История становления и развития информатики как науки и учебной дисциплины

Содержание

Введение ………………………………………………………………..…………3 
Глава 1. История становления и развития информатики как науки и учебной дисциплины…………………………………………...………………………..….4

Глава 2. Что такое порты устройств. Основные виды портов задней панели системного блока……………………………………………….………………..14 
Глава 3. Практическое задание………………………………………………....16 
Заключение………………………………………………………………….........20 
Список используемой литературы……………………………………………...21

Введение

Практически в каждой науке есть фундамент, без которого ее прикладные аспекты лишены основ. Для математики такой фундамент составляют теория множеств, теория чисел, математическая логика и некоторые другие разделы; для физики - это основные законы классической и квантовой механики, статистической физики, релятивистской теории; для химии - периодический закон, его теоретические основы и т.д. Можно, конечно, научиться считать и пользоваться калькулятором, даже не подозревая о существовании указанных выше разделов математики, делать химические анализы без понимания существа химических законов, но при этом не следует думать, что ты знаешь математику или химию. Примерно то же с информатикой: можно изучить несколько программ и даже освоить некоторое ремесло, но это отнюдь не вся информатика, точнее, даже не самая главная и интересная ее часть.

Теоретические основы информатики - пока не вполне сложившийся, устоявшийся раздел науки. Он возникает на наших глазах, что делает его особенно интересным: нечасто мы наблюдаем и даже можем участвовать в рождении новой науки! Как и теоретические разделы других наук теоретическая информатика формируется в основном под влиянием потребностей обучения информатике.

Теоретическая информатика - наука математизированная. Она складывается из ряда разделов математики, которые прежде казались мало связанными друг с другом: теорий автоматов и алгоритмов, математической логики, теории формальных языков и грамматик, реляционной алгебры, теории информации и др. Она старается методами точного анализа ответить на основные вопросы, возникающие при хранении и обработке информации, например, вопрос о количестве информации, сосредоточенной в той или иной информационной системе, наиболее рациональной ее организации для хранения или поиска, а также о существовании и свойствах алгоритмов преобразования информации.

Глава 1. История становления и развития информатики

как науки и учебной дисциплины.

Появление и становление информатики как науки относится ко второй половине прошлого века. Область интересов информатики – это структура и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с процессами поиска, сбора, хранения, преобразования, передачи и использования информации в различных сферах деятельности человека. Обработка информации немыслима без автоматизации систем коммуникации в силу своего объема, поэтому электронные вычислительные машины (ЭВМ) и современные информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) являются фундаментальным ядром, и материальной базой информатики.

После второй мировой войны бурно развивалась кибернетика как общая наука об управлении и связи в системах различной природы. Ее появление связывают с опубликованием в 1948г. книги «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине» Норберта Винера, в которой были описаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Постепенно кибернетика превратилась в более общую науку о преобразовании информации – любой совокупности сигналов, воздействий или сведений, которые некоторая система воспринимает от окружающей среды, а также хранит в себе.

В начале 60 гг. ХХ века академик А.И.Берг писал об отношении к кибернетике в СССР: «… в 1955–57 гг. и даже позже в нашей литературе были допущены грубые ошибки в оценке значений и возможностей кибернетики. Это нанесло серьезный ущерб развитию науки в нашей стране, привело к задержке в разработке многих теоретических положений и даже самих электронных машин» [2]. В «Кратком философском словаре» за 1954 год кибернетику определяли как «реакционная лженаука…; форма современного механицизма» [7].

Даже после преодоления идеологических барьеров и официального признания развитие отечественной кибернетики долго сопровождалось неудачами в реализации крупных государственных проектах.

Хотя стоит отметить, что работа в различных направлениях (разработки в сфере автоматизированных систем управления, систем автоматического проектирования и пр.) привела к накоплению значительного опыта создания информационных систем управления технико-экономическими объектами, были созданы некоторые САПР, достигнуты успехи в области конструирования и интеллектуализации ЭВМ, в технологии их изготовления.

Вскоре после появления термина «кибернетика» в мировой науке стали использовать термин «Computer Science» (компьютерная наука) – научная и учебная дисциплина, изучающая процессы обработки, хранения и передачи информации при помощи компьютеров и телекоммуникационных систем [3]. Термин «информатика» был введен французскими учеными в середине ХХ века и получил распространения в России и Западной Европе.

Большая советская энциклопедия трактует этот термин как «дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности [5].

Академик А.П.Ершов писал, что термин «информатика» вводится в русский язык «…как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. При таком толковании информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и ее место в кругу «традиционных академических научных дисциплин».

Отнесение информатики к фундаментальным наукам отражает общенаучный характер понятия информации и процессов ее обработки.

Также указывается, что информатика возникает с развитием компьютерной техники, как следствие развития ЭВМ.

Одной из областей человеческой деятельности, испытывающей в настоящее время активное влияние информатики, является система образования.

Информатика – фундаментальная научная и образовательная область, которая не может ограничиться рамками инженерных, пользовательских трактовок, рамками процедурного программирования, имея мощный формальный аппарат для глубокого изучения явлений и систем, их практической интерпретации, усиления междисциплинарных связей [4].

Информатика уже прошла этап «интуитивного (в своих понятиях, определениях, целях) развития», достаточно «теоретизировалась» и превратилась в полноценную фундаментальную естественнонаучную дисциплину, как, скажем, математика или физика.

В эпоху введения информатики в число образовательных дисциплин использовался больше программистский и пользовательский подход. Информатика, как правило, отождествлялась с процедурным программированием и решением задач на ЭВМ.

В связи с этим часто ошибочно информатику называли наукой о компьютерах. Если информатика рассматривается с узких позиций ее применения, применимости, то она выступает как техническая, технологическая среда общества, как средство обеспечения, например, коммуникационных потребностей общества. Если информатика рассматривается с позиции передачи знаний, то она выступает как общекультурная среда и средство познания природы и общества.

Для сферы образования крайне существенно адекватное определение предметной области информатики, отражающей все фундаментальные основы этой области научного знания.

В национальном докладе РФ на II Международном Конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» [6] была представлена следующая структурная схема данной предметной области.

Педагогические исследования в области информатики показывают многоаспектность задачи подготовки подрастающего поколения к деятельности в современном информационном обществе. Для педагогической практики характерно также отсутствие единого подхода к выбору содержания обучения информатике. За последние двадцать лет менялись не только стандарты, но и названия информационных дисциплин [1].

В перечень обязательных дисциплин в сентябре 1985г. был включен новый предмет – информатика. Содержание данного учебного предмета предполагало на тот момент подготовку в области алгоритмизации и программирования. Лозунг академии Ершова «Программирование – вторая грамотность» был девизом первых программ по информатики для школ.

Далее изменяются социально-экономической основы, происходят революционные политические процессы (снятие «железного занавеса», развитие техники и технологий электронных вычислений и т.п.). Эти процессы позволили происхождению глобальных изменений в области требований к знаниям выпускников по информатики.

За период с начала 90 гг. ХХ века и до начала нового времени содержание школьной информатики целесообразно стала представляться в виде четырех блоков: 
        1. блок теоретической информатики

2. блок программирования  и алгоритмизации

3. технологический блок

4. социальный блок

1992-1999 гг. содержание школьного курса требовало обязательной единой подготовки в рамках данного курса независимо от профиля школы или класса. В этот период содержание блоков формируется в зависимости от выбранной автором концепции. В 1992 г. был принят первый стандарт по информатики, который выделил базовый уровень (ядро), сформировал требования к знаниям, умениям и навыкам учащихся и в рамках которого была представлена примерная программа по информатики.

В 2004 г. был принят государственный стандарт общего образования согласно которому переход к обязательному обучению по стандарту второго поколения начато с сентября 2005 г.

В связи с информатизацией процесса образования, используются информационные технологии при изучении дисциплин школьного курса становится все более актуальным, при этом существуют две противоположные тенденции: сохранение информатики как отдельного учебного предмета; ассимиляция (растворение) информатики по всем дисциплинам школьного курса.

Сохранение информатики как отдельного учебного предмета предполагает сохранить научную целостность предметной области информатика и распространить методы по работе с информацией, моделированию в других предметных областях. Согласно второй тенденции каждый учебный предмет расширяется за счет включения элементов использующих ИТ в учебном процессе при этом информатика теряет свой статус обязательного школьного предмета.

На сегодняшний день обе тенденции имеют место, на этапе начальной школы информатика изучается как модуль, входящий в курс технологий. На этапе основной школы с переходом в старшее звено предпочтительнее первая тенденция. Информатика изучается как обязательная учебная дисциплина (базовый уровень в основной школе, предпрофессиональный в старшей). При этом технологическая часть курса информатики достаточно расширенна за счет включения вопросов межпредметных связей (математические пакеты, мультимедийные проекты, моделирование лабораторных работ и т.д.).

На этапе старшей школы закладываются основные предпофильные подготовки, при этом курс информатики целенаправленно формирует необходимые ЗУН, согласно выбранной профилизации. В силу технологизации учебного процесса на базовом этапе старшей школы по-разному представляются блоки школьной информатики.

Данное нововведение нашло отражение в стандарте 2004г. Введение в школьный учебный план информатики было актуальным в связи с потребностью общества в специалистах, владеющих навыками работы на компьютере. При этом работу компьютера в конце 70-х – середине 80-х гг. контролировали программисты. Поэтому знание алгоритмического языка и описание на нем процесса обработки информации составляло основу профессиональной подготовки. Поэтому на первом этапе обучения информатики актуальным являлось обучение умению программировать. Актуальной и востребованной на тот момент явилась профессия оператор ЭВМ. Подготовку таких специалистов осуществляли проф. Техникумы и ПТУ. Первый этап охватывает период с 1985 по 1992 гг.

В начале 90-х гг. бурное развитие в ВТ и самое главное программного обеспечения сформировали новую задачу – необходимость подготовки специалистов, владеющих базовыми навыками работы за ПК и умеющих разбираться в АВТ. При этом алгоритмическая культура по прежнему составляла ядро профессиональной подготовки, основной целью которой на тот момент было формирование компьютерной грамотности.

С начала 90-х годов и до конца ХХ века данная цель оставалась актуальной так как основные тенденции в области информатики были связаны с применением информационных технологий и решение прикладных задач.

В начале XXI века решение прикладных задач требовало от разработчика умения моделировать реальную ситуацию и сочетать полученную модель с известными информационными технологиями. Сочетание умений по двум разным направлениям: моделированию и технологизации позволило пересмотреть цель обучения информатике. На данном этапе формирование ИК является неотъемлемой частью профессиональной подготовки. Составляющей ИК является алгоритмическая культура и компьютерная грамотность, расширение которых направлено на изучение технологий, узкоспециализированных с моделируемой областью.

Итак, можно кратко описать основные историко-педагогические этапы развития информатики как учебной дисциплины [1]:

Первый этап (середина 50-х XX в. – 1980гг.) – становление содержательных показателей информационных дисциплин.

Второй этап (1980–1985) – становление организационных показателей через массовое введение в учебный план элементов программирования в курс алгебры и изучение его логических основ.

Третий этап (1985–1990) – развитие технического, организационного и содержательного показателей информационных дисциплин.

Четвертый этап (1990–1995) – качественное изменение технических показателей, связанное с распространением в России ГОМ/РС.

Пятый этап (1995–2000) – дальнейшее развитие содержательных показателей, которое приводит к интеграции информатики с другими дисциплинами и более глубокому изучению основ логики и логических выражений.

Шестой этап (после 2000 года) – изменения в организационных показателях, связанные с использованием Интернет-среды и формированием основ информационного мировоззрения учащихся.

Итак, информатика – наука о закономерностях протекания информационных процессов в системах различной природы, о методах, средствах и технологиях автоматизации информационных процессов, о закономерностях создания и функционирования информационных систем. Она способствует формированию современного научного мировоззрения, развитию интеллектуальных способностей и познавательных интересов; освоение базирующихся на этой науке (информатике) информационных технологий необходимо как в самом образовательном процессе, так и в повседневной будущей жизни.

Анализ становления информатики как учебной дисциплины позволяет утверждать, что её дальнейшее развитие связано с интеграцией с другими учебными дисциплинами, осуществляемой на единой логической базе. Единая логическая база интеграции информатики и других учебных дисциплин позволит сформировать у людей целостное миропонимание и современное мировоззрение, которые будут основаны на признании единства основных информационных законов и на понимании ведущей роли информации в эволюционных процессах и обеспечении жизнедеятельности природных и социальных систем. 
Глава 2. Что такое порты устройств. Основные виды портов

задней панели системного блока.

На задней панели системного блока расположены порты (разъемы), к которым присоединяются различные устройства, например, принтер, монитор, мышь, клавиатура, внешний модем, звуковые колонки и т.д. Порты имеют разный вид, но определяются они абсолютно однозначно.

Порт (персонального) компьютера предназначен для обмена информацией между устройствами, подключенными к шине внутри компьютера и внешним устройством.

Последовательный порт или COM-порт – двунаправленный последовательный интерфейс, предназначенный для обмена байтовой информацией. Последовательный потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом (в отличие от параллельного порта). Ранее последовательный порт использовался для подключения терминала, позже для модема или мыши. Сейчас он используется для соединения с источниками бесперебойного питания, для связи с аппаратными средствами разработки встраиваемых вычислительных систем. С помощью COM-порта можно соединить два компьютера, используя так называемый «нуль-модемный кабель». Достоинством технологии является крайняя простота оборудования. Недостатком является низкая скорость, крупные размеры разъемов, а также зачастую высокие требования к времени отклика ОС и драйвера и большое количество прерываний.

Параллельный порт – тип интерфейса, разработанный для компьютеров (персональных и других) для подключения различных периферийных устройств. В вычислительной технике параллельный порт является физической реализацией принципа параллельного соединения. Он также известен как принтерный порт или порт Centronics. Стандарт IEEE 1284 определяет двунаправленный вариант порта, который позволяет одновременно передавать и принимать биты данных. До появления USB параллельный интерфейс был адаптирован помимо принтеров к большому числу периферийных устройств. Вероятно, одним из первых таких устройств были электронные ключи для защиты программного обеспечения от копирования. Вскоре параллельный интерфейс нашёл применение в накопителях на гибких магнитных дисках и сканерах, за которыми последовали и другие устройства: модемы, звуковые карты, веб-камеры, геймпады, джойстики, внешние жёсткие диски и CD-диски. [8]

USB – универсальная последовательная шина, предназначенная для периферийных устройств. Шина USB представляет собой последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств. К одному контроллеру шины USB можно подсоединить до 127 устройств через цепочку концентраторов (они используют топологию «звезда»). В отличие от многих других стандартных типов разъемов, для USB характерны долговечность и механическая прочность.

Также на задней панели системного блока располагаются следующие порты (разъемы):

• mini-Jack (колонки, микрофон),
• VGA (Монитор, аналоговый выход)),
• DVI-D (Монитор, цифровой выход),
• S-video (цифровой выход на телевизор, DVD),
• Composite (аналоговый выход на телевизор, DVD),
• DIN (для клавиатуры),
• PS/2 (клавиатура, мышь),
• e-SATA (для внешнего SATA устройства),
• IDE (внутренний жесткий диск или CD-DVD привод),
• FDD (для дисковода),
• IEEE1394 (для видеокамеры и внешних накопителей). [9]

Заключение

Подводя итог сказанному, отметим, что предпринимаются (но отнюдь не завершены) усилия ученых, представляющих самые разные области знания, построить единую теорию, которая призвана формализовать понятие информации и информационного процесса, описать превращения информации в процессах самой разной природы. Движение информации есть сущность процессов управления, которые суть проявление имманентной активности материи, ее способности к самодвижению. С момента возникновения кибернетики управление рассматривается применительно ко всем формам движения материи, а не только к высшим (биологической и социальной). Многие проявления движения в неживых - искусственных (технических) и естественных (природных) - системах также обладают общими признаками управления, хотя их исследуют в химии, физике, механике в энергетической, а не в информационной системе представлений. Информационные аспекты в таких системах составляют предмет новой междисциплинарной науки - синергетики.

Высшей формой информации, проявляющейся в управлении в социальных системах, являются знания. Это наддисциплинарное понятие, широко используемое в педагогике и исследованиях по искусственному интеллекту, также претендует на роль важнейшей философской категории. В философском плане познание следует рассматривать как один из функциональных аспектов управления. Такой подход открывает путь к системному пониманию генезиса процессов познания, его основ и перспектив.

Список используемой литература

1. Автореферат к диссертации «Становление информатики как учебной дисциплины в общеобразовательной школе» Минныханова А.М., Казань, ХХ09.
2. Возможное и невозможное в кибернетике. – М.:Наука, 1964.
3. Колин Н.К. Курс информатики в системе образования: современное состояние и перспективы развития // Системы и средства информатики. – М.: Наука.; Физмалит, 1966. – Вып.8.
4. Лапчик М.П. Методика преподавания информатики – М,: Академия, ХХ01.
5. Михайлов В.С., Черный А.И., Гиляревский В.И. Информатика  // Большая советская энциклопедия. – 3-е изд. –Т.10. – М.: Сов. энцикл., 1972. – с.348–350.
6. Политика в области образования и новые информационные технологии: Нац. доклад РФ на II Международном конгр. ЮНЕСКО «Образование и информатика». Москва, 1–5 июля 1996 г. // ИНФО. – 1996. – №6.
7. Системы и средства информатики. – М.: Наука. Физмалит, 1996. – Вып.8.
8. Смит Дж. Сопряжение компьютеров  с внешними устройствами. М.: Мир, ХХ00.
9. Степаненко О.С. Сборка компьютера. М.: Диалектика, ХХ09.