Меню
Головна
 
Головна arrow Філософія arrow Історія, філософія і методологія техніки та інформатики
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Лекція 2. Історія, філософія і методологія інформатики

Лекція 4. Методологія та історія інформатики

Предмет інформатики і природа інформації

Інформатика - це комплекс наук, що включає, зокрема, теорії алгоритмів і структур даних, мов програмування, архітектур комп'ютерів, операційних систем і комп'ютерних мереж, програмного забезпечення, інформаційних пошукових систем, штучного інтелекту, комп'ютерної графіки.

Для позначення інформатики в німецькій мові використовується термін Informatik, у французькому - informatique. В США її називають computer science (комп'ютерна наука), у Великобританії - Computing science (обчислювальна наука).

Коли дослідникам необхідно дати визначення комплексу теорій, вони завжди зустрічаються з деякими складнощами. В коротке визначення, складається з одного-двох речень, важко вмістити зміст кількох теорій. Проте потреба в таких визначеннях є, оскільки без них неможливо виразити єдність знання, у розглянутому випадку - інформатики.

Досить часто при характеристиці комплексу теорій керуються лише одним концептом. У цьому зв'язку інформатика визначається як теорія інформації. У даному випадку акцент робиться на концепті інформації, проте існують досить змістовні книги з інформатики, у яких даний концепт взагалі не згадується. Зрозуміло, одним концептом інформації зміст комп'ютерних наук не осягнути, і звичайно немає підстав погоджуватися з тими авторами, які вважають, що цей концепт виражає суть взагалі всіх наук. В кожній науці використовуються специфічні, а не універсальні концепти. Вважати інакше - значить неправомірно ототожнювати науки один з одним. В кінцевому рахунку за ототожненням наук завжди ховається певна форма редукціонізму, і коли говорять, що всі без винятку науки керуються концептом інформації, то, по суті, всі науки редукуються до інформатики. Тепер неважко зрозуміти, що у визначенні інформатики повинні згадуватися концепти не одного, а принаймні кількох комп'ютерних наук.

Думка експерта

Пітер Деннінг, відомий американський вчений у галузі обчислювальної техніки, з цього приводу зазначає: "Предмет знання про комп'ютерних обчисленнях часто визначається як систематичне вивчення алгоритмічних процесів, які описують і трансформують інформацію: їх теорія, аналіз, проектування, ефективність, здійснення та аплікація. Фундаментальний основне питання інформатики: "Що може бути (ефективно) автоматизовано? Ця широко поширена характеристика досить скупа. Вона лише є натяком на повне багатий зміст дисципліни".

П. Деннінг прав: визначення у досить лаконічній формі натякає на деякий концептуально багатий зміст. Більшого від дефініції не можна вимагати. Цілком допустимо визначати інформатику, наприклад, теорії алгоритмів, мов програмування, програмного забезпечення комп'ютерів і їх функціонування. У такому визначенні всього лише з'єднані парафрази, що відносяться до декількох теорій, що входять в інформатику.

В заслугу Деннингу слід поставити виділення основного питання інформатики, який в нашій формулюванні виглядає наступним чином: "Що може бути комп'ютеризовано?" Таке формулювання більш універсальна, адже автоматизація і комп'ютеризація - не одне і те ж. Різного роду автомати можуть вивчатися і за межами інформатики, а ось комп'ютеризація входить саме в її компетенції.

Основне питання інформатики суттєво, оскільки виражає взаємозалежність комп'ютерних дисциплін. У кінцевому рахунку вони кульминируют в тих маніпуляцій, які після відповідної підготовчої роботи здійснюються за допомогою функціонування комп'ютерів. Розглянемо ланцюжок концептів:

алгоритми -> мови -> програми -> комп'ютери.

Алгоритми вивчаються не тільки інформатикою, але і математикою. Мови є предметом не тільки інформатики, а й лінгвістики. Програми в надлишку вивчаються в суспільних науках. В інформатиці ж мова йде про особливі - комп'ютерних - алгоритми, мови і програмах. Ця обставина якраз і отримує своє вираження у поданні про основному питанні інформатики.

Втім, краще говорити не про основному питанні інформатики, а її принципі. У першій частині книги зазначалося, що в концептуальному пристрої науки основне значення мають принципи. Там же стосовно прагматичним наук особлива увага зверталася на принцип ефективності. Треба думати, що Деннінг у своїй формулюванні основного питання інформатики не випадково призводить концепт ефективності, але дає його в дужках, а їх доцільно розкрити. В такому разі стає очевидним, що у всіх комп'ютерних науках переслідується одна і та ж мета: забезпечити максимально ефективну комп'ютеризацію в будь-якій її формі. Мова йде про максимально ефективних алгоритми, мови, програмах, архітектурі, базах даних і т. д. Що стосується критеріїв ефективності, то вони визначаються в кожній окремій комп'ютерної дисципліни. У відповідності з цими критеріями повністю або частково відмовляються від застарілих, тобто недостатньо ефективних алгоритмів, мов, програм, структурних компонентів комп'ютерів, що входять в апаратне забезпечення.

Таким чином, інформатика є теорією комп'ютерної ефективності. Це визначення, мабуть, може претендувати на лаври чемпіона за лаконічності. Істотно, що міститься в ньому подвійний акцент, по-перше, на ефективність, а по-друге, на комп'ютери, дозволяє вважати інформатику техникологической наукою. Концепт ефективності характерний для всіх прагматичних дисциплін. Однак не всяка прагматична дисципліна є техникологической теорією: вона визнається такою при наявності в ній обов'язкового акценту на деяких технічних артефактах. Це умова в інформатиці теж виконується. Таким чином, в інформатиці реалізовані обидва умови техникологической дисципліни.

На самому початку параграфа наводилися слова "інформатика", "computing science", "computer science". Всі вони є не більш ніж найменуваннями, тобто іменами деякої сукупності дисциплін, і в цьому своєму значенні не відрізняються один від одного. Їх відрізняє характер акцентування: максимально конкретне визначення припускає вказівку безпосередньо на комп'ютери, а не на інформацію або обчислення (computing). Маючи на увазі ступінь конкретності, всі три поняття мають перераховуватися саме в тому порядку, в якому наведено на початку абзацу. В якості найменувань вони рівнозначні. Отже, тепер у нас з'явилися критерії, що дозволяють проаналізувати різні визначення інформатики. У цьому зв'язку доцільно розглянути найбільш популярні визначення. Часто приводяться в роботах західних авторів, вони представляють відомий інтерес.

Інтерпретації природи інформатики

1. Інформатика - це систематичне вивчення алгоритмічних процесів, які описують і перетворюють інформацію: їх теорія, аналіз, проектування, ефективність, здійснення і застосування (П. Деннінг).

2. Інформатика - це вчення про явищах, пов'язаних з комп'ютерами (А. Ньюелл, А. Перліс і Р. Симон).

3. Інформатика вивчає інформаційні структури (П. Вегнер).

4. Інформатика займається вивченням та управлінням складності (Е. Дейкстра).

5. Інформатика - це механізація абстракцій (А. Агв, Дж. Ульман).

6. Інформатика - сфера досліджень, пов'язана з теоретичними і прикладними дисциплінами, розробкою і використанням комп'ютерів для зберігання та обробки інформації в області математики, логіки, природознавства та ін. (М. Махоні).

Жодне з цих визначень не є помилковим. Правомірність перших двох була розглянута раніше. П. Вегнер підкреслює, що знання утворює структури, що складаються з відповідних частин. Е. Дейкстра вказує на складність як характеристику алгоритмів. А. Агв і Дж. Ульман підкреслюють перехід від "чистих" концептів до їх технічного втілення. Нарешті, М. Махоні робить акцент на интернаучных зв'язках інформатики.

Таким чином, можна придумати сотні визначень інформатики. Всі вони будуть спроможні лише при інтерпретації їх допомогою концептів цілком певних комп'ютерних дисциплін. Але в будь-якому випадку всяке визначення інформатики є не більш ніж зав'яззю, орієнтованої на широку область знання, осмислення якого призводить до численних проблем.

Природа інформації. Розглядаючи предмет інформатики, необхідно особливу увагу звернути на інформацію. Вирішальне значення у справі прояснення змісту концепту інформації мали роботи американського інженера і вченого К. Шеннона. Розробляючи математичну (формалізовану) теорію зв'язку, він разом з нею розвинув і математичну теорію інформації. Саме Шеннон запропонував знамениту формулу обчислення кількості інформації.

Як почасти показав Шеннон, а також ряд інших авторів, при визначенні формули кількості інформації необхідно враховувати наступні обставини. Сигнал носія інформації завжди якимось чином структурований. Це означає, що в теорії інформації необхідно враховувати структурованість процесів, які використовуються в якості сигналів. У фізиці така структурованість найбільш органічно виражається формулою Планка

де 5 - ентропія, що є кількісною мірою структурованості фізичних процесів; к - постійна Больцмана, величина якої залежить від вибраних одиниць вимірювання; і/ - число станів фізичної системи.

В інформатиці формула Планка була кілька перетворена у відповідності з змістом статистичної фізики. Для певного (дискретного) статистичного розподілу ймовірності Рк інформаційна ентропія обчислюється за формулою

де Н(х) - інформаційна ентропія об'єкта х; п - число станів пізнаваного об'єкта; РЦ.) - ймовірність стану хг

Основою логарифма зазвичай вибирається число 2 (у такому разі інформація обчислюється в бітах). Величину Н називають негэнтропией, тобто ентропією з від'ємним знаком, оскільки у формулах для підрахунку інформаційної ентропії використовується знак "мінус" (робиться це для того, щоб величина Н була позитивною). Негэнтропия декількох повідомлень дорівнює сумі негэнтропий окремих повідомлень. Для її опису як не можна краще підходить логарифмічна функція. Ось чому логарифми включаються в формулу для підрахунку величини негэнтропий.

Кількість інформації, передане джерелом X приймача У, -/ (х,у) обчислюється за формулою

де Н(х) - негэнтропия X; І (х) - умовна негэнтропия джерела X щодо наступника У.

Наведені елементарні відомості щодо кількості інформаційної ентропії дозволяють перейти безпосередньо до обговорення змісту концепту інформації.

Схожість формул для ентропії і негэнтропий призвела деяких авторів до думки про фізичну природу інформації. Найбільш чітко така точка зору проявилася в роботах франко-американського фізика Л. Бріллюена. В наявності явно физикалистская позиція. Відомо, що використання терміна "ентропія" математичної теорії зв'язку К. Шеннону рекомендував інший класик інформатики - Дж. фон Нейман.

Жарт генія математики

"Ви повинні називати кількість інформації ентропією, причому за двома підставами: по-перше, функція вже використовується в термодинаміці під тією ж назвою; по-друге, що більш важливо, абсолютна більшість людей не знають, чим саме є ентропія, а тому якщо ви використовуєте слово ентропія в якому-небудь рядку, то виграєте скільки завгодно часу".

Ця жартівлива рекомендація насичена філософським змістом. Один з природничих питань, що випливає з неї, можна сформулювати наступним чином: чи припустимо використовувати терміни з незрозумілим змістом? У свою чергу, це викликає до життя інше питання: чи дозволяє інформатика дати прийнятне тлумачення терміну "інформація"? Саме він представляє в контексті міркувань про інформатику особливий інтерес.

Широко поширене переконання, що концепт інформатики правомірно співвідносити з будь-якою наукою: кожна наука нібито поставляє свою порцію інформатики в загальний обсяг знання, нарощуваний людством. Припустимо, що справа йде саме так. Але тоді від інформатики не можна вимагати більшого, ніж роз'яснення природи інформації особливого типу - комп'ютерної, а наприклад, не фізичної або економічної.

Багато дослідників, не відмовляючись від "інформації" як загального терміну, вводять відмінність між синтаксичної, семантичної і прагматичної інформації.

Думка експерта

Лучано Флориди, італійський філософ, один із знавців даної проблематики, у зв'язку з цим висловлює наступне переконання: "Так як математична теорія повідомлень має справу не з семантичною інформацією як такою, а з даними конституирующими її, тобто з повідомленнями, що містять не інтерпретовані символи, які закодовані в добре структуровані ланцюжка сигналів, то вона зазвичай визначається як вивчення інформації на синтаксичному рівні. Математична теорія повідомлень може бути з успіхом використана в інформаційних і комунікаційних технологіях остільки, оскільки комп'ютер є синтаксичним технічним пристроєм". Сам Флориди прагне визначитися з природою семантичної інформації.

Безперечно: машинний мова має пряме відношення до синтактике. Але є багато таких мов, які входять, наприклад, до компетенції лінгвістики і, не будучи предметом інформатики, володіють тільки їм притаманним синтаксисом. Дана обставина не дозволяє вважати, що саме інформатика є єдиною науковою теорією синтаксичного властивості. Є і друге существеннейшее обставина: як у семантичному, так і в прагматичному відношенні інформатика являє собою лише один з рівноправних членів сукупності сучасних наук. Це означає, що немає ніяких підстав стверджувати пріоритет інформатики у вивченні феномена семантичної і прагматичної інформації. Допустивши, наприклад, реальність семантичної інформації, доведеться визнати, що вона поставляється в основному семантичними науками як такими, т. е. природознавством. Прагматична інформація переважно відноситься до ведення прагматичних (аксіологічних) наук.

Додаткова несподіванка полягає в тому, що, звернувшись до семантичних і прагматичних наук, легко виявити таку обставину: у жодній з них не підраховується величина інформації. Так, фізик не назве кількісну міру інформації, що міститься у фізичної теорії, бо її в принципі неможливо підрахувати скільки-небудь уніфікованим чином. Аналогічне становище спостерігається у всіх науках.

Необхідно також мати на увазі, що в теорії прийняття рішень часто оцінюються деякі порції знання. Наприклад, хтось вирішив піднятися на Еверест. Знайомі альпіністи висловлюють на цей рахунок різні рекомендації, які завжди можна описати за допомогою кількісних параметрів. В даному випадку мова йде про аксіологічних оцінках. Узагальнюючи розглянуту ситуацію, констатуємо, що завжди можлива оцінка актуальності тієї чи іншої порції знання у відповідності з тими цілями, які ставить перед собою людина. Міру цієї актуальності при бажанні можна вважати кількістю інформації.

З усього вищевикладеного випливає певний висновок: той, хто стверджує, що інформатика є наукою про інформацію, виражається неакуратно. По-перше, створюється враження, що існує універсальний для всіх наук концепт - інформація. Але немає концептів, спільних для всіх наук. Вважати по-іншому - означає недопонимать специфіку наук. По-друге, неприпустимо прописувати концепт інформації, як би він не тлумачився виключно до відання інформатики. По-третє, не цілком точно стверджувати, що математична теорія повідомлень має справу з синтаксичною інформацією як такою: мова йде не більш ніж про інформації, характерною для машинного коду.

Діалектико-матеріалістична інтерпретація природи інформації. Догма про універсальному характері інформації широко поширена в науковому співтоваристві, в тому числі серед вітчизняних вчених. У нашій країні природа інформації найбільш енергійно обговорювалася на початку 1970-х рр. При цьому абсолютна більшість авторів виходило з марксистсько-ленінської методології. Особливе значення надавалося навчанню в. І. Леніна про матерії і його тези про те, що "вся матерія володіє властивістю, по суті спорідненим з відчуттям, властивість відображення". Відштовхуючись від ленінської теорії, було розумно припустити, що інформація або є атрибутом всієї матерії, або властива лише тим істотам, які відображають властивості матерії. Оскільки погляди давно минулих років із завзятістю, гідною жалю, продовжують тиражуватися і в наші дні, ми змушені акцентувати увагу на методологічних передумовах розробки поняття інформації в нашій країні. Особливо багато прихильників з точки зору А. Д. Урсула. У силу цього його погляди заслуговують особливої уваги.

Теоретична розробка

А. Д. Урсул, досліджуючи феномен інформації, прагнув об'єднати переваги ленінської теорії матерії і відображення: "Інформація, будучи аспектом відображення, характеристикою різноманітності, також виявляється, насамперед, одним з властивостей матерії, і в цьому сенсі вона також об'єктивна". Інформація - це "відображене різноманіття". Вона існувала й існує вічно і ніколи не виникала". Ще одна ідея Урсула полягала в тому, що він поняття інформації відносив до общенаучным: "У цій роботі ми виходили з того, що інформація має лише статус загальнонаукового поняття, не будучи в даний момент філософською категорією". Обережність Урсула мала вагомі підстави: він уникав поспішного включення понять приватних наук у склад категорій системи матеріалістичної діалектики. Вихід із скрутного становища (концепти матерії і відображення - філософські категорії, а поняття інформації - немає) був знайдений у постулировании загальнонаукового статусу поняття інформації.

Відштовхуючись від ідей А. Д. Урсула, багато автори, особливо з числа тих, хто прийшов у філософію з інформатики, сміливо включають поняття інформації в склад філософських категорій. Так, Р. Ф. Абдеев вважає, "що інформація, задовольняючи вимогам філософської категорії, не тільки відображає загальні форми буття, їх зв'язок і взаємообумовленість, але і є чинником розвитку від нижчого до вищого у природі, суспільстві та пізнанні". На його думку, численний матеріал "свідчить про загальності інформації як філософської категорії".

Про "загальності інформації" люблять розмірковувати багато фахівців з інформатики. Часом вони схильні до дуже різких філософських висновків. Всі рекорди в абсолютизації феномену інформації побив, мабуть, І. в. Юзвишин: "Світ - информационен, Всесвіт - информационна; первинна - інформація, вторинне - матерія. Не буття визначає свідомість, а інформація (свідомість визначає буття". Цей автор цілком серйозно пропонує фізикам і в масах, і в силах, буквально всюди, бачити прояви інформації. Бідні фізики!

Отже, бажання інтерпретувати зміст феномену інформації з діалектико-матеріалістичних позицій має бути поставлено під сумнів. Немає підстав для нав'язування інформатики категорій матерії і відображення. Краще проаналізувати саму інформатику, зрозуміти з проблемних позицій, що саме в ній відбулося і відбувається.

Інформація в дзеркалі основних філософських напрямів. Після визначення природи інформації цілком резонно підключити до аналізу інформатики потенціал різних філософських напрямів, таких як герменевтика, аналитизм, постструктуралізм. Вище було показано, до яких висновків приводить опора на діалектичний матеріалізм: інформація, як правило, переводиться в розряд атрибутів матерії. Неважко зрозуміти, яким чином будуть інтерпретувати природу інформації представники інших філософських напрямків. Феноменологи звернуть особливу увагу на ментальний процес вироблення знань та їх подальшого мовного подання. Послідовний герменевтик покаже шлях підключення комп'ютерної обробки знань до процесу розуміння суті тієї чи іншої ситуації. Його інтерес буде також зосереджений на перекладах спочатку природної мови на машинну, а потім машинного на природний, оскільки герменевтика завжди надає основне значення природному мові. Представник аналітичної філософії зосередить свою увагу на логічному змісті мов, способах обробки даних і знань. Нарешті, постструктуралист у відповідності зі своєю установкою на плюралізм, треба думати, зверне особливу увагу на велику кількість машинних мов і труднощі їх узгодження.

Висновки

1. Інформатика є теорією комп'ютерної ефективності, яка реалізується у взаєминах людей.

2. Ефективність - це цінність, яку придумали люди. Предметом інформатики є не комп'ютери, а взаємини між людьми, опосредуемые комп'ютерами.

3. Інформатика має справу з особливим типом інформації, у зв'язку з чим актуальні різні філософські стратегії дослідження феномену інформації.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Схожі тими

Історія розвитку інформатики
Історія російської, античної та середньовічної філософії
Методологія економіки у світлі аналітичної філософії
Історія розвитку інформатики
Предметне поле та методологія сучасної геополітики
Методологія і методи педагогічних досліджень
Предмет естетики. Мистецтво і природа
Предмет міжнародної економіки
Інформаційна природа менеджменту
 
Предмети
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика і естетика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Соціологія
Страхова справа
Товарознавство
Філософія
Фінанси