История и перспективы развития информатики и направления подготовки «Прикладная информатика»

№ 5 (41) 2012

В. Н. Волкова, докт. экон. наук, профессор Санкт-Петербургского государственного политехнического университета

В. Н. Юрьев, докт. экон. наук, профессор Санкт-Петербургского государственного политехнического университета

История и перспективы развития информатики и направления подготовки «Прикладная информатика»

В статье представлена история становления и развития компьютерных наук и соответствующей терминологии, а также даны рекомендации по построению учебных программ подготовки бакалавров и магистров в области информационных технологий.

Введение

Как известно, термин «информатика» был впервые введен в Германии К. Штейнбухом в 1957 г. [1], затем в 1962 г. — во Франции Ф. Дрейфусом [2] как слияние французских слов information и automatique. Ф. Дрейфус назвал этим термином область, занимающуюся автоматизированной переработкой информации, а также предложил переводы термина на ряд других европейских языков.

В отечественную науку термин «информатика» был введен в 1963 г. профессором Московского энергетического института Ф. Е. Темниковым [3], который определил информатику как науку об информации вообще, состоящую из трех основных частей: 1) теория информационных элементов; 2) теория информационных процессов; 3) теория информационных систем.

В таком значении термин использовался в начальный период создания автоматизированных информационных систем в технической литературе. Однако далее это определение в течение долгого времени оставалось лишь историческим фактом и не было оценено должным образом, возможно, потому что было опубликовано только в специальном журнале [3].

В 1966 г. термин «информатика» был введен А. И. Михайловым вместо термина «научная информация». Информатикой была названа «...научная дисциплина, изучающая структуру (не конкретное содержание) и свойства научной информации, а также закономерности научно-информационной деятельности, ее теорию, историю, методику и организацию» [4].

В таком значении в советской научно-технической литературе термин «информатика» стал широко известен благодаря работам А. И. Михайлова, А. И. Черного и Р. С. Гиляревского и использовался на протяжении достаточно длительного времени в сфере бурно развивающегося в тот период направления «научно-техническая информация» [5].

Развитие терминологии

В последующем термин «информатика» стал использоваться в более узком смысле, применительно, в основном, к техническим и программным средствам хранения и обработки информации на электронно-вычислительных машинах и стал соответствовать англ. computer science — компьютерная наука — в США, англ. computing science — вычислительная наука — в Великобритании.

№ 5 (41) 2012

В английском толковом словаре по вычислительной технике Dictionary of Computing, изданном в 1983 г., «информатика — это наука и технология обеспечения информационного обмена с помощью систем, основанных на применении ЭВМ».

Академик А. А. Дородницын [7] определяет информатику как науку о преобразовании информации, которая базируется на вычислительной технике. В 1988 г. академик А. П. Ершов в Математическом энциклопедическом словаре [8] дал следующее определение информатики как науки, отрасли промышленности и разновидности человеческой деятельности: «Информатика — 1) находящаяся в становлении наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ; 2) родовое понятие, охватывающее все виды человеческой деятельности, связанные с применением ЭВМ».

В таком понимании информатика включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, типа анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования. Термин «информатика» оказался удобным в качестве краткого названия курса о применении ЭВМ для обработки данных в учебном процессе школы, поскольку школьникам сложно объяснить понятия информационных процессов, информационных систем, а также поиска, хранения и обработки текстовой информации.

Однако сегодня сужение смысла термина «информатика» в учебном процессе вуза нежелательно, поскольку информация — важнейший ресурс социально-экономических организаций, обеспечивающий их развитие, и нужно уметь оценивать содержание, смысл информации как интеллектуального ресурса.

В 1985 г. академик А. А. Самарский обратил внимание на новую научную методологию, возникшую благодаря информатике: «Она основана на развитии в широком

применении методов математического мо- |о делирования и вычислительного экспери- 52 мента и служит ближайшим стратегическим ^ резервом ускорения научно-технического «о прогресса» [9]. §

Академик Н. Н. Моисеев считает, что «информатика — это некая синтетическая дисциплина, которая включает в себя и разра- 00 ботку новой технологии научных исследований, и проектирование, основанные на использовании электронной вычислительной техники, и несколько крупных научных дисциплин, связанных с проблемой общения с машиной, и, наконец, с созданием машины» [10].

В ряде определений информатики на первое место ставили собственно информацию. Директор института проблем передачи информации В. И. Сифоров считал, что «информатика развивается под действием потребности общества и согласно внутренней логике развития... Информатика — комплексная дисциплина — это наука (фундаментальные исследования) и отрасль производства (опытно-конструкторские работы и совершенствование технологий), а кроме того, и инфраструктурная область (эксплуатация информационных систем)» [11].

Заместитель директора Всесоюзного института научной и технической информации Ю. И. Шемакин в книге «Введение в информатику» отмечает, что «основной задачей информатики является изучение закономерностей, в соответствии с которыми происходят создание, преобразование, хранение, передача и использование информации всех видов, в том числе с применением современных технических средств» [12].

Академик Б. Н. Наумов в предисловии к сборнику [13] подчеркнул, что информатика — это «естественная наука, изучающая общие свойства информации, процессы, методы и средства ее автоматизированной обработки». При этом под обработкой информации понимаются процессы ее восприятия, хранения, преобразования, перемещения и вывода (ввода) с применением средств вычислительной техники».

№ 5 (41) 2012

В документах ЮНЕСКО 1986-1988 гг. термину «информатика» дается широкое толкование. Указывается, что он охватывает собственно информацию, ее сбор, анализ и обработку, а также соответствующие аппаратные средства, включая микропроцессоры как таковые или в сочетании с другими электронными системами. Информатика рассматривается как крупное научное направление, заслуживающее активного развития в интересах всего человечества. Она способна (при соответствующем освоении ее методов и средств) помочь человеку полнее использовать информационные ресурсы в интересах научно-технического прогресса и социального развития.

В последнее время некоторыми автора» ми, в связи с определением современных | задач информатики, особый упор делается 1 на обработку знаний. Ц Роль теории искусственного интеллекта | в информатике была обоснована академиком Г. С. Поспеловым и отражена в моно-§ графии [14]. В. Д. Ильин предлагает в оп-^ ределении информатики учитывать знания: 1 «Предметом информатики как науки бу-^ дем считать процесс создания, накопления |э и применения знаний» [15]. К. К. Колин дал Ц следующее определение: «Информатика § является общенаучной дисциплиной, кото-| рая изучает свойства, закономерности, про-<| цессы, методы и средства формирования, | хранения и распространения знаний в при-=а роде и обществе», в 2000 г. он издал учеб-| ное пособие, в котором развил представ-| ление об информатике как о междисциплинарной науке о закономерностях и формах Л движения информации в природе и обще-| стве [16].

| Некоторые авторы считают, что под ин-^ форматикой следует понимать профес-| сиональную деятельность по применению § и разработке ЭВМ [17]. В этом случае от-<з крывается возможность урегулировать спор ё со специалистами, которые давно занима-| ются «старой» информатикой и трактуют ее ¡^ как науку по организации распространения г! научно-технической информации. Оказыва-

ется, что «старой» информатике соответствует англо-американский термин information science, а русскоязычный термин «информатика» объединил (кроме всех прочих значений) наименование двух различных дисциплин computer science и information science [18].

В ряде кратких определений информатика трактуется как особая наука о законах и методах получения и измерения, накопления и хранения, переработки и передачи информации с применением математических и технических средств. Бытует и такое, самое краткое определение: информатика — это информация плюс автоматика, что сужает представление о современной науке.

На основе обобщения различных точек зрения в современном представлении информатика — научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, закономерности процессов обмена ею от непосредственного устного и письменного общения специалистов до формальных процессов обмена посредством различных носителей информации. Важной сферой информатики является научно-информационная деятельность по сбору, переработке, хранению, поиску и распространению научно-технической информации.

В ряде работ принята следующая структуризация: теоретическая информатика, техническая информатика и прикладная информатика.

Имеющиеся определения отражают наличие двух главных составляющих информатики: информации и средств ее обработки.

Очевидно, что первоочередная функция информатики состоит в разработке методов и средств преобразования информации с использованием компьютера, а также в применении их при организации технологического процесса преобразования информации. В то же время, выполняя эту функцию, прикладная информатика должна решать более широкий спектр задач: исследовать информационные процессы в технических и социально-экономических системах; разрабатывать и/или адаптировать тех-

№ 5 (41) 2012

нические средства и создавать новые технологии для преобразования информации на основе результатов, полученных в ходе исследования информационных процессов; решать научные и инженерные проблемы создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой деятельности.

При этом информатика исследует разнородные группы вопросов:

• технические, связанные с изучением методов и средств надежного сбора, хранения, передачи, обработки и выдачи информации;

• синтаксические, связанные с решением задач по формализации и автоматизации некоторых видов научно-информационной деятельности, в частности индексирование, автоматическое реферирование, машинный перевод;

• семантические, определяющие способы описания смысла информации, изучающие языки ее описания;

• прагматические, т. е. методы анализа и преобразования информации для решения конкретных прикладных задач.

С учетом осознания широкого спектра проблем, которые включаются в направление, обобщаемое термином «информатика», ряд ученых [19] считают, что именно определение Ф. Е. Темникова следовало бы возродить и принять в качестве обобщающего определения науки об информации, об информационных элементах, информационных процессах и информационных системах.

Информатика — наука об информационных элементах

Информация — это отражение материи, т. е. объектов и их свойств. Следовательно, информационный элемент — это отражение материально существующих элементов, элементарных объектов, учитываемых при решении прикладных задач.

В технических науках информатика первоначально развивалась как наука о пере-

даче данных, и в качестве элементов рас- |о

сматривались символы: буквы, цифры, сло- 52

ва, затем — сведения о деталях и других ^

компонентах изделий. «о

со

В экономике в качестве данных рассмат- § риваются сведения об объектах производственного или обслуживающего процесса, показатели, характеризующие состояние 00 объекта, экономического процесса, происходящие в системе изменения. Для названия совокупностей данных вводят термины «информационный массив», «база данных» (БД), «хранилище данных». Для позиционирования организации в системе экономики необходима нормативно-правовая информация, представляемая в виде документальной информации, текстов, в которых нужно искать элементы — нормы, статьи, т. е. фрагменты текста.

В каждом приложении необходимо выделять информационные элементы с учетом поставленной задачи и соответствующей степени детализации.

При определении состава элементов информатики следует иметь в виду наличие двух главных составляющих информатики — информации и средств ее обработки.

Для сбора, передачи, хранения, обработки и представления информации лицам, принимающим решения, нужны технологии, технические, программные средства, искусственные языки (алгоритмические процедурно-ориентированные, проблемно-ориентированные, объектно-ориентированные, языки логического программирования), математические методы, модели и алгоритмы, которые также следует изучать как элементы информатики.

Технические средства информатики, включая сведения об ЭВМ, вычислительных системах и сетях, средствах регистрации, сбора, хранения, кодирования информации, понятие об информационных процессах, автоматизированных средствах для их исследования подробно изучаются в специальных дисциплинах «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации», «Информационные

№ 5 (41) 2012

технологии», «Алгоритмизация и программирование».

Информатика — наука об информационных процессах

Процессы — это последовательности операций во времени при проектировании, производстве изделий, в экономике — бизнес-процессы, организационно-технологические процедуры (ОТП) подготовки и реализации управленческих решений по организации производства, обслуживания, торговли, и т. п.

Информационные процессы — процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой, использованием инфор-» мации, последовательность операций при | прохождении информации, сопровождаю-1 щей последовательности операций во вре-Ц мени при проектировании, производстве из-| делий, при подготовке и реализации управленческих решений. § В технических дисциплинах (технической ^ информатике) изучаются процессы пере-1 дачи информации, в реализации которых ^ участвуют источник, приемник информа-|э ции (получатель) и канал передачи инфор-Ц мации — канал связи, представляющий со-§ бой совокупность технических устройств, | обеспечивающих передачу сигнала от ис-<| точника к получателю. При этом применя-| ют кодирующее и декодирующее устройстве ва. В процессе передачи информация мо-| жет теряться и искажаться: помехи, или, как Л их называют специалисты, шумы, искажают

информацию. Л В социально-экономических системах | информационные процессы определяются | компьютерной технологией, которая вклю-^ чает последовательное выполнение опре-| деленных этапов работы с информацией: § ввод, хранение, обработка, поиск, представ-§ ление.

е На подготовительных этапах осуществ-| ляется содержательный и формализован-¡^ ный анализ решаемой задачи, выбор мето-га да и математической модели ее решения,

определяется последовательность и порядок решения, его алгоритмическое описание, составляются программы на каком-либо доступном для машины языке. Затем программы вводятся в ЭВМ, отлаживаются, редактируются и записываются для хранения на внешних носителях.

Содержание исполнительных этапов зависит от характера задачи и типа используемой ЭВМ. Процесс сводится к автоматическому выполнению программы. Завершающим этапом является анализ, оценка полученных результатов для их практического использования и совершенствования разработанных алгоритмов и программ.

Для исследования информационных процессов при проектировании организационных структур и автоматизированных информационных систем предприятий (организаций) в 1970-е гг. был предложен функционально-технологический подход, однако в тот период его практически не удалось реализовать из-за ограниченных возможностей вычислительной техники.

Для представления и исследования процессов при проектировании информационных систем в 1990-е гг. разработана методология SADT и семейство IDEF-технологий, которые служат полезным инструментом для анализа процессов в информационных системах. Изучение IDEF-технологий и других автоматизированных средств для реализации методологии SADT обеспечивается специальными дисциплинами «Информационные системы и технологии», «Проектирование информационных систем», «Моделирование бизнес-процессов».

Кроме того, информационные процессы — это не только отображение реально протекающих материальных процессов на предприятиях. Существуют процессы возникновения и распространения научно-технической информации. В теории научно-технической информации о таких процессах принято говорить как об информационных потоках и исследовать закономерности их строения (законы Г. Ципфа, С. Брэдфор-

№ 5 (41) 2012

да, Б. Викери, закон концентрации — рассеяния В. И. Горьковой и др.) [20].

Для развития предприятия, формирования ядра бизнеса исследование информационных потоков научно-технической, мониторинговой информации — весьма важная задача, которой начинают уделять все больше внимания, в том числе в материалах, представленных в Интернете.

Информатика — наука об информационных системах

Термин «система обработки данных» (СОД) был введен при создании систем радиоуправления ракетами и другими искусственными космическими объектами, широко использовался при измерении и передаче информации о состоянии параметров организма космонавтов на борту космического корабля (системы типа «ТРАЛ»), при сборе и обработке статистической информации о состоянии атмосферы. В дальнейшем термин «СОД» стал использоваться и применительно к социально-экономическим объектам и подразумевал, в том числе, сбор и обработку совокупности данных. В то же время понятие «система» — более сложная категория.

В истории становления понятия «информационная система» относительно независимо развивались несколько направлений. При этом, поскольку понятие информационной системы начало переосмысливаться и формироваться в связи с автоматизацией хранения и поиска информации, оно практически неотделимо от понятий «автоматизированная информационная система» и «информационно-поисковая система».

Начиная с 1960-х гг., в истории развития информационных систем в России относительно независимо друг от друга сформировались два направления:

• разработка автоматизированных информационных систем — АИС как первой очереди автоматизированных систем управления — АСУ;

• разработка автоматизированных сис- |о тем научно-технической информации — 52 АС НТИ.

«О

Работы проводились на основе системно-целевого подхода. АСУ и АС НТИ соз- | давались на всех уровнях и направлениях § управления страной: государственном, от- ^ раслевом, региональном, уровне предпри- 00 ятий и организаций.

АИС создавались как фактографические информационные системы с представлением информации пользователям в виде регламентированных форм, в которых данные были сгруппированы в соответствии с алгоритмами решаемых на ее основе прикладных задач управления. На предприятиях создавались системы нормативно-методического обеспечения управления (СНМОУ) и их автоматизированный вариант — АСНМОУ.

Автоматизированные системы научно-технической информации разрабатываются как документальные информационно-поисковые системы (ДИПС). В их числе Государственная система научно-технической информации (ГСНТИ), которую в настоящее время условно называют Российской ГСНТИ (РГСНТИ), информационные системы библиотечной сети РФ, отделов научно-технической информации (ОНТИ) предприятий и организаций.

При переходе к рыночной экономике возросла роль еще одного важного вида информации — нормативно-правовой и начали создаваться автоматизированные системы нормативно-правовой документации (АС НПД) разного назначения (системы «Консультант+», «Кодекс», «Гарант» и др.) или справочно-правовые системы (СПС).

На новой технической базе с использованием современных технологий развиваются информационные системы (ИС) государственного управления на федеральном и муниципальном уровнях, в частности, ИС государственной статистики; ИС природных ресурсов, явлений и процессов; государственные системы экономической, финансовой информации, внешнеэкономиче-

№ 5 (41) 2012

ской деятельности; и многие другие ИС специального назначения.

Преподавание информатики в вузе

Классификации, принципы формирования структур, разработки информационных систем изучаются в курсах «Информационные системы и технологии», «Проектирование информационных систем», «Архитектура предприятия» и др.

С учетом сказанного подготовка бакалавров и магистров по направлению «Прикладная информатика» (ПИ) должна быть ориентирована на анализ содержания информации, разработку и выбор соответствующих методов и средств исследования » информационных процессов сбора, хра-| нения, обработки и представления инфор-1 мации применительно к конкретным облас-§. тям.

* В узком смысле ПИ как наука о сборе, передаче, обработке и хранении информа-§ ции с использованием технических средств ^ относится к техническим наукам. Ее изуче-1 ние в таком аспекте (программное и техни-^ ческое обеспечение информационных сис-|э тем (ИС) и информационных технологий Ц (ИТ)) на уровне бакалавриата вполне оправ-§ дано. Однако при переходе на уровень маги гистратуры ПИ должна быть ориентирова-<! на на определенную область деятельности: | экономику, дизайн, социологию, юриспру-=5 денцию и т. д. В связи с этим направление | ПИ приобретает междисциплинарный ха-| рактер, и поэтому в магистерские программы (МП), естественно, должны быть включе-Л ны дисциплины конкретной предметной об-| ласти, в которой будущий выпускник будет | применять знания и умения, приобретенные ^ за 6 лет обучения.

| Феномен «рынка и знаний» требует раз-§ вития адаптивного подхода при разработ-<3 ке МП, обеспечивающих востребованность ё и успешность выпускников на рынке тру-| да. Новая информация формирует новые ¡^ знания и представления о действительного сти и причинно-следственных связях, позво-

ляющих управлять системой подготовки магистров. Требуется периодическое обновление состава и содержания учебных курсов, а также модернизация подходов к их преподаванию и изучению. Согласно данному принципу все дисциплины и их модули должны быть конструктивно и технологически упорядочены в соответствии с логическими связями.

При подготовке магистров по направлению ПИ необходимо делать акцент на фундаментальные математические, экономические и компьютерные знания, умения и навыки, имеющие первостепенное значение в инновационной экономике. Весь процесс обучения современным ИС различных предметных областей и назначений, включая ИТ, ведется на основе инжиниринга и реинжиниринга бизнес-процессов, CASE-инструментов, CALS-технологий, веб-технологий, многоуровневых сетевых решений, оптимизации экономических и управленческих задач, а также стандартов ISO 90009004, MRPII, ERP, ERPII [21].

Заключение

С учетом широкого спектра проблем, охватываемых в настоящее время направлением «Прикладная информатика», целесообразно в соответствии с обобщающим определением науки об информации Ф. Е. Темникова включать в учебные планы этого направления дисциплины, характеризующие и развивающие представления об информационных элементах, информационных процессах и информационных системах.

Помимо общенаучных дисциплин, по мнению авторов, в учебной программе должны иметь место следующие блоки:

• экономико-управленческие дисциплины;

• информационно-компьютерные дисциплины;

• экономико-математические методы и модели;

• социальные дисциплины.

№ 5 (41) 2012

При этом важными курсами являются «Теоретические основы информатики», «Теория информационных систем», «Архитектура предприятия». Естественно, при разработке МП и учебных программ дисциплин необходимо основываться на общих принципах и закономерностях теории систем: эмерджентность, эквифинальность, целеполагание, иерархичность системы, закономерности целеобразования, структуризация целей и систем, закономерности историчности и развития систем, непротиворечивость и т. д., на применении методов и моделей системного анализа [22, 23, 24].

Список литературы

1. Steinbuch K. (1957). «Informatik: Automatische Informationsverarbeitung». SEG-Nachrichten (Technische Mitteilungen der Standard Elektrik Gruppe) — Firmenzeitschrift.

2. URL: ru.wikipedia.org>wiki / Информатика.

3. Темников Ф. Е. Информатика // Известия вузов. Электромеханика. 1963. № 11.

4. Михайлов А. И, Черный А. И, Гиляревский Р. С. Информатика — новое название теории научной информации // Научно-техническая информация. 1956. № 12. С. 3-8.

5. Михайлов А. И., Черный А. И., Гилярев-ский Р. С. Основы информатики. М.: Наука, 1968. — 756 с.

6. Dictionary of Computing. Data Communications. Hardware and Software. Basics. Digital Electronics. John Wiley, 1983.

7. Дородницын А. А. Информатика: предмет и задачи // Кибернетика. Становление информатики. М.: Наука, 1986.

8. Математический энциклопедический словарь / гл. ред. Ю. В. Прохоров. М.: Сов. энциклопедия, 1988.

9. Самарский А. А. Проблема использования вычислительной техники и развитие информатики // Вестник АН СССР. 1985. № 3.

10. Моисеев Н. Н. Информатика: новые пути познания законов природы и общества // Вестник АН СССР. 1985. № 5.

11. Сифоров В. И. Информатика и ее взаимодей- |о ствие с философией и другими науками // Фи- S

at

лософская наука. 1984. № 2. ^

12. Шемакин Ю. И. Введение в информатику. М.: <о

Финансы и статистика, 1985. §

5

13. Свириденко С. С. Современные информацион- со ные технологии. М.: Радио и связь, 1989. *

14. Поспелов Г. С. Искусственный интеллект — новая информационная технология. М.: Наука, 1988.

15. Ильин В. Д. Система порождения программ. М.: Наука, 1989.

16. Колин К. К. Фундаментальные основы информатики: Социальная информатика. М.: Академический проект; Екатеринбург: Деловая книга, 2000. — 350 с.

17. Дименштейн Р. П., Яковлев А. Г. Информатика или компьютерное дело. Информатика и образование. 1989. № 3. Авторское добавление: сб. «Компьютер». Вып. 1. М.: Финансы и статистика, 1990.

18. Dictionary of Information Technology. MacMillan Press, London, 1982.

19. Юсупов Р. М., Соколов Б. В. Информатика в системе научного знания XX и XXI веков // Кибернетика и информатика: сб. науч. трудов: СПб.: Изд-во Политехн. университета, 2006. С. 6-21.

20. Горькова В. И. Информетрия: Количественные методы в научно-технической информации // Итоги науки и техники. Сер. Информатика. Т. 10. М.: ВИНИТИ, 1988. — 328 с.

21. Прикладная информатика: справочник: учеб. пособие / под ред. В. Н. Волковой и В. Н. Юрьева. М.: Финансы и статистика. ИНФРА-М + , 2008. — 768 с.

22. Волкова В. Н. Теория систем и системный анализ: учебник / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. — М.: Юрайт, 2010. — 679 с.

23. Системный анализ и принятие решений: словарь-справочник / Под ред. В. Н. Волковой, В. Н. Козлова. — М.: Высшая школа, 2004. — 616 с.

24. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: справочник / под ред. В. Н. Волковой и А. А. Емельянова. М.: Финансы и статистика, 2006. — 848 с.