ЛЕКЦИЯ 1
Введение в информатику
1.1 Информация и информатика, информационные технологии.
Студент должен знать:
- предмет и задачи информатики, информации, информационных систем, их место и роль в деятельности человека и медицины;
- классификация компьютеров, состав вычислительной системы, базовую конфигурацию ПК;
- архитектура ПК назначение внутренних и периферийных устройств ПК;
- основные технические характеристики компьютера;
- единицы измерения информации;
- применение информационных технологий в системе здравоохранения;
- технику безопасности при работе с ПК.
Виды самостоятельной работы студентов:
Реферативный материал:
История возникновения и развития вычислительной техники в медицине;
Использование компьютеров в медицине.
предмет и задачи информатики, информации, информационных систем, их место и роль в деятельности человека и медицины;
ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАТИКУ
Термин «информатика» (от фр. information — информация + automatique — автоматика) означает «информационная автоматика». Широко распространен также англоязычный вариант этого термина Computer science — компьютерная наука.
Информатика — это наука, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы ее создания, хранения, поиска, передачи и преобразования с использованием компьютерных технологий.
Выделение информатики как самостоятельной сферы человеческой деятельности связано, в первую очередь, с развитием компьютерной техники (причем основная заслуга в данном случае принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 1970-х гг. послужило началом четвертой информационной революции).
В 1978 г. Международный научный конгресс официально закрепил за понятием «информатика» области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.
Информатика — комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Ее приоритетными направлениями являются:
• теория информации, изучающая процессы, связанные с
передачей, приемом, преобразованием и хранением информации;
• разработка вычислительных систем и программного обеспечения;
• математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;
• методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие и др.);
• системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;
• биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;
• социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;
• методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;
• телекоммуникационные системы и сети, в том числе глобальные компьютерные сети, объединяющие все человечество в единое информационное сообщество;
• разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и другие виды хозяйственной и общественной деятельности.
В нашей стране трактовка термина «информатика» утвердилась с момента принятия соответствующего решения в 1983 г. на сессии ежегодного собрания Академии наук СССР об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика трактовалась как «...комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики».
Методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса с помощью информационных моделей, поэтому информатика нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей.
Российский академик А.А.Дородницын 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», которое буквально переводится, как «твердые изделия» или «железо».
Программные средства — совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению. Для обозначения программных средств используется слово «Software» (буквально — мягкие изделия или программное обеспечение), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.
Для обозначения алгоритмических средств применяют термин «Brainware» (от англ. brain — интеллект).
Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи.
Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. С ней связано начало революции в области накопления, передачи и обработки информации. Эта революция, следующая за революциями в овладении веществом и энергией, затрагивает и коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни общества, формирует информационную культуру общества.
Прогрессивное увеличение возможностей компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах жизни общества (в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.).
ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ СВОЙСТВА
Возможность эффективного использования информации обусловливается ее качественными характеристиками или свойствами:
• понятность. Информация должна быть понятной всем участникам обмена информацией. Например, человек — существо социальное, для общения с другими людьми должен обмениваться с ними информацией, причем обмен информацией всегда происходит на определенном языке (русском, английском и т.д.), поэтому участники дискуссии должны владеть тем языком, на котором ведется общение;
достоверность. Информация должна быть достоверной, т.е. она должна отражать истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т.е. перестает отражать истинное положение дел;
• полнота. Информация должна быть полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений и может повлечь ошибки;
• ценность. Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека;
• своевременность. Информация должна быть своевременной — только в этом случае она может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и подача информации с задержкой.
1.4.1. Измерение информации
Для того чтобы рассмотреть участие информации в информационном процессе, необходимо ввести количественные характеристики информации, т.е. научиться ее измерять.
В теоретической информатике информация рассматривается как знания, т.е. процесс систематического научного познания окружающего мира приводит к накоплению информации в виде знаний (научных теорий, фактов и т.д.).
Процесс познания можно наглядно изобразить в виде расширяющегося круга знания (такой способ придумали еще древние греки). Вне этого круга лежит область незнания, а окружность является границей между знанием и незнанием. Парадокс состоит в том, что чем большим объемом знаний обладает человек и чем шире круг его знаний, тем больше он ощущает недостаток знаний и тем больше граница его незнания, мерой которого в этой модели является длина окружности.
Например, объем знаний выпускника школы гораздо больше, чем объем знаний первоклассника или пятиклассника, однако и граница его незнания также существенно больше. Действительно, первоклассник совершенно ничего не знает о законах, физики, химии или экономики и его это не смущает, тогда как выпускник школы, например, при подготовке к экзамену по физике может обнаружить, что есть законы, которых он не знает или не понимает. Можно считать, что ученик, получая информацию, уменьшает неопределенность знания (расширяет круг знания). Подход к информации как к мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики, учитывая, что она имеет дело с процессами передачи и хранения информации.
Теперь рассмотрим понятие информации с точки зрения ее передачи и хранения.
Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.