Тема 1. Введение: научное мировоззрение, инженерный подход.

Конспект лекций ч2

«Логика и методология науки (информационные системы и технологии)»

Тема 3. Эволюция информационных технологий.

Информация и данные. Знание и языки. Элементы аналитической теории алгоритмов. Эволюция языковых средств разработки АИС. Эволюция инструментальных средств и направлений развития АИС.

 

Определение. Знание – информация, выраженная, зафиксированная и функционирующая в особых символических знаковых системах – языках. Традиционная гносеология установила, что знание возникает в результате интерференции и суперпозиции ряда сложных процессов. Изучение этих процессов привело к возникновению ряда дисциплин – нейрофизиологии, психологии, психолингвистики, логики и т.д. Существует проблема установления взаимоотношений между биологическими (мозг) и механическими (компьютер) устройствами с точки зрения их способности вырабатывать и представлять знания.

Укажем три типа отношений знаков и знаковых конструкций, фиксирующих и выражающих знания.

1. Семантические отношения - правила установления смысла и значения знака или знаковой конструкции. Знак и знаковая конструкция обозначают некую вещь, процесс, предмет, ситуацию, действие или систему действий, каждый знак или знаковая конструкция должны иметь смысл и значение, чтобы расцениваться как средство выражения знаний.

2. Синтаксические отношения – правила синтаксиса между знаковыми конструкциями. Они указывают, как из одних осмысленных выражений получить другие, тоже осмысленные, с более или менее определенным значением.

3. Прагматические отношения - правила описания наборов и последовательностей действий, которые должны или могут осуществляться на базе тех или иных знаний. Все системы действий, выполняемых человеком, опираются на знания. Они образуют информационную базу деятельности.

Информация и данные.

Рассмотрим понятия "информация" и "данные".

Информация в узком смысле - это приращение знаний. Понятие "информации" связано с семантикой - содержательной интерпретацией данных. Компьютеризованная система манипулирует информацией, если она реализует соответствующие интерпретационные функции. Заметим, что в таких системах семантика некоторого формального объекта определяется посредством установления разнообразных по своим свойствам отношений этого объекта с другими объектами такого же рода.

В более широком смысле информация отождествляется с некоторыми сведениями. Употребление подобного толкования обычно не предполагает необходимости знания того, какими сведениями. Употребление подобного толкования обычно не предполагает необходимости знания того, какими сведениями получатель информации владеет априори (до реализации информационного процесса).

Еще одно определение информации. Информация - критерий выбора среди элементов некоторого множества, т.е. всякий критерий, позволяющий сократить множество, в котором разыскивается ответ на некоторый конкретный вопрос. Обработку информации можно представить в виде схемы.

Где D - множество данных; R - множество возможных результатов; r=f(d) - функция реализации критерия выбора.

Данные - термин, который соотносится с представлением информации. Иными словами, данные рассматриваются как носитель информации. Если функции системы ограничиваются введением данных, то это означает, что семантическая интерпретация в основном осуществляется вне системы.

Говоря об информационных технологиях мы акцентируем внимание на развитии человеческих аспектов информатики. Говоря о компьютерах мы выделяем важность развития технических средств. С самого начала появления вычислительной техники возник дуализм - человек ли должен приспосабливаться к машине или наоборот?

Решение этого вопроса лежит в сфере развития программного обеспечения.

Программное обеспечение - совокупность программ, позволяющих работать с вычислительной машиной.

Программа для ЭВМ - это набор команд, управляющий устройствами вычислительной системы для выполнения определенной последовательности машинных операций при обработке заданного набора данных.

Техническое обеспечение - множество физических ресурсов составляющих вычислительный комплекс.

Как видно из истории развития вычислительной техники физические характеристики технических средств постоянно возрастают. Но наряду с развитием технического обеспечения быстрыми темпами развивается и программное обеспечение.

Конспект лекций ч2

«Логика и методология науки (информационные системы и технологии)»

Тема 1. Введение: научное мировоззрение, инженерный подход.

Основные определения и преемственность научного мышления: методика, метод, технология, методология.

 

Информационные технологии сталкиваются с рядом противоречий, обобщением которых являются:

· Преобладание темпа роста сложности информационных систем над развитием методов их разработки. В основе данного противоречия лежит эффект увеличения количества образующих систему подсистем и объектов. Как следствие, растет разделение труда и количество работающих в этой сфере, что влечет за собой рассогласование совместных действий в рамках понятий «единой» системы.

· С развитием научно-технического прогресса, сопоставление быстроты морального старения и продолжительности разработки информационных систем, оказывается в пользу морального старения. Действительно, с повышением сложности разрабатываемых систем повышается срок разработки, в то время как, срок морального износа, из-за ускорения научно-технического прогресса, неуклонно снижается.

· Появление дисциплин и специальностей, дифференцирующих деятельность разработчика, требует в свою очередь создания интегрирующих научных методов, позволяющих корректировать (систематизировать) разрозненные решения в единое целое. Это влечет создание дополнительных специальностей, и позволяет говорить об иерархической организации инженерно-творческой подготовки разработчиков программно-технических систем.

За основу анализа путей решения перечисленных проблем положим исследования совокупности взаимосвязанных (взаимообусловленных) в контексте темы «разработка программных систем», но имеющих индивидуальную эпистемологию направлений науки: диалектика, системология, инженерное проектирование, моделирование, оценка формальных решений, и др.

Определим базовые понятия программных информационных технологий, значение которых в различных публикациях трактуется неоднозначно:

Программная система (ПС) – совокупность программ, выполненных на языках программирования, пригодных для исполнения на ЭВМ, с зафиксированными показателями качества и снабженная комплектами документов достаточными для ее эксплуатации по назначению как продукции производственно-технического назначения и (или) ее модернизации и развития как продукции инженерно-творческой деятельности. Если акцент в изложении делается на производственный аспект, то будем употреблять термин «программное обеспечение», если же программная система рассматривается, как объект инженерной разработки, то будем употреблять термин «программное средство».

Информатизация – диалектический процесс все более полного овладения информацией как важнейшим ресурсом развития с помощью средств информатики с целью кардинального повышения интеллектуального уровня человечества, достаточного для решения стратегической задачи выживания и устойчивого развития цивилизации.

Технология – совокупность производственных методов и процессов в определенной отрасли производства, а также их научное описание и обоснование.

Методология разработки программных систем - учение о структуре, логической организации, методах, средствах моделирования, поиска и принятия решений о принципе действия и составе еще не существующего программного средства, наилучшим образом удовлетворяющего определенные потребности, а также составление описания, необходимого для создания программного обеспечения в заданных условиях.

В настоящее время достигнуты значительные успехи в становлении прикладной теории проектирования (моделирования) программных систем, в том числе в развитии решения сложных задач автоматизации проведения экспериментов, прогнозирования, исследований и пр. Но развивать методологию проектирования дальше можно только, переходя на более высокий уровень обобщения научных методов познания, принципов и способов организации теоретической и практической деятельности. В этом вопросе нам не обойтись без концепций системотехнического обобщения в контексте инженерного (системного) проектирования программных систем.

Являясь научной дисциплиной, методология инженерного проектирования занимается методами, процедурами и технологиями научно-творческой деятельности. Так как программные системы являются системами, как в узко специализированном так и в широком смысле слова, то целесообразно провести исследования в ракурсе системотехнических дисциплин.