, следовательно, актуализацию, передачу, хранение, сжатие) исследователями накопленного знания, опыта, профессиональных умений и навыков. Развиваются когнитивные методы и средства, позволяющие строить решения проблем “по ходу решения, на лету”, особенно эффективно в тех случаях, когда исследователю неизвестен путь решения. Развиваются методы виртуализации и визуализации. Этот этап очень важен для информатики, ибо он стал позволять решать межпредметные задачи, как правило, плохо структурируемые и формализуемые, а также позволил использовать типовые инструментальные системы. Используется когнитивная графика – графика, порождающая новые решения, а также “виртуальный мир” – искусственное трехмерное пространство (одну из осей координат можно условно считать “пространственной”, другую - “временной”, третью - “информационной”) и визуальные среды (например, Visual-среды). 

2. Этап  развитой безбумажной  информатики

    Этап  развитой безбумажной информатики  и глобальных систем связи (Интернет), этап информационного общества. Переход к безбумажной информатике, электронным информационным технологиям и использованию сетей Интернет, информационному производству товаров и услуг характерен для всех стран вступивших в стадию построения информационного общества. Основные атрибуты общества безбумажной информатики (стоит заметить, что здесь специально не используется термин «информационное общество», так как такое общество полностью ещё нигде не построено, а критерии могут изменяться):

• безбумажные (электронные) документооборот и делопроизводство, их государственная поддержка и целенаправленное развитие;
• информационная (компьютерная, сетевая) грамотность населения и её государственная поддержка и развитие;
• превращение информации в товар (со всеми атрибутами товара);
• развитая (интеллектуальная) и доступная система баз данных и знаний, доступа к сетям и информации Интернет;
• информатизация и информационная безопасность основных систем общества;
• актуализация вещественно-энерго-информационных связей систем и процессов. 
  
3. Наука - информатика. Информатика как единство науки и технологии

          Информатика – отнюдь не только “чистая наука”. У нее, безусловно, имеется научное ядро, но важная особенность информатики - широчайшие приложения, охватывающие почти все виды человеческой деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, медицину, криминалистику, охрану окружающей среды и др. И, может быть, главное из них - совершенствование социального управления на основе новых информационных технологий.

    В мировой глобальной информационной системе сетей Интернет каждый месяц число новых пользователей постоянно растет. Хотя первая в истории компьютерная сеть начала разрабатываться в конце 60-х годов, по данным статистики на июль 2008 года уже зарегистрировано 1463632361  пользователей.

    Во  второй половине 60-х годов в Японии возникло понятие “информационное общество”, которое используется в качестве одного из главных ориентиров при планировании экономического развития страны. Это понятие в дальнейшем было взято на вооружение и в других странах. Стоит отметить, что стоимость информационных услуг и количество людей, занятых в сфере информационного обслуживания резко начали расти, например, в США в начале 80-ых годов в сельском хозяйстве было занято около 5%, в промышленности - 20%, в сфере обслуживания - 30%, в сфере информационных услуг - 45% всех работающих в стране.

    Рост  числа работников в информационной сфере вызван, в первую очередь, пространственно-временным увеличением и усложнением информационных потоков. Вступление государства в “информационную цивилизацию” прежде всего, подтверждается макроэкономическими показателями, в частности, - увеличением доли информационного сектора в валовом национальном продукте и повышением доли работников информационной сферы в общей численности занятых. Информационный бизнес занимает заметное место в структуре экономики промышленно развитых стран.

    Д.С.Робертсон (США) выдвинул формулу “цивилизация - это информация”. Опираясь на количественные меры математической теории информации, он ранжирует цивилизации по количеству производимой ими информации на 5 следующих уровней:

• 0 - информационная емкость мозга отдельного человека - примерно 10⁷ бит;
• 1 - устное общение внутри общины, деревни или племени, количество циркулирующей информации - примерно 10⁹ бит;
• 2 - письменная культура; мерой информированности общества служит Александрийская библиотека, имеющая 532800 свитков, в которых содержится примерно 10¹¹ бит информации;
• 3 - книжная культура: имеются сотни библиотек, выпускаются десятки тысяч книг, газет, журналов, совокупная емкость которых оценивается примерно в 10¹⁷ бит;
• 4 - информационное общество с электронной обработкой информации объемом примерно 10²⁵ бит.

    Информатика завершает этап спонтанного, возможно, несколько хаотичного развития и накопила достаточный опыт и знания для её систематизации, осмысления, структурирования, теоретизации, превращения в фундаментальную науку.

    Информатика, рассматриваемая с точки зрения хранения и преобразования информации, как правило, сводится, в основном, к компьютерам (служащим определенным человеческим целям). Это ресурсный или технократический подход к информатике. Если же информатика рассматривается с коммуникационных позиций, например, с позиции передачи знаний, то она выступает неотъемлемым фрагментом культуры общества. Оба подхода должны быть взаимосвязаны. Абсолютизация первого подхода приводит к заблуждению, что технические возможности предопределяют цели развития общества (возникают технократические утопии). Абсолютизация второго подхода может привести к забвению технических возможностей информатики, недооценке технических нововведений, к излишнему формализму.

    Можно, видимо, говорить о завершении этапа  информатики, понимаемой как основы информатики и вычислительной техники и наступлении этапа научной, системно-междисциплинарной информатики. Отсутствие развитой и развивающей понятийной системы, понятийного аппарата в образовательной информатике, искусственное “притягивание” неадекватного целям, задачам, значению информатики понятийного аппарата из других наук (кибернетика, микропроцессорная техника, управление и др.) сводит его к тривиальному изучению программирования, ЭВМ и пользовательского интерфейса (мы ничуть не умаляем их практического значения).

    Использование более полных, точных и адекватных методов и методологии позволяет фундаментальной науке и образовательной дисциплине “информатика”:

    придерживаться  более точных и строгих (формализованных) правил исследования информационных процессов и систем, что позволяет выявить общее, инвариантное в этих процессах и системах, прогнозировать и повышать надежность принимаемых решений;

    формулировать более точные и строгие (формализованные) законы эволюции информационных процессов и систем, что позволяет изучать и актуализировать общее, инвариантное в этих процессах и системах, прогнозировать и повышать надёжность принимаемых решений;

    переосмысливать и перестраивать ранее сформулированные правила и законы и определять (расширять) границы применимости знаний и строить технологии применения этих знаний.

    Информатика - наука, изучающая информационные аспекты  системных процессов и системные  аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.

    Информатика - это наука об инвариантах (т.е. неизменных сущностях) информационных процессов, о их выявлении, описании, изучении, применении, пространственно-временной организации и самоорганизации. Такое определение естественно назвать синергетическим определением информатики и оно имеет важное значение при исследовании синергетики информационных процессов в различных системах.

    Информатика тесно связана и с философией. Философия дает общие  методы содержательного  анализа, а информатика даёт общие  методы формального анализа предметных областей (особенно, теоретическая, математическая информатика).

    Можно дать философское определение информатики: информатика - это наука, изучающая  общие свойства и процессы отражения  материи, порядок в материи, ее структурированность и отражение в сознании человека, общества.

    Математическое определение информатики (определение  математической информатики): информатика - наука, изучающая вопросы построения и исследования математических методов и моделей, алгоритмов, формальных систем для описания и актуализации различных информационных систем и процессов, различных классов операционных пространств. Эта – наука, математически (формальным языком) описывающая и исследующая их инварианты, абстрагируясь при этом от материальной основы информационных процессов.

    Фундаментальность информатике придаёт не только широкое и глубокое использование математики, формальных методов и средств, а общность и фундаментальность её результатов, их универсальная методологическая направленность в производстве знаний. В этом смысле математическая информатика аналогична математической физике, математической биологии, математической экономике и др.

    Предмет информатики точно (“математически”) невозможно определить, в силу его сложности, многосторонности, динамической изменчивости. Тем не менее, можно отметить следующие три основные ветви информатики (в классическом понимании), определяемые её познавательной и прагматической функциями, её внутренней и внешней сущностями (заметим, что деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов).

    Теоретическая, математическая информатика (brainware) изучает  теоретические проблемы информатики (большей частью связанные с формальными системами, моделями, алгоритмами и теорией программирования, кодирования и организации систем).

    Практическая, прикладная информатика (software) изучает  практические, конкретные проблемы информатики (большей частью связанные с программированием и использованием моделей, программными и компьютерными технологиями и системами).

    Техническая, инженерно-физическая информатика (hardware) изучает инженерно-физические, технические проблемы информатики (большей частью связанные с разработкой и использованием технических средств обработки информации, ЭВМ и систем ЭВМ, сетей).

    Информатика базируется на следующих основных и важных понятиях:

• информация и сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации сообщениями различного типа;
• алгоритм и алгоритмизация, в частности, программа и программный комплекс, проектирование программ и программирование; 
• система и структура, отношение и связь, порядок, выбор, в частности, информационные система и структура, отношения в них;
• модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с помощью моделей и моделирования;
• исполнитель и его операционная среда, в частности, ЭВМ и система ЭВМ;
• языки и грамматики, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с различными системами и средами;
• проектирование систем и технология, в частности, информационная, компьютерная технология.

    Предметная  область науки “информатика” - информационные процессы и системы, модели, языки  их описания, технологии их актуализации,  направленные как на получение знаний (это - внутренняя сущность информатики), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных предметных областях (это - внешняя сущность информатики). 

    Эти информационные процессы могут происходить  в живых существах (организмах), автоматах (технических устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.

    Научная база информатики представлена на рис. 1.