Естественная информатика чем занимается
Естественная информатика
Теоретическая информатика
Теоретическая информатика
Теоретическая информатика занимается теорией формальных языков и автоматов, теориями вычислимости и сложности, теорией графов, криптологией, логикой (включая логику высказываний и логику предикатов), формальной семантикой и предлагает основы для разработки Компиляторов языков программирования.
Практическая информатика
Практическая 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.
Одной из центральных тем практической информатики является инженерия программного обеспечения (англ. Software Engineering). Речь идет о систематическом процессе разработок от идеи до готового программного обеспечения.
Техническая информатика
Компьютерная инженерия
Еще 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, или межсетевых экранов, к этой дисциплине относится разработка и стандартизации сетевых протоколов, таких как TCP, HTTP или SOAP для обмена данными между машинами.
Прикладная информатика
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.
Естественная информатика
Естественная информатика
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. Кибернетика, определяемая, как «наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество 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.)
2).Информация– это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.
Свойства информации:
1. полнота — свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект или процесс;
2. актуальность— способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;
3. достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, если устареет и перестанет отражать истинное положение дел;
4. доступность — свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем;
5. релевантность — способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;
6. защищенность — свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения информации;
7. эргономичность — свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.
| Органы чувств | Вид информации |
| Зрение | Визуальная |
| Слух | Аудиальная |
| Обоняние | Обонятельная |
| Вкус | Вкусовая |
| Осязание | тактильная |
Вероятностный подход к измерения информации.Все события происходят с различной вероятностью, но зависимость между вероятностью событий и количеством информации, полученной при совершении того или иного события можно выразить формулой которую в 1948 году предложил Шеннон. Формула Шеннона:
Таблица кодов выглядит следующим образом:
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (ток,напряжение или заряд). Цифро-аналоговые преобразователи являются интерфейсом между дискретным цифровым миром и аналоговыми сигналами.
Типы ЦАП:
—Широтно-импульсный модулятор
-ЦАП взвешивающего типа;
-ЦАП лестничного типа.
Аналого-цифровой преобразователь(АЦП, англ. Analog-to-digital converter, ADC) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (цифро-аналогового преобразователя, DAC).
По способу применяемых алгоритмов АЦП делят на:
· Последовательные прямого перебора
· Последовательные с сигма-дельта-модуляцией
· Параллельные двух- и более ступенчатые (конвейерные)
Дата добавления: 2015-01-30 ; просмотров: 10 | Нарушение авторских прав
Информатика – это наука. Что изучает информатика?
В этой статье будет рассмотрена история информатики как науки, также разберемся в том, чем она занимается, и в ее основных направлениях.
Цифровая эпоха
Современный мир очень сложно представить без информационных и цифровых технологий. Все они значительно облегчают жизнь, благодаря им человечество совершило ряд значительных прорывов в науке и промышленности. Рассмотрим более подробно дисциплины информатики и историю ее становления как науки.
Определение
Она включает в себя дисциплины, которые имеют отношение к обработке и расчету информации с применением различного рода вычислительных машин и сетей. Причем как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и конкретные, к примеру, разработка новых методов компрессии данных, протоколов обмена информации и языков программирования.
Теперь же кратко рассмотрим развитие информатики как науки, начиная с ее истоков.
История
Началось же все с середины XIX века, когда разными учеными были созданы механические калькуляторы и «аналитические машины». В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку программируемого калькулятора, и, кстати, именно он впоследствии сформулировал множество основных черт и принципов современного компьютера. Также именно он предложил использовать перфокарты, которые затем были в употреблении вплоть до конца 80-x годов XX века.
В 1843 году Ада Лавлейс создала алгоритм для вычисления чисел Бернулли, и это считается первой в истории компьютерной программой.
В начале 1950-х годов всем стало ясно, что компьютер можно использовать в различных сферах науки и промышленности, а не только как инструмент для математических расчетов. И что только зарождавшаяся тогда информатика – это наука, за которой будущее. А чуть позже она получила статус официальной науки.
Теперь же кратко рассмотрим ее структуру.
Структура информатики
Структура информатики многогранна. Как дисциплина, она охватывает широкий круг тем. Начиная от теоретического исследования различного рода алгоритмов и заканчивая практическим воплощением в жизнь отдельных программ или же созданием вычислительных и цифровых устройств.
Информатика – это наука, изучающая…
На данный момент различают несколько основных ее направлений, которые, в свою очередь, делятся на множество ответвлений. Рассмотрим самые основные:
Как видим, информатика – это наука, изучающая ряд очень важных теоретических вопросов, к примеру, создание искусственного интеллекта или разработка решений для каких-то математических задач.
Естественная информатика
Кибернетика, определяемая, как «наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество» [2] 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.)
Содержание
Исследования
Информатика считается обычно чисто технической дисциплиной, если не возникшей, то получившей развитие с появлением компьютеров в середине прошлого века. (Хотя древние вычислительные устройства типа абакуса, разработка системы иероглифов или изобретение книгопечатания тоже могут быть отнесены к предмету этой дисциплины.) Некоторые исследователи придерживаются, однако, мнения, что не люди создали информатику, а информатика создала людей. В частности эволюционную теорию невозможно интерпретировать иначе, чем как грандиозный CAD-проект, увенчавшийся созданием столь совершенного самовоспроизводящегося вычислительного устройства, как человек. Очевидно, что принципы этой разработки нам пока или совсем непонятны, или очень слабо понятны. Но это не значит, что их не существует или что они недостойны изучения.
Многие процессы, протекающие в природе, могут рассматриваться, как информационные. Это например, процессы развития, биологический транспорт, процессы в одноклеточных организмах. При исследовании этих процессов ученые вычленяют некоторые принципы, феномены, процессы, которые достойны того, чтобы их абстрагировали от того естественно-научного контекста, в котором они наблюдались (физиологии, генетики, квантовой физики) и рассматривали в плане универсальных принципов обработки информации в природе. Особенно интересно наблюдать, какие из них уже вошли в систему понятий современной информатики. С этой точки зрения и выполнен последующий обзор научных направлений.
Эволюционная теория
Системные исследования
Исследования в биологии и медицине
Здесь нельзя не упомянуть и разработанную самим И.П.Павловым концепцию условного рефлекса, в рамках работы над которой формировались системные взгляды Анохина.
Очень близки к информатике работы по расшифровке генетического кода ДНК.
Физика
Разработки
Существует множество разработок вычислительных систем, опирающихся на принципы, подсмотренные в природе. Собственно, это является одним из предметов бионики, дисциплины, которая наряду с изучением, например полета птиц или гидродинамики дельфинов, с целью повторения их в технических устройствах, занимается, например, также изучением информационных процессов в организме.
В сущности, все существующие методы и алгоритмы теоретической информатики являются «вдохновленными природой» алгоритмами [18] включая клеточные автоматы, эволюционные вычисления, роевой интеллект и другие. Детальный обзор может быть найден во многих книгах [19] [20]
Моделирование
Усилия понять природу биологических систем включают также создание полу-синтетических организмов.
Информатика
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
Введение
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 порождать, 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.
История информатики
Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970-х; до этого она развивалась в составе математики, электроники и других технических наук. Некоторые начала информатики можно обнаружить даже в лингвистике. С момента своего признания отдельной наукой информатика разработала собственные методы и терминологию.
Первый факультет информатики был основан в 1962 году в университете Пёрдью (Purdue University). Сегодня факультеты и кафедры информатики имеются в большинстве университетов мира.
В школах СССР учебная дисциплина «Информатика» появилась в 1985 году одновременно с первым учебником А. П. Ершова «Основы информатики и вычислительной техники».
Высшей наградой за заслуги в области информатики является премия Тьюринга.
Структура информатики
Информатика делится на ряд разделов.
Теоретическая информатика
Практическая информатика
Практическая 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.
Одной из центральных тем практической информатики является инженерия программного обеспечения (англ. Software Engineering ). Речь идет о систематическом процессе разработок от идеи до готового программного обеспечения.
Техническая информатика
Еще 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, или межсетевых экранов, к этой дисциплине относится разработка и стандартизации сетевых протоколов, таких как TCP, HTTP или SOAP для обмена данными между машинами.
Прикладная информатика
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.
Естественная информатика
Основные термины
См. также
Примечания
Литература
Ссылки
Кент Бек • Гради Буч • Фред Брукс • Barry Boehm • Уорд Каннингем • Оле-Йохан Даль • Том Демарко • Эдсгер Вибе Дейкстра • Дональд Кнут • Мартин Фаулер • Чарльз Энтони Ричард Хоар • Watts Humphrey • Майкл Джексон • Ивар Якобсон • Craig Larman • James Martin • Мейер Бертран • Дэвид Парнас • Winston W. Royce • James Rumbaugh • Никлаус Вирт • Эдвард Йордан • Стив Макконнелл
Моделирование данных • Архитектура ПО • Функциональная спецификация • Язык моделирования • Парадигма • Методология • Процесс разработки • Качество • Обеспечение качества • Структурный анализ)
CMM • CMMI • Данных • Function model • IDEF • Информационная • Metamodeling • Object model • View model • UML
Полезное
Смотреть что такое «Информатика» в других словарях:
информатика — 1. Обширная область теоретических и прикладных знаний, связанных с получением, хранением, преобразованием, передачей и использованием информации. У этого термина нет общепринятого определения. Часто его воспринимают как эквивалент термина… … Справочник технического переводчика
Информатика — в широком смысле отрасль знаний, изучающая общие свойства и структуру научной информации, а также закономерности и принципы ее создания, преобразования, накопления, передачи и использования в различных областях человеческой деятельности.… … Финансовый словарь
ИНФОРМАТИКА — (французское informatique, немецкое Informatik), наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ; в переносном смысле область человеческой деятельности, связанная с применением ЭВМ. Формирование… … Современная энциклопедия
ИНФОРМАТИКА — [ Словарь иностранных слов русского языка
информатика — энергоинформатика, индустрия знаний Словарь русских синонимов. информатика сущ., кол во синонимов: 3 • индустрия знаний (1) • … Словарь синонимов
Информатика — [informatics] 1. «Отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах… … Экономико-математический словарь
Информатика — (французское informatique, немецкое Informatik), наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ; в переносном смысле область человеческой деятельности, связанная с применением ЭВМ. Формирование… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Информатика — отрасль знаний, изучающая общие свойства и структуру научной информации, а также закономерности и принципы ее создания, преобразования, накопления, передачи и использования в различных отраслях человеческой деятельности. Словарь бизнес терминов.… … Словарь бизнес-терминов
ИНФОРМАТИКА — отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах деятельности … Большой Энциклопедический словарь
ИНФОРМАТИКА — ИНФОРМАТИКА, и, жен. Наука об общих свойствах и структуре научной информации, закономерностях её создания, преобразования, накопления, передачи и использования. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
ИНФОРМАТИКА — производство, переработка, хранение и распространение всех видов информации в обществе, природе и технических устройствах. Быстро развивающаяся научная область, объединяющая разделы математики, физики, техники, кибернетики. Стремительное… … Философская энциклопедия
Информатика как естественная наука
Многие ведущие отечественные ученые, такие, как академики Е.П. Велихов, О.М. Белоцерковский, В.М. Глушков, А.П. Ершов, В.С. Михалевич и некоторые другие, отдавая должное актуальности инструментально-технологических аспектов развития информатики, хорошо понимали, что ее проблематика не ограничивается только этими аспектами, а является гораздо более широкой. Академик Е.П. Велихов подчеркивал, что:
«Информатика охватывает очень широкую область обработки информации, гораздо более обширную, чем создание вычислительных машин и математического обеспечения».
Комментируя свою точку зрения на место информатики в системе научного знания, А.П. Ершов писал:
«Сознавая некоторую относительность деления наук на естественные и общественные, мы все же относим информатику к естественнонаучным дисциплинам в соответствии с принципом вторичности сознания и его атрибутов и представлением о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах. Отношение информатики к фундаментальным наукам отражает общенаучный характер понятия информации и процессов ее обработки».
Сегодня эта точка зрения на позиционирование информатики в системе науки приобретает в России и в ряде других стран мира все большее количество сторонников.
В настоящее время в мировом научном и образовательном сообществах информатика квалифицируется как комплексная техническая дисциплина, изучающая методы и средства автоматизированной обработки и передачи информации при помощи современных средств информатизации и, в первую очередь, с помощью ЭВМ и телекоммуникационных сетей.
Российский академик А.А. Дородницин выделяет в информатике три неразрывно и существенно связанные части — технические, программные и алгоритмические средства.
Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware (буквально — «твердые изделия»).
Программные средства, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, обозначаются словом Software (буквально — «мягкие изделия»), которое подчеркивает способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.
Алгоритмические средства связанные с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, обозначаются словом Brainware (англ. brain — интеллект).
Структура информатики
В процессе развития информатики и ее становления как самостоятельной научной дисциплины представления о структуре и содержании ее предметной области неоднократно изменялись весьма существенным образом. Это объясняется тем разнообразием подходов, которое имело место со стороны учёных к определению объекта и предмета исследований информатики на различных этапах её развития. Одна из первых попыток структуризации предметной области информатики:
— базовые информационные элементы.
Таким образом, предлагалось структурировать предметную область информатики по уровню сложности изучаемых ею информационных объектов (базовые элементы, процессы и системы).
Следующее предложение о структуризации предметной области информатики было сделано в 1985 году и принадлежит первому директору Института проблем информатики АН СССР академику Б.Н. Наумову. Он предложил различать в составе предметной области информатики следующие три сегмента:
— теоретическую информатику – область изучения теоретических основ информатики;
— техническую информатику – область, связанную с изучением и разработкой технических и программных средств информатики;
— прикладную информатику – область, связанную с изучением проблем и методов применения средств информатики в различных сферах социальной практики.
Предложенная Б.Н. Наумовым структура предметной области информатики была достаточно позитивно воспринята научным сообществом и сохранялась неизменной практически до 1990 года, когда стали предприниматься попытки выделения в составе информатики ряда новых сегментов предметной области.
Одним из них явилась социальная информатика – область, связанная с изучением социальных аспектов информатики, которая в настоящее время уже получила достаточно широкое международное признание.
Предметом исследований информатики являются свойства, закономерности, процессы, методы и средства формирования информации, ее представления, количественной оценки, хранения, преобразования и распространения в природе и обществе, а также проблемы создания и использования для этих целей соответствующих систем.
Была предложена новая структура предметной области информатики:
Выделение социальной информатики в качестве самостоятельного направления научных исследований, а не только прикладной области позволило системно и целенаправленно вести работы по данному научному направлению. В результате этих работ Россия занимает сегодня ведущее место в мире в части создания теоретических основ социальной информатики, структуризации ее предметной области и формирования системы основных научных понятий. Основные результаты здесь принадлежат российским ученым.
Выделение в качестве самостоятельного научного направления биологической информатики как новой научной дисциплины, предметом исследования которой являются информационные процессы в биологических системах, живых организмах и растениях, а также влияние этих процессов на развитие живой природы в начале 90-х годов 20-го века являлось наиболее дискуссионным, так как оно только зарождалось. Однако с каждым годом становилось все более ясным, что влияние информационных процессов на развитие живой природы ранее явно недооценивалось.
В последние годы научные исследования в области биоинформатики получают все большее развитие. В этой области публикуются не только научные статьи, но и монографии. Проблемы биоинформатики начинают изучаться и в системе высшего образования России. Так, например, в 2001 году в МГУ им. М.В. Ломоносова был создан новый факультет «Биоинформатика и биоинженерия».
Важным событием в этот период явилось обсуждение фундаментальных проблем информатики на пленарном заседании Международного конгресса «Информационные процессы и технологии», который состоялся в 1993 г. в Москве. На этом Конгрессе были заслушаны и обсуждены пленарные доклады, посвященные проблемам формирования нового комплекса наук об информации. В них были показаны те направления развития информатики, которые в последующем могут стать “точками роста” новых научных дисциплин, расширяющих ее предметную область. Так, например, впервые была аргументирована необходимость целенаправленного изучения информационных процессов в неживой природе. В настоящее время это направление активно развивается, и получило в России название физической информатики.
Современная структура предметной области информатики как фундаментальной науки представляет собой достаточно крупное самостоятельное направление научных исследований:
В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций: как отрасль народного хозяйства, как фундаментальную науку, как прикладную дисциплину.
Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации.
Информатика как фундаментальная наука занимается методологией создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Одна из главных задач этой науки – выяснение, что такое информационные системы, какое место они занимают, какую должны иметь структуру, как функционируют, какие общие закономерности им свойственны.
Цель фундаментальных исследований в информатике – получение обобщенных знаний о любых информационных системах, выявление общих закономерностей их построения и функционирования.
Информатики как прикладная дисциплина занимается:
— изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);
— созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;
— разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.
Прикладная информатикаизучает конкретные разновидности информационных технологий (ИТ), определяя для них общие и различные черты. При этом появляются новые ветви прикладной информатики: экспертные системы, диагностические комплексы, управляющие системы и др.
Результатом деятельности прикладной информатики является создание ИТ различного назначения.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
