Электронная версия учебника по информатике

ИНФОРМАТИКА В ЖИЗНИ ОБЩЕСТВА

Информатика - это наука, сложившаяся сравнительно недавно. Ее развитие связано с появлением в середине ХХ века электронно-вычислительных машин, которые явились мощными универсальными средствами для хранения, обработки и передачи информации.

Истоки информатики можно искать в глубине веков. Много столетий тому назад потребность выразить и запомнить информацию привела к появлению речи, письменности, счета. Люди пытались изобретать, а затем совершенствовать способы хранения, обработки и распространения информации. До сих пор сохранились свидетельства попыток наших далеких предков сохранять информацию - примитивные наскальные рисунки, записи на берестяной коре и глиняных дощечках, затем рукописные книги.

Появление в ХVI веке печатного станка позволило значительно увеличить возможности человека обрабатывать нужные сведения. Это явилось важным этапом развития человечества. Хранение информации в печатном виде стало основным способом хранения информации и продолжало им оставаться вплоть до середины ХХ века. Только с появлением ЭВМ возникли принципиально новые, гораздо более эффективные способы хранения информации.

Развивались способы передачи информации. Примитивный способ передачи посланий от человека к человеку сменился более прогрессивной почтовой связью. Почтовая связь давала достаточно надежный способ обмена информацией. Однако не следует забывать, что таким образом могли передаваться только сообщения, написанные на бумаге. А главное - скорость передачи сообщения была соизмерима только со скоростью передвижения человека. Изобретение телеграфа, телефона дало принципиально новые возможности обработки и передачи информации.

Появление электронно-вычислительных машин позволило обрабатывать, а в последствии и передавать информацию со скоростью, в несколько миллионов раз превышающей скорость обработки и передачи информации человеком.

Электронно-вычислительные машины и системы являются базой информатики. Поэтому информатика находит широкое применение в различных областях современной жизни: производстве, науке, образовании и других.

Приведем примеры. Ежедневно мы получаем прогноз погоды, даже не задумываясь каким образом он получен. На самом деле задача прогноза погоды является очень сложной и трудоемкой. Чтобы ее решить, необходимо собрать, а затем проанализировать информацию, поступающую с метеорологических станций, спутников.

Для этого применяются методы математического моделирования процессов в атмосфере и океане, решаются сложные системы уравнений. Потом полученные результаты представляются в удобной для человека форме. Все эти этапы невозможно произвести, не пользуясь методами и средствами информатики. А тем более, не применяя ЭВМ.

Развитие современной науки предполагает проведение сложных и дорогостоящих экспериментов, таких как, например, при разработке термоядерных реакторов.

Информатика позволяет заменить реальные эксперименты машинными. Это экономит колоссальные ресурсы, дает возможность обработать полученные результаты самыми современными методами. Кроме того, такие эксперименты занимают гораздо меньше времени, чем настоящие. А в некоторых областях науки, например астрофизике, проведение реального эксперимента просто невозможно. Здесь, в основном, все исследования проводятся посредством вычислительных экспериментов.

Можно приводить множество примеров использования информатики в различных сферах жизнедеятельности. Рассмотрим лишь еще один пример. Много лет, а можно сказать и веков, обучение происходило при непосредственном общении преподавателя с учащимся. В дальнейшем появилась заочная форма обучения, которая позволяла изучать необходимый материал самостоятельно. Но и она предполагала, в конечном итоге, сдачу экзаменов непосредственно преподавателю. Так что принципиальных новшеств в области получения образования не наблюдалось очень давно. Изменения стали наблюдаться только с появлением компьютеров. Первые попытки использовать компьютер в обучении были произведены в семидесятых годах двадцатого столетия и были не достаточно успешными. Это объясняется невысокой производительностью технических и программных средств того времени. Кроме того программы не позволяли учитывать индивидуальных особенностей обучающегося. Обучающие программы сегодняшнего поколения предлагают пользователю множество вариантов настройки. А это значит, что учащийся при освоении учебного материала сам устанавливает такие вещи, как скорость изучения, объем материала, степень сложности курса.

Многочисленные исследования говорят о том, что метод обучения при помощи компьютеров гораздо эффективнее старых традиционных методов. Сравнивать эти методы сложно, однако доказано, что внимание при работе с компьютерной программой обучения усиливается, а поэтому время занятий сокращается примерно на 30%.

Уже давно учеными выявлена связь между способом, с помощью которого осваивается материал и способностью восстановить этот материал в памяти. Так вот, при прослушивании лекций только четверть услышанного материала остается в памяти. Если этот же материал воспринимать зрительно, то в памяти остается до трети полученных сведений. Применяя комбинированные способы обучения, доля усвоенного материала достигает половины. И только когда учащийся принимает активное участие в процессе изучения материала с помощью компьютерных программ, только тогда (как говорят последние научные исследования) доля усвоенного материала достигает 75%.

Следует отметить, что обучающие программы существуют не только для обучения в учебных заведениях, но и для обучения и переподготовки персонала различных фирм, а также для проведения квалификационных испытаний.

Дальнейшее развитие информатики, как и любой другой науки, влечет за собой новые достижения, открытия. А, следовательно, и новые области применения, которые, может быть трудно сегодня предположить.
^

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИНФОРМАТИКИ

На сегодняшний день информатика стала одной из самых популярных научных дисциплин. Вопросам этой науки посвящено много книг, журналов, различных публикаций. Однако, не всегда люди, интересующиеся проблемами информатики, могут достаточно четко определить круг вопросов, которые охватывает информатика как наука.

Часто бытует мнение, что эта дисциплина включает в себя лишь задачи программирования, обработки данных или учение о вычислительных машинах. Да, информатика этим занимается, но частично. На самом деле эта наука включает в себя множество математических, инженерных и даже философских аспектов, через которые она становится фундаментальной наукой, занимающейся схематичным, "формализованным" представлением информации, вопросами ее обработки, а также различными средствами, с помощью которых можно производить необходимую обработку информации. Это включает в себя вопросы анализа и моделирования взаимосвязей и структур в самых различных областях применения. При этом возникает необходимость в разработке способов решения задач информационной обработки на вычислительных машинах, а также в разработке, организации и эксплуатации самих вычислительных машин и систем.

Формирование моделей информатики нацелено на представление определенных структур, взаимодействий и процессов в какой-либо области применения с помощью формальных средств - таких как, структуры данных, языки программирования или логические формулы.

Задача информатики состоит в том, чтобы исследовать свойства формальных моделей и развивать их дальше, и не в последнюю очередь - устанавливать связи между формальными моделями и реальным миром в данной предметной области в смысле постановки задачи.

Информатика - это наука и техника, связанные с машинной обработкой, хранением и передачей информации.

Следует заметить, что в других источниках информации можно найти иные определения информатики.

Во-первых, дело в том, что информатика - наука многогранная. Как говорилось выше, в ней рассматриваются различные аспекты - от математических до философских. Поэтому в определении информатики автор может сделать упор на тот аспект, которому уделяется больше внимания или который он считает более важным.

Во-вторых, следует отметить, что информатика - наука развивающаяся. Следовательно, как любое развивающееся явление, информатика постоянно претерпевает изменения. А это естественным образом влечет за собой изменения понятий, терминов, определений.

Отсюда можно сделать вывод, что сформулированное выше определение информатики не является единственно верным, однако в нашем курсе информатики мы будем основываться именно на нем.