Профессор, кандидат технических наук А. М. Горинштейн

Рецензент

профессор кафедры информационных технологий Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, доктор технических наук Ю. М. Панкратов

Введение

1.1. Место в образовательном процессе и основные цели дисциплины

Дисциплина «Информатика и программирование» открывает цикл профильных дисциплин, предусмотренных специальностями «Прикладная информатика в экономике и «Прикладная информатика в СКС».

Эта дисциплина изучается студентами на I курсе и является логическим продолжением, развитием, углублением и обобщением изучения информатики в школе.

Цели дисциплины:

• расширение мировоззрения и формирование самостоятельного мышления студентов в области информационных подходов к анализу процессов и явлений профессиональной сферы;
• получение систематических знаний об информационных процессах, системах, средствах и технологиях;
• получение систематических знаний об алгоритмизации и программировании прикладных задач;
• приобретение специальных знаний и умений, необходимых для работы в фирмах, организациях или подразделениях информационной сферы.

Ряд важных вопросов, детально изучаемых в параллельных или последующих дисциплинах информационного цикла, в наших лекциях будет лишь кратко обозначен.

Дисциплина изучается в течение учебного года, формы контроля — зачет (1 семестр), защита курсовой работы и экзамен (2 семестр).

Объект изучения

1.2.1. Области информатики

Понятие, определяемое термином «информатика», имеет два толкования:

1. это научная область, изучающая процессысбора, классификации, хранения, переработки и передачи информации с ориентацией на использование аппаратных, алгоритмических и программных средств вычислительной и коммуникационной техники;

2. это область практической деятельности по следующим направлениям:

• исследования и разработки компьютерных и коммуникационных средств, методов и технологий;
• производство технических средств данного предназначения;
• создание программных продуктов разного назначения;
• производство специальных расходных материалов (магнитных и оптических дисков, специальной бумаги, чернил и порошков для печати и т. п.);
• маркетинг аппаратуры, программных продуктов, баз данных, материалов;
• создание и обновление универсальных и специализированных баз данных;
• предоставление доступа к ресурсам Интернета;
• консультационные и сервисные услуги корпоративным пользователям по оснащению фирм информационными системами и по их эксплуатации;
• правовое обеспечение информационной деятельности;
• финансово-экономическое обеспечение информационной деятельности;
• популяризация достижений и проблем информатики в СМИ;
• массовая подготовка пользователей в области компьютерных технологий.

Объединяя рассмотренные выше области и направления, будем говорить о профессиональнойдеятельности винформационной сфере.

Наряду с профессионалами информационной сферы, в ней более или менее активно действует колоссальная армия людей, использующих технические и программные компьютерные и коммуникационные средства, методы и технологии в служебной деятельности, в учебе или для личных целей. Уровень подготовленности таких пользователей варьируется в широком диапазоне: от новичков с практически нулевым багажом знаний и умений до весьма компетентных знатоков, чья квалификация по конкретным вопросам информатики может даже превосходить квалификацию профессионала.

Существенную часть всех ресурсов информационной сферы потребляет именно армия пользователей.

1.2.2. Понятие об информационном обществе

История цивилизации знает несколько «информационных революций»:

• возникновение письменности;
• изобретение книгопечатания (в XVI веке);
• изобретение телеграфа, телефона, радио (XIX век).

Каждая из них несла качественные изменения всех граней жизни общества, оказывалась сильнейшим стимулом развития науки, образования, мощным двигателем технического прогресса. ХХ век дал миру компьютерную революцию, и порожденное этой революцией общество стали называть информационным.

Черты, признаки, пути развития нового общества активно изучаются философами, социологами, экономистами, юристами, психологами, гигиенистами и, конечно, профессионалами информационной сферы.

Одной из важнейших черт информационного общества становится перераспределение его трудовых ресурсов: движение к такой стадии, когда большинство работающих сосредоточится именно в информационной сфере.

В информационном обществе производство информационного продукта (новых фактов, знаний, учебных материалов, средств досуга и др.) начинает превосходить производство материального продукта. При этом последний тоже меняется, так как его изготовление, сбыт и использование все более насыщаются информационными составляющими.

Вполне очевидно, что потребность в профессионалах информационной сферы с высокой квалификацией быстро нарастает, и это также можно считать существенным признаком информационного общества.

1.2.3. Информационная культура

Под общей информационной культурой понимается умение целенаправленно и результативно работать с информацией.

Профессиональная информационная культура и компетентность — это готовность и способность применять в такой работе аппарат специальных научных дисциплин и арсенал современных информационных и коммуникационных технологий.

Важным элементом профессиональной культуры является владение информационным подходом к анализу процессов и явлений. Это умение формулировать и решать задачи, в том числе высокого уровня сложности:

• с использованием некоторых эффективных общих принципов, методов и процедур, не зависящих от содержательной постановки этих задач (здесь уместно сравнение с математикой);
• путем структуризации (расчленения задачи на более простые подзадачи);
• на основе четкого определения и описания учитываемых факторов и связей между ними;
• с оценкой качества используемых сведений и получаемых результатов;
• с максимальным использованием всех средств компьютерной поддержки.

1.2.4. Информатика как наука

До недавнего времени основными категориями целостной картины мира полагали пространство, время, материю и энергию, поскольку на определенном уровне развития научного знания этого было достаточно для описания и анализа разнообразных процессов и явлений.

Но практически любой вид осмысленной деятельности человека включает

получение переработку передачу использование ИНФОРМАЦИИ

Стало очевидно, что картину мира нужно дополнить; сейчас картина мира рисуется уже не в «четырехмерном», а в «пятимерном» пространстве:

пространство · время · материя · энергия·информация

Информатика в последний период все активнее выдвигается на роль фундаментальной, мировоззренческой науки. Она изучает:

• процессы обработки информации;
• принципы организации и функционирование современных средств обработки информации;
• базовые принципы информационного анализа процессов и явлений предметной области;
• методы проектирования и разработки алгоритмов и программ.

Владение основами научной информатики становится важной составляющей профессиональной вооруженности специалиста с высшим образованием. Сказанное относится и к специалистам гуманитарной сферы, так как здесь информационные взаимодействия индивидов и их групп (социальная коммуникация) обычно являются определяющим фактором процессов и явлений.

Не будет преувеличением сказать, что достижения в духовной сфере во многом зависят от устойчиво и полноценно функционирующих информационных каналов, а в основе неудач (ссор, конфликтов с вовлечением разного круга участников) лежат сбои действующих информационных цепей.

Научная информатика использует и синтезирует идеи, подходы и методологию как многих традиционных, так и сравнительно новых наук; более или менее полный (но не исчерпывающий) перечень таков:

— теория информации; — теория знаковых систем; — теория алгоритмов и программирования; — теория автоматов; — теория связи; — теория систем и управления ими; — теория моделирования; — теория массового обслуживания; — теория очередей; — теория принятия решений;

— эргономика; — инженерная психология; — физиология восприятия; — теория оптимизации; — теория вероятностей; — математическая статистика; — математическая логика; — вычислительная математика; — теория оптимизации; — лингвистика.

В зависимости от специфики решаемых задач информатика в разных пропорциях опирается на те или иные из перечисленных наук и направлений.

Постепенно формируются и кристаллизуются собственные принципы и подходы информатики, в центре которых анализ процессов и явлений разной природы на основе понятий система, модель, сигнал, управление.

Взяв многое от других научных дисциплин, информатика сегодня уже сама способна обогатить их, помогая решать проблемы своих «родителей».

1.2.5. Информационные технологии

Понятие «технология» имеет два равноправных толкования:

1. классическое: совокупность знаний о способах и средствах проведения некоторого процесса (это толкование восходит к греч. techne — искусство, ремесло, мастерство, умение, наука);
2. более современное: сам процесс с составляющими его операциями и теми ресурсами, которые необходимы для проведения процесса.

В рамках первого из этих толкований под информационными технологиями (ИТ) понимают наборы правил, методических рекомендаций, иных материалов рецептурного характера для решения конкретных прикладных задач с помощью технических и программных компьютерных и коммуникационных средств. Попросту говоря, ИТ дают ответ на вопрос, с помощью каких средств и какими способами данную работу можно выполнить (по возможности наиболее эффективно).

Сегодня большинство видов человеческой деятельности в той или иной мере поддерживаются информационными технологиями.

Очевидно, наиболее массовыми являются офисные технологии общего назначения, такие как подготовка и обработка текстов, обработка числовых данных, упорядоченное хранение справочных данных.

К ИТ общего назначения можно отнести также современные технологии связи, такие как электронная почта, факс-модемная, сотовая и пейджинговая связь, поиск и извлечение информации в сети Интернет; игровые, обучающие и развлекательные мультимедиа-технологии.

Профессиональные, или предметно ориентированные ИТ служат для решения более или менее ограниченного круга специфических практических проблем. Применительно к вероятной будущей работе выпускников нашего Университета это, например, задачи экономиста, финансиста, менеджера, переводчика, социолога, юриста, web-мастера, искусствоведа, журналиста и многие иные виды деятельности.

В основе профессиональных ИТ лежат общие основные принципы, более или менее близки и реализованные в них способы взаимодействия с пользователем (пользовательский интерфейс).

Специальные дисциплины по ИТ будут изучаться на следующих курсах.

1.2.6. Инструментарий информационных технологий

Традиционно главными инструментами ИТ считали:

• технические средства (ТС), или по-английски hardware, то есть «жесткую часть» — сами компьютеры, подключаемые к ним внешние устройства, аппаратуру и линии межкомпьютерной связи;
• программные средства (ПС), или software, то есть «пластичную часть» — программы различного назначения, управляющие работой ТС.

Эти инструменты могут работать только совместно, образуя вычислительные и коммуникационные комплексы и системы (ВК, КС).

По мере усложнения технических средств еще быстрее усложнялись и дорожали программные; сегодня стоимость всех программных средств ВК может намного превосходить стоимость его ТС.

На определенной стадии развития информатики возникло понимание того, что на равных правах с ТС и ПС выступает также:

• интеллектуальное обеспечение (brainware, «мозговая часть») —совокупность методов и алгоритмов разработки ТС и ПС и построения ВС;
• технологическое обеспечение, часто называемое английским термином know how, то есть «знаю, как». Термин ноу-хау обрел«правагражданства» как в профессиональном, так и в общеразговорном и официальном русском языке.

Понятие «ноу-хау» уместно подразделить на несколько «знаний», а именно:

• know how в узком понимании — знание способа выполнить данную работу;
• know what («знаю, что именно...») —знание, в чем конкретно состоит работа, которую предполагается выполнять;
• know why («знаю, для чего...») —знание цели выполнения этой работы;
• know whom («знаю, для кого...») —знание возможностей субъекта (адресата) верно воспринять результаты в предлагаемой ему форме;
• know with («знаю, из чего...») —знание свойств исходной информации.

Излишне доказывать, что:

• хорошо решить не ту задачу — значит плохо справиться с делом;
• взяться за решение задачи, не представляя, для чего это нужно — с большой вероятностью означает выбрать неправильный путь решения, затратить излишние ресурсы, получить неполноценный конечный результат;
• выдать результат в форме, непонятной предполагаемому потребителю, — также значит плохо справиться с делом;
• провести трудоемкий процесс тщательной и безупречной обработки дефектных исходных данных —значит сделать либо бесполезную (это в лучшем случае), либо даже вредную работу.

Владение всеми перечисленными «know»—вопрос качества подготовки специалиста, его опыта, эрудиции, в определенной степени — деловой интуиции и, конечно же, ответственного отношения к этой важной стороне своей общей профессиональной вооруженности.

1.2.7. Цели и результативность информационной деятельности

Неудачи отдельных информационных работ часто следуют из неверного установления их целей и неумения оценить качество полученных результатов.

В современной теории и практике управления принято определять главные тезисы краткими запоминающимися «лозунгами».

Характерен лозунг, имеющий хождение в США, Англии и ряде иных англоязычных стран —

goalmust be smart,

что дословно означает — цель должна быть < во всех отношениях > «хорошей».

«Изюминкой» этого лозунгаявляется слово smart, все значения которого относятся к неким положительным качествам (энергичный, быстрый; умный, сообразительный, находчивый; изящный).

В данном лозунге это слово не только уместно само по себе, но служит еще и следующей аббревиатурой, которая заключает в себе 5 необходимых качеств верно поставленной цели:

S pecific (определенный); M easurable (измеримый); A ttainable (достижимый); R easonable (обоснованный); T imed (своевременный).

Если при планировании информационной деятельности устанавливаемая цель не отвечает хотя бы одному из этих требований или отсутствует возможность оценить по аналогичным критериям результаты, то достаточно велика вероятность попусту потратить время и материальные ресурсы. Хуже того, могут быть получены дефектные результаты или рекомендации, и тогда вся работа окажется даже не бесполезной, а вредной.