В. М. Казиев
1. Информатика
Можно, видимо, говорить о завершении этапа информатики, понимаемой как основы информатики и вычислительной техники и наступлении этапа научной, системно-междисциплинарной информатики, этапа поднимающего эту дисциплину над компьютерными и информационными технологиями, помогающие ему достичь статуса фундаментальной, научной дисциплины, концентрирующие внимание не на вещественно-энергетических, а на информационно-логических, системно-математических аспектах, т.е. достичь статуса науки, которая максимально помогает строить и исследовать системно-информационную картину мира.
Известно классическое определение информатики как науки изучающей структуру, общие свойства, вопросы сбора, хранения, поиска, переработки, преобразования, использования знаний, научно-технической информации.
Можно предложить и такое определение информатики: информатика- наука об информации и информационных процессах, о моделях и моделировании, об алгоритмах и алгоритмизации (о программах и программировании), о различных классах исполнителей алгоритмов, в частности, компьютерах, о технологиях получения и актуализации информации, об их использовании в общественном развитии, в ноосфере.
Информатика - синтетическая наука и охватывает своими методами, моделями, алгоритмами, технологиями, инвариантами многие дисциплины. В силу этого, невозможно выразить одним понятийным аппаратом, формальными определениями предмет всей информатики, ее проблемы. При решении региональных проблем важен подход к проблемам информатизации с общих системно-методологических позиций экономики, экологии, права, социально-гуманитарных и образовательных позиций, позиций гармонизации, гуманизации и гуманитаризации общества; технократический подход при рассмотрении важных проблем информатизации часто малоэффективен, а зачастую и вреден, так как часто представляет собой “навешивание компьютеров” на старые информационные системы и методы актуализации информации, не изменяя структур, не развивая их. В силу этого, при рассмотрении проблем информатизации и информатики необходимы анализ и актуализация следующих важных определений информатики.
Информатика - наука, изучающая информационные, информационно-логические аспекты системного анализа и системные аспекты информационных процессов, информационно-динамические инварианты этих процессов. Это определение можно считать системным определением информатики. Оно важно для системного подхода к проблемам информатизации.
Информатика - это наука об инвариантах (т.е. неизменных сущностях) информационных процессов, протекающих, как правило, динамически, их выявлении, описании, изучении, применении, их организации и самоорганизации (изменения структуры системы в пространстве, во времени, по сложности). Такое определение естественно назвать синергетическим определением информатики. Оно имеет важное значение для исследования синергетики информационных процессов.
Инвариант понимается в системно-математическом смысле.
Конструктивным процессом называем процесс применения операции композиций и суперпозиций (декомпозиции и агрегирования) к базовому выбранному множеству объектов и к объектам, уже полученным в результате предыдущих конструктивных процессов над ними.
Конструктивный объект над множеством Х - объект, который можно построить (в соответствии с выбранными спецификациями) с помощью некоторого конструктивного процесса над множеством Х. Объекты базового множества (их копии) могут участвовать в процессе сколь угодно раз (это вполне согласованно с абстракцией потенциальной осуществимости; при этом абстракция актуальной бесконечности не позволяет строить такие объекты, допуская их существование).
Две системы назовём эквивалентными, если между ними можно установить отношение эквивалентности некоторой конструктивной процедурой или алгоритмом (эти понятия не совпадают!).
Эквивалентность систем может быть как по целям, ресурсам, так и по структуре. Соответственно классифицируются и эквивалентные системы.
Пусть даны две эквивалентные системы X и Y и система X обладает структурой (свойством) S. Если из этого следует, что и система Y обладает этой структурой (или свойством) S, то S называется инвариантом систем X и Y. Можно говорить об инвариантном содержании двух и более систем или об инвариантном погружении одной системы в другую. Спираль познания - инвариант любого процесса познания, независимый от внешних условий и состояний (хотя параметры спирали и его развертывание, например, скорость и крутизна развертывания зависят от этих условий); цена - инвариант любых экономических отношений, любой экономической системы: цена может определять и деньги, и стоимость, и затраты.
При решении проблем региональной информатики, которые часто носят научно-практический характер, важное значение приобретают вопросы, связанные с математической, теоретической информатикой. Дадим определение математической информатики.
Информатика - наука, изучающая вопросы построения и исследования математических методов и моделей, алгоритмов, формальных систем их описания и актуализации (технологий) для различных типов информационных систем и процессов, различных классов операционных пространств, наука выявляющая и математически (формально) исследующая их инварианты.
Именно приведённые выше три последних определения информатики дают полное понимание основ информационных магистралей систем, их функционирования и самоорганизации.
Дадим и философское определение информатики: информатика - наука, изучающая общие свойства и процессы отражения материи, ее структурированность и отражение в сознании человека, общества.
Можно дать различные определения информатики - с акцентом на ту или иную предметную область, например, физическая информатика (часто неточно интерпретируемая как компьютерная физика - раздел физической информатики) изучает проблемы информационных процессов, управления, и, что наиболее важно, вопросы самоорганизации, хаоса (порядка) в открытых физических системах.
Наиболее актуальными, в силу схожести и важности информационных процессов и структур, являются четыре следующие определения.
Экономическая информатика изучает информационные системы и процессы экономического характера (производства, потребления, накопления, спроса, предложения, финансирования, кредитования, ценообразования, инфляции, капитала и прибыли и др.), а также управление и самоорганизацию в таких системах (открытых).
Экологическая информатика изучает информационные системы и процессы в экологических средах, включая экологию человека, а также управление и самоорганизацию в таких системах (открытых).
Правовая информатика изучает информационные системы и процессы в системах права, юриспруденции, а также управление и самоорганизацию в таких системах (открытых).
Социально-гуманитарную информатику можно определить как информатику, изучающую информационные процессы в социальной и гуманитарной сферах, а также управление и самоорганизацию в таких системах (открытых).
Предмет информатики, как следует из вышеприведенного, точно (“математически”) невозможно определить, в силу его сложности, многосторонности, динамической изменчивости. Тем не менее, можно отметить следующие основные базовые понятия (инварианты) информатики:
информация и сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации с помощью сообщений различного типа, происхождения и форм передачи (последовательной, параллельной и смешанной);
алгоритм и алгоритмизация, в частности, программа, программный комплекс и проектирование программ, программирование;
система и структура, отношение и связь, порядок, в частности, информационные система и структура, отношения в них;
изменение, изменчивость и выбор, в частности, выбор решений на базе инвариантов различных информационных систем, процессов;
модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с помощью моделей и моделирования;
исполнитель и его операционная среда, в частности, автомат (компьютер) и комплекс автоматов (компьютерная система);
язык и грамматика, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с пользовательскими средами;
проектирование систем и технология, в частности, информационная и компьютерная технологии.
Информатика предоставляет свои общие и частные методы исследования другим наукам, помогает прокладывать и усиливать межпредметные связи, исследовать проблемы различных наук, цементирует их своими идеями, методами, технологиями и инвариантами.
Информатика предоставляет к использованию в различных науках и информационных системах следующие основные методы и процедуры:
абстрагирование и конкретизация;
анализ и синтез;
индукция и дедукция;
формализация;
виртуализация;
актуализация;
визуализация;
структурирование;
макетирование;
алгоритмизация и программирование;
инфологическое (информационно - логическое) моделирование;
математическое моделирование;
компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент;
программное управление;
распознавание, классификация и идентификация образов;
экспертное оценивание и тестирование
и другие методы и процедуры.
Информатика описывает, изучает, актуализирует такие важные системные и междисциплинарные отношения, как отношения типа:
“система - система”;
“система - модель”;
“модель - модель”;
“система - технология”;
“технология - технология”;
“система - структура”;
“модель - структура”;
“структура - структура”;
“система - инвариант”;
“система - актуализация”
и другие отношения (инварианты).
Предметная область науки “информатика”- информационные процессы и системы, модели, языки их описания и технологии их актуализации, направленные как на получение знаний (это - внутренняя сущность информатики и она определяет внутреннюю сложность проблем, систем), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных проблемных областях (внешняя сущность информатики, она определяет внешнюю сложность проблем).