Открытия в информатике Информатика - новая информационная индустрия и научная дисциплина, связанная с использованием компьютеров и сети Интернет. Развитие бизнеса, образования, промышленности и общества во многом зависит от развития Интернет и новейших электронных технологий.
ЭВМ - электронные вычислительные машины - одно из важнейших изобретений XX в. За рубежом, а позже и у нас в стране вычислительные машины получили название компьютеров. В качестве машин компьютеры используются как универсальные устройства обработки, передачи и накопления самой различной информации.
Обработка, накопление и передача информации происходит не только в ЭВМ, но и при общении людей, в технических устройствах, в живых организмах и в жизни общества. Новым инструментом в передаче и накоплении информации в человеческом обществе стала сеть Интернет.
Интернет - это международная компьютерная сеть, связывающая компьютеры во всех странах и континентах, хранящая гигантские объемы информации и дающая оперативный доступ к этой информации практически всем людям.
Компьютерная сеть Интернет зародилась в США в самом начале 70-х годов, а в 80-х годах вышла за границы США и стала международной. По этим причинам английский язык в Интернет с самого начала стал базовым международным языком, объединяющим людей из разных стран. Более 90% информации Интернет в настоящее время представлено на английском языке. Причина - более 60% сетевых ЭВМ, установленных в Интернет, находится в США. Там же находятся основные производители компьютеров, разработчики программного обеспечения и телекоммуникационного оборудования. эволюция биология естествознание мир
Передача информации в общении людей - это передача сведений и суждений, данных и сообщений. Передача информации в сети Интернет - это обмен письмами, сообщениями между людьми и компьютерами. Но кроме передачи Интернет представляет еще и гигантское хранилище, в котором мы можем искать информацию.
Для живых существ восприятие и передача информации в форме сигналов - основное отличие от неодушевленных предметов окружающего мира. Языковая форма передачи знаковой информации - основное отличие людей от других живых существ.
Особую роль в жизни общества играют документы. Документированная информация имеет юридическую силу и может служить для фиксации самых различных событий и взаимоотношений между людьми. Документированная информация - основной вид информации, передаваемой в сети Интернет и хранящейся в памяти ЭВМ. Возможность записи информации в виде письменных документов привела к образованию человеческих сообществ, государств, почтовых служб и бюрократии, вся жизнь которой состоит в накоплении, подготовке и использовании задокументированной информации.
В сети Интернет для хранения информации используются серверы. Серверы - это компьютеры, подключенные к сети ЭВМ и имеющие машинные накопители для хранения большого объема информации. Современные серверы имеют память, достаточную для хранения различных архивов и библиотек служебного пользования.
Точкой становления информатики как новой индустрии в середине XX в. стало создание компьютеров - универсальных электронных вычислительных машин. Основной возможностью этих машин стала автоматическая обработка информации с помощью специально создаваемых программ. Переработка информации перестала быть исключительной способностью людей и живых существ. На первых же моделях вычислительных машин были созданы и заработали первые модели искусственного интеллекта, являвшегося основной особенностью живых существ.
В это же время были заложены основы информатики как научной дисциплины. Информатика как наука изучает принципы и методы накопления, обработки и передачи информации в ЭВМ и в сети Интернет. Одной из основных проблем информатики считается проблема создания и развития систем искусственного интеллекта как новой формы разума.
Системы искусственного интеллекта - это компьютерные программы и системы, моделирующие или воспроизводящие интеллектуальную деятельность. При этом под интеллектуальной деятельностью понимаются способности производить логические умозаключения и осмысленную переработку информации. Если интеллектуальная деятельность людей основывается на законах логики, то работа любых программ на ЭВМ основана исключительно на законах математической логики. Знание этих законов позволяет в принципе понимать логику работы любых программ и компьютерных систем.
Фундамент информатики как научной дисциплины образуют вычислительные науки, изучающие организацию вычислительных процессов, вычислительных машин, систем и сетей. Компьютеры первого поколения создавались именно как электронные вычислительные машины для автоматизации сложнейших вычислений. В этот период зародилась профессия программистов - создателей программ для ЭВМ и появились первые языки программирования.
Возможность измерить количество информации весьма важна и с теоретической и с практической точки зрения. Так, например, для каждого действующего канала связи существенной характеристикой является его пропускная способность, т.е. максимальное количество информации, которое может быть передано по этому каналу в единицу времени. Физиологи и психологи научились определять количество информации, которое человек может воспринимать с помощью своих органов чувств, удерживать в памяти и подвергать обработке. Эти данные помогают научно обоснованно организовывать учебно-воспитательный процесс, верно дозировать порции учебной информации. Особое значение приобретает количественная оценка объемов обрабатываемой информации в связи с массовым применением ЭВМ.
Немаловажное значение для перспектив развития информатики имеет ее структура, в значительной мере определяющая направление проводящихся в ней научных исследований.
Эта структура отражает последовательность этапов информационной деятельности:
отбор > обработка > хранение > поиск > распространение.
Предмет и структура информатики, круг разрабатываемых ею проблем имеют не только теоретическое, но и практическое значение. Подготовка кадров, повышение их квалификации, формирование профессионального мышления, информационное обеспечение, создание коммуникационных традиций (как по формальным, так и по неформальным каналам) - вот далеко не полный перечень жизненно важных вопросов, решение которых зависит от того, какой круг вопросов будет исследовать информатика. Но учитывая, что научная дисциплина это не только совокупность знаний, но и институция, сообщество ученых, объединенных единым кругом изучаемых проблем и подходов к их изучению, инфраструктура дисциплины оказывает влияние на ее развитие.
Как в этих условиях будет развиваться информатика? Если не выходить за очерченные нами рамки, то потребуется значительно интенсифицировать исследования свойств и структуры семантической информации, подходов к определению ее сложности, количества, ценности, полезности, старения, рассеяния и т.п. Необходимы дальнейшие исследования информационных систем, разработка их математических и других формальных моделей. Особую актуальность приобретает построение интеллектуальных информационных систем, позволяющих прогнозировать исследуемые свойства веществ, процессов, явлений на основе неполной информации. Информационный поиск смыкается здесь с автоматизацией исследований и проектирования, что требует глубокой логической и лингвистической проработки.
В области технологии информационной деятельности возникает ряд важных проблем взаимодействия человека с развитыми техническими системами: унификация представления научно-технических данных, методы кумуляции и концентрации информационных ресурсов, методы структурирования информации в условиях ее машинного накопления и обработки, рациональное представление нетекстовой информации, эффективный ввод речевой и графической информации. Малоизученной, но крайне важной областью информатики являются ее экономические, социологические, психологические и правовые аспекты. Вся сфера информационной коммуникации недостаточно изучена с точки зрения ее соответствия экономическим структурам производства и процессам принятия решений. Перспективными представляются исследования влияния новых информационных технологий на внедрение достижений в народное хозяйство, в сферу образования, культуры, массовой коммуникации.
Если же пойти еще дальше, за пределы того круга проблем, которые легко укладываются в рамки обсуждаемой нами научной дисциплины информатики, то мы выйдем в необозримое пространство проблем, обозначаемых терминами "искусственный интеллект", "информационные технологии", "теория программирования", "теория формальных языков" и т.п. Спору нет, информатика уже сейчас наталкивается на многие вопросы, разрабатываемые в этих проблемных комплексах. К ним относятся "понимание" текста на естественных языках, логико-смысловые методы его обработки, представление знаний в базах данных, программирование задач информационного обеспечения и многие другие вопросы подобного типа. По всей вероятности, они займут в информатике соответствующее их значению место.
Ясно, что ближайшей перспективой развития информатики является развертывание широкого фронта теоретических исследований. Это не значит, что прикладные разработки, направленные на совершенствование нынешних информационных систем и методов информационного обеспечения должны быть отодвинуты на второй план. Они также будут развиваться и расширяться, но не они, а теоретические исследования определяют будущее информатики как фундаментальной науки.
Открытия в астрофизике
Астрофизика - учение о строении небесных тел. Астрофизика является таким образом частью астрономии, занимающаяся изучением физических свойств и (наряду с космохимией) химического состава Солнца, планет, комет или звёзд и туманностей. Главные экспериментальные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометриявместе с обыкновенными астрономическими наблюдениями. Спектроскопический анализ составляет область, которую принято называть
Цель астрофизики - изучение физической природы и эволюции отдельных космических объектов, включая и всю Вселенную. Таким образом, астрофизика решает наиболее общие задачи астрономии в целом. За последние десятилетия она стала ведущим разделом астрономии астрохимией или химией небесных тел, так как главные указания, даваемые спектроскопом, касаются химического состава изучаемых астрономических объектов. Фотометрические и фотографические исследования выделяются иногда в особые области астрофотографии и астрофотометрии. Астрофизику не следует путать с физической астрономией, каковым именем принято обозначать теорию движения небесных тел, то есть то, что также носит название небесной механики. К Астрофизике относят также исследование строения поверхности небесных тел, Солнца и планет, насколько это возможно из телескопических наблюдений над этими телами. Как пример можно привести открытие атмосферы Венеры М.В. Ломоносовым в 1761 году. Само название астрофизики существует с 1865 года и предложено Цёлльнером. Астрофизические обсерватории существуют ещё только в очень немногих странах. Из них особенно знамениты Потсдамская обсерватория под управлением Фогеля и Медонская под управлением Жансена. В Пулкове также устроено астрофизическое отделение, во главе которого стоит Гассельберг. Появление новых инструментов исследования и ранее неизвестных физических явлений и процессов приводит к рождению новых направлений астрофизики, тесно связанных с прочими областями научных исследований, достаточно приставку "Астрофизическая" добавить к классическому направлению - астробиология, астрофизическая информатика и другие.
Астроспектроскопия - раздел астрофизики, который состоит из приложения спектрального анализа к изучению небесных тел.
Первые исследования спектра Солнца были предприняты одним из изобретателей спектрального анализа, Кирхгофом, в 1869. Результатом этих исследований был рисунок солнечного спектра, из которого можно было определить уже с большой точностью химический состав солнечной атмосферы. Раньше Кирхгофа высказывались только иногда отдельные предположения о возможности анализа солнечной атмосферы посредством спектроскопа и в особенности о существовании на Солнце натрия вследствие найденной в спектре его тёмной линии D натрия. Такие предположения высказывались, напр., Фуко в Париже, Стоксом в Кембридже. Между тем ещё незадолго до этого Огюст Конт высказал в своей "Положительной философии" убеждение в невозможности когда бы то ни было узнать химический состав небесных тел, хотя уже в 1815г. Фраунгофер знал о существовании тёмных линий в спектре Солнца и о существовании характеристических спектров у некоторых отдельных звёзд Сириуса, Капеллы, Бетельгейзе, Проциона, Поллукса. После первых исследований Кирхгофа спектральным анализом небесных тел занялись с большим усердием несколько астрофизиков, которые вскоре представили чрезвычайно обстоятельные исследования спектров Солнца и неподвижных звёзд. Ангстром изготовил чрезвычайно точный атлас солнечного спектра, Секки произвёл обозрение большого числа звёзд посредством спектроскопа и установил четыре типа звёздных спектров, Хаггинс начал ряд исследований над спектрами отдельных ярких звёзд. Область применения спектроскопа постепенно расширялась. Хаггинсу удалось наблюдать спектр некоторых туманностей и подтвердить уже неопровержимым образом предположение о существовании двух типов туманностей - звёздных, состоящих из куч звёзд, которые при достаточной оптической силе инструмента могут быть разложены на звёзды, и газообразных, действительных туманностей, относительно которых можно предполагать, что они находятся в фазе образования отдельных звёзд путём постепенного сгущения их вещества. С середины 60-х годов XIX века изучение поверхности Солнца посредством спектроскопа во время затмений и вне их вошло в состав непрерывных наблюдений, производящихся в настоящее время во многих обсерваториях.
Хаггинс, Локьер в Англии, Жансен во Фпанции, Фогель в Германии, Такини в Италии, Гассельберг в России и др. дали обширные исследования, уяснившие строение верхних слоёв солнечной атмосферы. В то же время с 1868 года по мысли Хаггинса спектроскоп был применён и к исследованию собственных движений звёзд по направлению луча зрения посредством измерения перемещений линий их спектров, которые в настоящее время также производятся систематически в Гринвичской обсерватории. Принцип Доплера, лежащий в основании этих измерений, был уже несколько раз проверен экспериментально измерениями перемещений солнечного спектра и послужил Локьеру в его измерениях к установлению его гипотезы о сложности химических элементов. Спектры комет, падающих звёзд, метеоритов, исследованные разными астрономами, а в последнее время в особенности Локьером, дали уже много весьма важных фактов в руки астроному, и в значительной степени послужили уяснению происхождения и развития звёзд и солнечной системы. Тем не менее, время существования этой области знания не позволяет пока делать точные выводы о долговременных эволюционных изменениях химического состава материи в масштабе галактики, поскольку факторы влияния (смены поколений звёзд - выгорания термоядерного топлива) не описаны количественно.