Классы вычислительных машин
В современном мире информация, как правило, обрабатывается на вычислительных машинах. Поэтому информатика тесно связана с инструментарием — вычислительной машиной.
Классы вычислительных машин
Computer — устройство преобразования информации посредством выполнения управляемой программой последовательности операций. Синоним компьютера - вычислительная машина, чаще электронная вычислительная машина (ЭВМ).
В зависимости от вида перерабатываемой информации вычислительные машины (ВМ) делят на два основных класса : аналоговые и цифровые (рисунок). Аналоговая вычислительная машина (АВМ) -это машина, оперирующая информацией, представленной в виде непрерывных изменений некоторых физических величин. При этом в качестве физических переменных используются сила тока электрической цепи, угол поворота вала, скорость и ускорение движения тела и т. п. Используя тот факт, что многие явления в природе математически описываются одними и теми же уравнениями, АВМ позволяют с помощью одного физического процесса моделировать различные процессы.
Цифровая вычислительная машина (ЦВМ) - машина, оперирующая информацией, представленной в дискретном виде. В настоящее время разработаны методы численного решения многих видов уравнений, что дало возможность решать на ЦВМ различные уравнения и задачи с помощью набора простых арифметических и логических операций. Поэтому, если АВМ обычно предназначаются для решения определенного класса задач, т.е. являются специализированными, то ЦВМ, как правило, являются универсальным вычислительным средством. Наибольшее распространение получили электронные вычислительные машины, выполненные с использованием новейших достижений электроники.
Для представления в ЭВМ дискретной информации применяется алфавитный способ, основанный на использовании фиксированного конечного набора символов любой природы, называемого алфавитом. Примерами алфавитов могут служить алфавиты естественных человеческих языков, совокупность десятичных цифр, любая другая упорядоченность знаков, предназначенная для образования и передачи сообщений. Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв — словом в этом алфавите. При этом не требуется, чтобы слово обязательно имело языковое смысловое значение.
Все процессы, происходящие в вычислительной системе, связаны непосредственно с различными физическими носителями информационных сообщений, а все узлы и блоки этой системы являются физической сферой, в которой осуществляются информационные процессы. Процесс преобразования информации часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого алфавита. Такое представление называется кодированием. Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием.
Очень широко используется еще один термин: данные (лат. data). Этот термин принято применять в отношении информации, представленной в виде, позволяющем хранить, передавать или обрабатывать ее с помощью технических средств. Поэтому наряду с терминами ввод информации, обработка информации, хранение информации, поиск информации используются термины ввод данных, обработка данных, хранение данных и т. п.
Понятие информатики дали в 1983 г. B.C. Михалевич, ЮМ. Каныгин, В.И.Гриценко: информатика — это комплексная инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки проектирования, создания, оценки, функционирования машинизированных (основанных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики. При этом подчеркивалось, что появление этой дисциплины обусловлено возникновением и распространением новой индустриальной технологии сбора, обработки, передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях. Таким образом, информатика связывалась с информационными технологиями и реализующими их компьютеризированными системами.
Следует сразу отметить различие терминов кибернетика и информатика. Кибернетика есть наука об управлении вообще. Реализация разработок кибернетики в области информатики (создание роботов, автоматизированных систем управления) есть только часть прикладного аспекта этой науки.
Второе направление трактовок информатики, в основном связанное с трудами В.И. Сифорова, сводит ее к учению об информации вообще — информологии. Это направление, по существу, развивает теорию информации К. Шеннона, его учение об источнике информации, канале, шуме, кодировании, релевантности (существенности) и т. д.
Третье направление толкования понятия информатики, изложенное в работах Э.С. Бернштейна и Ю.А. Шрейдера, ставит в центр внимания семантические (содержательные) стороны информации, соотношение понятий информация и знание, их функций в общественных системах. Семантическое направление в трактовках информатики нельзя считать удовлетворительным, поскольку оно оставляет в стороне такой важнейший аспект информационного процесса, как практическое использование знаний (информации).
Если же отвлечься от самых общих определений, то одна большая группа специалистов под информатикой понимает науку, связанную с:
разработкой вычислительных машин и систем, технологий их создания;
разработкой математических моделей естествознания и общественных явлений с целью их строгой формализации;
обработкой данных, созданием численных и логических методов решения задач, сформулированных на этапе построения математической модели;
разработкой алгоритмов решения задач управления, расчета и анализа математических моделей;
программированием алгоритмов, созданием программного обеспечения ЭВМ.
Другая, не менее большая группа специалистов считает, что информатика — это то, что связано с применением ЭВМ, их разработкой и созданием программ для них.