Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Информа́тика (от информация и автоматика) — наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений[1]. Также, под информатикой понимают научно-практический подход к вычислению и его применениям, базирующегося на систематическом изучении целесообразности, структуры, выражения и механизации методических процедур (или алгоритмов), которые лежат в основе приобретения, представления, обработки, хранения, передачи и доступа к информации, будь то информация, кодируемая в виде битов в памяти компьютера или записанная в генах и белковых структурах в биологической клетке[2]. Она включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и конкретные, например разработка языков программирования и протоколов передачи данных.

Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п.

Содержание

Информатика — молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют создавать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным.

До настоящего времени толкование термина «информатика» (в том смысле как он используется в современной научной и методической литературе) ещё не является установившимся и общепринятым. Обратимся к истории вопроса, восходящей ко времени появления электронных вычислительных машин.

Понятие информатики является таким же трудным для какого-либо общего определения, как, например, понятие математики. Это и наука, и область прикладных исследований, и область междисциплинарных исследований, и учебная дисциплина (в школе и в вузе).

Несмотря на то, что информатика как наука появилась относительно недавно (см. ниже), её происхождение следует связывать с работами Лейбница по построению первой вычислительной машины и разработке универсального (философского) исчисления.

Термин «информатика» появился в 1959 году в статье Communications of the ACM[3], в которой Луи Фейн выступает за создание Высшей школы в области информатики аналогичной Гарвардской бизнес-школе, созданной в 1921 году[4], оправдывая это название, утверждая, что, как наука управления, предмет несёт прикладной и междисциплинарный характер, хотя и имеет признаки, характерные для научной дисциплины. Его усилия и других, таких как численный аналитик Джордж Форсайт, были вознаграждены: университеты пошли на создание программ, связанных с информатикой, начиная с Пердью в 1962[5].

Несмотря на своё название (от англ. Computer Science — компьютерная наука), большая часть информатики не включает изучение самих компьютеров. Из-за этого были предложены несколько альтернативных названий[6]. Некоторые факультеты крупных университетов предпочитают термин вычислительная наука, чтобы подчеркнуть именно эту разницу. Датский учёный Питер Наур предложил термин datalogy[7], чтобы отразить тот факт, что научная дисциплина вращается вокруг данных и обработки данных, хотя и не обязательно с применением компьютеров. Первое научное учреждение, использовавшее этот термин был Департамент Datalogy в Университете Копенгагена, основанного в 1969 году с Питером Наура, ставшим первым профессором в datalogy. Этот термин используется в основном в скандинавских странах. В Европе же используются термины, производные от обусловленного договором перевода термина «автоматическая информация» (к примеру informazione automatica по-итальянски) или от «информатика и математика» часто используются, например informatique (Франция), Informatik (Германия), informatica (Италия, Нидерланды), informática (Испания, Португалия), informatika (в славянских языках) или pliroforiki (πληροφορική, что означает информатика) — в Греции. Подобные слова также были приняты в Великобритании[8].

В русском, английском, французском и немецком языках в 1960-х годах была тенденция к замене термина «документация» терминами, имеющими в своей основе слово «информация»[9]. Термин нем. Informatik ввёл немецкий специалист Карл Штейнбух в статье Informatik: Automatische Informationsverarbeitung (Информатика: Автоматическая обработка информации) 1957 года[10]. Французский термин «informatique» введён в 1962 году Филиппом Дрейфусом, который также предложил перевод на ряд других европейских языков.

В русском языке производной от термина «документация» стала документалистика и развивались термины научная и научно-техническая информация. Термины «информология» и «информатика» предложены в 1962 году членом-корреспондентом АН СССР Александром Харкевичем. Основы информатики как науки были изложены в книге «Основы научной информации» 1965 года, которая была переиздана в 1968 году уже под названием «Основы информатики»[11].

Во Франции термин официально вошёл в употребление в 1966 году:

Термин «Informatique», созданный во Франции и постепенно принятый в международном масштабе, был признан Французской Академией в качестве нового слова нашего языка в апреле 1966 г.[12]

В немецком языке термин нем. Informatik имел в начале двойственное значение. Так, в ФРГ[9] и Великобритании[1] он был в значении «computer science», то есть не более того, что связано с применением ЭВМ, а в ГДР, как и в основном по Европе, обозначал науку по французской и русской модели.

Эквиваленты в английском языке[править | править вики-текст]

Считается, что под терминами «informatics» в европейских странах и «информатика» в русском языке понимается направление, именуемое в английском языке «computer science». К другому направлению, посвящённому изучению структуры и общих свойств объективной (научной) информации, иногда называемому документалистикой (документальной информатикой) или автоматическим анализом документов[1], близок термин «information science».

Принято считать, что в английский язык термин «informatics» независимо от остальных ввёл Уолтер Ф. Бауэр, основатель «Informatics Inc.». В США в настоящее время термин «informatics»  (англ.) связан с прикладными вычислениями или обработкой данных в контексте другой области[13], например в биоинформатике («bioinformatics») и геоинформатике («geoinformatics»).

Во многих словарях informatics и computer science приравниваются к информатике. В тезаурусе ЮНЕСКО «Информатика — Informatics» даётся как синоним к «Computer science — Компьютерные науки»[14].

Полисемия в русском языке[править | править вики-текст]

В работе Ю. Ю. Черного[15] прослеживается появление термина «информатика» и его смысловое наполнение в разные периоды развития отечественной информатики. Информатика — это:[15]

  1. Теория научно-информационной деятельности. В рамках библиотечного дела под термином «научно-информационная деятельность» понимается «практическая работа по сбору, аналитико-синтетической переработке, хранению, поиску и предоставлению учёным и специалистам закрепленной в документах научной информации»[16]. В 1952 г. в Москве был создан Институт научной информации Академии наук (переименованный позднее в ВИНИТИ). Цели его создания были более широкими, чем выполнение «научно-информационной деятельности» и А. А. Харкевич (директор Института проблем передачи информации АН СССР) предложил в письме А. И. Михайлову (директору ВИНИТИ) новое название: "«информология» или «информатика» («информация» плюс «автоматика)» [17]. Третье издание «Большой советской энциклопедии» (1970-е гг.) фиксирует значение информатики как дисциплины, изучающей «структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности»[17].
  2. Наука о вычислительных машинах и их применении (вычислительная техника и программирование). В 1976 г. профессора Мюнхенского технического университета Ф. Л. Бауэр и Г. Гооз написали книгу «Информатика. Вводный курс», переведённую в том же году известным советским учёным Андреем Петровичем Ершовым на русский язык. Ершов перевёл «Informatik» словом «информатика» и определил как «науку, занимающуюся разработкой теории программирования и применения ЭВМ»[17]. Термин «Informatik» Ф. Л. Бауэр и Г. Гооз объясняют как «немецкое название для computer science — области знания, которая сложилась в самостоятельную научную дисциплину в шестидесятые годы, прежде всего в США, а также в Великобритании. … В английском языке, по-видимому, останется „computer science“ (вычислительная наука), причем этот термин имеет уклон в область теории»[18].
  3. Фундаментальная наука об информационных процессах в природе, обществе и технических системах. В начале 1990-х гг. К. К. Колин (заместитель директора Института проблем информатики АН СССР) синтезировал толкования информатики, данные академиками А. П. Ершовым и Б. Н. Наумовым, а также проф. Ю. И. Шемакиным следующим образом: информатика — это наука «о свойствах, законах, методах и средствах формирования, преобразования и распространения информации в природе и обществе, в том числе при помощи технических систем». Предметная область информатики, по Колину, включает такие разделы: (1) теоретическая информатика; 2) техническая информатика; (3) социальная информатика, (4) биологическая информатика и (5) физическая информатика[19].

Ю. Ю. Черный отмечает одновременное существование всех трёх значений у слова «информатика», что затрудняет и мешает развитию данного научного направления[15].

Самые ранние основы того, что в последствии станет информатикой предшествуют изобретению современного цифрового компьютера. Машины для расчёта основных численных задач, такие как счёты, существовали с древности, помогая в таких вычислениях как умножение и деление.

Блез Паскаль спроектировал и собрал первый рабочий механический калькулятор, калькулятор Паскаля, в 1642[20].

В 1673 Готфрид Лейбниц продемонстрировал цифровой механический калькулятор, названный калькулятор Лейбница[21]. Он считается первым учёным в области компьютерных наук и информационным теоретиком.

В 1820 году Томас де Кольмар[en] запустил механический калькулятор в промышленности, когда он выпустил свой упрощённый арифмометр, который был первой счётной машиной достаточно сильной и надёжной для ежедневного использования в офисе. Чарльз Бэббидж начал проектирование первого автоматического механического калькулятора, его разностной машины, в 1822, который в конечном счёте подал ему идею первого программируемого механического калькулятора, его аналитической машины[en][22].

Он начал развивать эту машину в 1834 году и менее чем за два года он набросал многие из характерных особенностей современного компьютера. Важнейшим шагом стало принятие перфокарт, произведенных на Жаккардовском ткацком станке" [23], что делает их бесконечно программируемыми"[24]. В 1843 году, во время перевода французской статьи на аналитической машине, Ада Лавлейс написала в одной из её многочисленных записок алгоритм для вычисления чисел Бернулли, который считается первой компьютерной программой [25].

Около 1885, Герман Холлерит изобрёл табулятор, который использовал перфокарты для обработки статистической информации; в конечном итоге его компания стала частью IBM. В 1937 году, спустя сто лет после несбыточной мечты Бэббиджа, Говард Эйкен, убеждённый сторонник IBM, который сделал все виды оборудования для перфорированных карт[26], а также развивал свой гигантский программируемый калькулятор, ASCC/Harvard Mark I[en], основанный на аналитической машине Бэббиджа. Когда машина была закончена, некоторые называли её «мечта Бэббиджа сбывается»[27].

В 40-х, как новая и более мощная вычислительная машина была изобретена машина, названная термином компьютер, который теперь обозначал машин, а не их человеческих предшественников[28]. Как стало ясно, что компьютеры можно использовать не только для математических расчётов, в области информатики расширилось изучение вычислений в целом. Информатика начала становиться отдельной академической дисциплиной в 1950-х и начале 1960-х [29][30] . Первая в мире степень по информатике, Диплом в области информатики, берёт своё начало в компьютерной лаборатории Кембриджского университета с 1953 года. Первая подобная учебная программа в США появилась в Университете Пердью в 1962 году[31]. Поскольку компьютеры стали доступны, многие вычислительные приложения стали самостоятельными, различными областями исследования.

Хотя многие изначально полагали, что это было невозможно, чтобы сами компьютеры действительно могли быть научным направлением исследований, в конце пятидесятых годов это постепенно стало принятым среди большинства академического населения[32]. Ныне известный бренд IBM был частью революции информатики в течение того времени. IBM (сокращение от International Business Machines) выпустила компьютеры IBM 704[33] и позже IBM 709[34], которые широко использовались в ходе разведочного периода таких устройств. «Тем не менее, работа с IBM (компьютером) была разочарованием… если ты допускаешь ошибку в одной букве в одной инструкции, программа терпит крах и тебе приходится начинать весь процесс заново» [32]. В конце 1950-х годов информатика была на стадии развития, и такие вопросы были обычным явлением.

В 1970-х годах информатика была признана отдельной наукой.

Со временем был достигнут значительный прогресс в удобстве использования и эффективности вычислительной техники. Современное общество наблюдает значительный сдвиг среди пользователей компьютерной техники. от использования только экспертами и специалистами к почти повсеместной пользовательской базе. Изначально компьютеры были весьма дорогостоящими и была необходима некоторая степень человеческой помощи для его эффективного использования. Как только компьютер стал более распространённым и доступным, меньше человеческой помощи стало необходимо для общего пользования.

Отечественная история информатики[править | править вики-текст]

В школах СССР учебная дисциплина «Информатика» появилась в 1985 году одновременно с первым учебником А. П. Ершова «Основы информатики и вычислительной техники».

4 декабря отмечается День российской информатики, так как в этот день в 1948 году Государственный комитет Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство зарегистрировал за номером 10 475 изобретение И. С. Брука и Б. И. Рамеева — цифровую электронную вычислительную машину[35].

Основные достижения[править | править вики-текст]

Несмотря на короткую историю в качестве официальной академической дисциплины, информатика внесла фундаментальный вклад в науку и общество. По сути, информатика, наряду с электроникой, является одной из основополагающих наук текущей эпохи человеческой истории, называемой информационной эпохой. При этом информатика является предводителем информационной революции и третьим крупным шагом в развитии технологий, после промышленной революции (1750—1850 н. э.) и неолитической революции (8000-5000 до н. э.).

Вклад информатики:

  • Начало «цифровой революции», включающей информационную эпоху и интернет.
  • Дано формальное определение вычислений и вычислимости, и доказательство того, что существуют алгоритмически неразрешимые задачи[36]
  • Введено понятие языка программирования, то есть средства для точного выражения методологической информации на различных уровнях абстракции[37].
  • В криптографии расшифровка кода «Энигмы» стала важным фактором победы союзных войск во Второй мировой войне[38].
  • Вычислительные методы обеспечили возможность практической оценки процессов и ситуаций большой сложности, а также возможность проведения экспериментов исключительно за счет программного обеспечения. Появилась возможность углубленного изучения разума и картирования генома человека, благодаря проекту «Геном человека». Проекты распределенных вычислений, такие как Folding@Home, исследуют сворачивание молекул белка.
  • Алгоритмическая торговля повысила эффективность и ликвидность финансовых рынков с помощью искусственного интеллекта, машинного обучения и других статистических и численных методов на больших диапазонах данных [39]. Частое использование алгоритмической торговли может усугубить волатильность[40].
  • Компьютерная графика и CGI повсеместно используются в современных развлечениях, особенно в области телевидения, кино, рекламы, анимации и видео-игр. Даже фильмы, в которых нет (явного) использования CGI, как правило, сняты на цифровые камеры и впоследствии обработаны или отредактированы в программах обработки видео.
  • Моделирование различных процессов, например в гидродинамике, физике, электрике, электронных системах и цепях, а также для моделирования общества и социальных ситуаций (в частности, военных игр), учитывая среду обитания и др. Современные компьютеры позволяют оптимизировать, например, такие конструкции, как проект целого самолета. Известным программным обеспечением является симулятор электронных схем SPICE, а также программное обеспечение для физической реализации новых (или модифицированных) конструкций, включающее разработку интегральных схем.
  • Искусственный интеллект приобретает все большее значение, одновременно с этим становясь более сложным и эффективным. Существует множество применений искусственного интеллекта (ИИ), например роботы-пылесосы, которые можно использовать дома. ИИ также присутствует в видеоиграх, роботах огневой поддержки и противоракетных системах.

Ряд учёных-компьютерщиков утверждали, что в информатике существуют три отдельные парадигмы. Питер Вегнер[en] утверждал, что эти три парадигмы — наука, технологии и математика[41]. Рабочая группа Питера Деннинга[en] утверждала, что это теория, абстракция (моделирование) и дизайн[42]. Амнон Х. Еден разделил её на «рационалистическую парадигму» (рассматривающую информатику как раздел математики), на «технократическую парадигму» (которая может быть использована в инженерных подходах, и «научную парадигму» (объединяющую связанные с компьютером артефакты с эмпирической точки зрения естественных наук, идентифицируемых в некоторых отраслях искусственного интеллекта[43].

Информатика делится на ряд разделов. Как дисциплина, информатика охватывает широкий круг тем от теоретических исследований алгоритмов и пределов вычислений до практической реализации вычислительных систем в области аппаратного и программного обеспечения[44][45]. CSAB[en], ранее называемая Совет по Аккредитации Вычислительных Наук, состоящая из представителей Ассоциации вычислительной техники (ACM) и Компьютерного общества Компьютерного общества IEEE[en](IEEE-CS)[46] — определила четыре области, которые она считает важными для дисциплины информатика: теория вычислений, алгоритмы и структуры данных, методология программирования и языков, компьютерные элементы и архитектура. В дополнение к этим четырём направлениям, CSAB также определяет области, такие как разработка программного обеспечения, искусственный интеллект, компьютерные сети и телекоммуникации, системы управления базами данных, параллельные вычисления, распределенные вычисления, взаимодействия между человеком и компьютером, компьютерная графика, операционные системы, численные и символьные вычисления, которые являются важными областями информатики[44].

Теоретическая информатика[править | править вики-текст]

Теоретическая информатика занимается теориями формальных языков, автоматов, алгоритмов, вычислимости и вычислительной сложности, а также вычислительной теорией графов, криптологией, логикой (включая логику высказываний и логику предикатов), формальной семантикой и закладывает теоретические основы для разработки компиляторов языков программирования.

Теория алгоритмов[править | править вики-текст]

По словам Питера Деннинга[en], фундаментальным вопросом информатики является «Что может быть эффективно автоматизировано?»[29] Изучение теории алгоритмов сфокуссировано на поиске ответов на фундаметнальные вопросы о том, что можно вычислить и какое количество ресурсов необходимо для этих вычислений. В попытке ответить на первый вопрос, теория вычислимости рассматривает вычислительные задачи, решаемые на различных теоретических моделях вычислений. Второй вопрос адресуется теории сложности вычислений, изучающей пространственные и временные затраты, связанные с различными подходами к решению множества вычислительных задач.

Известная «P=NP?» проблема, одна из Задач тысячелетия[47], являющаяся открытой проблемой в теории вычислений.

Информация и теория кодирования[править | править вики-текст]

Теория информации связана с количественной оценкой информации. Это было развито Клодом Э. Шенноном, чтобы найти фундаментальные ограничения на обработку сигнала[en] в таких операциях, как сжатие данных, а также для надежного хранения и передачи данных[48]. Теория кодирования изучает свойства кодов (системы для преобразования информации из одной формы в другую) и их пригодность для конкретного применения. Коды используются для сжатия данных, в криптографии, для обнаружения и коррекции ошибок, а в последнее время также и для сетевого кодирования. Коды изучаются с целью разработки эффективных и надежных методов передачи данных.

Алгоритмы и структуры данных[править | править вики-текст]

Алгоритмы и структуры данных изучают наиболее часто используемые вычислительные методы и их вычислительную эффективность.

Формальные методы[править | править вики-текст]

Формальные методы являются определенного рода методы, основанные на математике и предназначенные для спецификации, разработки и верификации программных и аппаратных систем. Использование формальных методов для разработки программного и аппаратного обеспечения мотивировано расчётом на то, что, как и в других инженерных дисциплинах, выполнение соответствующего математического анализа может способствовать надежности и устойчивости конструкции. Они составляют важную теоретическую основу для разработки программного обеспечения, особенно в случаях, когда дело касается надёжности или безопасности. Формальные методы являются полезным дополнением к тестированию программного обеспечения, так как они помогают избежать ошибок, а также могут предоставить основу для тестирования. Для их промышленного использования требуется поддержка, однако высокая стоимость использования формальных методов означает, что они, как правило, используются только в развитии жизненно-важных систем[en], где надёжность и безопасность имеют первостепенное значение. Формальные методы имеют довольно широкое применение в теоретических основах информатики, в частности, в логических вычислениях, формальных языках, теории автоматов, программах и семантике, также в системе типов и проблемах алгебраических типов данных в области программной и аппаратной спецификации и верификации.

Прикладная информатика[править | править вики-текст]

Прикладная информатика обеспечивает фундаментальные понятия для решения стандартных задач, таких, как хранение и управление информацией с помощью структур данных, построения алгоритмов, модели решения общих или сложных задач. Примеры включают в себя алгоритмы сортировки и быстрого преобразования Фурье.

Помимо этого, прикладная информатика объединяет конкретные применения информатики в тех или иных областях жизни, науки или производства, например, бизнес-информатика, геоинформатика, компьютерная лингвистика, биоинформатика, хемоинформатика и т. д.

Одной из центральных тем прикладной информатики является инженерия программного обеспечения (англ. Software Engineering). Речь идет о систематическом процессе разработок от идеи до готового программного обеспечения. Прикладная информатика предоставляет также необходимые инструменты для разработки программного обеспечения, например, компиляторы.

Искусственный интеллект[править | править вики-текст]

Это область информатики, которая стремится синтезировать цель-ориентированные процессы, такие как решение проблем, принятие решений, экологическая адаптация, обучение и коммуникация, присущие человеку и животному. Она берёт начало в кибернетике и Дартмутской Конференции (1956). Исследования в области искусственного интеллекта (AI) были обязательно кросс-дисциплинарными, опираясь на области знаний, такие как прикладная математика, математическая логика, семиотика, электротехника, философия сознания, нейрофизиология и социальный интеллект[en]. В народном сознании искусственный интеллект ассоциируется с робототехникой, но на практике он применялся в первую очередь в качестве встроенного компонента в области разработки программного обеспечения, которая требует понимания в вычислениях, моделировании, интеллектуальном анализе данных и физических науках. Отправной точкой в конце 1940-х годов стал вопрос Алана Тьюринга: «Могут ли компьютеры думать?», и вопрос остаётся фактически без ответа, хотя «тест Тьюринга» до сих пор используется для оценки результатов работы компьютера по шкале человеческого интеллекта.

Архитектура компьютера и компьютерная инженерия[править | править вики-текст]

Архитектура компьютера или организация цифрового компьютера является концептуальной структурой компьютерной системы. Она сосредоточена в основном на способе, с помощью которого центральный процессор выполняет внутренние операции и обращается к адресам в памяти[49]. Она часто включает в себя дисциплины вычислительной техники и электротехники, выбор и соединение компонентов оборудования для создания компьютеров, которые удовлетворяют функциональным, производительным и финансовым целям.

Анализ производительности компьютера[править | править вики-текст]

Анализ производительности компьютера — это изучение работы, протекающей в компьютерах, в общих целях повышения пропускной способности[en], управления временем отклика, эффективного использования ресурсов, устранения узких мест и прогнозирования производительности при предполагаемых пиковых нагрузках[50].

Компьютерная графика и визуализация[править | править вики-текст]

Компьютерная графика представляет собой изучение цифрового визуального содержания и включает в себя синтез и манипуляцию данными изображения. Это учение связано со многими другими областями информатики, в том числе с компьютерным зрением, обработкой изображений и вычислительной геометрией, также оно активно применяется в области спецэффектов и видео-игр.

Компьютерная безопасность и криптография[править | править вики-текст]

Компьютерная безопасность — это область компьютерных технологий, в чьи задачи входит защита информации от несанкционированного доступа, разрушения или модификации при сохранении доступности и удобства использования системы для предполагаемых пользователей. Криптография же является наукой о шифровании и дешифровании информации. Современная криптография в значительной степени связана с информатикой, многими алгоритмами шифрования и дешифрования на основе их вычислительной сложности.

Компьютерное моделирование[править | править вики-текст]

Компьютерное моделирование (или вычислительные методы) является областью исследования проблем построения математических моделей, методов количественного анализа, использования компьютеров для анализа и решения научных проблем. На практике, это, как правило, применение компьютерного моделирования и других форм вычислений к проблемам в различных научных дисциплинах.

Компьютерные сети[править | править вики-текст]

Эта отрасль информатики нацелена на управление сетями между компьютерами по всему миру.

Параллельные и распределённые системы[править | править вики-текст]

Параллелизм — это свойство систем, при котором несколько вычислений выполняются одновременно, и при этом, возможно, взаимодействуют друг с другом. Был разработан ряд математических моделей для общего вида параллельных вычислений, в том числе сети Петри, процессы исчисления и модель Parallel Random Access Machine[en] (параллельной машины с произвольным доступом). Распределённая система расширяет идею параллелизма на несколько компьютеров, подключенных через сеть. Компьютеры в пределах одной распределённой системы имеют свою собственную память и часто обмениваются информацией между собой для достижения общей цели.

Базы данных[править | править вики-текст]

База данных предназначена для упрощения организации, хранения и извлечения больших объёмов данных. Управление цифровыми базами данных происходит с помощью системы управления базами данных (СУБД) для хранения, создания, поддержки и поиска данных посредством моделей баз данных и языков запросов.

Информатика в здравоохранении[править | править вики-текст]

Информатика здравоохранения[en] рассматривает вычислительные методы для решения задач в сфере здравоохранения.

Научная информатика[править | править вики-текст]

Программная инженерия[править | править вики-текст]

Программная инженерия изучает разработку, внедрение и модификацию программного обеспечения в целях гарантии его высокого качества, доступности, простоты в обслуживании. Это систематический подход к проектированию программного обеспечения, предусматривающий применение инженерных практик в области программного обеспечения. Программная инженерия рассматривает организацию и анализ программного обеспечения — она не просто занимаемся созданием или производством нового программного обеспечения, но и его внутренним содержанием и организацией. По прогнозам, разработчики компьютерных приложений и разработчики программного обеспечения компьютерных систем будут одними из наиболее динамично растущих профессий с 2008 по 2018 год.

Техническая информатика[править | править вики-текст]

Техническая информатика занимается аппаратной частью вычислительной техники, например основами микропроцессорной техники, компьютерных архитектур и распределенных систем. Таким образом, она обеспечивает связь с электротехникой. Компьютерная архитектура — это наука, исследующая концепции построения компьютеров. Здесь определяется и оптимизируется взаимодействие микропроцессора, памяти и периферийных контроллеров.

Ещё одним важным направлением является связь между машинами. Она обеспечивает электронный обмен данными между компьютерами и, следовательно, представляет собой техническую базу для Интернета. Помимо разработки маршрутизаторов, коммутаторов и межсетевых экранов, к этой дисциплине относятся разработка и стандартизация сетевых протоколов, таких как TCP, HTTP или SOAP, для обмена данными между машинами.

Естественная информатика[править | править вики-текст]

Естественная информатика — это естественнонаучное направление, изучающее процессы обработки информации в природе, мозге и человеческом обществе. Она опирается на такие классические научные направления, как теории эволюции, морфогенеза и биологии развития, системные исследования, исследования мозга, ДНК, иммунной системы и клеточных мембран, теория менеджмента и группового поведения, история и другие[51][52]. Кибернетика, определяемая, как «наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество»[53] представляет собой близкое, но несколько иное научное направление. Так же, как математика и основная часть современной информатики, оно вряд ли может быть отнесено к области естественных наук, так как резко отличается от них своей методологией. (Несмотря на широчайшее применение в современных естественных науках математического и компьютерного моделирования.)

Философ Билл Рапапорт отметил три великие идеи информатики[54]

Вся информация о любой вычислимой проблеме может быть представлена с использованием только 0 и 1 (или любой другой бистабильной пары, которая может быть триггером между двумя легко различимыми состояниями, такими как «включено»/«выключено», «намагничено»/«размагничено», «высокое напряжение»/«низкое напряжение» и т. д.)

  • Мнение Алана Тьюринга: есть только 5 действий, которые компьютер должен выполнить чтобы сделать «что-нибудь»
Каждый алгоритм может быть выражен на языке, понятном для компьютера в виде 5 основных инструкций:
  • перемещение на позицию влево
  • перемещение на позицию вправо
  • чтение символа на текущей позиции
  • вывести 0 на текущей позиции
  • вывести 1 на текущей позиции
  • Согласно Бем[en] и Якопини: есть только 3 способа совмещения этих действий (в более сложные), которые необходимы для компьютера чтобы сделать «что-нибудь»
Только 3 правила необходимы для того, чтобы совместить любой набор базовых инструкций в более сложные: последовательность: сперва сделать это; затем сделать то выбор: если такой и такой случай, THEN (тогда сделать это) ELSE (иначе сделать то) повторение: WHILE (до тех пор, пока такой и такой случаи — делать это)

Обратите внимание, что 3 правила Бема и Якопини могут быть упрощены с использованием goto (что означает, что это более элементарно, чем структурное программирование)

Конференции[править | править вики-текст]

Конференции являются стратегическими событиями научных исследований в области информатики. В ходе этих конференций, исследователи из государственного и частного секторов встречаются и представляют свои последние работы. Труды этих конференций являются важной частью литературы по информатике.

Журналы[править | править вики-текст]

Существует множество журналов, посвящённых информатике или связанных с ней. Преимущественно, это зарубежные издания. Статьи в такого рода журналах нацелены на публику, имеющую представление о компьютерных науках и информационных системах. В настоящее время IT-журналы всё больше уделяют внимания освещению новых разработок в области информатики.

Некоторые университеты преподают информатику в качестве теоретического изучения вычислений и алгоритмических рассуждений. Такие программы часто включают в себя теорию алгоритмов, анализ алгоритмов, формальные методы, параллелизм (информатика), базы данных, компьютерную графику, системный анализ и другие. Как правило, они также преподают программирование, но не ставят его в центр внимания, а рассматривают как поддержку других областей информатики. The ACM/IEEE-CS Joint Curriculum Task Force «Computing Curriculum 2005» (и обновление от 2008 года)[55] даёт рекомендации для университетских учебных программ.

Другие колледжи и ВУЗы, а также средние школы и учебные заведения профессиональной подготовки, которые обучают информатике, делают в своих учебных курсах акцент на практике программирования, а не на теории алгоритмов и вычислений. Такие программы, как правило, сосредоточены на тех навыках, которые важны для работников индустрии программной инженерии.

Образование в США[править | править вики-текст]

В последние годы интерес к использованию методов информатики в различных сферах научных исследований и практических разработок возрастает. Такого рода интерес проявляют не только ученые, но и правительственные структуры. К примеру, в 2005 году Консультативный комитет по информационным технологиям при Президенте США подготовил доклад на эту тему. В этом докладе были представлены результаты анализа деятельности в данной области в США, которые повествуют об острой необходимости совершения решительных действий с целью предупреждения негативных тенденций, наблюдаемых в американской науке и системе образования[56].

В то время как профессии в области информатики управляют всё больше и больше экономикой США, образование в этой области отсутствует в большинстве американских учебных программ. Отчёт под названием «Running on Empty: The Failure to Teach K-12 Computer Science in the Digital Age» был выпущен в октябре 2010 года Ассоциацией по Вычислительной Технике (АСМ) и Ассоциацией Учителей Информатики (CSTA) показал, что только 14 штатов приняли образовательные стандарты для высшей школы информатики. Также, в докладе отмечается, что только 9 штатов приняли информатику как основной учебный предмет, необходимый для аттестации в старших классах школы.

В тандеме с «Running on Empty», новая внепартийная коалиция защиты прав — Computing in the Core (CinC) — была создана чтобы влиять на федеральную и государственную политики, такие как «Закон об образовании в области информатики», который предусматривает предоставление грантов штатам, разрабатывающим планы по улучшению образования в области информатики и поддержке учителей информатики.

Образование в России[править | править вики-текст]

Именно в нашей стране впервые были сформированы представления об информатике как о фундаментальной науке, имеющей важное междисциплинарное, научно-методологическое и мировоззренческое значение. Именно Россия на 2-м Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» (Москва, 1996 г.) предложила новую концепцию изучения проблем информатики как фундаментальной науки и общеобразовательной дисциплины в системе опережающего образования. При этом была предложена также и новая структура образовательной области «Информатика» для системы образования и показано, что переход к этой структуре может стать важным шагом на пути интеграции фундаментальной науки и образования[56].

Начиная с 1990 года, в России развивается такое направление как социальная информатика. Предполагается, что оно станет научной базой для формирования информационного общества. Помимо этого, в Российской академии наук вырабатываются философские, семиотические и лингвистические основы информатики, формируются новые подходы к структуризации предметной области информатики, учитывающие её перспективные направления развития и современные тенденции развития образования и науки[56].

  • Информационный ресурс — концентрация имеющихся фактов, документов, данных и знаний, отражающих реальное изменяющееся во времени состояние общества, и используемых при подготовке кадров, в научных исследованиях и материальном производстве[57].
  • Информационная среда — хранящаяся в компьютере, но не оформленная в виде информационной системы совокупность знаний, фактов и сведений, относящаяся к некоторой предметной области и используемая одним или несколькими пользователями[58].
  • Информационная технология — совокупность методов, устройств и производственных процессов, используемых людьми для сбора, хранения, обработки и распространения информации[58].
  1. 1 2 3 Большая российская энциклопедия, 2008
  2. Streubel J., Department of Computer Science, 2003
  3. Louis Fine, 1959. The Role of the University in Computers, Data Processing, and Related Fields
  4. "Stanford University Oral History"
  5. Donald Knuth, George Forsythe and the Development of Computer Science, 1972
  6. Matti Tedre, The Development of Computer Science: A Sociocultural Perspective, 2006
  7. Peter Naur, 1966.The science of datalogy
  8. P. Mounier-Kuhn, "L’Informatique en France, de la seconde guerre mondiale au Plan Calcul. L’émergence d’une science", 2010
  9. 1 2 Научные коммуникации и информатика, 1976
  10. Steinbuch K.,Informatik: Automatische Informationsverarbeitung
  11. Основы информатики, 1968
  12. Lhermitte P., Le pari informatique, 1968
  13. Why an informatics degree? Isn’t computer science enough?, 2010
  14. Тезаурус ЮНЕСКО
  15. 1 2 3 Черный, 2010
  16. Черный, 2010, с. 98
  17. 1 2 3 Черный, 2010, с. 99
  18. Черный, 2010, с. 100
  19. Черный, 2010, с. 101
  20. "Blaise Pascal". School of Mathematics and Statistics University of St Andrews, Scotland
  21. A Brief History of Computing
  22. "Science Museum - Introduction to Babbage"
  23. Anthony Hyman, 1982
  24. Bruce Collier, 1970
  25. A Selection and Adaptation From Ada's Notes found in "Ada, The Enchantress of Numbers"
  26. "In this sense Aiken needed IBM, whose technology included the use of punched cards, the accumulation of numerical data, and the transfer of numerical data from one register to another", Bernard Cohen, 1999, p.44
  27. Brian Randell, 1973, p.187
  28. Ассоциация вычислительной техники была основана в 1947
  29. 1 2 Denning, P.J. (2000). "Computer Science: The Discipline" (PDF). Encyclopedia of Computer Science
  30. Some EDSAC statistics
  31. Computer science pioneer Samuel D. Conte dies at 85
  32. 1 2 Levy, Steven (1984). Hackers: Heroes of the Computer Revolution
  33. IBM 704 Electronic Data Processing System - CHM Revolution
  34. http://archive.computerhistory.org/resources/text/IBM/IBM
  35. День информатики в России
  36. Computer Science: Achievements and Challenges circa 2000, 2000
  37. Abelson H., Structure and Interpretation of Computer Programs, 1996
  38. David Kahn, The Codebreakers, 1967
  39. Black box traders are on the march
  40. The Impact of High Frequency Trading on an Electronic Market
  41. P. Wegner, (October 13–15, 1976). Research paradigms in computer science
  42. Communications of the ACM, (№1, Jan 1989)
  43. Minds and Machines, (№2, 2007)
  44. 1 2 Computing Sciences Accreditation Board (28 May 1997). "Computer Science as a Profession"
  45. Committee on the Fundamentals of Computer Science: Challenges and Opportunities, National Research Council (2004)
  46. "Csab, Inc". Csab.org. 2011-08-03
  47. P vs NP Problem
  48. P. Collins, Graham. "Claude E. Shannon: Founder of Information Theory". Scientific American, Inc.
  49. A. Thisted, Ronald. "COMPUTER ARCHITECTURE". The University of Chicago
  50. Wescott, Bob (2013). The Every Computer Performance Book, Chapter 3: Useful laws. CreateSpace
  51. Hofkirchner W., «Information Science»: An Idea Whose Time Has Come, 1995
  52. Вайсбанд И., 5000 лет информатики, 2010
  53. Wiener N., Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine, 1948
  54. what is computation?
  55. "ACM Curricula Recommendations"
  56. 1 2 3 Колин, 2006
  57. Информационные технологии: Учеб. для вузов, 2003
  58. 1 2 Толковый словарь современной компьютерной лексики, 2004
  • Abelson H., G.J. Sussman with J. Sussman Structure and Interpretation of Computer Programs. — 2nd. — MIT Press, 1996. — ISBN 0-262-01153-0.
  • Brookshear, J. Glenn Введение в компьютерные науки = Computer Science: An Overview. — 6-е изд. — М.: Вильямс, 2001. — 688 с. — ISBN 5-8459-0179-0.
  • Cohen, Bernard Howard Aiken: Portrait of a Computer Pioneer (History of Computing). — 1999. — ISBN 0-262-03262-7.
  • Collier Bruce The little engine that could've: The calculating machines of Charles Babbage. — Garland Publishing Inc, 1970. — ISBN 0-8240-0043-9.
  • Committee on the Fundamentals of Computer Science: Challenges and Opportunities, National Research Council Computer Science: Reflections on the Field, Reflections from the Field. — National Academies Press, 2004. — ISBN 978-0-309-09301-9.
  • D.E.Comer, David Gries, Michael C.Mulder, Allen Tucker, A.Joe Turner, Paul R.Young Computing as a discipline (англ.) // Communications of the ACM. — 1989. — Т. 32. — № 1. — С. 9-23. — DOI:10.1145/63238.63239
  • Constable, R.L. Computer Science: Achievements and Challenges circa 2000 (англ.). — 2000.
  • Dennis P. Groth, Jeffrey K. MacKie-Mason Why an informatics degree? Isn’t computer science enough? (англ.) // Communications of the ACM : Magazine. — New York, USA, 2010. — Т. 53. — С. 26-28. — DOI:10.1145/1646353.1646364
  • Fine, Louis (1959). «The Role of the University in Computers, Data Processing, and Related Fields». Communications of the ACM 2 (9): 7–14. DOI:10.1145/368424.368427.
  • Fourman, Michael «informatics» (англ.) // International Encyclopedia of Information and Library Science. — 2002. — С. 237-244.
  • Hofkirchner, Wolfgang «Information Science»: An Idea Whose Time Has Come (англ.) // Informatik Forum. — 1995. — № 3. — С. 99-106.
  • Hyman, Anthony Charles Babbage, pioneer of the computer. — Oxford University Press, 1982. — 287 с. — ISBN 9780691083032.
  • Kahn, David The Codebreakers. — 1967. — ISBN 0-684-83130-9.
  • Knuth, Donald George Forsythe and the Development of Computer Science (англ.). — 1972.
  • Levy Steven Hackers: Heroes of the Computer Revolution. — Doubleday, 1984. — ISBN 0-385-19195-2.
  • Lhermitte P. Le pari informatique. — Paris, 1968. — С. 20.
  • Mounier-Kuhn, P. гл. 3 и 4 // L’Informatique en France, de la seconde guerre mondiale au Plan Calcul. L’émergence d’une science. — Paris, 2010.
  • Naur, Peter (1966). «The science of datalogy». Communications of the ACM 9 (7). DOI:10.1145/365719.366510.
  • Randell, Brian The Origins of Digital Computers: Selected Papers.. — 1973. — ISBN 0-387-11319-3.
  • Steinbuch, K. (1957). «Informatik: Automatische Informationsverarbeitung». SEG-Nachrichten (Technische Mitteilungen der Standard Elektrik Gruppe) – Firmenzeitschrift.Streubel, Jennifer Department of Computer Science (англ.). — 2003.
  • Tedre, Matti The Development of Computer Science: A Sociocultural Perspective. — Joensuu, 2006. — С. 260.
  • Wescott Bob The Every Computer Performance Book, Chapter 3: Useful laws. — CreateSpace. — ISBN 1482657759.
  • Wiener, Norbert Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine. — New York: MIT Press, 1948. — 212 с.
  • Zink, Brian Computer science pioneer Samuel D. Conte dies at 85 Purdue University :: Computer Science :: Computer science pioneer Samuel D. Conte dies at 85 (англ.). — 2002.
  • Вайсбанд Игорь 5000 лет информатики. — М.: «Черная белка», 2010. — 352 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-91827-005-9.
  • Глушков В. М. Безбумажная информатика. — М.: Наука, 1978.
  • Грошев А. С. Информатика. Учебник для вузов. — Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. — 470 с. — ISBN 978-5-261-00480-6.
  • Дорот В.Л., Новиков Ф.А. Толковый словарь современной компьютерной лексики. — СПб: БХВ-Петербург, 2004. — ISBN 5-94157-491-6.
  • Информатика // Большая российская энциклопедия / Кравец С. Л.. — М.: ОАО «Научное издательство «Большая Российская Энциклопедия», 2008. — Т. 11. Изучение плазмы - Исламский фронт спасения. — С. 481-484. — 767 с. — 65 000 экз. — ISBN 978-5-85270-342-2.
  • Колин К. К. Становление информатики как фундаментальной науки и комплексной научной проблемы. — 2006. — С. 1.
  • Михайлов А. И., Черный А. И., Гиляревский Р. С. Информатика // Научные коммуникации и информатика. — М.: Наука, 1976. — С. 392-416. — 433 с. — 10 400 экз.
  • Михайлов А. И., Черный А. И., Гиляревский Р. С. Основы информатики. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1968.
  • Разборов А.А. Theoretical Computer Science: взгляд математика // Компьютерра. — 2001. — № 2. (альтернативная ссылка)
  • Советов Б.Я., Цехановский В.В. Информационные технологии: Учеб. для вузов. — М.: Высш. шк., 2003. — 263 с.
  • Черный Ю. Ю. Полисемия в науке: когда она вредна?(на примере информатики) // Открытое образование : журнал. — 2010. — № 6. — С. 97-107.
  • A Brief History of Computing (англ.).
  • ACM Curricula Recommendations (англ.).
  • A Selection and Adaptation From Ada's Notes found in "Ada, The Enchantress of Numbers," by Betty Alexandra Toole Ed.D. Strawberry Press, Mill Valley, CA (англ.).
  • Black box traders are on the march  (англ.), The Telegraph (27 August 2006). Проверено 22 октября 2014.
  • Blaise Pascal (англ.). School of Mathematics and Statistics University of St Andrews, Scotland.
  • Computing Sciences Accreditation Board. Computer Science as a Profession (28 May 1997). Проверено 23 мая 2010. Архивировано из первоисточника 17 июня 2008.
  • Csab, Inc. Csab.org (3 августа 2011).
  • Graham, P. Collins. Claude E. Shannon: Founder of Information Theory. Scientific American, Inc..
  • IBM 704 Electronic Data Processing System - CHM Revolution. Computerhistory.org.
  • P vs NP Problem. Clay Mathematics Institute.
  • Rapaport, William J. WHAT IS COMPUTATION? (англ.).
  • Ronald, A. Thisted. COMPUTER ARCHITECTURE. The University of Chicago.
  • Science Museum - Introduction to Babbage (англ.).
  • Some EDSAC statistics. Cl.cam.ac.uk.
  • Stanford University Oral History. Stanford University.
  • The Impact of High Frequency Trading on an Electronic Market (англ.). Papers.ssrn.com. doi:10.2139/ssrn.1686004. Проверено 23 октября 2014.
  • Wegner, P. (October 13–15, 1976). "Research paradigms in computer science". Proceedings of the 2nd international Conference on Software Engineering, San Francisco, California, United States: IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA. 
  • http://archive.computerhistory.org/resources/text/IBM/IBM.709.1957.102646304.pdf.
  • https://web.archive.org/web/20060525195404/http://www.idi.ntnu.no/emner/dif8916/denning.pdf (англ.).
  • День информатики в России. Calend.Ru: календарь событий. Архивировано из первоисточника 21 августа 2011.
  • Совместный семинар ИПИ РАН и ИНИОН РАН «Методологические проблемы наук об информации»
  • Статьи по информатике и информационным технологиям из научных библиотек
  • Тезаурус ЮНЕСКО. Архивировано из первоисточника 24 мая 2013.
  • Штонда В. О компьютерных науках, 2001

Источник: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0...