Г. Н. Зверев, д т. н., проф каф компьютерной математики, тел. (347) 228-66-20
Скачать 405.28 Kb.
|
5. Структура информатики и ее связи со смежными областями Термину «информатика» и его многочисленным синонимам (кибернетика, теория информации, computer science и т. д.) за последние полвека посвящено сотни работ, в которых информатику относят к техническим, естественным, общественным, гуманитарным, прикладным, фундаментальным наукам. Предложены различные схемы структуризации предметной области информатики и уточнения ее границ, см. например [1, 5, 23]. Приведем одно из «официальных» (энциклопедических) определений этого термина, в котором предпринята попытка обобщить и согласовать многообразие точек зрения: информатика — отрасль науки, изучающая типовые структуры и общие свойства информационных объектов (данных, знаний), информационных систем, процессов, источников, преобразователей, потребителей информации, средств ее сбора, хранения, переработки, распространения в различных сферах человеческой деятельности. По мере развития информатики расширялся и смысл этого понятия включением в область исследований всех видов естественных и искусственных информационных (знаковых) процессов и процессоров, поиска фундаментальных законов, принципов, критериев, моделей информационного мира, независимых от материального воплощения носителей и преобразователей информации. Следуя сложившимся в кибернетике схемам структуризации предметной области, представим научное здание информатики тремя взаимосвязанными направлениями исследований и разработок:
Такое деление впервые было предложено Б.Н. Наумовым [27, 23]. Прикладная информатика в значительной мере пересекается с прикладной математикой и занимается постановкой и решением информационно-логических задач в предметных областях, созданием эффективных методов, алгоритмов, технологий, автоматизацией различных видов человеческой деятельности. Прикладная информатика развивается под влиянием насущных и специфических потребностей предметик и включает биоинформатику, медицинскую, экономическую, социальную, финансовую, историческую, гуманитарную информатику и т. д. Прикладная информатика совместно с конкретной предметикой, ее теоретическим и практическим арсеналом средств выполняет исследования и разработки насущных проблем и с не меньшим, а может и большим [5] основанием называется информационной биологией, медициной, социологией и т. д. Техническая информатика создает теории, алгоритмы, программно-аппаратные средства измерительных, вычислительных, управляющих, телекоммуникационных систем и технологий, языков программирования, управления базами данных, распределенных сетей и технологических процессов. В этот раздел информатики следует также отнести теорию программирования, робототехнику, теорию автоматов, традиционные разделы кибернетики: системотехнику и схемотехнику, теории автоматического регулирования и управления и др. Теоретическая информатика служит научной основой прикладной и технической информатики, но не только. Предельная общность информационного подхода к системам и процессам превращает теоретическую информатику в фундаментальную науку уровня логики, математики, лингвистики, научной философии, которая исследует и строит межпредметные унифицированные понятия и модели, формулирует фундаментальные законы и критерии информационной деятельности, применимые к любой предметной области, к строгой формализации накопленных знаний о материально-информационных природных и искусственных образований, существующих в реальном и виртуальных мирах. Исходные понятия теоретической информатики – система, объект, процесс, свойство, связь, язык, знание, неопределенность, человеческие и машинные понятия и т. д. – формализуются в среде естественного языка и переносятся в искусственную информационную среду. Фундаментальный характер категорий информатики обусловлен их всеобщностью, имеющей отношение к любым явлениям в природе и обществе, в мыслях и эмоциях людей, которые изучают, преобразуют материальную и духовную реальность в соответствии со своими целями и возможностями. В отличие от классической логики и математики, опирающихся на интуитивную ясность и очевидность предельных идеализаций и абстракций понятий предметик, в теоретической информатике строятся полные информационные модели конкретных и абстрактных понятий и их моделей, от источников информации и влияющих факторов до оценки последствий принимаемых решений с учетом априорных и апостериорных неопределенностей, неполноты и противоречивости знаний решающего субъекта. В отличие от философии с ее в значительной мере субъективными неформализуемыми естественно-языковыми словесными конструкциями, имеющими многозначную размытую семантику, модели, результаты и предельные обобщения теоретической информатики считаются обоснованными и научно корректными, если они объективируемы и материализуемы в искусственной языковой и программно-аппаратной среде, имеют оценки точности, границ применимости и функциональной эффективности. Философия, математика, логика, физика — это тоже информационные и технические системы, которые подчиняются законам информатики и должны строиться на информационном фундаменте. Главное предназначение информатики в современном мире — облегчить умственный труд людей, повысить его эффективность, стимулировать творческий подход к делу, поэтому центральная проблема теоретической информатики — создать информационную теорию интеллекта, не зависящую от его материального воплощения, разработать методы и алгоритмы решения интеллектуальных задач, научить машину мыслить лучше (быстрее, точнее, ценнее), чем мыслит человек. Другая важная проблема — создание языка теоретической информатики как межпредметного языка науки, который обеспечивает переход от предметных и абстрактных моделей к информационным моделям, моделирование мыслительных функций, обмен достижениями между предметиками. Центральным пунктом в этой проблеме является выбор оснований — набора необходимых и достаточных базисов, в которых строится информационная семантика и ее модели. Следующий комплекс проблем относится к поиску фундаментальных законов информационного мира, на основе которых определяются фундаментальные критерии информационной деятельности. Решение этих и других проблем теоретической информатики во многом зависит от успешности исследований и формализации типов, моделей и мер неопределенностей состояний компонентов проблемных и решающих систем. Структуризация теоретической информатики, принятая в работе [3], построена с учетом традиционно сложившихся разграничений информационных теорий по перспективным аспектам исследований и решаемым проблемам. С позиций информационного подхода к описанию реальности Мир состоит из систем взаимосвязанных объектов, поэтому в основаниях теоретической информатики лежат предельно общие дисциплины: системология — общая теория систем и теоретическая семиотика-лингвистика — общая теория знаковых систем, объектов, процессов. Предельно абстрактное их представление выполняется в логико-математическом языке, который пополняет и обогащает информационная семантика логики и математики. В ней неопределяемые абстрактные математические понятия множества, числа, функции, отношения определяются в базисах системологии, семиотики и дополняются моделями неопределенностей типовых информационных ситуаций. Структурная семантика систем и процессов представлена в разделе: морфология и алгоритмика. Теория неопределенностей и мер информации — индефинитика содержит описание естественных обобщений теории информации и теории вероятностей на случай детерминированных и случайных формализованных неопределенностей — статических и динамический индефиниций. Типовые информационные модели исследования, проектирования, управления, целеполагания, изучаются в сенсформике, включаюшей сенсорику, рефорику, моторику (эффекторные процессы) объективированного субъекта, структура и функции которого изучаются в теории иерархических материально-информационных систем. Вершиной обобщений моделей теоретической информатики являются метаинформатика и информационная теория интеллекта. Первая, подобно метаматематике, исследует, строит, оптимизирует базисы информатики, вторая строит семантические базисы, модели машинного и естественного интеллекта, проблемологии и теории критериев, семиотические модели творчества, обучения и других интеллектуальных функций. К.К. Колин в работе [23] предложил матричную структуру предметной области информатики. Строкам матричного разбиения соответствуют уровни сложности изучаемых проблем: фундаментальные основы | информационные системы | информационные процессы и технологии | базисные информационные элементы, а столбцам — основные направления исследований и разработок, которые разбиваются в соответствии с информационными (языковыми) средами: техническая | социальная | биологическая | физическая информатика. В этом делении предметной области информатики остается неясным содержание физической информатики, куда включают также квантовую информатику. В языке физики действительно существуют информационные проблемы адекватности наглядных моделей микромира и мысленных экспериментов, квантовых измерений, квантовой логики, искривления абстрактов пространства-времени и т. п. [28, 3]. Квантовые вычислители, очевидно, относятся к технической информатике, наделяющей неживую материю информационными свойствами и функциями. Однако слишком опрометчиво считать космос, микромир и другие слабоизученные физические объекты источниками знаков, внесенсорной информации, полагать их способными на порождение и обработку информации и целесообразное поведение. 6. Выводы Информация есть неотъемлемый компонент живой материи, это знаковая структура, имеющая материальный носитель и прямой (дент), косвенный (конт), ссылочный (адрес) смыслы, которыми ее наделяют в языковой среде источник или приемник информации. Данные есть синтаксическая знаковая структура в заданных формах. Знания – это дескриптивные и конструктивные знаки, образующиеся в памяти субъекта в результате декодирования и преобразования семантики информационных объектов. Разделение информатики на теоретическую, техническую и прикладную позволяет выделить фундаментальную составляющую этой науки, в которую входят системология, теоретическая семиотика-лингвистика и метаинформатика, изучающая информационные базисы и основания языка науки. Литература
About the term “information” and the place of theoretical informatics in the structure of modern science Gennadiy Zverev, Ufa State Aviation Technical University, professor (gnzv@mail.ru) The objective and subjective definitions of informatics categories are considered. The structure of informatics, its distinctions from logic, mathematics and philosophy are analyzed. Keywords: information, data, knowledge, theoretical informatics. 450078, Уфа, ул. Айская, д. 64/2, кв. 32. |
Похожие:
 | Рудн: проф. В. И. Ельцовым-Стрелковым, д м н. Н. И. Захаровой, И. М. Ордиянц, доц каф. Т. В. Гадлиной, Т. П. Голиковой, А. Я. Голдиной,... | | Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Цюрупы, д. 16, тел. (347) 236-78-03, факс (347) 236-78-21, настоящим приглашает вас принять... |
| Буховец О. Г., д и н., проф., зав каф политологии бгэу (Минск), вед науч сотрудник ие ран | | В. К. Клюев, зав каф управления информ библ деятельностью мгуки, канд пед наук, проф |
| Университета) мид россии (в окончательной редакции – проф. Вылегжанин А. Н., проф. Колосов Ю. М., проф. Малеев Ю. Н., проф. Иванов... | | ... |
 | Автор: С. М. Курганский, заслуженный учитель рф, канд пед наук, проф каф естественно-математического образования Института развития... | | Заместитель начальника отдела организации и проведения конкурсных процедур – Шепелева Любовь Борисовна, тел. (347) 223-26-74 |
| ... | | Новосибирской области (Региональным оператором) при проведении настоящего открытого конкурса является департамент энергетики, жилищного... |