История возникновения и развития науки "Информатика"

 

Оглавление

Введение. 2

Глава 1. История возникновения информатики. 3

1.1. Истоки информатики. 3

1.2. Информационные революции в истории человеческой цивилизации. 4

1.3. Этапы развития информационных технологий. 5

1.4. Ключевые даты в развитии информационных технологий. 6

Глава 2. Эволюция представлений об информатике. 16

2.1. Информатика как гуманитарная наука. 16

2.2. Информатика как техническая наука. 17

2.3. Информатика как естественная наука. 17

Глава 3. Информатика в современной системе научного знания. 20

3.1. Современные представления о предмете информатики. 20

3.2. Информатика и информация. 21

3.3. Междисциплинарный характер информатики. 22

3.4. Основные философские принципы информатики. 27

Заключение 29

Библиография. 30

 

 

Введение.

 

Актуальность выбранной мной темы состоит в том, что в последнее десятилетие информатика как фундаментальная наука становится  ключевой составляющей всей системы научного познания и будет в значительной степени определять формирование глобального информационного общества, основанного на знаниях, а также современного целостного научного миропонимания и мировоззрения.. В связи с этим вполне понятен тот повышенный интерес к проблеме уточнения места информатики в системе наук, а также к ее фундаментальным основам, историко-философским, научно-методологическим и социально-культурологическим аспектам. Целью данной работы является формирование современного образа научной области информатики.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить ряд задач, а именно, нужно описать историческое развитие информатики и предпосылки к  ее формированию как самостоятельной  научной дисциплины, сформулировать, каким образом изменялись научные  представления об информатике в  ходе ее развития, а также определить ее место среди прочих дисциплин.

Первую задачу выполняет глава 1, в которой описываются происхождение  информатики, информационные революции  в истории человечества, этапы  развития информационных технологий и  связанные с ними ключевые даты. Изменение представлений об информатике  в ходе ее развития рассмотрено в  главе 2, а глава 3 определяет место  информатики в современной системе  научного знания, современные представления  о ней и ее основные философские  принципы.

 

1. История возникновения информатики.
1. Истоки информатики.

Исторически, информатика является наследницей  такой науки, как кибернетика  (от др.-греч. κυβερνητική — «искусство управления»). Считается, что термин «Кибернетика» ввел в научный оборот в 1830 году Андре-Мари Ампер, определив ее как науку об управлении государством, которая должна обеспечить гражданам разнообразные блага. В современном понимании кибернетика – это наука как наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе. Это определение было предложено Норбертом Винером в его труде «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине», увидевшем свет в 1948 году.

Зарождения понятия «Информатика»  и предметная область данной науки. Термин «Информатика» был впервые введен  в Германии Карлом Штейнбухом в 1957 году. Этот термин Штейнбух образовывал от «automatsche» - это «автоматическая» и «Informationsverarbeitung» – «обработка информации». То есть, по К. Штайнбуху, дословно термин «информатика» – это «автоматическая обработка информации», или же, - «автоматизация информации». Аналогичная трактовка термина «Информатика» дана Ф. Дрейфусом в 1962 году во Франции – французское слово Informatique является слиянием двух других французских слов – information (информация) и automatique (автоматический). [1]

В США, Канаде и многих других англоязычных странах термину "Информатика " соответствует термин "Computer science", само содержание которого подчеркивает компьютерную ориентацию данной области исследований. При этом основное внимание уделяется инструментально-техническим аспектам, а не изучению собственно информационных процессов, которыми занимается другая наука, получившая на Западе название "Information science". В России эта наука так и не сформировалась как целостное самостоятельное научное направление. В настоящее время научную проблематику этого направления изучает целый ряд различных научных дисциплин информационного цикла (семиотика, семантика, математическая лингвистика и др.).

Таким образом, следует признать, что  предметная область информатики  так, как ее сегодня понимают многие российские ученые, гораздо шире, чем  предметная область той дисциплины, которую в странах Запада принято  обозначать термином "Information science". Иначе говоря, российский термин "Информатика" обозначает сегодня дисциплину, которая изучает одновременно проблематику и "Computer science", и "Information science".

Центральной темой информатики всегда являлось и является изучение информации и связанных с ней процессов – сбора, обработки, хранения, передачи информации. Очевидно, что все эти процессы имели место задолго до того, как зародились кибернетика и информатика, до того, как были даны формальные определения этих терминов. Фактически, вся история человечества неразрывно связана с информацией, исходя из этого, я считаю, что на следующем этапе работы будет разумно рассмотреть информационные революции, которые человечество пережило за свою историю.

2. Информационные революции в истории человеческой цивилизации.

Итак, информационная революция – это  преобразование общественных отношений  в результате кардинальных изменений  в сфере обработки информации, следствием такого преобразования является приобретение человеческой цивилизацией новых качеств, отсутствовавших  ранее.

Первой информационной революцией принято считать изобретение  письменности. В результате этого  человечество приобрело возможность  локального распространения и сохранения знаний для передачи их последующим  поколениям. Вторая информационная революция связана с изобретением в Европе книгопечатания Иоганном Гуттенбергом в середине XV века. Технология книгопечатания кардинально изменила общество, культуру, организацию деятельности, а книга стала универсальным носителем и распространителем значительных объемов информации, используемым массово. Третьей информационной революцией считается освоения электричества и сопряженных изобретений, таких как телефон, телеграф и тому подобные. Этот прорыв сделал возможной оперативную передачу информации в любую точку планеты. Изобретение микропроцессорной технологии и компьютеров - универсальных, многофункциональных электронных автоматических устройств для работы с данными, в особенности – персональных компьютеров стало четвертой и последней на сегодняшний день информационной революцией. В условиях современности компьютерная техника взяла на себя значительную часть работ, связанных с обработкой, систематизацией и хранением информации.

3. Этапы развития информационных технологий.

Фактически, каждая информационная революция  связана с внедрением новых информационных технологий. Информационная технология (ИТ) — процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. Современная ИТ опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи. В соответствии с видом используемых информационных технологий, история человеческой цивилизации подразделяется на пять этапов:

1 этап (до второй половины XIX в.) — "ручная" информационная  технология, инструментарий которой  составляли: перо, чернильница, книга.  Коммуникации осуществлялись ручным  способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии — представление информации в нужной форме.

2 этап (с конца XIX в.) — "механическая" технология, инструментарий которой  составляли: пишущая машинка, телефон,  диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии — представление информации в нужной форме более удобными средствами.

3 этап (40 - 60-е гг.) — "электрическая"  технология, инструментарий которой  составляли: большие ЭВМ и соответствующее  программное обеспечение, электрические  пишущие машинки, копировальные  аппараты, портативные диктофоны.  Изменяется цель технологии —  акцент начинает перемещаться  с формы представления информации  на формирование ее содержания.

4 этап (с начала 70-х гг.) — "электронная"  технология, инструментарием которой  становятся большие ЭВМ и создаваемые  на их базе автоматизированные  системы управления (АСУ) и информационно-поисковые  системы (ИПС), оснащенные широким  спектром базовых и специализированных  программных комплексов. Акцент  смещается в сторону формирования  более содержательной информации.

5 этап (с середины 80-х гг.) — "компьютерная" технология, основным инструментарием  которой является персональный  компьютер с широким спектром  стандартных программных продуктов  разного назначения. На этом этапе  происходит процесс персонализации  АСУ (создание систем поддержки  принятия решения для разных  специалистов). В связи с переходом  на микропроцессорную технологию  существенным изменениям подвергается  бытовая техника, приборы связи  и коммуникации, оргтехника. Начинают  широко развиваться компьютерные  сети (локальные и глобальные). [2]

4. Ключевые даты в развитии информационных технологий.

В информационном развитии человечества можно выделить некоторые ключевые даты, вехи развития информационных технологий. Первой из них является возникновения понятия «алгоритм». Исторически, алгоритмы имели место еще в середине IX века.  Само слово «алгоритм» происходит от имени хорезмского учёного Абу Абдуллах Мухаммеда ибн Муса аль-Хорезми (алгоритм — аль-Хорезми). Итак, алгоритм — это набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий. Понятие алгоритма относится к первоначальным, основным, базисным понятиям математики. Вычислительные процессы алгоритмического характера (арифметические действия над целыми числами, нахождение наибольшего общего делителя двух чисел и т. д.) известны человечеству с глубокой древности. Однако, в явном, формальном виде понятие алгоритма сформировалось лишь в начале XX века в работах Тьюринга, Поста, Чёрча (тезис Чёрча — Тьюринга), Н. Винера, А. А. Маркова. В современном мире алгоритм в формализованном выражении составляет основу образования на примерах, по подобию. На основе сходства алгоритмов различных сфер деятельности была сформирована концепция (теория) экспертных систем. [3]

Следующей важнейшей датой является 1645 год. Именно в этом году молодой  французский математик и физик  Блез Паскаль завершил работу над своей счетной машиной, которая называлась «Паскалина», или «Паскалево колесо». Машина Паскаля представляла собой механическое устройство в виде ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину при помощи соответствующего поворота наборных колёсиков. На каждое из этих колёсиков, соответствовавших одному десятичному разряду числа, были нанесены деления от 0 до 9. При вводе числа, колесики прокручивались до соответствующей цифры. Совершив полный оборот, избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая соседнее колесо на 1 позицию. Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колёс, позднее их число увеличилось до шести или даже восьми, что позволяло работать с большими числами, вплоть до 9999999. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колёс было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность непосредственного оперирования отрицательными числами. Тем не менее, машина Паскаля позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, но требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений. Вычитание выполнялось при помощи дополнений до девятки, которые для помощи считавшему появлялись в окошке, размещённом над выставленным оригинальным значением.

Несмотря на преимущества автоматических вычислений использование десятичной машины для финансовых расчётов в рамках действовавшей в то время во Франции денежной системы было затруднительным. Расчёты велись в ливрах, су и денье. В ливре насчитывалось 20 су, в су — 12 денье. Использование десятичной системы в не десятичных финансовых расчётах усложняло и без того нелёгкий процесс вычислений.

Тем не менее, примерно за 10 лет Паскаль  построил около 50 и даже сумел продать  около дюжины вариантов своей  машины. Несмотря на вызываемый ею всеобщий восторг, машина не принесла богатства  своему создателю. Сложность и высокая  стоимость машины в сочетании  с небольшими вычислительными способностями  служили препятствием её широкому распространению. Тем не менее, заложенный в основу «Паскалины» принцип связанных колёс почти на три столетия стал основой для большинства создаваемых вычислительных устройств. [4]

Следующим немаловажным изобретением, предопределившим возникновение ЭВМ  и информатики, стала бинарная (или  двоичная) система счисления. Мысль о двоичной системе принадлежит Лейбницу, который полагал, что при трудных исследованиях в теории чисел она может иметь большие преимущества перед десятичной системой. Лейбниц считал двоичную систему простой, удобной и красивой. Он говорил, что «вычисление с помощью двоек ... является для науки основным и порождает новые открытия ... При сведении чисел к простейшим началам, каковы 0 и 1, везде появляется чудесный порядок». [5]

По просьбе ученого в честь  «диадической системы» - так тогда  называли двоичную систему - была выбита медаль. На ней изображал ась таблица  с числами и простейшие действия с ними. По краю медали вилась лента  с надписью: «Чтобы вывести из ничтожества  все, достаточно единицы».

Потом о двоичной системе забыли. В течение почти 200 лет на эту  тему не было издано ни одного труда. Вернулись  к ней только в 1931 году, когда были продемонстрированы некоторые возможности  практического применения двоичного  счисления.

Эта система, как и десятичная, подчинена  строгим законам. Но в десятичной за основание берется 10, а в двоичной - 2. В десятичной системе в каждом разряде - одна из десяти различных цифр, в двоичной только две.

Следующей вехой в истории ЭВМ  и информатики стало изобретение  английским математиком Чарльзом Бэббиджем  механической программируемой вычислительной машины. Разностная машина Чарльза Бэббиджа — механический аппарат, предназначенный для автоматизации вычислений путём аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей. Возможность приближённого представления в многочленах логарифмов и тригонометрических функций позволяет рассматривать эту машину как довольно универсальный вычислительный прибор. Несмотря на то, что разностная машина не была построена её изобретателем, для будущего развития вычислительной техники главным явилось другое: в ходе работы у Бэббиджа возникла идея создания универсальной вычислительной машины, которую он назвал аналитической, и которая стала прообразом современного цифрового компьютера. В единую логическую схему Бэббидж увязал арифметическое устройство (названное им «мельницей»), регистры памяти, объединённые в единое целое («склад»), и устройство ввода/вывода, реализованное с помощью перфокарт трёх типов. Перфокарты операций переключали машину между режимами сложения, вычитания, деления и умножения. Перфокарты переменных управляли передачей данных из памяти в арифметическое устройство и обратно. Числовые перфокарты могли быть использованы как для ввода данных в машину, так и для сохранения результатов вычислений, если памяти было недостаточно. [4]