АН СССР ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ИНФОРМАТИКИ
РАЗВИТИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЙ "ИНФОРМАТИКА" И "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"
Под ред. члена-корреспондента АН СССР И.А.Мизина
Препринт
Москва 1991
Авторы - И.А.Мизин, И.Н.Синицын, Б.Г.Доступов, В.Н.Захаров, А.Н.Красавин. М.: ИПИ АН СССР, 1991
Содержание
1. Введение
2. Информатика
2.1. Развитие определений "информатика"
2.2. Структура информатики
3. Информационные технологии
3.1. Развитие определений "информационных технологий'
3.2. Классификация информационных технологий
Литература
1. ВВЕДЕНИЕ
Термин "информатика" начал использоваться в отечественной научно- технической литературе в начале 80-ых годов и быстро приобрел широкую популярность. Первоначально он возник во Франции в середине 60-ых годов (фр. informatique) и применяется в странах Европы для обозначения области научных знаний, связанных с автоматизацией обработки информации с помощью ЭВМ. В англоязычных странах для этой цели используется термин "computer science" (вычислительная наука) [1]. Иногда термином "вычислительные науки" пользуются и отечественные специалисты (см. например, РЖ ВИНИТИ, вычислительные науки).
Методы и средства информатики материализуются и доходят до конечного пользователя в виде информационных технологий. Термин "информационные технологии" появился в конце 70-ых годов и его стали широко применять в связи с использованием современной электронной техники для обработки информации. В настоящее время информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи, а также бытовую электронику, телевизионное и радиовещание. Информационные технологии находят большое применение в науке, промышленности, торговле, управлении, образовании, медицине, быту и т.д.
В работе дается развитие определений терминов "информатика" и "информационные технологии" в 80-90-ых годах. Рассматриваются некоторые подходы к структуризации информатики и информационных технологий.
2. ИНФОРМАТИКА
2.1. Развитие определений "информатика"
По поводу определения термина "информатика" в настоящее время существует ряд сходных точек зрения. Приведем некоторые из определений, получившие распространение в последнее время.
Академик В.М.Глушков (в своем письме Президенту АН СССР) в 1983 году в связи с созданием нового Отделения Академии наук СССР ссылается на определение информатики, данное Международным конгрессом в Японии в 1978г. "Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием системы обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия" [2].
С этим определением перекликается и другое определение информатики, приведенное в английском толковом словаре по вычислительной технике Dictionary of Computing, изданном в 1983г. "Информатика - это наука и технология обеспечения информационного обмена с помощью систем, основанных на применении ЭВМ" [З].
Академик А.А.Дородницын определяет информатику как науку о преобразовании информации, которая базируется на вычислительной технике [4].
В [5] академик А.А.Самарский обращает внимание на новую научную методологию, возникшую благодаря информатике. "Она основана на развитии в широком применении методов математического моделирования и вычислительного эксперимента и служит ближайшим стратегическим резервом ускорения научно- технического прогресса. Сущность математического моделирования и его главное преимущество состоит в замене исходного объекта соответствующей математической моделью и в дальнейшем ее изучении (экспериментирование с нею) на ЭВМ с помощью вычислительно-логических алгоритмов. Математическое моделирование представляет собой естественное развитие и обобщение методов научного исследования, соединенных с современной информационной технологией. Цикл вычислительного эксперимента объект-модель-алгоритм-программа-ЭВМ- управление объектом отражает основные этапы процесса познания в нынешнем компьютерном воплощении. Здесь органично соединяются сильные стороны теоретических методов и натурного эксперимента. Работа с моделью, а не с объектом, оборачивается оперативным получением подробной и наглядной информации, вскрывающей его внутренние связи, качественные характеристики и количественные параметры. Многократно уменьшаются материальные и трудовые затраты, присущие традиционным экспериментальным подходам, дающим, как правило, лишь крупицы нужной информации. Вычислительный эксперимент не подвластен каким-либо ограничениям - математическая модель' может быть безопасно испытана в любых мыслимых и немыслимых условиях" [5].
Академик Н.Н.Моисеев считает, что "информатика - это некая синтетическая дисциплина, которая включает в себя и разработку новой технологии научных исследований и проектирование, основанные на использовании электронной вычислительной техники, и несколько крупных научных дисциплин, связанных с проблемой общения с машиной, и, наконец, с созданием машины" [б].
Точка зрения члена-корреспондента В.И.Сифорова [7] на определение информатики: "В основу определения должны быть положены действия над информацией. Информатика развивается под действием потребности общества и согласно внутренней логике развития. В основе этого развития лежат закономерности процессов в ЭВМ, закономерности развития ЭВМ. Информатика имеет дело не с конкретными формами материи, а с категориями: информация, модель и т.п. Информатика - комплексная дисциплина - это наука (фундаментальные исследования) и отрасль производства (опытно- конструкторские работы и совершенствование технологий), а кроме того, и инфраструктурная область (эксплуатация информационных систем)".
Ю.И.Шемакин в книге "Введение в информатику" отмечает, что "основной задачей информатики является изучение закономерностей, в соответствии с которыми происходят создание, преобразование, хранение, передача 'и использование информации всех видов, в том числе с применением современных технических средств" [8].
Академик Б.Н.Наумов в предисловии к сборнику [9] подчеркнул, что информатика - это "естественная наука, изучающая общие свойства информации, процессы, методы и средства ее автоматизированной обработки". При этом под обработкой информации понимаются процессы ее восприятия, хранения, преобразования, перемещения и вывода (ввода) с применением средств вычислительной техники.
В документах ЮНЕСКО 1986-1988гг. термину "информатика" дается широкое толкование. Указывается, что этот термин охватывает собственно информацию, ее сбор, анализ и обработку, а также соответствующие аппаратные средства, включая микропроцессоры как таковые или же в сочетании с другими электронными системами. Информатика рассматривается как крупное научное направление, заслуживающее активного развития в интересах всего человечества. Она способна (при соответствующем освоении ее методов и средств) помочь человеку полнее использовать информационные ресурсы в интересах научно- технического прогресса и социального развития [11I].
В 1988г. вышел "Математический энциклопедический словарь", в котором академик А.П.Ершов дал следующее определение информатики как науки, отрасли промышленности и разновидности человеческой деятельности: "Информатика- 1) находящаяся в становлении наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ; 2) родовое понятие, охватывающее все виды человеческой деятельности, связанные с применением ЭВМ" [12].
В последнее время некоторыми авторами, в связи с определением современных задач информатики, особый упор делается на обработку знаний.
Роль теории искусственного интеллекта в информатике была обоснована академиком Г.С.Поспеловым и отражена в монографии [13].
В.Д.Ильин предлагает дать следующее определение информатики: "Предметом информатики как науки будем считать процесс создания, накопления и применения знаний" [14].
К.К.Колин в сборнике [15] дает следующее определение информатики: "Информатика является общенаучной дисциплиной, которая изучает свойства, закономерности, процессы, методы и средства формирования, хранения и распространения знаний в природе и обществе".
В.О.Белошапка на основе сопоставления различных определений информатики предлагает рассматривать ее как науку о формализованном общении [16]. Сходный подход развит подробно в [17].
В связи с бурным развитием компьютеризации в нашей стране некоторые авторы считают, что под информатикой следует понимать профессиональную деятельность по применению и разработке ЭВМ [18]. По мнению этих авторов, в этом случае открывается возможность урегулировать спор со специалистами,которые давно занимаются "старой" информатикой и трактуют ее как науку по организа- ции распространения научно-технической информации (именно эту тематику отражает РЖ ВИНИТИ "Информатика"). Оказывается, что "старой" информатике соответствует англо-американский термин "information science". Теперь становится ясно, что русскоязычный термин "информатика" объединил в себе (кроме всех прочих значений) наименование двух существенно различных дисциплин "computer science" и "information science". Термин "information science" уместно по аналогии с "information science", переводить как "информационное дело". Это позволит, с одной стороны, и в русском я^ыке развести "information science" и "computer science", а с другой - отделять науку информатику от связанного с ней дела [19].
Таким образом, в настоящее время информатику (как и медицину) можно рассматривать как комплексную дисциплину: во-первых, это естественная наука (фундаментальные и прикладные исследования); во-вторых, отрасль промышленности (опытно-конструкторские работы и производство); в-третьих, инфраструктурная область (профессиональная деятельность и эксплуатация систем информатизации). Как естественная наука информатика изучает общие свойства информации (данных и знаний), методы и системы для ее создания, накопления, обработки, хранения, передачи и распределения с помощью средств вычислительной техники и связи. Как отрасль промышленности информатика занимается проектированием, изготовлением, сбытом и развитием систем информатизации и их компонентов. Как инфраструктурная область информатика занимается сервисом и эксплуатацией систем информатизации, обучением и др.
Как фундаментальная наука информатика связана с философией - через учение об информации и теорию познания; с математикой - через теорию математического моделирования; математическую логику и теорию алгоритмов; с лингвистикой - через учение о формальных языках и о знаковых системах. Она также тесно связана с теорией информации и управления.
Важнейшими методологическими принципами информатики является изучение объектов и явлений окружающего мира с точки зрения процессов сбора обработки и выдачи информации о них, а также определенного сходства этих процессов при их реализации в искусственных и естественных (в том числе в биологических и социальных) системах.
Важнейшей задачей информатики является изучение и обеспечение "дружественного" интерфейса между человеком и аппаратно-программными средствами обработки информации. В связи с этим чрезвычайно актуальной для информатики становится изучение сущности интеллектуальной деятельности человека.
Основными видами человеческой интеллектуальной деятельности, изучаемыми в информатике, являются:
- математическое моделирование (фиксация результатов познавательного. процесса в виде математической модели);
- алгоритмизация (реализация причинно-следственных связей и других закономерностей в виде направленного процесса обработки информации по формальным правилам);
- программирование (реализация алгоритма на ЭВМ);
- выполнение вычислительного эксперимента (получения нового знания об изучаемом явлении или объекте с помощью вычисления на ЭВМ);
- решение конкретных задач, относящихся к кругу объектов и явлений, описываемых исходной моделью.
Практические применения информатики постепенно формируют новый сектор народного хозяйства, объединяющий вычислительную технику, средства связи, управления и массовой информации и получившей название "индустрия информатики".
В документах ВАК СССР информатика включена в число важнейших научных специальностей, в частности, введена специальность "теоретические основы информатики".
2.2. Структура информатики
Расширение сферы научных методов и практических приложений информатики привело к необходимости ее структуризации.По поводу структуры информатики существуют различные точки зрения.
С нашей точки зрения, структура информатики представляется в следующем виде.
Во-первых, четко определилась группа задач и методов информатики чисто теоретического характера, которые целесообразно объединить в рамках теоретической информатики [9, 10].
Во-вторых, сложилась обширная область научных проблем и методов, связанных с разработкой аппаратных и программных средств информатики. Эта область представляет собой техническую основу информатики и поэтому может быть названа технической информатикой. Ее ядром является вычислительная техника и связь.
В-третьих, бурно развивающейся областью является применение средств информатики. Разнообразные прикладные системы информатики (информационные, экспертные, АСНИ, САПРы и др.) наглядно демонстрируют ее возможности и значимость для развития научно-технического прогресса. Область прикладных систем информатики непрерывно расширяется и пополняется новыми научными идеями и техническими решениями. Ныне она уже составляет специфическую часть информатики и может быть названа прикладной информатикой [9].
3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
3.1. Развитие определения "информационные технологии'
Как отмечалось выше, в настоящее время методы и средства информатики материализуются и доходят до конечного пользователя в виде информационных технологий. Известные в литературе определения информационных технологий достаточно близки. Приведем некоторые из них.
В толковом словаре по информационной технологии "Dictionary of Information Technology" (1982 г.) говорится, что информационная технология - это получение, обработка, хранение и передача графической, текстовой, цифровой, аудио- и видео- информации на основе микроэлектронных средств вычислительной техники и связи [19].
В толковом словаре по вычислительной технике "Dictionary of computing" (1983 г.) под информационной технологией понимают область человеческой деятельности, связанную с созданием систем и устройств для обработки и передачи информации [З].
В другом толковом словаре по вычислительной технике "Dictionary of computing" (1986 г.) под информационной технологией подразумевают любую форму технологии, т.е. любые средства, используемые человеком, для обработки информации [20].
В "Математическом энциклопедическом словаре" говорится, что "Информационная технология - создаваемая прикладной информатикой совокупность систематических и массовых способов и приемов обработки информации во всех видах человеческой деятельности с использованием современных средств связи, полиграфии, вычислительной техники и программного обеспечения. Информационная технология всегда являлась неотъемлемой и существенной частью человеческой цивилизации, и ее многовековое развитие взаимообусловливало параллельное развитие производства, науки, искусства и образования" [12].
Д.С. Черешкин и М.С. Цаленко [21, 22] под информационной технологией понимают совокупность способов и приемов обработки информации во всех видах человеческой деятельности с использованием в первую очередь современной ЗС технологии - computer+communication+control (ЭВМ+связь+управление).
В работе [23] информационные технологии определяются как совокупности методов и средств реализации информационных процессов в различных областях человеческой деятельности. При этом под информационными процессами понимают следующие:
- сбор, прием, восприятие (эти процессы отражают взаимодействие системы с внешней средой);
- передача информации между отдельными подсистемами системы;
- переработка, анализ, отбор информации, создание новой информации, использование информации;
- хранение, запоминание информации;
- передача информации из системы во внешнюю среду.
В последнее время, чтобы подчеркнуть использование современных средств вычислительной техники, информатики и связи вводят термин "новые информационные технолоти" (НИТ). Так в книге "Современные информационные технологии" [11] под новыми технологиями понимаются любые современные виды информационного обслуживания, организованные на базе средств вычислительной техники и связи.
Таким образом, в настоящее время информационная технология может быть определена, как совокупность систематических и массовых способов создания, накопления, обработки, хранения, передачи и распределения информации (данных, знаний) с помощью средств вычислительной техники и связи.
Значительное развитие средств информатики и связи дает возможность осуществить в будущем переход к "безбумажной технологии" и "безбумажному обществу". В "безбумажном обществе" информационный обмен между пользователями будет осуществляться с помощью видеотелефона, видеотексных систем, электронной почты, факсимильной передачи документов, телеконференций, сети передачи данных и т.д., а сбор, хранение и обработка информации будет производиться с помощью средств вычислительной техники.
Информационные технологии в дальнейшем будут развиваться и совершенствоваться за счет повышения "интеллектуальности" автоматизированных информационных систем и приближения их к пользователю, а именно за счет создания аппаратных средств, доступных для любого пользователя. На данном принципе будет создаваться и развиваться информационная технология - искусственный интеллект [13].
[...]
3.2. Классификация информационных технологий
В известной нам литературе до сих пор не рассматривались вопросы классификации информационных технологий. Следуя [25], рассмотрим вариант классификации, учитывающий возможность выделения типовых задач обработки информации, а также эффективность разработки, воспроизводства и применения технологий.
В составе основных операций по обработке информации, таких как создание, накопление, преобразование, передача, поиск, распределение, вывод и др., можно указать ряд автономных типовых функций обработки информации. К ним, в частности, относятся:
- математические вычисления;
- аналитические и символьные преобразования;
- математическое моделирование;
- алгоритмизация;
- программирование;
- обработка текстовой информации (занесение, изменение, контекстный поиск и др.);
- обработка табличной информации (занесение, вычисления и др.);
- деловая графика (диаграммы, схемы и др.);
- машинная графика (занесение, преобразование, выделени и др.);
- обработка изображений (ввод, преобразование, выдача, архивизация, передача и др.);
- обработка сигналов, в т.ч. звуковых (ввод, преобразование, хранение, вывод и др.);
- передача и распределение информации и др.
Информационные технологии мохно классифицировать по следующим критериям:
- функционально-ориентированные технологии;
- предметно-ориентированные технологии;
- проблемно-ориентированные технологии.
Функционально-ориентированные информационные технологии предназначены для реализации одной из типовых относительно автономных задач обработки информации. Такие технологии могут обладать довольно высокой степенью универсальности и быть доступными для разработки и воспроизводства при минимальном участии будущего потребителя.
Предметно-ориентированые информационные технологии предназначены для решения конкретной специфической задачи в конкретной области. Они максимальным образом удовлетворяют частным требованиям данного применения и могут обладать наименьшей степенью универсальности. Как правило, их появление невозможно без участия будущего пользователя.
Однако часто удается обобщить требования со стороны ряда конкретных приложений и выделить некоторые типовые прикладные проблемы. Отсюда возникает понятие проблемно-ориентированной информационной технологии, которая занимает в определенной степени промежуточное положение между функционально-ориентированной и предметно-ориентированной технологией. Потенциальные пользователи такой технологии могут принять участие в ее разра- ботке только на начальной стадии обобщения и типизации конкретных задач или конечной стадии - при разработке некоторых специализированных дополнений. Это позволяет основную часть технологии создавать автономно от пользователя и применять унифицированные технические решения.
В соответствии с выбранной классификацией к функционально-ориентированным информационным технологиям относятся:
- математические вычисления;
- аналитические и символьные преобразования;
- математическое моделирование;
- алгоритмизация;
- программирование;
- обработка текстовой информации;
- обработка табличной информации;
- деловая графика;
- машинная графика;
- обработка изображений;
- обработка сигналов;
- передача и распределение информации и др.
Проблемно-ориентированные технологии базируются на использовании:
- информационно-поисковых систем;
- баз данных и баз знаний;
- экспертных систем;
- систем автоматизации научных исследований;
- систем автоматизированного проектирования;
- систем автоматизации профессионального труда;
- систем автоматизации производства;
- обучающих систем;
- настольно-издательских систем;
- систем для перевода с одного языка на другой;
- телеконференций и др.
Примерами предметно-ориентированных информационных технологий могут служить технологии для:
- медицинских систем;
- общего и специального профессионального обучения;
- страховых, финансовых и банковских систем;
- средств массовой информации;
- средств социальной реабилитации;
- игровых и развлекательных систем;
- применений в быту.
В зависимости от поставленных целей возможно использование и других критериев классификации. Например, по типу применяемых ЭВМ, программных средств, средств передачи данных.
[...]
ЛИТЕРАТУРА
1. Велихов Е.П. Информатика - актуальное направление развития советской науки. В "сб. "Кибернетика. Становление информатики." - М.:Наука, 1986.
2. Беликов Е.П. Об организации в Академии наук СССР работ по информатике, вычислительной технике и автоматизации. Вест- ник АН СССР 1983, N 6.
3. Dictionary of Computing. Data Communications. hardware and Software. Basics. Digital Electronics. John Wiley, 1983
4. Дородницын А.А. Информатика: предмет и задачи. В сб. " Кибернетика. Становление информатики." - М.: Наука, 1986.
5. Самарский А.А. Проблема использования вычислительной техники и развитие информатики. Вестник АН СССР 1985, N 3.
6. Моисеев Н.Н. Информатика: новые пути познания законов природы и общества. Вестник АН СССР 1985, N 5.
7. Сифоров В.И. Информатика и ее взаимодействие с философией и другими науками. Философская наука 1984, N 2.
8. Шемакин Ю.И. Введение в информатику. - М.:Финансы и статистика, 1985.
9. Информатика и компьютерная грамотность. ИПИ АН СССР. Отв. ред. академик Б.Н. Наумов. - М.:Наука, 1988.
10. Gruska Jozef. Vznik informatiky ako vedy a problemy jej suchasnego rozvoja./ Inf. syst. - 1989 - 18. N3. - С. 221-231 (РЖ59. Информатика. М.: ВИНИТИ.-1990.- N 1.1.59.8.).
11. Свириденко С.С. Современные информационные технологии. - М.:Радио и связь, 1989.
12. Математический энциклопедический словарь. Гл. ред. Прохоров Ю.В.- М.:Сов. энциклопедия, 1988.
13. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект - новая информационная технология. - М.:Наука, 1988.
14. Ильин В.Д. Система порождения программ. - М.:Наука,1989.
15. Колин К.К. О структуре научных исследований по комплексной программе " Информатика". Сб. научных трудов " Социальная информатика". - М.:КВШ при ЦК ВЛКСМ, 1990.
16. Белошапка В.О. О языках моделях и информатике. Информатика и образование, 1987, N 6.
17. Дименштейн Р.П., Пирогов С.Г., Яковлев А.Г. Общение и манипулирование посредством компьютерной системы. ^РО - 89: Международный симпозиум. - Минск,1989 т.1, - Часть 1.
18. Дименштейн Р.П., Яковлев А.Г. Информатика или компьютерное дело. Информатика и образование 1989, N 3. Авторское добавление: Сборник "Компьютер" , выпуск 1, М.:Финансы и статистика, 1990.
19. Dictionary of Information Technology. MacMillan Press, London, 1982.
20. Dictionary of Computing. Second Edition. Oxford University Press, 1986.
21. Черешкин Д.С., Цаленко М.С. Информатизация и перестройка советского общества. Труды ИФИП, 1988.
22. Черешкин В.С., Цаленко М.С. Перспективы и проблемы развития информационных технологий//Систем.исслед. методол. проблем.: Еже- годник, 1988. Вып.20.- М.; 1989г.- С.7-26.
23. Айламазян А.К., Стась Е.В. Информатика и теория развития. - М.:Наука, 1989.
24. Системы комплексной информации. Бюллетень информационных технологий N 9. Международный компьютерный клуб.
25. Дымков В.И., Синицын И.Н. Элементы Концепции персональных систем обработки информации . Системы и средства информации ИПИ АН СССР. - М.:Наука, 1989.