Выберите что соответствует термину теоретическая информатика
Теоретическая информатика
Теоретическая информатика — это научная область, предметом изучения которой являются информация и информационные процессы, в которой осуществляется изобретение и создание новых средств работы с информацией. Как любая фундаментальная наука, теоретическая информатика (в тесном взаимодействии с философией и кибернетикой) занимается созданием системы понятий, выявлением общих закономерностей, позволяющих описывать информацию и информационные процессы, протекающие в различных сферах (в природе, обществе, человеческом организме, технических системах).
Смотреть что такое «Теоретическая информатика» в других словарях:
Информатика — (ср. нем. Informatik, англ. Information technology, фр. Informatique, англ. computer science компьютерная наука в США, англ. computing science вычислительная наука в Великобритании) наука о способах… … Википедия
Институт автоматики и вычислительной техники МЭИ — Институт автоматики и вычислительной техники Московского энергетического института (технического университета) … Википедия
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана — Сюда перенаправляется запрос «Московское техническое училище». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия
ИМТУ — Координаты … Википедия
МВТУ — Координаты … Википедия
МВТУ им. Баумана — Координаты … Википедия
МВТУ им. Н.Э. Баумана — Координаты … Википедия
МВТУ им. Н. Э. Баумана — Координаты … Википедия
МВТУ имени Баумана — Координаты … Википедия
МВТУ имени Н. Э. Баумана — Координаты … Википедия
Теоретическая информатика и её направления
Теоретическая информатика имеет множество ответвлений и направлений, изучающих различные сферы ее применения.
Теоретическая информатика
Наукой, предшествующей возникновению термина «информатика», является «кибернетика». Вплоть до семидесятых годов двадцатого века то, что сегодня называется «теоретической информатикой» называлось «теоретической кибернетикой» или «математической кибернетикой».
Теоретическая информатика является теоретической базой для реального практического применения информатики.
Теоретической информатикой считают дисциплину, которая применяет методики математики для создания, обработки, хранения, передачи и воспроизведения различных моделей данных. Природа информационных данных дискретна. Зачастую различные информационные сообщения состоят из последовательных рядов дискретных блоков, что делает схожей теоретическую информатику с дискретной математикой, изучающей подобные данные. Именно поэтому огромное множество моделей и законов теоретическая информатика позаимствовала у дискретной математики. Единственным отличием этих дисциплин является тот факт, что в информатике эти модели наполняются реальными данными, характеризующими исследуемый объект.
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
Характеристика направлений теоретической информатики
Теоретическая информатика имеет массу направлений своего развития, в зависимости от области применения и используемых методов обработки данных. Некоторые из этих направлений на сегодняшний день сформированы в отдельные дисциплины. Рассмотрим подробнее эти направления и дисциплины.
Логические дисциплины, то есть те, которые базируются на математической логике. Это такие дисциплины, как например, теория параллельного вычисления, теория алгоритмов, теория сетей и другие. Здесь формируются логические модели вычисления и обработки информации, ее анализ с помощью вычислительной техники, а также анализ работы самой компьютерной техники при производстве вычислений.
Вычислительные дисциплины, такие как, например, вычислительная геометрия, вычислительная математика и другие. Здесь ключевым словом является «вычислительная», что говорит о том, что эти дисциплины предназначены для выполнения операций вычисления данных на базе исходников и с применением специальных методик. Ранее в математике не стояла задача создания и разработки автоматических операций вычисления и решения заданий. С появлением компьютеров проблема автоматизации вычислений родилась сама собой. Раньше все рассчитывалось вручную и занимало большой объем времени и трудозатрат, на сегодняшний день, благодаря автоматизации вычислений и разработке программ, ранее ёмкие расчеты проводятся компьютером за считанные секунды.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Теория информации изучает информацию в целом, как абстрактный объект, не учитывая ее внутреннюю наполненность. Эта дисциплина рассматривает законы зарождения информации, её прогресса и угасания её актуальности.
Теория кодирования занимается изучением форматов хранения, преобразования и передачи информации в виде баз данных или отдельных файлов.
Теория трансляции является ответвлением теории информации. Она изучает именно законы и методы трансляции информации по разным сетям и объектам. Вокруг нас существует огромный поток информации, в информатике отдельные реальные данные рассматриваются как абстрактные, и подлежат процессу моделирования. То есть, при помощи электронных вычислительных машин любая фактическая информация ретранслируется в определенные модели, надлежащие к той или иной сфере применения. Этот процесс возможен благодаря применению специальных приемов и операций, которые изучает дисциплина, именуемая системным анализом.
Системный анализ изучает структуру реально существующих объектов и предлагает методики их моделирования. Эта дисциплина использует обобщенную теорию систем, изучающую всевозможные информационные системы в едином русле. Системный анализ является одной из множества дисциплин, находящихся между теоретической информатикой и кибернетикой. Среди этих дисциплин так же можно выделить теорию массового обслуживания и имитационное моделирование. Теория массового обслуживания занимается анализом специфических систем моделирования, трансляции и обработки информации, связанной с массовым обслуживанием. Имитационное моделирование занимается изучением моделирования процессов для электронных вычислительных машин, происходящих в физических объектах.
И в завершение, дисциплины, которые занимаются разработкой моделей выработки решений в определенных практических ситуациях, актуальных на сегодняшний день в различных сферах жизни. Одной из таких дисциплин является теория принятия решений. Она изучает общие структуры принимаемых человеком решений, при выборе оптимального варианта из возможных существующих.
Теоретическая информатика
Как любая фундаментальная наука, теоретическая информатика (в тесном взаимодействии с философией и кибернетикой) занимается созданием системы понятий, выявлением общих закономерностей, позволяющих описывать информацию и информационные процессы, протекающие в различных сферах (в природе, обществе, человеческом организме, технических системах).
Не просто точно описать рамки данной теории. ACM SIGACT (англ. Association for Computing Machinery Special Interest Group on Algorithms and Computation Theory), подгруппа ACM, описывает науку, как поддержку теоретической информатики и отмечает:
Область теоретической информатики толкуется широко и включает в себя алгоритмы, структуры данных, теорию сложности вычислений, распределенные вычисления, параллельные вычисления, СБИС (сверхбольшая интегральная схема), машинное обучение, вычислительную биологию, вычислительную геометрию, теории информации, криптографию, квантовый компьютинг, теорию чисел, алгебру и теорию вычисления (символьные вычисления), семантику и верификацию языков программирования, теорию автоматов, а также теории случайных процессов. Работа в этой области часто отличается акцентом на математической технике и строгости.
К этому списку научный журнал «ACM Transactions on Computation Theory» (TOCT) также добавляет теорию кодирования, теорию вычислительного обучения и аспекты теоретической информатики в таких областях, как базы данных, информационный поиск, экономические модели и сети. Несмотря на такую широкую сферу деятельности, теоретики информатики отличают себя от практиков. Некоторые характеризуют себя как тех, кто делает «более фундаментальный научный труд, что лежит в основе области вычислительной техники». Другие же «теоретики-практики» настаивают, что невозможно отделить теории от практики. Это означает, что теоретики регулярно используют экспериментальную науку, которая выполняется в менее теоретических областях, таких как исследование систем программного обеспечения.
Связанные понятия
Теория комбинаторных схем — это часть комбинаторики (раздела математики), рассматривающая существование, построение и свойства семейств конечных множеств, структура которых удовлетворяет обобщённым концепциям равновесия и/или симметрии. Эти концепции не определены точно, так что объекты широкого диапазона могут пониматься как комбинаторные схемы. Так, в одном случае комбинаторные схемы могут представлять собой пересечения множеств чисел, как в блок-схемах, а в другом случае могут отражать расположение.
Теоретическая информатика
Содержание
§ 1. Введение в информатику. 2
§ 2. Структура информатики. 3
§ 3. Теоретическая информатика. 6
§ 5. Программирование. 10
§ 6. Искусственный интеллект. 11
§ 7. Вычислительная техника. 14
§ 8. Информационные системы.. 15
§ 9. Информатика в обществе. 16
§ 10. Информатика в природе. 17
Введение в информатику.
Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин образован путем слияния слов «информация» и «автоматика» и означает «информационная автоматика или автоматизированная переработка информации». В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).
Существует множество определений информатики. Это связано, во-первых, с тем, что данная область знаний относительно новая и соответствующий понятийный аппарат не совсем устоялся. Во-вторых, это связано с многогранностью ее функций, возможностей, форм, методов.
Приведем несколько наиболее общих определений.
Определение 1. Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.
Определение 2. Информатика – область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и других средств вычислительной техники.
Определение 3. Информатика – это наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации.
Наука «информатика» стала развиваться с середины ХХ века, когда появились специальные устройства – компьютеры, ориентированные на хранение и преобразование информации.
Говоря о пользователях компьютера, следует помнить о том, что существуют два их типа:
· пользователи-профессионалы, имеющие профессиональную подготовку в области информатики.
· конечные пользователи, использующие компьютер для решения своих прикладных задач.
Структура информатики.
Раскроем несколько структур (классификаций) науки «информатика».
Структура 1.
С информатикой часто связывают одно из следующих понятий: это либо отрасль производства, либо фундаментальная наука, либо прикладная дисциплина, либо совокупность определенных средств, используемых для преобразования информации. В соответствии с этим структура информатики различна в зависимости от вкладываемого содержания.
Поэтому рассмотрим данную структуру:
В состав технических средств входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, модемы и т.д.), линии связи, средства оргтехники и т.п., т.е. те материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем главенствующую роль в этом списке играет компьютер. По своей специфике компьютер нацелен на решение очень широкого круга задач по преобразованию информации, при этом выбор конкретной задачи при использовании компьютера определяется программным средством, под управлением которого функционирует компьютер.
К программным средствам (продуктам) относятся операционные системы, интегрированные оболочки, системы программирования и проектирования программных продуктов, различные прикладные пакеты, такие, как текстовые и графические редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т.д. Конкретное применение каждого программного продукта специфично и служит для решения определенного круга задач прикладного или системного характера.
Математические методы, модели и алгоритмы являются тем базисом, который положен в основу проектирования и изготовления любого программного или технического средства в силу их исключительной сложности и, как следствие, невозможности умозрительного подхода к созданию.
Перечисленные выше три ресурсных компонента информатики играют разную роль в процессе информатизации общества.
Так, совокупность программных и технических средств, имеющихся в том или ином обществе, и позволяет сделать его информационным, когда каждый член общества имеет возможность получить практически любую (исключая, естественно, секретную) интересующую его информацию (такие потребители информации называются конечными пользователями).
В то же время, сложность технических и программных систем заставляет использовать имеющиеся технические и программные продукты, а также нужные методы, модели и алгоритмы для проектирования и производства новых и совершенствования старых технических и программных систем. В этом случае можно сказать, что средства преобразования информации используются для производства себе подобных. Тогда их пользователем является специалист в области информатики, а не конечный пользователь.
Разработкой абстрактных методов, моделей и алгоритмов, а также связанных с ними математических теорий занимается фундаментальная наука. Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике.
Практическое использование результатов исследований информатики как фундаментальной науки воплощается в информатике – отрасли производства. В самом деле, широко известны западные фирмы по производству программных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических средств – IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства самих технических и программных средств разрабатываются также и технологии преобразования информации.
Подготовкой специалистов в области преобразования информации занимается информатика как прикладная дисциплина. Она изучает закономерности протекания информационных процессов в конкретных областях и методологии разработки конкретных информационных систем и технологий.
Таким образом, главная функция информатики состоит в разработке методов и средств преобразования информации с использованием компьютера, а также в применении их при организации технологического процесса преобразования информации.
Выполняя свою функцию, информатика решает следующие задачи:
· исследует информационные процессы в социальных системах;
· разрабатывает информационную технику и создает новейшие технологии преобразования информации на основе результатов, полученных в ходе исследования информационных процессов;
· решает научные и инженерные проблемы создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой деятельности.
В рамках прикладной дисциплины информатики изучаются следующие вопросы:
· понятие информации, ее свойства, измерение информации, использование в управлении;
· способы кодирования информации;
· понятие и составные части информационных процессов;
· организация технических устройств преобразования информации, в частности компьютера;
· структура и методология проектирования программного обеспечения.
Структура 2.
Когда речь идет о науках такого масштаба, как физика, химия, биология, трудно говорить о единой науке. По сути, под этими названиями скрываются целые конгломераты[1] наук, объединенные общим объектом исследования. Если сравнивать, например, ядерную физику, физику высоких температур, биофизику или статистическую физику, то легко обнаружить, что, не смотря на существование пограничных областей и взаимопроникновение методов и идей, каждое из этих направлений существует как самостоятельная наука. Аналогичная структура и у информатики. Под этим понятием объединяют ряд научных направлений, исследующих разные стороны одного и того же объекта – информации.
Как и другие науки, которые принято делить на теоретические и прикладные, информатика тоже состоит из них. Но такая структуризация информатики не слишком удобна, ибо в один раздел попадают научные направления, значительно отличающиеся друг от друга и взглядом на информацию, и теми методами, которые в них имеются. Поэтому мы примем другое деление информатики на основе направления. Оно опирается на внутреннее единство решаемых в них задач и подходов к пониманию сущности информации.
Рассмотрим эту классификацию подробнее.
Теоретическая информатика
Теоретическая информатика – это математическая дисциплина. Она использует методы математики для построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации, создает тот теоретический фундамент, на котором строится всё здание информатики.
По своей природе информация тяготит к дискретному представлению. Множество информационных сообщений, как правило, можно описывать в виде дискретного множества. А значит, по своему характеру, теоретическая информатика близка к дискретной математике[2] (раздел математики, занимающийся изучением свойств объектов конечного характера), изучающей объекты именно такого типа. Поэтому многие модели теоретической информатики заимствованы из дискретной математики. Но, как правило, эти модели наполнены конкретным содержанием, связанной со спецификой информации – того объекта, который интересует информатиков.
Теоретическая информатика распадается на ряд самостоятельных дисциплин. По степени близости решаемых задач их можно условно разделить на 5 классов.
Теоретическая информатика и её направления
Вы будете перенаправлены на Автор24
Теоретическая информатика и её направления — это научная дисциплина о способах и операциях поиска, сохранения, переработки, трансляции и аналитической оценки информации с использованием компьютеров, а также её разные ответвления.
Теоретическая информатика
Примерно до середины семидесятых годов прошлого века в ходу был термин «кибернетика», а не «информатика», и по этой причине не было теоретической информатики, а было определение «теоретическая (математическая) кибернетика».
Под теоретической информатикой понимается математическая дисциплина, применяющая математические методики для формирования и анализа моделей обработки, трансляции и применения информации.
Теоретическая информатика предоставляет теоретическую базу для практического использования информатики. Сама природа информации предполагает её дискретное представление. Большинство информационных посланий чаще всего могут быть представлены дискретными множествами, что означает близость содержания теоретической информатики к дискретной математике, которая изучает как раз такие вещи. По этой причине большинство моделей теоретической информатики пришли из дискретной математики. Но почти всегда такие модели наполняются фактическими данными, которые связаны с информацией об объекте исследования.
Направления теоретической информатики
Теоретическую информатику можно разложить на несколько вполне оформившихся дисциплин. По уровню схожести подлежащих решению задач, они делятся на следующие классы.
Дисциплины, которые опираются на алгебру логики (математическую логику). В этих дисциплинах формируются способы, которые позволяют применять логические обоснования при анализе операций обработки информационных данных посредством электронных вычислительных машин (к примеру, теория алгоритмов, теория параллельного вычисления). Кроме того, способы, позволяющие на базе логического моделирования, строить изучение процессов, происходящих в самой электронной вычислительной машине при выполнении операций вычисления (теория автоматов, теория сетей).
Готовые работы на аналогичную тему
Компьютеры, как общеизвестно, работают с числовыми данными, то есть с информацией, которая представлена в дискретном формате. А непосредственно операции, которые выполняет компьютер, это алгоритмическая структура, реализуемая программным обеспечением. Для проектирования прикладных программ требуется выработать специализированные методы разрешения поставленных задач. Ранее специалисты математической сферы не были озадачены возможностью перевести свои способы разрешения задач в формат, позволяющий осуществлять программную реализацию, то есть в виде программ, выполняемых электронными вычислительными машинами. Стремительный прогресс в области аппаратуры, позволяющей автоматизировать вычислительные процессы, привёл к созданию современных компьютеров, что явилось стимулом развития в математических дисциплинах операций и способов разрешения задач. Отсюда появились дисциплины, которые стали пограничными между теоретической информатикой и дискретной математикой. А именно вычислительная математика и вычислительная геометрия. Термин «вычислительная» определяет, что данные дисциплины служат для формирования методик, которые предназначены для компьютерной реализации.
Дисциплиной, которая изучают собственно информацию, как абстрактный объект без фактического наполнения, является теория информации. Она определяет общие свойства информации, законы, которые управляют её зарождением, прогрессом и окончанием её актуальности. К теории информации очень близка теория кодирования, которая занимается изучением тех форматов, в которые возможно преобразовать содержимое каждого информационного объекта (транслируемого сообщения, базы знаний и тому подобное).
В теории информации существует подраздел, который занимается конкретно вопросами теории трансляции информационных данных по разным системам связи. Информатика рассматривает как реальные, так и абстрактные информационные данные. Информация, перемещаясь в виде реальных данных, выражается в разных фактических процессах, но в информатике она проявляется в виде некой абстракции. Эта трансформация обуславливает применение в электронных вычислительных машинах формальных абстрактных моделей той области, к которой относится информация в фактическом мире. Говоря иначе, реальные объекты в компьютерах замещаются использованием их моделирования. Преобразование реальных объектов в модели, которые применяются для исследования в электронных вычислительных машинах, можно выполнить, формируя и развивая специальные операции и приёмы. А помогает их изучать системный анализ, который появился как наука примерно двадцать лет тому назад.
Системный анализ занимается изучением структуры реального объекта и предоставляет методы их формального представления. Элементом системного анализа считается обобщённая теория систем, которая изучает различные по характеристикам информационные системы с единой платформы. Системный анализ находится на границе кибернетики и теоретической информатики. Примерно там же располагаются другие похожие дисциплины.
Одной из них является имитационное моделирование. Эта дисциплина создаёт и применяет некоторые методы исследования процессов, которые происходят в физических объектах, а также при их моделировании в электронных вычислительных машинах. Второй наукой считается теория массового обслуживания, которая анализирует специфический, но очень популярный тип моделирования трансляции и обработки информации, носящий название систем массового обслуживания.
И, наконец, завершающий набор дисциплин, которые входят в теоретическую информатику и ориентированы на применение информации для выработки решений в некоторых ситуационных положениях, случающихся в сегодняшней действительности. Одна из дисциплин называется теория принятия решений, и она изучает обобщённые структуры, применяемые человеком при нахождении оптимальных решений среди многих возможных.