Предмет и структура информатики. Понятие информации

В ряду важнейших моментов развития человече­ства в XX в. следует выделить прежде всего такой феномен, как по­явление компьютеров и начало формирования информационных обществ. Применение компьютерной техники для создания, хра­нения, передачи и использования информации потребовало соз­дания нового направления в науке, которое получило название информатики. Отметим, что 1980-е гг. стали периодом массовой компьютеризации в развитых странах. Здесь число компьютеров разных типов, в первую очередь персональных компьютеров, еже­годно поступающих в продажу, исчисляется десятками миллио­нов. Компьютеризация существенно влияет на процессы обуче­ния, на постановку и решение научных задач, на исследования в области мышления и процессов познания. Информационные технологии стали мощным преобразователем экономической, со­циальной и других видов деятельности. Процесс компьютериза­ции и информатизации протекает неравномерно в разных странах и регионах, однако в целом он уже продвинулся настолько, что можно подвести некоторые итоги и сделать прогноз на будущее. Компьютеризация всех сфер человеческой деятельности выступа­ет сегодня и как важнейшая задача общества, и как императив социального развития. Без решения этой задачи невозможны гуманистические преобразования, экономическое развитие об­щества, способное обеспечить достойную жизнь всем своим граж­данам [5. С. 10]. Именно с таких позиций следует рассматривать философские проблемы информатики.

Информатика — это область научно-технической деятельно­сти, занимающаяся исследованием процессов получения, переда­чи, обработки, хранения, представления информации; решением

проблем создания, внедрения и использования информационной техники и технологии во всех сферах общественной жизни. Тер­мин «информатика» возник в 1960-х гг. во Франции для названия области автоматизированной обработки информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин «informatique» образован путем слияния слов information (инфор­мация) и automatique (автоматика) и означает «информационная автоматика», или «автоматизированная переработка информа­ции». В англоязычных странах этому термину соответствует поня­тие «computer science» — наука о компьютерной технике.

Компьютерные наука и техника объединили ранее обособлен­ные области информатики в комплексную научно-техническую дисциплину, в структуре которой можно выделить области науч­ных исследований, инженерных разработок, производства элек­тронно-вычислительной и информационной техники, информа­ционного обеспечения и вычислительных услуг. В конце 1960-х гг. понятие «информатика» связывалось уже не только с автоматизи­рованной обработкой информации, но и с научной теорией ин­форматики. Понятие информации является базовым, системооб­разующим понятием в теории информатики. Научное, философ­ское осмысление этого понятия — одна из важнейших задач современного знания. Информация сегодня выступает в качестве основного объекта изучения многих наук. При этом современный уровень развития научного знания еще не позволяет дать точного и законченного определения этого понятия, его предметное поле расширяется и углубляется с развитием нашего представления о мире [1].

На уровне обыденного сознания информация чаще всего тол­куется как сведения, сообщения, передаваемые от человека к че­ловеку и осведомляющие о каких-то явлениях, событиях или про­цессах. Подобное истолкование не исчерпывает всего содержания данного понятия. Так, существует информация об окружающей действительности, которую человек получает через свои органы чувств, — температура окружающей среды, время суток, рельеф местности и т.п. Такая информация может быть получена непо­средственно из внешнего мира, без участия другого человека. Н. Винер в своей работе «Кибернетика и общество» определяет ин­формацию как «обозначение содержания, полученного из внеш­него мира в процессе нашего приспособления к нему и приспо­сабливания к нему наших чувств» [2. С. 31]. В данном случае ин­формация определяется через категорию «содержание внешнего мира» и напрямую увязана с человеком, его мышлением и процес­сом приспособления человека к явлениям и событиям внешнего мира. Иными словами, по Винеру, информация вне человеческо­го сознания не существует. Такой подход к понятию информации может быть охарактеризован как антропологический.

Антропологический принцип истолкования понятия «информа­ция» до последнего времени удовлетворительно работал в самых разнообразных областях человеческого знания. Однако в связи с широким внедрением компьютерной техники все чаще дают о се­бе знать его недостатки. Во-первых, подход к информации как к сведениям не позволяет адекватно интерпретировать информа­ционные процессы в таких объектах, как компьютерные програм­мы, компьютерные сети, системы искусственного интеллекта, где процессы получения и преобразования информации могут прохо­дить без этапа осмысления их человеком. Во-вторых, в рамках антропологического подхода невозможно найти адекватного объ­яснения генетической информации живой природы. В связи с этим возникает потребность расширения предметного поля поня­тия информации, в которое наряду с обменом сведениями между человеком и человеком следует включить подобный обмен между человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передачу признаков от клетки к клетке.

Научная теория информации начинается с работ К. Шеннона, опубликованных в конце 1940-х гг. Под информацией он понимал не любые сообщения, а лишьте, которые уменьшают неопределен­ность у получателя этого сообщения. Причем неопределенность существует тогда, когда происходит выбор одной возможности из нескольких как отражение одного объекта в другом, используемого для формирования управляющих воздействий на объект. Шеннон понимал информацию как отражение одного объекта в другом, ис­пользуемое для формирования управляющих воздействий на объ­ект. Это отражение (информационная модель) объекта имеет соб­ственную внутреннюю структуру, что определяет смысл информа­ции: соответствие отражения определенному управляемому или исследуемому объекту. Целевая функция информации характери­зуется ее способностью влиять на процессы управления. В теории

Шеннона обосновывался кибернетический подход к информации: на первый план выдвигалась идея кода и канала передачи информа­ции, а количество информации, характеризующее данное сообще­ние, определялось множеством всех возможных сообщений и их вероятностей независимо от смыслового содержания. В настоящее время развитие кибернетического представления об информации происходит в трех основных направлениях: анализ информацион­ной структуры реальных систем (технических, физических, биоло­гических, социальных и т.д.); разработка принципов информаци­онного отражения; разработка принципов создания технических и программных средств информатики.

Проблемы теории информации обсуждались и в нашей стране. В начале 1960-х гг. Ю.А. Шрейдер в связи с решением задач опти­мизации управления предложил методы определения того, как богатство состава и структурность информации, накопленной в объекте, влияют на ее прием и эффективность обработки для использования. Так появилась семантическая теория информации Шрейдера, которую отличали от теории информации Шеннона исходные положения. В теории Шрейдера акцент делается на свойствах приемника, воспринимающего и накапливающего ин­формацию, а также на оценке ее семантического (смыслового) значения. При этом вопрос о канале передачи информации ухо­дит на второй план. Основная идея семантической теории инфор­мации заключается в том, что смысловую информацию, воспри­нимаемую данной системой, можно оценивать по степени из­менения содержащейся в системе собственной семантической информации за счет накопления внешней информации [6].

Чтобы воспринимать какую-либо информацию от внешних источников, система-приемник должна обладать неким мини­мальным запасом знаний, который Шрейдер обозначил терми­ном «тезаурус» (определенная начальная, пороговая внутренняя информация). Если эта пороговая информация позволяет, систе­ма способна расширять свой тезаурус, извлекая извне все более обширную информацию вплоть до максимально для нее доступ­ной, когда ее внутренняя информация обогащается до оптималь­ного, насыщенного уровня. Описанную схему можно пояснить на примере восприятия информации человеком. Если, например, источник внешней информации — настоящее учебное пособие по философии науки, то школьник младших классов не извлечет из него практически никакой полезной информации (его начальный тезаурус для этого недостаточен), старшеклассник уже извлечет некоторую информацию, а студент или аспирант, изучающий этот курс, — максимальную.

В современных исследованиях принято различать внутрен­нюю (структурную) информацию — как характеристику организо­ванности любой системы и внешнюю информацию - как средст­во организации системы [4. С. 31, 32]. Структурная информация присуща всем объектам живой и неживой природы естественного и искусственного происхождения и возникает как результат отбо­ра, фиксации и закрепления в системе в форме определенных структурных изменений ее положительного опыта взаимодейст­вия с внешней средой. Внешняя информация — это информация как средство организации любой системы; то, что определяют как от­носительную, оперативную информацию, тесно связанную с от­ражением. Если в одном объекте происходят изменения, отра­жающие воздействия другого объекта, то первый объект становит­ся носителем информации о втором объекте. Нетрудно заметить, что кибернетический подход Шеннона отражает внешний аспект информации, в то время как семантическая теория Шрейдера описывает внутреннюю информацию.

Многоликость и многомерность понятия «информация» позво­ляет характеризовать его как общенаучную категорию, как универ­сальную субстанцию. «Информация — это генерализационно-фун- даментальная субстанция единого кодово-сотового пространства Вселенной, включающего воздух, воду, землю и другие светоносные лучи, поля, их следы и весь спектр космических излучений, материа­лизованных и дематериализованных сред, и выражающаяся через массу, скорость, энергию и другие формы, проявляющиеся в про­цессе материализации и дематериализации» [4. С. 33].

К основным свойствам информации обычно относят: идеаль­ность, преемственность, неисчерпаемость, массовость, трансфор­мируемость, универсальность, возможность сжатия и транспор­тировки с высокой скоростью, качество (адекватность и достовер­ность), полноту, доступность, актуальность и т.п.

Так^м образом, информация — это сложное, многогранное всеобъемлющее явление; его отдельные стороны, грани выступа­ют предметом исследования многих наук, которые, существуя са­мостоятельно, развиваются в неразрывном единстве, дополняя и обогащая друг друга. Наиболее тесно информатика связана с ки­бернетикой (отгреч. кПэег — над, паиПя — старший моряк, кормчий, управляющий рулем, отсюда куЬегпеике — искусство управле­ния) — наукой о закономерностях управления сложными динами­ческими системами. В качестве таких систем рассматриваются и живые организмы, и социальные общности, и технические систе­мы. Впервые термин «кибернетика» употребил французский физик и математик А.М. Ампер в своей классификации наук примени­тельно к науке управления обществом. В 1948 г. Н. Винер распро­странил это понятие на всю совокупность теоретических представ­лений об управлении. При этом решающую роль сыграла опреде­ленная аналогия между закономерностями управления любыми высокоорганизованными системами — техническими, биологиче­скими, социальными. После опубликования книги Винера «Ки­бернетика и общество», где большая роль в оптимизации процессов управления отводилась автоматизированным системам, киберне­тическими долгое время называли не только представления об управлении, но и все проблемы компьютеризации общества.

В нашей стране большой вклад в становление и развитие киберне­тики в 1950—1960-е гг. внесли академики А.И. Берг и В.М. Глушков, доказывавшие, что компьютеризация и развитие коммуникационных сетей, охватывающих всю страну, необходимы для развития народно­го хозяйства и укрепления обороноспособности страны [3]. В МГУ им. М.В. Ломоносова при активном участии академиков И.Г. Петров­ского и А.Н. Колмогорова был создан факультет кибернетики и вы­числительной техники. Впоследствии аналогичные факультеты и от­деления были открыты в ведущих технических вузах страны. В марте 1983 г. Годичное общее собрание Академии наук СССР приняло ре­шение о создании в рамках Академии Отделения информатики, вы­числительной техники и автоматизации.

В основе кибернетики лежат общие теории систем и информа­ции. В связи с развитием вычислительной техники, робототехни­ки и техники системы управления происходит интенсивное на­копление материала, необходимого для развития этих теорий и создания единого и строгого теоретического основания киберне­тики. «Задача кибернетики — выработать язык и технические приемы, позволяющие на деле добиться решения проблем управ­ления и связи вообще, а также найти надлежащий набор идей и технических приемов, для того чтобы подвести их специфические

проявления под определенные понятия», - писал основатель кибернетики Винер [2. С. 30]. Информатика и кибернетика опе­рируют сходным понятием об информации. В кибернетике систе­ма - это комплекс взаимосвязанных элементов, а информация - отражение одной системы в другой. Такое отражение всегда основано на определенных физических элементах и явлениях. Од­нако информация как таковая не является физической системой. Это делает принципы информационного отражения универсаль­ными и позволяет реализовать информационные системы на быстродействующих миниатюрных элементах независимо от про­странственно-временных масштабов, массы и энергетической мощности отражаемой (моделируемой) системы. Благодаря ука­занным особенностям информационного моделирования оно может проводиться при минимальных затратах энергии и вещества с опережением моделируемых процессов и позволяет вырабатывать управляющие воздействия на объект в режиме реального времени.

Кибернетические системы действуют по трехэтапному прин­ципу: прямая связь (от управляющей подсистемы к управляемой подсистеме), обратная связь, коррекция прямой связи. Совер­шенствование механизмов обратной связи, ее силы, быстроты действия, надежности — основное средство оптимизации управ­ления. Практические средства кибернетики — компьютерная тех­ника, техника передачи информации, датчики и преобразователи первичной информации, исполнительные механизмы и роботы - сближают кибернетику с информатикой. Очевидно, что компью­терная техника способна решать самые разнообразные проблемы и задачи, связанные со сбором, обработкой и использованием лю­бой информации. В этом смысле данную технику можно называть информационной, а применяемые технические средства — техни­ческими средствами информатики.

Таким образом, информатика - это наука о преобразовании информации, которая базируется на компьютерной технике, о проблемах обработки различных видов информации с помощью высокоэффективных компьютеров, позволяющая предоставлять человеку широкий спектр информационных ресурсов.

Основными предметами исследования в информатике явля­ются:

о информация как объект особого рода, ее особенности и свойства; мотивация, основания и цели производства, преобразования и

потребления информации; классификация информации и ин­формационных объектов; проблемы оценки качества информа­ции; роль информации в принятии решений;

О информационные процессы как процессы сбора, производства, распространения, преобразования, поиска, получения, передачи и потребления информации;

о информационные системы, в том числе автоматизированные ин­формационные системы, компьютерные сети, другие информа­ционно-коммуникационные технологии на основе использова­ния средств компьютерной техники, связи и телекоммуникаций.

Задачами информатики являются:

О определение общих закономерностей, в соответствии с которыми происходят процессы создания, преобразования, передачи и исполь­зования информации в различных сферах деятельности человека;

О разработка более эффективных методов и средств осуществления информационных процессов, определение способов оптималь­ной информационной коммуникации на базе активного исполь­зования современных технических средств [4].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. БриллюэнЛ. Наука и теория информации. М., 1959.

2. Винер Н. Кибернетика и общество. М., 1958.

3. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. М., 1982.

4. Основы правовой информатики ; под ред. М.М. Рассолова. М., 2004.

5. Ракитов А.И. Философия компьютерной революции. М., 1991.

6. Шрейдер Ю.А. Об одной модели семантической теории информа­ции // Проблемы кибернетики. М., 1965. Вып. 13.

10.2.

<< | >>
Источник: Под редакцией проф. Ю.В. Крянева, проф. Л.Е. Моториной. ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ НАУКИ (ФИЛОСОФИЯ НАУКИ) (2-е издание, переработанное и дополненное). 2011

Еще по теме Предмет и структура информатики. Понятие информации:

  1. ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАТИКИ
  2. 1. Понятие информации
  3. 2. Понятие и виды охраноспособной информации
  4. 1.1. ПОНЯТИЕ, ОБЪЕКТ И ПРЕДМЕТ КРИМИНАЛИСТИКИ
  5. 1. Понятие о предмете психологии
  6. 1.1. Понятие криминологии как науки и ее предмет
  7. § 1. Понятие и предмет налогового права
  8. Понятие и принципымеждународного права массовой информации
  9. 1. Понятие и виды средств массовой информации
  10. 3.1. Понятие информации о товаре, работе, услуге
  11. § 3. Понятие, предмет и метод гражданского процессуального права
  12. 4.1. Понятие, предмет и метод налогового права
  13. 1.1. Понятие и предмет земельного права
  14. 1.1. Понятие, предмет и метод гражданского права
  15. Математика как наука: предмет, методы, понятия
  16. 1.2. Понятие, предмет, метод и теория налогового права