Краткая история развития информатики

Краткая история развития информатики. Системы счисления. Представление различных видов данных в ЭВМ

Терминология

Информатика этонаучная 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, т.к. именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным.

Информатика –этотехническая наука, систематизирующаяприемы создания, хранения, воспроизведения обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Информатика – отнюдь не только «чистая наука». У неё имеется научное ядро, но важная особенность информатики – широчайшие приложения, охватывающие почти все виды человеческой деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, криминалистику, охрану окружающей среды.

Как наука, информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам. Когда разрабатываются новые носители информации, каналы связи, приемы кодирования, визуального отображения информации и многое другое, конкретная природа информации почти не имеет значения.

Для различных сфер человеческой деятельности информатика является непрерывным источником самых современных технологий.

Информационные технологии– это машинизированные способы обработки, хранения, передачи и использования информации в виде знаний, которые реализуются посредством автоматизированных информационных систем (АИС). В настоящее время АИС получили широкое распространение (САПР, экспертные системы, АИС банков, кредитно-финансовой деятельности):

· АСУ – комплекс технических и программных средств, которые во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере;

· АСУТП – система, управляющая работой станка с ЧПУ или процессом запуска космического аппарата;

· АСНИ (автоматизированная система научных исследований) – программно-аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, вводят в него данные измерений автоматически, а компьютер производит обработку этих данных и представление их в наиболее удобной для исследователя форме;

· АОС (автоматизированная обучающая система). Существуют системы, помогающие учащимся осваивать новый материал, производящие контроль знаний;

· САПР (система автоматизированного проектирования) – программно-аппаратный комплекс, который во взаимодействии с человеком позволяет максимально эффективно проектировать механизмы, знания узлы сложных агрегатов.

Функциональное назначение информационных технологий заключается в переработке информации с помощью ЭВМ и выработке новых знаний, соотнесенных с целями пользователя.

Информация относится к. неопределяемым понятиям науки. Тем не менее смысл этого понятия должен быть разъяснен.

· В быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщения о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности.

· В технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель (приемник) сообщений, канал связи);

· В кибернетике (техническая наука, название от греческого слова –kyberneticos – искусный в управлении. Основы заложены трудами по математической логике американского математика Норберта Винера, 1948) под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения совершенствования, развития системы;

· В теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний о них.

· Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения.

Информация может существовать в виде:

· Текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

· Световых или звуковых сигналов;

· Радиоволн;

· Электрических и нервных импульсов

· Магнитных записей;

· Жестов и мимики;

· Запахов и вкусовых ощущений.

Свойства информации (с точки зрения бытового подхода к определению информации):

· релевантность – способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;

· полнота – свойство информации исчерпывающе характеризовать отображаемый объект или процесс;

· своевременность – способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;

· достоверность – свойство информации не иметь скрытых ошибок

· доступность – свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем;

· защищенность – свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения информации;

· эргономичность – свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.

В этом смысле одно и то же сообщение, передаваемое от источника к получателю, может передавать информацию в разной степени. Так например, вы хотите сообщить о неисправности компьютера. Для инженера из группы технического обслуживания сообщение «компьютер сломался» явно содержит больше информации, чем для вахтера.

Но в свою очередь, для инженера сообщение «не включается дисплей» содержит информации больше, чем первое, поскольку в большей степени снимает неопределенность, связанную с причиной неисправности компьютера. Как видно, одно и то же сообщение для различных пользователей несет различную информацию.

Непрерывная и дискретная информация.Чтобы сообщение было передано от источника к получателю, необходима некоторая материальная субстанция – носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, назовем сигналом. В общем случае сигнал – это изменяющийся в времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики (например, при передаче электрических сигналов могут изменяться сила тока и напряжение). Та характеристика, которая используется для представления сообщений, называется параметром сигнала.

В случае, когда параметр сигнала принимает последовательное во времени конечное число значений, сигнал называется дискретным. А сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов – дискретным сообщением. Информация, передаваемая источником, в этом случае также называется дискретной.

Если же источник вырабатывает непрерывное сообщение (соответственно параметр сигнала – непрерывная функция от времени), соответствующая информация называется непрерывной или аналоговой.

Пример дискретного сообщения – процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, т.е. дискретной последовательностью отдельных знаков (букв).

Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая модулированной звуковой волной; параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника – человеческого уха.

Непрерывное сообщение можно преобразовать в дискретное (такая процедура называется дискретизация). Возможность дискретизации непрерывного сигнала принципиально важна с точки зрения информатики. Компьютер – цифровая машина, т.е. внутреннее представление информации в нем дискретно. Дискретизация входной информации (если она непрерывна) позволяет сделать ее пригодной для компьютерной обработки.

Существую и другие вычислительные машины – аналоговые ЭВМ. Они используются обычно для решения задач специального характера. Эти ЭВМ не нуждаются в дискретизации информации, т.к. ее внутреннее представление у них непрерывно.

Computer – устройство преобразования информации посредством выполнения управляемой программой последовательности операций.

Синоним компьютера – вычислительная машина, чаще электронная вычислительная машина (ЭВМ).

Краткая история развития информатики

Информатика как наука стала развиваться с середины 20 столетия, что связано с появлением ЭВМ и начинающейся компьютерной революцией.

Появление вычислительных машин в 50-е годы создало для информатики необходимую ей аппаратную поддержку. Всю историю информатики принято разбивать на два больших этапа: предыстория т история. В предыстории приближенно выделяют ряд этапов. Каждый из этих этапов характеризуется по сравнению с предыдущим резким возрастанием возможностей хранения, передачи и обработки информации.

Начальный этап предыстории – освоение человеком развитой устной речи. Членораздельная речь, язык стал специфическим социальным средством хранения и передачи информации.

Второй этап – возникновение письменности. Резко возросли возможности по хранению информации. Человек получил искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность как средство передачи информации. Возникновение письменности было необходимым условием начала развития наук (Др. Греция). Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.

Третий этап – книгопечатание (увеличились возможности хранения). Книгопечатание можно назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток. Этот этап повысил доступность информации и точность ее воспроизведения.

Четвертый этап предыстории связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики). Этот этап характеризуется возникновением мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, по завершению этапа добавилось телевидение. Появились новые возможности по хранению информации – фотография и кино. Можно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски).

С разработкой первых ЭВМ принято связывать возникновение информатики как науки, начало ее истории. Для такой привязки имеется несколько причин:

1. Сам термин «информатика» появился благодаря развитию ВТ, и поначалу под ним понималась наука о вычислениях (т.к. первые ЭВМ использовались для проведения расчетов);

2. Выделению информатики в отдельную науку способствовало такое важное свойство современной ВТ, как единая форма представления обрабатываемой и хранимой информации. Вся информация, вне зависимости от ее вида, хранится и обрабатывается на ЭВМ в двоичной форме.