М. В. Лебедев

Новые информационные технологии

Программа курса

В программе курса современные представления о процессах переработки информации рассмотрены с учетом роли и места этих процессов в развитии знания и общества. Это потребовало привлечения проблематики информационных технологий в достаточно широком смысле, включая компьютерные сети и средства мультимедиа. В рамках данного подхода наряду с техническим и методологическим аспектами выделены коммуникационный, общекультурный и когнитивный, а также указано на основные моменты исследований по проблеме искусственного интеллекта.
Курс рассчитан на 1 семестр и предполагает написание двух письменных работ: контрольной работы - ответов на контрольные вопросы и реферата - экзаменационной работы.

Раздел I Возникновение и развитие современных методов и средств обработки информации

Тема 1 Формирование научного понятия информации и методологии информационных технологий

Классическая информатика ("документация", "документалистика") как теория и методика процессов по сбору, обработке, хранению, поиску и распространению научных документов, разрабатываемая на основе библиотековедения, библиографии, лингвистики и т.п. Автоматизация этих процессов в 40-е - 70-е гг. XX века и возникновение теории информации как статистической теории связи на основе понятия энтропии и принципа гомеостазиса. Информационно-поисковые языки и системы. Изменение представлений о способах переработки, хранения и передачи информации в 70-е - 90-е гг. с распространением персональных компьютеров. Формирование информатики как науки о переработке информации с помощью средств вычислительной техники. Информационные технологии и перспективы информатизации общества. Овладение информацией -необходимый этап в развитии общества после овладения веществом и энергией.

Контрольные вопросы

  1. Можно выделить четыре подхода к определению понятия информации: обыденный, кибернетический, общефилософский, вероятностный. Какой (или какие) из них, по Вашему мнению, задействован(ы)
      2. а) в теории информации;
      б) при анализе социальных аспектов информатизации?
  2. Каким требованиям, на Ваш взгляд, должен отвечать критерий соответствия естественного и информационно-поискового языков в информационно-поисковых системах? В каком отношении находится такой критерий к внеязыковому миру?
  3. Охарактеризуйте использование информационных методов в гуманитарных, общественных и естественных науках.

Тема 2 Логические принципы работы компьютера

Логическое единство человеческого знания и форм его выражения. Представление информации в компьютере: цифровые vs. аналоговые машины. Количественное представление информации и единицы ее измерения. Алгоритмы, их виды, свойства и различные способы записи. Измерение количества семантической информации. Представление числовой, текстовой, графической и звуковой информации.

Контрольные вопросы

  1. Какие параллели противопоставлению цифрового и аналогового способов представления информации в компьютере Вы можете отыскать:

    2. а) в европейской философии;

    б) в методологии других наук?

  2. Какие свойства алгоритмов позволяют им служить логической основой исполняемых программ?
  3. Какие принципиальные проблемы возникают, на Ваш взгляд, при вводе и выводе компьютерной информации?

Тема 3 Типы компьютеров. Персональные компьютеры.

Принципы фон Неймана. Устройства ввода-вывода (консоль), обработки (процессор) и хранения (запоминания) информации. Архитектура процессора, его основные устройства и их логические функции. Функции оперативной памяти и работа постоянного запоминающего устройства. Конфигурация компьютера: типы процессоров, основные и дополнительные периферийные устройства, аппаратные средства. Виды компьютеров и специфика персональных машин. Классификация персональных компьютеров. Две концепции персонального компьютера: Macintosh и IBM PC. Понятие "IBM-совместимости".

Контрольные вопросы

  1. Приведите несколько минимальных и оптимальных конфигураций ПК с различными типами процессоров, предназначенных для различных пользовательских целей.
  2. Что выиграла и что проиграла фирма IBM, пойдя на введение принципа "открытой архитектуры" выпускаемых ей компьютеров?

Литература к разделу I

Рекомендуемая

Блюменау Д.И. Информация и информационный сервис. Л., 1989.

Губарь И.Г., Огнева В.А. Введение в информатику. М., 1987.

Есаян А.В. и др. Информатика. М., 1991.

Лем Ст. Summa Technologiae. М., 1968.

Дополнительная

Карнап Р. Значение и необходимость. М., 1959.

Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревский Р.С. Информационные проблемы в современной науке. М., 1972.

Урсул А.Д. Информация. М., 1971.

Фигурнов В.В. IBM PC для пользователя. М., 1995.

Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. М., 1963.

Эшби У.Р. Введение в кибернетику. М., 1959.

Раздел II Программное обеспечение

Тема 4 Основные понятия программирования

Возникновение и развитие языков программирования. Алгоритмические языки и языки логического программирования. Применение автокодов (Ассемблер). Трансляторы языков: интерпретаторы и компиляторы. Программа, данные, команда, файл, база данных. Файловая система хранения программ и данных: древовидная структура каталогов. Текстовые и двоичные файлы. Поиск информации в таблицах и массивах. Системные и прикладные программы. Объектно-ориентированное программирование.

Контрольные вопросы

  1. Каким образом логические операции и отношения находят выражение в языках программирования?
  2. Сколько задач может решаться на компьютере одновременно? От чего это зависит?

Тема 5 Операционные системы и оболочки

Операционная система DOS: основные команды и модули. Начальная загрузка системы при запуске компьютера. Конфигурирование оперативной памяти в адресном пространстве микропроцесссора: обычная (conventional), верхняя (upper), высокая (high), расширенная (extended) и отображаемая (expanded) память; их драйверы. Логические диски. Управление устройствами (devices), обработка прерываний, настройка периферийных устройств и рабочей среды. Пользовательские оболочки и интерфейсы. Возможности оболочки Norton Commander и особенности работы в ее среде. Утилиты и сервисные программы. Операционная среда Windows, принципы построения ее графического интерфейса. Технология связи и внедрения объектов OLE (Objects Linking and Embedding). Многозадачная операционная система OS/2. Многозадачные и многопользовательские операционные системы семейства UNIX.

Контрольные вопросы

  1. Напишите несколько файлов autoexec.bat и config.sys для компьютеров различной конфигурации, используемых для различных целей.
  2. Сравните оболочки DOS-Shell, Norton Commander и другие по степени их прозрачности для команд операционной системы.
  3. Сравните работу с файлами в программах Norton Commander и File Manager Microsoft Windows (и/или Norton Desktop for Windows, PC Tools for Windows, Windows Explorer Windows 95 и других известных Вам оболочках).
  4. В каких средах и какими способами Вы можете перемещать информацию между одновременно работающими приложениями?
  5. Можно ли назвать Windows 95 операционной системой?

Тема 6 Основные виды прикладных программ для ПК

Текстовые редакторы. Графические редакторы. Табличные процессоры. Информационно-поисковые системы. Системы управления базами данных и банки данных. Экспертные системы и другие виды интеллектуальных систем. Программы для обучения, моделирования, автоматизации проектирования. Интегрированные системы.

Контрольные вопросы

  1. Cформулируйте принципы использования встроенных программ "Help":

    2. а) действительные, известные Вам из практики;

    б) идеальные в Вашем представлении (максимально удобные для пользователя)?

  2. Сравните блочные операции в текстовых и графических редакторах.

Литература к разделу II

Рекомендуемая

Богумирский Б. Эффективная работа на IBM PC. Спб., 1995.

Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. М., 1988.

Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC. M., 1991.

Фигурнов В.В. IBM PC для пользователя. М., 1994.

Дополнительная

Любые пособия по операционным средам и прикладным программам, например:

Богумирский Б. MS-DOS 6.0/6.2 (6.22). Спб., 1995.

Валтанен Э. Дисковые операционные системы для ПЭВМ. Киев, 1992.

Кинг А. Windows 95. М., 1995.

Козловский Е. Norton Commander 4.0. M., 1994.

Николь Н., Альбрехт Р. Excel 5.0. М., 1994.

Николь Н., Альбрехт Р. CorelDraw! 5.0. М., 1995.

Фаненштих К., Хаселир Р. Операционная среда Windows 3.1. М., 1994.

Фаненштих К., Хаселир Р. Операционная среда Windows 3.11. М., 1994.

Фаненштих К., Хаселир Р. Word 6.0 для Windows. М., 1994.

Раздел III Компьютерные технологии в культуре

Тема 7 Компьютерные телекоммуникационные сети

Локальные, региональные, глобальные информационные сети, их назначение и возможности. Транспьютеры. Аппаратные и программные компоненты информационной сети: головной и абонентский пункты, линии и протоколы связи, эмуляция терминала, сетевое программное обеспечение. Формы использования сетей: электронная почта, доски объявлений, информационно-справочные системы, телеконференции. Режимы прямого (on-line) и отсроченного (off-line) доступа. Сетевая передача видеоизображений и видеоконференции. Программное обеспечение локальных сетей и автоматизация офисной работы. Станции BBS (Bulletin Board Station). Возникновение и современные характеристики всемирной информационной системы Internet. Системы Usenet, Bitnet, Fidonet. Принципы информационного поиска в сетях. Система гипертекста World Wide Web. Технологии "клиент - сервер" и клиентные программы типа Mosaic. Коммерческие сети CompuServe, Genie, Prodigy, Microsoft Network. Отечественные сети Релком, Совам-Телеком, ГласСеть. Киберпространство (cyberspace) - "сетевое общество". Защита данных от несанкционированного доступа.

Контрольные вопросы

  1. Вы - абонент компьютерной сети и хотите организовать в ней телеконференцию на интересующую вас тему. Как Вы представляете себе Ваши цели и средства, права и обязанности, порядок действий?
  2. Насколько открытым, по Вашему мнению, должен быть доступ к информации разного рода? От чего это может зависеть? Почему и для чего это имеет значение?
  3. Назовите наиболее важные, на Ваш взгляд, характеристики информационного пространства, создаваемого глобальными информационными сетями.
  4. Как Вы представляете себе оптимальный сетевой терминал? Какие пользовательские возможности должен был бы для этого поддерживать интерфейс коммуникационной программы?
  5. Вам нужна информация, находящаяся в открытом доступе в одном из узлов Internet. С помощью каких сервисов Вы можете ее получить, если:

а) Вам известен адрес хоста (удаленного головного пункта), где она находится;

б) Вам неизвестен этот адрес?

Тема 8 Средства мультимедиа

Характеристики и возможности средств компьютерной графики, анимации и обработки видеоизображений. Аппаратное и программное обеспечение графических станций. Синтез и цифровая обработка звука и речи. Классификация компьютерных игр по виду: логические, динамические, стратегические, поисковые (quest), ролевые (RPG) и по визуальным средствам: графические, видеоимитация, видеорежим (full video). Полный видеорежим (full-motion video) и интерактивное видео. "Виртуальная реальность". Возможности имитационных, тренажерных, обучающих программ и особенности их пользовательских интерфейсов.

Контрольные вопросы

  1. Приведите несколько минимальных и оптимальных конфигураций графических станций и мультимедиа-компьютеров.
  2. Дайте функциональную характеристику нескольких стандартов звуковых плат и накопителей на компакт-дисках.
  3. Каким образом можно использовать компьютер в качестве интерактивного телевизора?
  4. Каково, по Вашему мнению, значение феномена мультимедиа для теории познания?

Тема 9 Дискуссии и разработки по проблеме искусственного интеллекта

Понятие об интеллектуальной (логико-эвристической) системе. Моделирование рассуждений. Автоматизация доказательства теорем. Алгоритмизация стратегических игр. Работы в области машинного перевода, решения задач и распознавания образов в 50-х - 60-х годах. Подход на основе эвристического программирования. Программы переработки семантической информации. Совместное человеко-машинное решение задач с помощью языка семантических представлений. Ситуационное управление большими системами. Базы знаний и методология экспертных систем. Современные программы распознавания текстов и речи, перевода и смысловой обработки текстов. "Дружественное" программное обеспечение (softer software).

Контрольные вопросы

  1. Какие допущения Вы можете выделить в основе предположения о принципиальной моделируемости человеческого разума?
  2. Какие "интеллектуальные" задачи, по Вашему мнению, стоят перед машиной в диалоге с пользователем? Как они решаются сегодня?

Литература к разделу III

Рекомендуемая

Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. М, 1990.

Борзенко А., Федоров А. Мультимедиа для всех. М., 1995.

Гаффин А. Интернет. Всемирная компьютерная сеть. М., 1995.

Дрейфус Х. Чего не могут вычислительные машины. М., 1978.

Левитин К.Е., Поспелов Д.А. (ред.) Будущее искусственного интеллекта. М., 1991.

Дополнительная

Агафонов В.Н. (ред.) Логическое программирование. М., 1988.

Бонгард М.М. Проблемы узнавания. М., 1967.

Крол Э. Все об Интернет. Руководство и каталог. Киев, 1995.

Лем Ст. Summa Technologiae. М., 1968.

Логический подход к искусственному интеллекту (от классической логики к логическому программированию). М., 1990.

Лорьер Ж.Л. Системы искусственного интеллекта. М., 1991.

Марчук Ю.Н. Проблемы машинного перевода. М., 1983.

Поспелов Д. А. Большие системы (ситуационное управление). М., 1975.

Тьюринг А. Может ли машина мыслить? М., 1960.

Хармон Л. (ред.) Распознавание образов при помощи цифровых вычислительных машин. М., 1974.

Хомский Н. Язык и мышление. М., 1972.

Хромов Л.И., Цыцулин А.К., Куликов А.Н. Видеоинформатика. Передача и компьютерная обработка видеоинформации. М., 1991.

ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ

  1. Отечественная теория и практика информационного поиска.
  2. Алгоритмизация последовательности действий.
  3. Машинные коды и языки программирования.
  4. Управление памятью ПК.
  5. Операционная среда Windows 95.
  6. Системы управления базами данных и базами знаний.
  7. Глобальная телекоммуникационная система Internet.
  8. "Сетевое общество": "информационная деревня" в "информационном пространстве".
  9. Возможности средств мультимедиа и перспективы их использования.
  10. Современные представления о принципах действия искусственного интеллекта.
Разнообразие компьютерных сетей связано с разнообразием структур их организации, используемых протоколов и линий связи. Наряду с Internet, этой глобальной "сетью сетей", развивались и другие, более простые - но зато и более дешевые и доступные сети.
Поскольку операционная система UNIХ изначально создавалась для компьютеров, которые общаются с другими компьютерами, уже в ее ранних версиях присутствовала процедура копирования UUСР (UNIХ-tо-UNIХ Сору Рrogram). Естественно, что работавшие с этой операционной системой программисты очень быстро наладили обмен информацией, просто созваниваясь по определенному графику и пересылая друг другу файлы. Как только появилась хоть какая-то система адресации, сообщество пользователей UNIХ-систем, по существу, превратилось в сеть, по которой могли перемещаться письма электронной почты и файлы - хотя не было и речи об использовании ресурсов удаленного компьютера в реальном времени.
На базе UUСР возникли сети USENЕТ (США, 1979 г.) и ЕUnet (Западная Европа, 1982). В 1990 году аналогичная сеть возникла в СССР и получила название RELСОМ (РЕЛКОМ). Основной ее центр размещался на базе вычислительного центра Института атомной энергетики им.И.В.Курчатова. Уже к концу 1990 года Релком установил связь с ЕUnet и таким образом вошел в сообщество мировых компьютерных сетей. На тот момент им пользовались почти исключительно одни программисты.
РЕЛКОМ быстро рос, вначале за счет академических научных учреждений, а с 1992 года - в основном за счет новых экономических структур, нуждавшихся в современном информационном обеспечении, - банков, частных фирм, совместных предприятий. Сейчас РЕЛКОМ объединяет около двухсот тысяч пользователей.
Очень близка к этим UUСР сетям по своей структуре (хотя она и использует более мощные линии связи) весьма популярная на Западе сеть ВITNЕТ (Весаuse It's Тimе Network), связывающая научные центры. Начавшись в 1981 году с маленького исследовательского проекта, к началу 1990-х годов ВITNЕТ объединял примерно 2500 компьютеров в 38 странах.
Одновременно развивались многочисленные коммерческие сети, использовавшие самые разные протоколы передачи данных и ориентированные в основном на информационное обеспечение организаций и больших компаний. Одной из таких крупных международных сетей является компания SPRINТ, с конца 1980-х годов работающая и на территории СССР. Примерно в это же время в СССР было создано несколько ведомственных сетей, таких как ИАСНЕТ, ТРАНСИНФОРМ, ИНФОТЕЛ.
В 1991 году под эгидой международной Ассоциации прогрессивных коммуникаций в России начала действовать сеть GLASNЕТ (ГЛАСНЕТ), ориентированная преимущественно на негосударственные и образовательные организации, а также на индивидуальных пользователей. С 1993 года GLASNЕТ входит в INTERNЕТ и предоставляет пользователям весь спектр соответствующими услуг.
Одновременно с ростом больших сетей росло и число отдельных персональных компьютеров во всем мире. Некоторые из них использовались в качестве ВВS - электронных досок объявлений. В 1984 году было разработано математическое обеспечение, которое позволило ВВS созваниваться друг с другом в автоматическом режиме.
Была создана иерархическая система адресации, и все желающие операторы ВВS объединились в сеть, получившую название FIDONЕТ. Эта сеть является любительской, но зато наиболее дешевой и во многих случаях просто бесплатной. В настоящее время в мире десятки тысяч ПК являются узлами FIDONЕТ.
В настоящее время возможен обмен сообщениями электронной почты практически между всеми существующими в мире сетями. Специализированные компьютеры выполняют роль "шлюзов" (gateways) между разными сетями. Благодари INTERNЕТ, с которым все сети стараются обеспечить надежный почтовый шлюз, любители из FIDONЕТ могут, например, переписываться с абонентами специализированной сети АТ&Тmail корпорации АТ&Т. В отличие от универсальной почты, ассортимент прочих услуг очень сильно зависит от конкретной сети.
Подводя краткий итог картины развития различных компьютерных сетей, можно констатировать, что сейчас выделяются три уровня, характеризующие возможности сети.
  1. Сеть, связывающая малые персональные компьютеры напрямую друг с другом с помощью обычных телефонных линий и обеспечивающая файловый обмен. Типичные примеры - FIDONЕТ, некоторые российские сети коммерческой информации.
  2. Сеть на основе UUСР, связывающая большие многопользовательские компьютеры с помощью как обычных телефонных линий, так и специализированных высокоскоростных каналов. Служит для передачи больших потоков разнообразной информации, но не дает пользователю доступа к удаленным ресурсам сети в реальном времени. Типичные примеры - RELСОМ, ВITNЕТ.
  3. Сети, входящие в INTERNЕТ и предоставляющие пользователям не только возможности передачи любой информации, но и доступ к удаленным ресурсам (файлам, прикладным программам и вычислительным мощностям на других компьютерах) в реальном времени. Типичные примеры - GLASNЕТ, NSFnet и десятки других сетей во всем мире.

Hosted by uCoz