42

Министерство образования Российской Федерации

Московская Государственная академия приборостроения и информатики

Конспект лекций по информатике и программированию

для специальностей 2102, 2103, 3514, 0719

Автор доц., к.т.н. Каширская Е.Н.

Москва, 2001

Часть 1. Основы информатики

1. Проблемы информатизации современного общества

Фундаментальной чертой цивилизации является рост производства, потребления и накопления информации во всех отраслях человеческой деятельности. Вся жизнь человека, так или иначе, связана с получением, накоплением и обработкой информации. Что бы человек ни делал: читает ли он книгу, смотрит ли он телевизор, разговаривает ли - он постоянно и непрерывно получает и обрабатывает информацию.

1.1 Информация и время

Информацияв переводе с латинского языка означает:разъяснение, изложение чего-либо или сведения о чём-либо. Такое понятие, как обработка информации, появилось совсем недавно, но обрабатывать информацию люди начали ещё в древние времена. Так, первые наскальные рисунки, изображающие животных, растения, людей, появились примерно 20-30 тыс. лет назад.

Начатый поиск более совершенных способов фиксирования информации привёл к появлению письменности– нового шага человечества в области хранения и передачи информации. Однако первым революционным явлением в этой сфере стало изобретение печатного станка, благодаря которому появилась книга и, таким образом, стало возможно массовое тиражирование профессиональных знаний, зафиксированных на материальном носителе. Но книга является сложным, дорогим, а главное "медленным" носителем информации. Вся многогранность содержания раскрывается человеку при перелистывании, чтении и рассматривании книги. Она не может непосредственно влиять на производственный процесс.

Был и другой вид информационной деятельности. Подготовка и ведение боевых действий требовали информации о военном потенциале противника. Её добывали, например, через разведчиков. Тогда остро встал вопрос о защите информацииот утечки в посторонние руки. Стали развиватьсяметоды кодирования, разрабатываться способы быстрой и безопасной пересылки информации.

Для сбора, переработки и распространения информации создавались издательства, типографии - родилась информационная промышленность. Помимо печати появились и другие органы массовой информации - радио и телевидение.

Второе революционное изобретение XX века - Электронная Вычислительная Машина (ЭВМ). Она-то и является носителем информации и средством доставки её потребителю. В совокупности с линиями связи, такими, как проводная, радио-, космическая и оптическая, ЭВМ делает человеку доступной и мобильной любую часть гигантского объёма информации, которая без непосредственного воздействия на человека может влиять на работу производственного оборудования, например, на станки с программным управлением.

1.2. Информатика

Для нашего века - века автомобиля, электричества, авиации, атомной энергии, космонавтики, электронной техники – характерна небывалая скорость развития науки, техники и новых технологий. Так от изобретения книгопечатания (середина XVвека) до изобретения радиоприемника (1895 год) прошло около 440 лет, а между изобретением радио и телевидения - около 30 лет. Разрыв во времени между изобретением транзистора и интегральной схемы составил всего 5 лет.

В области накопления научной информации ее объем, начиная с XVIIвека, удваивался примерно каждые 10 - 15 лет. Поэтому одной из важнейших проблем человечества является лавинообразный поток информации в любой отрасли его жизнедеятельности. Подсчитано, например, что в настоящее время специалист должен тратить около 80% своего рабочего времени, чтобы уследить за всеми новыми печатными работами в его области деятельности.

Бурное развитие науки и промышленности в XX веке, неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии воспринимать и перерабатывать всё, ему предназначенное. Возникла необходимость классифицироватьпоступления по темам, организовывать иххранение,доступк ним, понять закономерности движения информации в различных сферах деятельности и т.д. Увеличение информации и растущий спрос на нее обусловили появление отрасли, связанной с автоматизацией обработки информации. Исследования, позволяющие разрешить возникшие проблемы, стали называтьинформатикой.

Информатика- наука о законах, методах измерения, хранения, переработки и передачи информации с использованием ЭВМ. Это слово произошло от слияния двух французских слов:automatic иinformation. Это научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности всех процессов обмена информацией при непосредственном устном и письменном общении специалистов до формальных процессов обмена посредством различных носителей информации. Значительную часть этих процессов составляет научно-информационная деятельность по сбору, переработке, хранению, поиску и распространению информации. Роль информатики в экономике и управлении современного общества чрезвычайно велика.

Информатика – наука, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

«То, что мы есть, - ничто, то, что мы ищем – все» (Г. Э. Лессинг). «Искать есть все».

Методы поиска ищут все, даже такие области человеческой деятельности, которые связаны с фантазией и творчеством. Этим, в общем, и занимается информатика.

Информатика тесно связана с кибернетикой.

Кибернетика (от греч.искусство управления) – наука об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации с целью управления. Основной объект исследования – так называемые кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы.

Примерыкибернетических систем: автоматические регуляторы в технике, компьютеры, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею.

Отрасль науки, называемая экономической кибернетикой, занимается приложением идей и методов кибернетики к экономическим системам. Это научная основа автоматизации управления.

Когда-то информатика считалась одним из разделов кибернетики, однако ряд проблем, решаемых информатикой (оптимизация системы научной коммуникации, структура научного документа, повышение эффективности научного исследования путем применения научно-информационных средств) выходит за пределы кибернетики.

Основная задача информатики заключается в определении общих закономерностей, в соответствии с которыми происходит создание научной информации, ее преобразование, передача и использование в различных сферах деятельности человека. Прикладные задачи заключаются в разработке более эффективных методов и средств осуществления информационных процессов, в определении способов оптимальной научной коммуникации с широким применение технических средств.