Третья философская проблема, которая связывает фундаментальную информатику и философию, заключается в формировании новой научной парадигмы и Картины Мира, в которых адекватно были бы отражены его информационные компоненты и закономерности. В настоящее время опубликовано значительное количество работ, где отмечается, что осмысление определяющей роли информации в эволюционных процессах природы и общества открывает совершенно новую, информационную Картину Мира, которая существенным образом отличается от традиционной вещественно-энергетической Картины мироздания, доминировавший в науке еще со времен Декарта и Ньютона до конца XX–го века. Сегодня уже совершенно ясно, что эта картина больше не соответствует современным представлениям об устройстве Мира и что должна быть сформирована принципиально новая картина на основе взаимосвязанной триады фундаментальных понятий: «вещество» — «энергия» – «информация».
Можно ожидать, что формирование такой новой Картины Мира будет осуществлено в науке в ближайшие десятилетия и это должно стать результатом формирования новой научной парадигмы, в которой информационным аспектам будет отведена существенно более важная роль по сравнению с тем, как это имеет место в настоящее время [72]. Эта парадигма должна привести и к формированию новой парадигмы самой информатики, философские основы которой в самых общих чертах рассмотрены в работе [63] и кратко перечисляются ниже. В работе [63] показано, что при формировании новой парадигмы информатики должны использоваться следующие концептуальные положения философского плана:
- признание информации не только как общенаучной категории, но и как всеобщего свойства проявления реальности, в том числе – признание факта существования информации в неживой природе;
- признание всеобщего характера проявления информации, которая пронизывает все уровни материальной и идеальной реальности и осуществляет связь между материальными и идеальными объектами окружающего нас мира;
- признание фундаментальности феномена информации, которая характеризует семантические свойства материи и обеспечивает связь ее формы и содержания;
- признание определяющей роли информации в эволюционных процессах любой природы, в том, числе – в процессах эволюции физических систем, биологических объектов и человеческого общества;
- принятие в качестве основополагающей для дальнейших исследований гипотезы о единстве информационных закономерностей в природе и обществе, несмотря на определенную специфику их проявления в различных информационных средах (физической, технической, биологической или же социальной).
Если допустить, что приведенные выше концептуальные положения являются справедливыми, то следует признать также актуальность и обоснованность дальнейшего развития информатики как фундаментальной науки, которая сегодня приобретает все более важное общенаучное и междисциплинарное значение как самостоятельная область научного познания, изучающая собственными методами информационные процессы в природе и обществе. Никакие другие науки сегодня не имеют перед собой такой цели. И именно это и является главным аргументом в пользу признания информатики фундаментальной наукой, а не только прикладной технической дисциплиной, как это считалось ранее.
Заключение
Рассмотренные выше результаты исследований истории становления информатики как науки и комплексной научной проблемы, ее места в системе современной науки и развития научно-технического прогресса, а также актуальных проблем дальнейшего развития позволяют сделать следующие основные выводы:
1. За последние годы те области знания, для обозначения которых в русском языке использовалось и используется сейчас термин «информатика», прошли ряд этапов своего эволюционного развития. В результате сегодня эти области знания все более часто позиционируются как составляющие самостоятельной фундаментальной науки, которая изучает не только информационные процессы и технологии в технических системах, но также основные закономерности и методы реализации информационных процессов в природе и обществе.
2. В настоящее время информатика может быть квалифицирована, с одной стороны, как такая же самостоятельная область знания, как математика, физика, химия, науки о жизни, науки о Земле и т.д., а, с другой стороны, как принципиально важное комплексное научное направление, возможности которого востребованы и имеют первостепенное значение для дальнейшего развития всего естествознания, инженерных, гуманитарных и социальных наук. Такая квалификация основана на признании фундаментальности феномена информации, который и является важнейшим объектом изучения информатики, а также на гипотезе, согласно которой информационные закономерности должны иметь общую основу для своего проявления, как в живой, так и в неживой природе, в том числе, в социальных и в искусственно создаваемых человеком технических системах. Основные концепции информатики, ее научные методы и инструментальные средства все более широко проникают в другие области научного познания, что придает информатике характер междисциплинарной области, которая приобретает все более важное общенаучное и общеобразовательное значение.
3. В настоящее время информатика является одной из наиболее перспективных «точек роста» фундаментальной науки. Она стремительно расширяет свою предметную область, выполняя в тоже время интеграционные функции в системе научного познания аналогично тому, как это было в период становления кибернетики во второй половине 20-го века. Дальнейшее развитиефундаментальных основ информатики имеет важное философское и научно-методологическое значение. При этом исключительно актуальной проблемой в настоящее время является развитие философских основ информатики, которое должно происходить на основе формирования новых философских представлений о природе информации. Формированию этих представлений в значительной степени содействуют те результаты, которые были получены в России, как в середине 60-х годов прошлого века, так и в самые последние годы, в том числе, в области развития информационных аспектов теоретической физики, синергетики, генетики, общей физиологии и ряда других наук.
4. Разработанная в Институте проблем информатики РАН новая и основанная на средовом подходе перспективная структура предметной области информатики, как фундаментальной науки, представляется весьма конструктивной для дальнейшего развития науки и образования, так как она учитывает современные тенденции их развития и позволяет более четко позиционировать отдельные направления исследований в области информатики по видам информационной среды и уровням рассмотрения проблемы, а также прогнозировать новые перспективные научные направления.
5. Некоторые результаты описанных выше исследований уже практически используются в системе высшего образования России. Так, например, разработаны и практически апробированы новые принципы изучения курса «Теоретические основы информатики» для гуманитарных ВУЗ’ов, которые используются в образовательном процессе Российского государственного социального университета [74]. Подготовлена и издана монография [10], являющаяся учебным пособием по новому общеобразовательному курсу «Социальная информатика», рекомендованному ЮНЕСКО для перспективной системы образования. Для формирования учебных программ по этому курсу в системе высшего образования разработана и издана Базовая модульная программа [75]. Опыт изучения этих курсов в системе высшей школы России показал их достаточно высокую эффективность для повышения качества высшего образования и поэтому может быть рекомендован для дальнейшего распространения.
6. В настоящее время изучение вопросов истории и философских проблем информатики должно в обязательном порядке осуществляться также и в российской системе подготовки научных кадров. Однако рекомендованная Министерством образования и науки РФ программа кандидатского минимума по этим проблемам была подготовлена наспех, не обсуждалась должным образом со специалистами в области информатики и поэтому является неудовлетворительной по своему содержанию, так как не отражает основных этапов эволюции и современного уровня развития этой науки. Поэтому многие российские ВУЗы вынуждены сами разрабатывать и использовать программы по истории и философским проблемам информатики. Одна из них, ориентированная на подготовку аспирантов в педагогических университетах, разработана в результате совместной научно-методической деятельности Института проблем информатики РАН, Института информатизации образования РАО и Института содержания и методов обучения РАО [76]. В настоящее время эта программа находится в стадии практической апробации.
7. Рассмотренная выше новая американская инициатива в области развития Computational Science содержит серьезный анализ новых вызовов 21-го века мировому сообществу. Эти вызовы обращены ко всем, без исключения, странам мира. Следует ожидать, что эти вызовы повлекут за собой новый этап конкурентной борьбы в области развития науки, образования и сферы высоких, в том числе, информационных технологий. Поэтому России, как и многим другим странам мира, уже в самые ближайшие годы придется искать свой ответ на эти вызовы как в области развития информатики, так и в более широкой сфере науки, образования и высоких технологий.
Вполне вероятно, что во многих странах Европы и Азии появятся свои национальные программы в области развития информатики, аналогично тому, как это было в начале 80-х годов минувшего века, когда такие программы появились в ответ на японскую национальную программу создания ЭВМ пятого поколения. Специалисты хорошо помнят, что именно тогда в США была разработана и принята Стратегическая компьютерная инициатива, а в Академии наук СССР было создано Отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации, разработана Концепция информатизации советского общества.
Чем же сегодня ответит Россия на новые вызовы 21-го века в сфере науки, образования и высоких технологий? Нам представляется, что сегодня России вновь необходима комплексная Национальная программа развития информатики. Причем, она должна вобрать в себя не только те прогрессивные идеи, которые содержатся в новой американской компьютерной инициативе, но и новые крупномасштабные мероприятия по развитию фундаментальных основ информатики, а также по внедрению этих результатов в российскую систему образования.
49. . Дискретное представление информации: кодирование цветного изображения в компьютере (растровый подход). Представление и обработка звука и видеоизображения. Понятие мультимедиа.
Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами или битами. С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование.
Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.
Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:
0 – отсутствие электрического сигнала;
1 – наличие электрического сигнала.
Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.
Вам приходится постоянно сталкиваться с устройством, которое может находится только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.
