Вводный урок по дисциплине «Информатика»

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Южно-Уральский государственный технический колледж

2017 г.

Вы приступаете к изучению предмета Информатика. Основным объектом внимания этой дисциплины является процесс информатизации и компьютеризации современного общества, который не только охватывает все сферы нашей жизни, но и развивается невиданными в истории темпами. В этом причина повышенного интереса к информатике. Прежде всего, нам необходимо разобраться в особенностях этого предмета и четко определить круг вопросов, которые мы будем изучать.

Каждый человек, чтобы стать образованным, должен освоить определенный минимум знаний, накопленных человечеством в области фундаментальных наук, а также овладеть совокупностью практических навыков, необходимых каждому в повседневной жизни.

Фундаментальные науки изучают объективные законы природы и общества, не зависящие от воли людей. Законы природы вы познали и познаете на уроках математики, физики, химии, биологии, законы экономики и развития общества - на уроках обществознания и истории, законы эстетики и художественного творчества - на уроках литературы. Необходимые вам практические вы осваиваете на уроках иностранных языков, рисования, музыки, труда.

Наряду с фундаментальными науками существуют и прикладные науки, а также дисциплины, возникшие на стыке нескольких наук, например, биофизика, экология, электроника.

То, что связано с приобретением новых знаний об окружающем мире, ранее не известных человечеству - называют наукой, а то, что связано с реализацией этих знаний в процессе создания и использования материальных и духовных ценностей, называют технологией. Между этими понятиями нет четкой границы, и их нельзя противопоставлять друг другу. Если наука стимулирует развитие технологии, то и технологии стимулируют развитие науки. В ряде случаев попытка создать какую-либо технологическую новинку на базе известных законов приводила к приобретению новых фундаментальных знаний (яркий пример- развитие космической технологии).

Любая технология опирается на фундаментальную или прикладную науку. Например, мастерство столяра определяется прежде всего навыками обработки дерева с помощью всевозможных инструментов. Однако при этом мастер должен знать физические свойства древесины (в целом) и свойства разных пород дерева, химию красок и лаков, законы эргономики и эстетики.

Режиссер, создавая художественный фильм, пользуется объективными законами творчества, и множеством конкретных знаний о предмете своей картины, и технологий кинопроизводства.

Термином «Информатика» обозначают совокупность дисциплин, изучающих свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств. На Западе применяют другой термин “computer science”-компьютерная наука.

Вы знаете, что есть физики, математики, химики, но нет «информатиков». Это связано с тем, что информатика-это очень широкая сфера, возникшая на стыке нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин.

Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук, которую в равной степени можно отнести и к математике, и к кибернетике: теория информации, теория алгоритмов, математический анализ, комбинаторный анализ, формальная грамматика и др. информатика имеет и собственные разделы: операционные системы, архитектура ЭВМ, теоретическое программирование и др.

Материальная база информатика связана со многими и разделами физики, с химией и особенно-с электроникой, радиотехникой.

Ядро информатики - информационная технология как совокупность конкретных технических и программных средств, с помощью которых мы выполняем разнообразные операции по обработке информации во всех сферах нашей жизни и деятельности. Иногда информационную технологию называют компьютерной технологией или даже прикладной информатикой.

Центральное место в прикладной информатике занимает компьютер (от английского слова compute-вычислять) - техническое устройство для обработки информации. У нас в стране его часто называют электронно-вычислительной машиной (ЭВМ). Мы рассматриваем наиболее распространенный тип ЭВМ – персональные компьютер (ПК). Следует иметь в виду, что термин «компьютер» отражает лишь историю возникновения ЭВМ: в современном компьютере вычисления - далеко не единственная и во многих случаях не главная функция.

Информатика - это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Из этого определения видно, что информатика близка к технологии, поскольку отвечает на вопрос: как? Как принимать и хранить информацию? Как обрабатывать информацию и преобразовывать её в форму, удобную для человека? Как использовать вычислительную технику с наибольшей эффективностью? Как использовать достижения других наук для создания новых средств вычислительной техники? Как управлять техническими средствами с помощью программ?

Поэтому не случайно предмет, изучением которого занимается информатика, нередко называют информационной технологией или компьютерной технологией.

Краткая история информатики

Корни информатики лежат в другой науке – кибернетике. Понятие кибернетика впервые появилось в первой половине XIX века, когда французский физик Андре Мари Ампер, известный вам из школьного курса физики по закону Ампера, решил создать единую классификацию всех наук, как существовавших в то время, так и гипотетических (которые не существовали, но должны были, по его мнению, существовать). Он предположил, что должна существовать некоторая наука, которая занимается искусством управления. Ампер не имел в виду управление техническими системами, поскольку сложных технических систем в те времена ещё не было. Он имел в виду искусство управления людьми, т.е. обществом. Эту науку Ампер назвал кибернетикой от греческого слова «кибернетикос» (искусный в управлении). В Древней Греции этого титула удостаивались лучшие мастера управления боевыми колесницами.

С тех пор о кибернетике забыли более чем на сто лет. В 1948 году, выдающийся американский математик Норберт Винер, труды которого по математической логике легли в основу зарождавшегося тогда программирования вычислительной техники, вновь возродил термин «кибернетика» и определил её как науку об управлении в живой природе и технических системах. Это определение оказалось весьма спорным. Смешивание живой природы и технических система в одной дисциплине привело в к резкому неприятию такого определения учеными разных стран.

Особенно сильной критике зарождавшаяся кибернетика подверглась в Советском Союзе. В большинстве стран мира научная дискуссия привела к рассолу в научных кругах, в СССР где кибернетика получила даже политическое осуждение, работы в этой области были прекращены на много лет.

Так из-за спорного определения в молодой зарождавшейся науке произошел раскол. Сегодня кибернетика продолжает изучать связь между психологией и математической логикой, разрабатывает методы создания искусственного интеллекта, но наряду с ней уже действует другая, отделившаяся от нее наука. Она занимается проблемами применения средств вычислительной техники для работы с информацией. В Великобритании и США эту науку называют computer science (наука о вычислительной технике), во Франции она получила другое название infotmatique (информатика). Оттуда это название и пришло к нам в Россию, и в страны Восточной Европы.

В 1978 году 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.

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

Инфоpматика — комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её приоритетные направления:

pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;

теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

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, игры 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 всё человечество в единое информационное сообщество;

разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Российский академик А.А. Дородницин выделяет в информатике три неразрывно и существенно связанные части — технические средства, программные и алгоритмические.

Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия".

Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально — "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.

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. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain — интеллект).

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.

Прогрессивное увеличение возможностей компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах общества: в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.

Информатика в современном мире

В современном мире роль информатики, средств обработки, передачи, накопления информации неизмеримо возросла. Средства информатики и вычислительной техники сейчас во многом определяют научно-технический потенциал страны, уровень развития ее народного хозяйства, образ жизни и деятельности человека.

Для целенаправленного использования информации ее необходимо собирать, преобразовывать, передавать, накапливать и систематизировать. Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, будем называть информационными процессами. Получение и преобразование информации является необходимым условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Живые существа способны не только воспринимать информацию из окружающей среды с помощью органов чувств, но и обмениваться ею между собой.

Человек также воспринимает информацию с помощью органов чувств, а для обмена информацией между людьми используются языки. За время развития человеческого общества таких языков возникло очень много. Прежде всего, это родные языки (русский, татарский, английский и др.)» на которых говорят многочисленные народы мира. Роль языка для человечества исключительно велика. Без него, без обмена информацией между людьми было бы невозможным возникновение и развитие общества.

Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические устройства — автоматы, работа которых также связана с процессами получения, передачи и хранения информации. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы.

Деятельность человека, связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Тысячелетиями предметами труда людей были материальные объекты. Все орудия труда от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или токарного станка были связаны с обработкой вещества, использованием и преобразованием энергии. Вместе с тем человечеству пришлось решать задачи управления, задачи накопления, обработки и передачи информации, опыта, знания, возникают группы людей, чья профессия связана исключительно с информационной деятельностью. В древности это были, например, военачальники, жрецы, летописцы, затем — ученые и т. д.

Однако число людей, которые могли воспользоваться информацией из письменных источников, было ничтожно мало. Во-первых, грамотность была привилегией крайне ограниченного круга лиц и, во-вторых, древние рукописи создавались в единичных (иногда единственных) экземплярах.

Новой эрой в развитии обмена информацией стало изобретение книгопечатания. Благодаря печатному станку, созданному И. Гутенбергом в 1440 году, знания, информация стали широко тиражируемыми, доступными многим людям. Это послужило мощным стимулом для увеличения грамотности населения, развития образования, науки, производства.

По мере развития общества постоянно расширялся круг людей, чья профессиональная деятельность была связана с обработкой и накоплением информации. Постоянно рос и объем человеческих знаний, опыта, а вместе с ним количество книг, рукописей и других письменных документов. Появилась необходимость создания специальных хранилищ этих документов — библиотек, архивов. Информацию, содержащуюся в книгах и других документах, необходимо было не просто хранить, а упорядочивать, систематизировать. Так возникли библиотечные классификаторы, предметные и алфавитные каталоги и другие средства систематизации книг и документов, появились профессии библиотекаря, архивариуса.

В результате научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах — обработка, целенаправленное преобразование информации осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком.

Вместе с тем постоянное совершенствование техники, производства привело к резкому возрастанию объема информации, с которой приходится оперировать человеку в процессе его профессиональной деятельности.

Развитие науки, образования обусловило быстрый рост объема информации, знаний человека. Если в начале прошлого века общая сумма человеческих знаний удваивалась приблизительно каждые пятьдесят лет, то в последующие годы — каждые пять лет.

Выходом из создавшейся ситуации стало создание компьютеров, которые во много раз ускорили и автоматизировали процесс обработки информации.

Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была разработана в США в 1946 году. В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика В. А. Лебедева.

В настоящее время компьютеры используются для обработки не только числовой, но и других видов информации. Благодаря этому информатика и вычислительная техника прочно вошли в жизнь современного человека, широко применяются в производстве, проектно-конструкторских работах, бизнесе и многих других отраслях.

Компьютеры в производстве используются на всех этапах: от конструирования отдельных деталей изделия, его дизайна до сборки и продажи. Система автоматизированного производства (САПР) позволяет создавать чертежи, сразу получая общий вид объекта, управлять станками по изготовлению деталей. Гибкая производственная система (ГПС) позволяет быстро реагировать на изменение рыночной ситуации, оперативно расширять или сворачивать производство изделия или заменять его другим. Легкость перевода конвейера на выпуск новой продукции дает возможность производить множество различных моделей изделия. Компьютеры позволяют быстро обрабатывать информацию от различных датчиков, в том числе от автоматизированной охраны, от датчиков температуры для регулирования расходов энергии на отопление, от банкоматов, регистрирующих расход денег клиентами, от сложной системы томографа, позволяющей « увидеть» внутреннее строение органов человека и правильно поставить диагноз.

Компьютер находится на рабочем столе специалиста любой профессии. Он позволяет связаться по специальной компьютерной почте с любой точкой земного шара, подсоединиться к фондам крупных библиотек не выходя из дома, использовать мощные информационные системы — энциклопедии, изучать новые науки и приобретать различные навыки с помощью обучающих программ и тренажеров. Модельеру он помогает разрабатывать выкройки, издателю компоновать текст и иллюстрации, художнику — создавать новые картины, а композитору — музыку. Дорогостоящий эксперимент может быть полностью просчитан и имитирован на компьютере.

Разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.