Этапы становления и развития информатики

Становление информатики (в недрах кибернетики) началось с появления теории информации (см. выше) как важной составной части теоретической информатики.

Теория информации в своём изначальном виде включала такие разделы как измерение информации, теорию кодирования, теорию сигнала, иными словами, теоретические основы связи (в соответствии с научными интересами автора – К.Э.Шеннона – специалиста в области связи и шифрования). С появлением компьютеров теоретическая информатика, наряду с теорией информации, включила в свой состав "компьютерно ориентированные" разделы: дискретную и вычислительную математику, вычислительную геометрию, математическую логику (включая многозначную и нечеткую логику), теорию алгоритмов и задач, теорию игр, теорию принятия решений, теорию автоматов и др.

Параллельно с теоретической информатикой развивались и остальные ветви информатики. Четких этапов их развития выделить невозможно – развитие шло непрерывно. Бурно развивались вычислительная техника и программирование (см. лекцию 2), прикладная информатика. Только теория искусственного интеллекта до середины 70-х гг. XX в. не ушла дальше идей, высказанных в 40-50 гг. Н. Винером, У. Маккаллоком (США) и А. Тьюрингом (Великобритания). Но с середины 70-х гг. благодаря усилиям М. Мински (США) и др. (см. лекцию 4) теория искусственного интеллекта стала быстро развиваться и приобретать практические формы (фрейм, семантическая сеть, нейронная сеть).

Современное состояние информатики как фундаментальной дисциплины "информационного общества"

Цивилизованный мир вступает в эпоху т.н. "информационного общества". В этом обществе фундаментальной образовательной дисциплиной должна стать информатика, как в предыдущем "индустриальном обществе" фундаментальными образовательными дисциплинами были физика, химия, математика, биология. Для этого информатика должна охватить все стороны жизни информационного общества. Готова ли она к такой функции, достаточно ли она "фундаментальна"?

Современная информатика (согласно экспертизам, проведенным авторитетными международными организациями) включает 14 основных компьютерных направлений, в каждом из которых 10-15 тематических разделов (всего их около 200). Вот эти направления (по состоянию на 2009 г.):

  • алгоритмы и теория сложности;
  • архитектура и организация ЭВМ;
  • вычислительная математика и численные методы;
  • дискретные структуры;
  • компьютерная графика и визуализация;
  • взаимодействие человека и машины (интерфейс);
  • управление информацией ;
  • интеллектуальные системы;
  • распределенные вычисления;
  • операционные системы;
  • основы программирования;
  • языки программирования;
  • программная инженерия;
  • социальные и профессиональные вопросы.

А ведь еще есть робототехника, сетевые и связные технологии, организационная техника, изучение которых тоже входит в юрисдикцию информатики.

Всё это обилие необходимых знаний по информатике создает впечатление, что ее современное состояние не позволяет ее изучить, даже если весь срок обучения в вузе посвятить одной информатике. Это позволяет нам утверждать, что информатика – одна из немногих научных дисциплин, требующая, главным образом, самостоятельного изучения, творческого подхода к отбору учебного материала, непрерывного самосовершенствования и самокритичности. Человек, утверждающий, что он отлично знает информатику, не понимает, что говорит.

Научна ли современная информатика? Если приложить к ней критерии рациональной научности (см. лекцию 3 ), то окажется, что информатика удовлетворяет всем критериям научности. Остановимся на одном из них, на наш взгляд, самом важном – существовании объективных законов, специфических для информатики. Есть ли такие законы? Да, есть, и относятся они к феномену информации. Из известных нам законов приведем три закона.

  1. Любой объект может быть источником информации (информативным объектом), если число его состояний не менее двух.
  2. Информация имеет явный предел делимости (1 бит) в отличие от материи и энергии.
  3. Внутренняя информация объекта потенциально бесконечна, внешняя информация (об объекте) всегда конечна.

Примечания.

  1. Объект, имеющий одно состояние, неинформативен, как неинформативна игра в карты одной масти и одного ранга (например, пиковыми дамами). Количественный минимум информации (1 бит) имеет место при выборе одного из двух состояний.
  2. Внутренняя информация не преобразуется во внешнюю, как потенциальная энергия в кинетическую. Внутренняя информация частично проявляется во внешней. Если бы внешняя информация была полной копией бесконечной внутренней информации, для передачи внешней информации потребовалось бы бесконечное время, а для ее хранения – бесконечная память, что невозможно.

Кроме этих трех законов, есть и другие информационные законы (закон сохранения информации, закон необходимого разнообразия и др.). С ними можно познакомиться в книге В.Б. Гухмана "Философия информационного подхода." Тверь, 2000 г.

Если информатика приобрела статус фундаментальной дисциплины, то и отношение к ней должно быть соответствующее, как в школе, так и в вузе. К сожалению, в нашей стране информатика еще не стала безусловно обязательной дисциплиной школьного цикла с выпускным экзаменом. Учителей информатики не так уж много (особенно в провинциальной "глубинке"), обычно ее преподают учителя математики и физики, часто по совместительству. В некоторых школах преподавание информатики сводится к знакомству с компьютером (часто имеющимся чуть ли ни в единственном экземпляре) с последующим использованием его для компьютерных игр и/или доступа в Интернет. При поступлении в учебные заведения, не специализирующиеся на информационных системах и технологиях, вступительный экзамен по информатике возможен (как альтернатива экзамену по физике), но не обязателен. Возможно, информатика отпугивает педагогов своей нестабильностью, необходимостью чуть ли не ежегодно (если не чаще) изменять программы и содержание обучения (ведь информатика всё время находится в развитии).

Существенно и то, что в преподавании информатики приходится совмещать теорию с практикой (в равной степени), иметь дело с учащимися, далеко "продвинутыми" в практике общения с информационной техникой, когда не учитель ученику, а наоборот, ученик учителю может подсказать (рассказать) о самых современных методах работы с этой техникой. К такому повороту в педагогике трудно привыкнуть, но такова жизнь в информационном обществе.

В целом же из отношения к информатике пока следует мысль о неготовности нашей страны к переходу в это общество.