поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Теоретическая информатика
1. Теоретическая информатика. Поскольку до середины 70-х гг.
использовали термин "кибернетика", а не "информатика", то соответственно
теоретическая информатика имела название "теоретическая (или
математическая) кибернетика".
Теоретическая информатика - математическая дисциплина. Она использует
методы математики для построения и изучения моделей обработки, передачи
и использования информации, создает тот теоретический фундамент, на
котором строится все здание информатики.
По самой своей природе информация тяготеет 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, изучающей объекты именно
такого типа. Поэтому многие модели теоретической информатики
заимствованы из дискретной математики. Но, как правило, эти модели
наполнены конкретным содержанием, связанным со спецификой информации -
того объекта, который интересует информатиков.
Сама теоретическая информатика распадается на ряд самостоятельных
дисциплин. По степени близости решаемых задач их можно условно разделить
на пять классов.
А. К первому классу относятся дисциплины, опирающиеся на математическую
логику. В них разрабатываются методы, позволяющие использовать
достижения логики для анализа процессов переработки информации с помощью
компьютеров (теория алгоритмов, теория параллельных вычислений), а также
методы, с помощью которых можно на основе моделей логического *тийа
Изучать процессы, протекающие в самом компьютере во время вычислений
(теория автоматов, теория сетей Петри).
Б. Компьютеры, как известно, оперируют с числами, т. е. с информацией,
представленной в дискретной форме. А сами процедуры, реализуемые
компьютером, есть алгоритмы, описанные в виде программ. Чтобы составить
программу, необходимо разработать специальные приемы решения задач.
Раньше математики не заботились о возможности перевода своих методов
решения задач в такую форму, которая допускает программирование, т. е.
перевод в программы, реализуемые на вычислительной машине. В результате
развития устройств, автоматизирующих вычисления, появились современные
компьютеры, и это стимулировало развитие в математике специальных
приемов и методов решения задач. Так возникли дисциплины, лежащие на
границе между дискретной математикой и теоретической информатикой. Это
вычислительная математика и вычислительная геометрия. Слово
"вычислительная" подчеркивает, что эти науки направлены на создание
методов, ориентированных на реализацию в компьютерах.
В. Специально изучением информации как таковой (т. е. в виде
абстрактного объекта, лишенного конкретного содержания), выявлением
общих свойств информации, законов, управляющих ее рождением, развитием и
уничтожением, занимается теория информации. К этой науке близко
примыкает теория кодирования, в задачу которой входит изучение тех форм,
в которые может быть "отлито" содержание любой конкретной информационной
единицы (передаваемого сообщения, гранулы знаний и т. п.). В теории
информации имеется раздел, специально занимающийся теоретическими
вопросами передачи информации по различным каналам связи.
Г. Информатика имеет дело с реальными и абстрактными объектами.
Информация, циркулируя в реальном виде, овеществляется в различных
физических процессах, но в информатике она выступает как некоторая
абстракция. Такой переход вызывает необходимость использования в
компьютерах специальных абстрактных (формализованных) моделей той
физической среды, в которой "живет" информация в реальном мире. Другими
словами, вместо реальных объектов в компьютерах надо использовать их
модели.
Переход от реальных объектов к моделям, которые можно использовать для
изучения и реализации в компьютерах, требует развития особых приемов. Их
изучением занимается системный анализ - наука, возникшая чуть более трех
десятилетий назад. Системный анализ изучает структуру реальных объектов
и дает способы их формализованного описания. Частью системного анализа
является общая теория систем, изучающая самые разнообразные по характеру
системы с единых позиций. Системный анализ занимает пограничное
положение между теоретической информатикой и кибернетикой.
Такое же пограничное положение занимают еще две дисциплины.
Имитационное моделирование - одна из них. В этой науке создаются и
используются специальные приемы воспроизведения процессов, протекающих в
реальных объектах, в тех моделях этих объектов, которые реализуются в
вычислительных машинах. Вторая наука - теория массового обслуживания
изучает специальный, но весьма широкий класс моделей передачи и
переработки информации, так называемые системы массового обслуживания.
Д. Последний класс дисциплин, входящих в теоретическую информатику,
ориентирован на использование информации для принятия решений в самых
различных ситуациях, встречающихся в окружающем нас мире. Сюда, прежде
всего, входит теория принятия решений, изучающая общие схемы,
используемые людьми при выборе нужного им решения из множества
альтернативных возможностей. Такой выбор часто происходит в условиях
конфликта или противоборства. Модели такого типа изучаются в теории игр.
Всегда хочется среди всех возможных решений выбрать наилучшее или
близкое к такому. Проблемы, возникающие при решении этой задачи,
изучаются в дисциплине, получившей название математическое
программирование (не путать с программированием для компьютеров, слово
"программирование" здесь употребляется в ином смысле). При организации
поведения, ведущего к нужной цели, принимать решения приходится
многократно. Поэтому выбор отдельных решений должен подчиняться единому
плану. Изучением способов построения таких планов и их использованием
для достижения поставленных целей занимается еще одна научная дисциплина
- исследование операций. В этой же науке изучаются и способы организации
различного рода процессов, ведущих к получению нужных результатов.
Если решения принимаются не единолично, а в коллективе, то возникает
немало специфических ситуаций: образование партий, коалиций, появление
соглашений и компромиссов. Эти проблемы частично изучаются в уже
упомянутой теории игр, но в последнее время активно развивается новая
дисциплина - теория коллективного поведения, для которой задачи
коллективного принятия решений - предмет специального изучения.
