Інформатика

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Інформа́тика (англ. Computer Science; нім. Informatik) — наукова дисципліна, що вивчає методи та процеси створення, перетворення, зберігання, передачі інформації та використання її в різних галузях людської діяльності.

Основне теоретичне завдання інформатики полягає у визначенні загальних закономірностей, відповідно до яких створюється інформація, відбувається її перетворення, передавання та використання у різних сферах діяльності людини.

Прикладні завдання інформатики полягають у розробці найефективніших методів і засобів здійснення інформаційних процесів, у визначенні способів оптимальної наукової комунікації у самій науці та між наукою і виробництвом.

Інформа́тика — у міжгалузевому науковому розумінні розглядається як багатозначна, багатофункціональна категорія.

За сутністю інформатика має триєдиний зміст: як міжгалузева наука; як навчальна дисципліна; як сфера суспільних відносин, що знайшла відображенні у інформаційному праві, її підгалузі — праві про інформатизацію (інфоматизаційному праві).[Джерело?]

large capital lambda Plot of a quicksort algorithm
Utah teapot representing computer graphics Microsoft Tastenmaus mouse representing human-computer interaction
Інформатика займається теоретичними основами інформації та обчислень разом з практичними техніками для втілення і застосування цих основ

Полісемія[ред.ред. код]

На фоні стрімкого розвитку індустрії інформатики протягом останніх кількох десятиріч, процес ідентифікації інформатики як науки перебігає між кількома напрямами – інженерним, комунікативним, математичним, а останнім часом і інформаційним:

Інженерний підхід відображає матеріально-технічний бік інформатики і розглядає її як науку про комп’ютерні системи. Такий погляд закономірно домінував у період становлення інформатики, коли проектувались і створювались перші обчислювальні системи. Наприклад, відомі американські вчені А. Ньюел, А. Перліс і Г. Саймон свого часу прямо проголосили предметом вивчення інформатики обчислювальні машини. Не випадково в США й досі теоретичну інформатику називають комп’ютерною наукою. Наразі даний підхід охоплює комплекс технологічних проблем, пов’язаних із виробництвом та експлуатацією комп’ютерних систем, і називається комп’ютерною інженерією.

Комунікативний підхід спирається на поняття комунікативної системи, комунікативного процесу та  інформації як продукту взаємодії суб’єктів таких процесів і фіксує свою увагу на  процесах продукування та  обміну  інформації в них. У комунікативних  системах обміну та обробки інформації (КС)  обов’язковою є наявність предметної області (ПрО) з певною сукупністю інформаційних об’єктів та співвідношень між ними та двох суб’єктів – ініціатора та обробника, які обмінюються  інформацією   та реалізують процес її обробки. При  цьому перший  формує і передає другому, так звану, вхідну інформацію,   другий  приймає її, ціленаправлено обробляє  та повертає назад, але  вже в якості нової, вихідної.

У межах комунікативного підходу інформатика – це наука, що вивчає конструктивні моделi комунікативних процесів і систем.

Математичний підхід виникнув у останні кілька десятиріч, коли розпочалося тотальне проникнення автоматизованих систем обробки інформації у вci сфери життя суспільства та постала проблема різкого підвищення продуктивності праці в галузі їхнього  виробництва, підвищення   надійності та суттєвого зниження вартості. Фактично вже йдеться про запровадження індустріальних методів не тільки в масове виробництво комп’ютерів, а й у виробництво програмного забезпечення для них. Подібне виробництво (у тому числі на базі технологічних ліній та  фабрик програм), з його всебічною автоматизацією, вимагає ґрунтовної наукової й математичної підтримки. В центрі уваги математичного підходу – формалізація  та вивчення  на різних рівнях абстракції математичних моделей та поведінки систем обробки інформації. Як приклад таких моделей можна навести дискретні та автоматні  системи.  

Інформаційний підхід акцентує увагу на ідеї інформаційного моделювання та  просуванні його в різні сфери. Якість, а особливо  кількість впроваджень інформаційних моделей невпинно зростає. У межах цього напрямку з’явились навіть цілі прикладні науки, такі як  соціальна інформатика, біоінформатика тощо.

Історія[ред.ред. код]

Вважають, що Ада Лавлейс написала перший алгоритм призначений для виконання на комп'ютері

Будь-яка нова наукова дисципліна, відповідаючи на певні актуальні виклики сучасності, має свої історичні витоки. У цьому сенсі інформатиці поталанило. Незважаючи на свій юний вік (а сучасна інформатика, набула свого бурхливого розвитку порівняно недавно – у другій половині XX ст.), її дескриптологічні корені простягаються далеко в минуле, коли вперше виникла ідея формалізації розумової діяльності людини. Перший крок у цьому напрямі зробив Арістотель (384–322 рр. до н. е.) у теорії силогізмів. Значно пізніше, тільки через півтори тисячі років, було зроблено наступний крок і висунуто загальну ідею механізації логічних умовиводів і відокремлення їх від мозку людини. Вона належала іспанському логіку Р. Луллію (1235–1315), який поставив задачу на основі Аристотелевої логіки розробити універсальний метод пізнання й механізувати його за допомогою спеціальної машини, яка б моделювала силогічні виведення. Хоча Р.Луллію не вдалося до кінця реалізувати свій задум і побудувати таку машину, сама ідея і спроба моделювання та механізації логічних умовиводів стала піонерською в галузі створення штучних обробників інформації.

Принциповим кроком на шляху до інформатики було створення в надрах математичної логіки й основ математики спеціальних інтенсіональних дескриптивних систем, призначених для уточнення й вивчення загальних властивостей інтуїтивного до цього поняття алгоритму та обчислюваної функції. Серед перших таких систем були лямбда-числення А. Чорча (1936), машини Тьюрінга (1936), алгоритми Поста (1936) тощо. Згодом було доведено, що в певному сенсі всі ці моделі алгоритмів еквівалентні. Уточнення поняття алгоритму дозволило виділити клас алгоритмічно розв’язних задач. Для багатьох задач була доведена їхня алгоритмічна нерозв’язність. Перший приклад такої задачі навів А. Чорч (1903–1995), який довів нерозв’язність чистого прикладного числення предикатів. 

Багато проблем, що сьогодні вирішує інформатика, давно розроблялись в руслі інших дисциплін: бібліотечної справи, бібліографії, лінгвістики тощо. Ще на початку 20 століття бельгійський юрист і учений Поль Отле запропонував об'єднати комплекс процесів із збирання, обробки, зберігання, пошуку і розповсюдження наукових документів під загальною назвою «документація», що іноді служить синонімом терміну «інформатика». В 1931 Міжнародний бібліографічний інститут, заснований П. Отле і бельгійським юристом і громадським діячем А. Лафонтеном в 1895, було перейменовано в Міжнародний інститут документації, а в 1938 — в Міжнародну федерацію з документації, яка й надалі лишається основною міжнародною організацією, що об'єднує спеціалістів з інформатики і науково-інформаційної діяльності.

В 1945 з'явилась стаття американського вченого та інженера В. Буша «Можливий механізм нашого мислення», в якій вперше широко ставилось питання про необхідність механізації інформаційного пошуку. Міжнародні конференції з наукової інформації (Лондон, 1948; Вашингтон, 1958) знаменували перші етапи розвитку інформатики. Важливе значення мало вивчення закономірностей розсіювання наукових публікацій, проведене С. Бредфордом (Великобританія, 1948). До середини 60-х років 20 століття розроблялись в основному принципи і методи інформаційного пошуку та технічні засоби їхньої реалізації. У. Баттен (Великобританія), К. Муерс і М. Таубе (США) заклали основи координатного індексування; Б. Вікері, Д. Фоскет (Великобританія), Дж. Перрі, А. Кент, Дж. Костелло, Г. П. Лун, Ч. Берньер (США), Ж. К. Гарден (Франція) розробили основи теорії і методики інформаційного пошуку. С. Клевердон (Великобританія) вивчив методи порівняння технічної ефективності інформаційно-пошукових систем різного типу. Р. Шоу (США) і Ж. Самен (Франція) створили перші інформаційно пошукові пристрої на мікрофільмах і діамікрокартах, що стали прообразами багатьох спеціальних інформаційних машин. К. Мюллер і Ч. Карлсон (США) запропонували нові методи репродукування документів, які лягли в основу сучасної техніки репрографії.

Сучасний етап розвитку характеризується глибшим розумінням загальнонаукового значення науково-інформаційної діяльності та все ширшим застосуванням у ній електронних обчислювальних машин.

Становлення інформатики в Україні[ред.ред. код]

В Україні перша ЕОМ — МЭСМ (рос. — Малая Электронно-Счетная Машина) була створена в 1951 р. у Києві в Інституті електротехніки АН УРСР під керівництвом майбутнього академіка АН СРСР С. О. Лебедєва (1902–1974). Вона стала першою діючою ЕОМ, побудованою на теренах колишнього СРСР і континентальної Європи. Свій проект зі створення ЕОМ С. О. Лебедєв висунув ще до війни, яка завадила його здійсненню. Початок робіт над МЭСМ датовано осінню 1948 р. Спочатку машина планувалась як експериментальна модель для іншої машини — БЭСМ (рос. — Большая Электронно-Счетная Машина), але в процесі роботи над БЭСМ було вирішено побудувати спочатку малу ЕОМ. Для цього в модель були інтегровані пристрої введення-виведення інформації й деякі інші елементи. 25 грудня 1951 р. Державна комісія АН СРСР прийняла МЭСМ до експлуатації. Незважаючи на те, що пам'ять машини складали лише кілька десятків машинних слів, вона дозволила розв'язати протягом наступних кількох років багато важливих науково-технічних задач. Виступаючи на урочистому засіданні, присвяченому 25-річчю створення МЭСМ, академік АН СРСР В. Глушков, високо оцінюючи значення МЭСМ для розвитку обчислювальної техніки в Україні і в СРСР, зокрема, зазначив: «Незалежно від закордонних вчених, С. О. Лебедєв розробив принципи побудови ЕОМ. Під його керівництвом була створена перша в континентальній Європі ЕОМ, за її допомогою в стислі терміни були розв'язані важливі науково-технічні задачі й започаткована радянська школа програмування. Опис МЭСМ став першим підручником у країні з обчислювальної техніки. МЭСМ стала прототипом БЭСМ».

Значною подією у розвитку інформатики в Україні стало створення у 1957 р. на базі колишньої лабораторії С. О. Лебедєва Обчислювального центру АН України, який перетворюється у 1962 р. на Інститут кібернетики і носить сьогодні ім'я свого засновника — академіка В. М. Глушкова (19231982). Під його керівництвом ця наукова установа стала однєю із провідних зі створення й упровадження ІТ не тільки в Україні, а й у Радянському Союзі. Серед перших фундаментальних результатів вітчизняної кібернетики та обчислювальної техніки було створення й реалізація в 1955–1956 рр. адресної мови програмування (В. Королюк, К. Ющенко), поява граф-схем алгоритмів (Л. Калужнін) і систем мікропрограмних алгебр (В. Глушков), які стали помітним явищем не тільки в радянській, а й у світовій науці. У 1962 р. В. М. Глушков став лауреатом Ленінської премії в галузі науки й техніки за монографію «Синтез цифрових автоматів». Протягом 1961–1969 рр. у Інституті кібернетики були створені й передані в серійне виробництво такі ЕОМ, як «Дніпро» (1961) — перша в Радянському Союзі керуюча ЕОМ на напівпровідниках (перша подібна ЕОМ у США — RW300 — з'явилася також у 1961 р.), «Промінь» (1963), «Мир-1» (1965), «Мир-2» (1969), «Мир-3» (1969). Ці розробки не поступалися кращим світовим зразкам того часу у своєму класі, а за деякими архітектурними рішеннями та програмним забезпеченням (наприклад, концепція апаратної реалізації мов програмування високого рівня, яка втілена в серії машин «МИР» (мова Аналітик) і в проекті машини «Україна») навіть і випереджали їх. В. Глушков зробив значний внесок у розвиток інформатичної освіти в Україні. За його ініціативи, підтриманої академіком НАН України І. І. Ляшком (1921–2008), у Київському державному університеті ім. Т. Г. Шевченка у 1965 р. на механіко-математичному факультеті було створено кафедру теоретичної кібернетики (яку він очолював за сумісництвом до дня своєї смерті), а у 1969 р. відкрито факультет кібернетики — один із перших такого профілю в Радянському Союзі. Першим деканом факультету став І. І. Ляшко, який доклав багато зусиль для його становлення й розвитку. Якщо звернутись до хронології, то перший в Україні Обчислювальний центр було створено у 1956 р. при Київському державному університеті ім. Т. Г. Шевченка на базі лабораторії електричного моделювання. Ця лабораторія була організована ще у 1945 р. на механіко-математичному факультеті за ініціативи чл.-кор.. АН УРСР В. Є. Дьяченка. Із 1956 р. у Київському політехнічному інституті (КПІ) почали готувати на окремих кафедрах спеціалістів з обчислювальної математики й обчислювальної техніки. У 1960 р. за ініціативи Костянтина Григоровича Самофалова у КПІ була відкрита перша в країні кафедра обчислювальної техніки, яка з 1969 р. почала готувати інженерів-математиків зі спеціальності «0647 — прикладна математика». На початку 60-х рр. XX ст. у КВІРТУ було відкрито кафедри військової кібернетики й обчислювальної техніки та автоматизованих систем керування.

Завдання інформатики[ред.ред. код]

Основне теоретичне завдання інформатики полягає у розгляді загальних закономірностей, відповідно до яких створюється інформація, відбувається її перетворення, передавання та використання у різних сферах діяльності людини. Прикладні завдання інформатики полягають у розробці найефективніших методів і засобів здійснення інформаційних процесів, у визначенні способів оптимальної наукової комунікації у самій науці та між наукою і виробництвом. Т

Література[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]