Как кибернетика связана с информатикой

Вопрос 3. Кибернетика, как основа информатики.

Кибернетика (происходит от греческого слова “kyberneticos” – искусный в управлении): впервые термин ввел французский физик Андре Мари Ампер в первой половине XIX века. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать. Рождение кибернетики принять связывать с опубликованием в 1948г. американским математиком Норбертом Винером книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точкой зрения. Развиваясь одновременно с развитием ЭВМ, кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации. Под информацией в кибернетике понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторой системой воспринимаются от окружающей среды (входная информация X), выдаются в окружающую среду (выходная информация Y), а также хранятся в себе (внутренняя внутрисистемная информация Z).

Основная концепция, заложенная Н. Винером в кибернетику, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров.

Кибернетика – это наука об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др. информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации более широко, практически не решая задачи управления различными объектами, как кибернетика. Однако информатика не занимается решением проблем, не связанных с использованием компьютерной техники, что, несомненно, сужает ее обобщающий характер. Между этими двумя дисциплинами провести четкую границу не представляется возможным в связи с ее размытостью и неопределенностью, хотя существует довольно распространенное мнение, что информатика является одним из направлений кибернетики.

Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без нее. Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники. Кибернетика и информатика внешне очень похожие дисциплины, различаются, скорее всего, в расстановке акцентов:

в информатике – на свойствах информации и аппаратно-программных средствах ее обработке;

в кибернетике – на разработке концепций и построения моделей объектов с использованием, в частности, информационного подхода.

Вопрос 4. Структура информатики

Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.

Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей – технических средств (hardware), программных средств (software), алгоритмических средств (brainware). 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. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоят в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного хозяйства. Более того, для нормального развития этих отраслей производительность труда в самой информатике должна возрастать более высокими темпами, так как в современном обществе информация все чаще выступает как предмет конечного потребления: людям необходима информация о событиях, происходящих в мире, о предметах и явлениях, относящихся к их профессиональной деятельности, о развитии науки и самого общества. Дальнейший рост производительности труда и уровня благосостояния возможен лишь на основе использования новых интеллектуальных средств и человеко-машинных интерфейсов, ориентированных на прием и обработку больших объемов мультимедийной информации (текст, графика, видеоизображение, звук, анимация).

Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Известно мнение, что 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.

Информатика 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.

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем:

исследование информационных процессов любой природы;

разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;

решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, призванной создавать новую информационную технику и технологии для решения проблем в других областях. Она предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где считается невозможным применение количественных методов из-за неформализуемости процессов и явлений. Особенно следует выделить в информатике методы математического моделирования и методы распознавания образов, практическая реализация которых стала возможной благодаря достижениям компьютерной техники.

Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция ко все большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

КИБЕРНЕТИКА И ИНФОРМАТИКА

Процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой и использованием информации, называются информационными процессами.

Теперь остановимся на основных информационных процессах.

· общение со специалистами по интересующему вас вопросу;

· чтение соответствующей литературы;

· просмотр видео, телепрограмм;

· прослушивание радиопередач, аудиокассет;

· работа в библиотеках и архивах;

· запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.
Каналы передачи данных делятся на симплексные (с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и дуплексные (по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф)). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах.
Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых ему в отсутствии помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала.
Для повышения помехозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов. Например, вводят лишние символы. Эти символы не несут действительного содержания, но используются для контроля правильности сообщения при получении.
С точки зрения теории информации все то, что делает литературный язык красочным, гибким, богатым оттенками, многоплановым, многозначным,- избыточность. Например, как избыточно с таких позиций письмо Татьяны к Онегину. Сколько в нем информационных излишеств для краткого и всем понятного сообщения «Я Вас люблю!»

5. Использование.
Информация используется при принятии решений.

· Достоверность, полнота, объективность полученной информации обеспечат вам возможность принять правильное решение.

· Ваша способность ясно и доступно излагать информацию пригодится в общении с окружающими.

· Умение общаться, то есть обмениваться информацией, становится одним главных умений человека в современном мире.
Компьютерная грамотность предполагает:

· знание назначения и пользовательских характеристик основных устройств компьютера;

· Знание основных видов программного обеспечения и типов пользовательских интерфейсов;

· умение производить поиск, хранение, обработку текстовой, графической, числовой информации с помощью соответствующего программного обеспечения.
Информационная культура пользователя включает в себя:

· понимание закономерностей информационных процессов;

· знание основ компьютерной грамотности;

· технические навыки взаимодействия с компьютером;

· эффективное применение компьютера как инструмента;

· привычку своевременно обращаться к компьютеру при решении задач из любой области, основанную на владении компьютерными технологиями;

· применение полученной информации в практической деятельности.

6. Защита.
Защитой информации называется предотвращение:

· доступа к информации лицам, не имеющим соответствующего разрешения (несанкционированный, нелегальный доступ);

· непредумышленного или недозволенного использования, изменения или разрушения информации.
Более подробно о защите информации мы остановимся далее.

Под защитой информации, в более широком смысле, понимают комплекс организационных, правовых и технических мер по предотвращению угроз информационной безопасности и устранению их последствий.

Источник

Кибернетика как составляющая часть современной информатики

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Кибернетика как составляющая часть современной информатики

О.Р. Кузенков, курсант группы СЭМ-217, СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»

Н.В. Шаратова, преподаватель цикловой комиссии физико-математических дисциплин, СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»

Аннотация: статья посвящена изучению структуры современной информатики и выявлению роли которую играет в ней кибернетика. Приведена сравнительная характеристика двух наук: информатика и кибернетика. В результате анализа автор делает вывод о взаимном влиянии информатики и кибернетики, определяет значение кибернетики для современной информатики.

Annotation: this article is devoted to the study of the structure of modern Informatics and the identification of the role played by Cybernetics in it. The comparative characteristic of two Sciences is given: Informatics and Cybernetics. As a result of the analysis, the author concludes about the mutual influence of Informatics and Cybernetics, determines the importance of Cybernetics for modern Informatics.

Key Words: computer science, Cybernetics, information processes, computer engineering, information, theoretical computer science, programming, modern computer science (SI), mathematical analysis, physical experiment, computational experiment.

Информатика в современном мире стала синонимом научно-технического прогресса. Термин «информатика» возник в 60-х гг. во Франции для названия науки, которая занималась обработкой информации при помощи ЭВМ.

“ Информатика – это наука и учебная дисциплина о закономерностях работы с информацией, методах ее преобразования, хранения и передачи средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими” [6]. Объектами изучения информатики являются информация и информационные ресурсы.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

аппаратное обеспечение ЭВМ;

программное обеспечение ЭВМ;

взаимодействие аппаратного и программного обеспечения;

взаимодействие человека с аппаратными и программными средствами.

Главная функция информатики состоит в разработке методов и средств преобразования информации с использованием компьютера и в применении их при организации технологического процесса преобразования информации.

“ Выполняя свою функцию, информатика решает следующие задачи :

исследует информационные процессы в социальных системах;

разрабатывает информационную технику и создает новейшие технологии преобразования информации на основе результатов, полученных в ходе исследования информационных процессов;

решает научные и инженерные проблемы создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой деятельности” [7].

Под своим началом информатика объединяет группу дисциплин, которые занимаются изучением различных сторон информации в информационных процессах, а также применением различных средств для ее обработки с помощью компьютеров.

Каждая из этих частей может рассматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина. Все они хоть и самостоятельные дисциплины, но, несомненно, части одной науки.

Некоторые ученые относят к составной части современной информатики еще одну науку – кибернетику.

В современный информационной и научной литературе недостаточное внимание уделяется месту кибернетики в современной информатике.

Цель работы заключается в том, чтобы выявить является ли кибернетика еще одной составной частью современной информатики и какое значение имеет для неё.

Для достижения цели я ставлю перед собой следующие задачи:

Изучив структуру современной информатики дать определение каждой её составной части;

Дать определение кибернетики;

Провести сравнительный анализ кибернетики и информатики и выявить характер взаимодействия этих наук;

Определить значение кибернетики для современной информатики.

Теоретическая информатика изучает процессы обработки информации, используя математические методы. Она опирается на математическую логику и включает такие разделы как теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и другие.

Вычислительная техника занимается разработкой общих принципов построения вычислительных систем – архитектуры вычислительных (компьютерных) систем. Определяет состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств.

Программирование занимается разработкой систем программного обеспечения – новых языков программирования и компиляторов к ним, интерфейсных систем, текстовых и табличных процессоров, систем управления базами данных, а также специализированных прикладных программ более узкого назначения.

Как уже упоминалось выше, в научной литературе встречается упоминание еще одной части современной информатики – кибернетики.

Существует большое количество различных определений понятия «кибернетика», однако все они сводятся к тому, что кибернетика — это наука, изучающая общие закономерности строения сложных систем управления и протекания в них процессов управления. Так как любые процессы управления связаны с принятием решений на основе получаемой информации, то кибернетику часто определяют еще и как науку об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах.

Появление кибернетики как самостоятельного научного направления относится к 1948 г., когда американский ученый, профессор математики Массачусетского технологического института Норберт Винер (1894—1964 гг.) опубликовал книгу «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». В этой книге Винер обобщил закономерности, относящиеся к системам управления различной природы — биологическим, техническим и социальным. Основная концепция, заложенная Н. Винером в кибернетику, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности (рис.1).

Рисунок 1 – Основные отличия кибернетики и информатики

Становление и успешное развитие любого научного направления связаны, с одной стороны, с накоплением достаточного количества знаний, на базе которых может развиваться данная наука, с другой — с потребностями общества в ее развитии.

Непрерывное возрастание сложности технологических процессов, характеризующихся большим количеством разнообразных показателей, отсутствие механизации информационных процессов тормозит дальнейший научно-технический прогресс. Перечисленные факторы обусловили быстрое развитие кибернетики.

Кибернетика использует три принципиально различных метода исследования: математический анализ, физический эксперимент и вычислительный эксперимент. Если первые два из них широко известны и применяются в различных науках, то вычислительной или машинной эксперимент совершенно новый метод исследования. Смысл его в том, что эксперименты производятся не с реальной физической моделью изучаемого объекта, а с его математическим описанием, реализованным в компьютере. Огромное быстродействие современных компьютеров зачастую позволяет моделировать процессы в более быстром темпе, чем они происходят в действительности.

Таким образом, место кибернетики в системе наук можно определить следующим образом. Кибернетика охватывает все науки, но не полностью, а лишь в той их части, которая относится к сфере процессов управления, связанных с этими науками и соответственно с изучаемыми ими системами.

Проведем сравнительный анализ информатики и кибернетики.

“ Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации более широко. Поэтому может сложиться впечатление об информатике как о более емкой дисциплине, чем кибернетика. Однако, с другой стороны, информатика не занимается решением проблем, не связанных с использованием компьютерной техники” [5].

Подводя итоги выше перечисленного, можно сделать вывод, что информатика и кибернетика это две разные науки, которые соприкасаются в области исследований и дополняют друг друга в информационной сфере.

Божно В.П. Информатика / В.П. Божно, В.В. Брага, Н.Г. Бубнова – М.: Финансы и статистика, 2007. – 222 с.

Вьюхин В.В. Информатика и вычислительная техника / В.В. Вьюхин – М.: Проспект, 2008. – 286 с.

Каймин В.А. Информатика / В.А. Каймин– М.: Проспект, 2006. – 326 с.

Основы современных компьютерных технологий / Под ред. А.Д. Хомоненко. – СПб.: Корона-принт, 2008.

Танака Ю. Архитектура ЭВМ и искусственный интеллект / Ю. Танака– М.: ЭКСМО, 2003. – 336 с.

Крюков Р.В. Концепции современного естествознания / Р.В. Крюков – М.: А-Приор, 2009. – 84 c.

Концепции современного естествознания /Под ред В.Н. Лавриненко, В.П Ратникова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. – 317с.

Найдыш В.М. Концепции современного естествознания / В.М. Найдыш. – 3-e изд., перераб. и доп. – М.: Альфа-М, 2013. – 704 с.

Новая философская энциклопедия. – 2-е изд., испр. и допол. – М.: Мысль, 2010. – Т. 1-4. – 2816 с.

Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко. – 5-e изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт, 2013. – 462 с.

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания / Г.И. Рузавин. – 3-e изд., стер. – М.: Инфра-М, 2013. – 271 с.

Бондарев В.П. Концепции современного естествознания / В.П. Бондарев. – 2-e изд., перераб. и доп. – М.: Инфра-М, 2013. – 512 с.

Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания / В.Ф. Тулинов – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский Дом «Дашков и К», 2013. – 484 с.

Романов В.П. Концепции современного естествознания / В.П. Романов. – 4-e изд., испр. и доп. – М.: Инфра-М, 2013. – 286 с.

Голиков П.А. Концепции современного естествознания / П.А. Голиков, В.В. Зайцев, Е.И. Майорова; Под ред. Е.Р. Россинская. – М.: Норма, 2012. – 448 с.

Бешенков С. А. Информатика / С. А. Бешенков, Н. В. Кузьмина, Е. А, Ракитина. — М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2002. — 200 с: ил.

Источник

Общее и особенное в кибернетике и информатике

Как считают С.П.Курдюмов и Г.И.Рузавин, кибернетика ²изучает процессы передачи, хранения и переработки информации с помощью ЭВМ, но она изучает их с точки зрения задач и функций управления. Поэтому ее часто определяют как науку об общих принципах управления в разнообразных системах. Информатика же исследует процессы преобразования и создания новой информации с гораздо более широкой точки зрения, но не ограничиваясь только задачами управления²[5, c.18].

Но даже на основании этого вряд ли можно провести четкую границу между информатикой и кибернетикой. Идея управления, ядром которого выступает преобразование информации, программное управление вычислительным процессом, существует и в информатике. Другое дело, что она здесь обеднена и локализована, не распространяясь на широкий круг явлений, как это имеет место в кибернетике.

Было бы ошибочно считать, что в кибернетике информация и информационный подход играют второстепенную роль: уже давно показана методологическая плодотворность информационного видения кибернетики. Очевидно также, что утверждение, будто бы кибернетика не использует ЭВМ, абсурдно. Означает ли это, что между информатикой и кибернетикой нет достаточно существенных различий? Ведь можно предположить, что кибернетика с течением времени просто трансформировалась в информатику? И отнюдь не представляет собой нечто существенное отличие от кибернетики, а оказывается одним из современных направлений ее развития, выступая в качестве науки о «переработке информации с помощью компьютеров».

Информатику рассматривают как науку, связанную:

с разработкой вычислительных машин и систем, с технологией их создания;

разработкой математических моделей естествознания и общественных явлений для их строгой формализации;

с обработкой данных, созданием численных и логических методов решения задач, сформулированных на этапе построения математической модели;

с разработкой алгоритмов решения задач управления, расчета и анализа математических моделей;

программированием алгоритмов, созданием программного обеспечения ЭВМ, а также с решением задач по оптимизации и повышению эффективности информационного обеспечения различных видов человеческой деятельности.

Из сказанного с очевидностью вытекает, что машинная информатика, как и кибернетика, это комплексная наука, теоретический арсенал которой базируется на данных теория информации, вычислительной математики, системотехники, теории исследования операций и ряда других наук и научных теорий.

В этом состоят общность современных информатики и кибернетики, усиливающаяся тем, что важнейшим средством решения задач той и другой науки ныне являются ЭВМ.

Но общность не означает полной тождественности, не устраняет различий этих наук. Наиболее рельефно различия видны в непосредственных объектах исследования каждой из наук.

Но как будет показано ниже, в основе функционирования систем любой природы и управления ими лежат информационные процессы. Вот почему в этом плане информатику можно рассматривать как часть кибернетики. Вместе с тем информатика и ее средства, в том числе ЭВМ, широко используются не только в управлении системами, но и в сферах, прямо с ним не связанных (научные расчеты, анализ результатов экспериментов, учет и контроль, научное прогнозирование и т. п.).

Данное обстоятельство позволяет утверждать, что сфера приложения информатики более обширна, чем кибернетики, если последнюю рассматривать только как науку об общих законах управления в живой и неживой природе.

Но, как мы видели, это не согласуется с современной трактовкой кибернетики, сердцевиной которой считается моделирование систем, в том числе и даже прежде всего информационное моделирование.

Иными словами, можно сказать, что кибернетика занимается проблемами моделирования сложных систем и оптимизации управления ими, информатика же проблемами информационной «начинки» моделей, технологией их разработки и машинной реализации.

Итак, можно сделать вывод о том, что связь кибернетики и информатики как научных дисциплин вполне определяется соотношением общего и частного. Но если речь идет об информатике как единстве науки, техники и производства, то она выходит в этом смысле за рамки кибернетики. Но и здесь невозможно говорить достаточно определенно о чисто научном статусе кибернетики. Ведь еще в 1966 году М.В.Келдыш отмечал, что кибернетика «даже не область науки, а большая сфера человеческой деятельности, основанная на изучении многих процессов в природе и обществе и способе реализации этих процессов»[5, c.19].

Авторы не склонны проводить жесткие границы между информатикой и кибернетикой: различие заключается лишь в ряде элементов, которые характерны для современного периода и могут еще измениться в дальнейшем. Главное же то, что они развиваются в русле одного исследовательского направления, а определенный отход от концепции управления и сосредоточения внимания на свойствах информации аппаратно-программных средствах ее обработки вскоре опять сменится интересом к управлению.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник