И перспективы ее развития

Современная структура предмет­ной области информатики как фунда­ментальной естественной науки была впервые предложена в работе [15]. В укрупненном виде она представлена на рис. 5, где выделены пять основных сегментов, каждый из которых пред­ставляет собой достаточно крупное са­мостоятельное направление научных исследований. Такими направлениями являются:

• теоретическая информатика;

• техническая информатика;

• социальная информатика;

• биологическая информатика;

• физическая информатика.
Рассматривая эту схему, легко заме­
тить, что в ней представлены все основ­
ные виды информационной среды, кото­
рые имеются в окружающем нас мире
как живой, так и неживой природы.
Действительно, ведь в неживой природе
можно выделить две основные сферы, в
которых могут происходить информа­
ционные процессы. Такими сферами
являются:

 

• физиосфера (естественная природ­
ная среда);

• техносфера (искусственная приро­
да, созданная человеком).

В составе живой природы представ­ляется целесообразным различать так­же две основные сферы:

• биосферу (естественную природную
среду живых организмов и расте­
ний);

2 3 4 5

Рис. 5. Современная структура предмет­ной области информатики:

/ — теоретическая информатика; 2 — техническая информатика; 3 — социаль­ная информатика; 4 — биологическая информатика; 5 — физическая информа­тика

• социосферу (человеческое общество).

Предполагается, что в каждом из перечисленных выше четырех видов природной среды существует своя раз­новидность информационной среды, в которой собственно и реализуются ин­формационные процессы и которая оказывает существенное влияние на специфику проявления в данной среде общих информационных закономер­ностей, изучаемых теоретической ин­форматикой.

Таким образом, предлагаемая в дан­ной работе ключевая идея структуриза­ции предметной области информатики как фундаментальной науки состоит в том, что основные магистральные на­правления исследований различаются по признаку того или иного вида ин­формационной среды, в которой про­текают изучаемые в данном направле­нии информационные процессы.

Основные тенденции дальнейшего развития информатики. Современные тенденции развития информатики как науки, а также необходимость их ком­плексного исследования не только в рамках академического сектора науки, но и в системе образования достаточно подробно рассмотрены в работах [15, 16, 22, 49, 53, 62, 69, 70]. Главный вы­вод, который можно сделать из этих ра­бот, заключается в том, что наступает новый период развития информатики как междисциплинарного научного на­правления, которое будет выполнять ин­теграционные функции в среде ряда других направлений научного знания — как естественно-научных, так и гума­нитарных.

Проникновение идей и методов ин­форматики в эти области диктуется се­годня потребностями и логикой разви­тия самой фундаментальной науки, а также необходимостью решения ряда важных прикладных проблем. Следует ожидать, что это проникновение не только даст новый импульс для разви­тия научных исследований на стыке информатики с другими науками, но также и обогатит саму информатику новыми идеями. Указанная выше тен­денция стала особенно заметно прояв­лять себя в России в последние годы, когда в научной печати был опублико­ван целый ряд монографий, содержа­ние которых свидетельствует о том, что идеи и методы фундаментальной ин­форматики находят сегодня все боль­шее распространение в теории систем [46], синергетике [55], квантовой меха­нике [56], общей физике [59], теорети­ческой биологии [70, 71], физиологии

[57], генетике [58], социологии [24, 74] и других научных дисциплинах.

В то же время весьма заметной ста­новится и другая тенденция развития информатики. Проявляется она в том, что внутри самой информатики начи­нают формироваться принципиально новые и весьма перспективные науч­ные направления. Здесь можно привес­ти несколько конкретных примеров.

1. В области теоретической информа­
тики в результате исследований, прово­
димых в ИПИ РАН И. М. Зацманом,
начинает формироваться новое научное
направление, получившее название кон­
цептуальной информатики. Это направ­
ление формируется на стыке таких дис­
циплин, как теория информации, семио­
тика, семантика и когнитология, и мо­
жет стать научной основой для решения
такой важной и актуальной проблемы
современной информатики, как пробле­
ма концептуального поиска информации в
электронных библиотеках [62].

Научную и практическую значи­мость этого направления в условиях ста­новления информационного общества, основанного на знаниях, трудно пере­оценить. Необходимо отметить, что для осуществления корректной формаль­ной постановки этой проблемы при­шлось в определенной степени пере­смотреть и расширить существующую систему понятий теоретической ин­форматики.

2. Весьма перспективным представ­
ляется также и формирующееся в по­
следние годы новое направление ис­
следований в области систем искусст­
венного интеллекта,основанное на кон­
цепции активного элемента. Существуют
прогнозы, что развитие этого направ­
ления может существенным образом
изменить традиционные подходы к ре­
шению многих задач автоматизации
проектирования, управления производ­
ством и даже задач информатизации
образования [63].

3. В области технической информа­
тики уже практически сформировалось
и быстро развивается нейрошформати-
ка — научное направление, связанное с
исследованием и разработкой нового
поколения средств информатики, ос­
нованных на использовании принци­
пов нейронных сетей и нейросетевых
алгоритмов решения плохо формули­
руемых задач. В этой области значи­
тельных успехов добились российские
ученые [64]. Уже издано более 20 науч­
ных монографий, издается на русском
и английском языках журнал "Нейро­
компьютер", создана и функционирует
кафедра нейрокомпьютеров в Москов-

ском физико-техническом институте (техническом университете).

4. В настоящее время происходит
стремительное развитие глобального
процесса информатизации общества.
Кардинальным образом изменяется вся
информационная среда общества, а но­
вые информационные технологии про­
никают практически во все сферы со­
циальной практики и становятся не­
отъемлемой частью новой информаци­
онной культуры человечества. Однако
в науке до сих пор отсутствует самостоя­
тельное научное направление, которое
являлось бы теоретической базой для
проектирования перспективных инфор­
мационных технологий, их оптимиза­
ции и сравнительной количественной
оценки эффективности, а также для
разработки методов и инструменталь­
ных средств, которые обеспечивали бы
наилучшие способы организации наи­
более массовых и социально значимых
информационных процессов.

Именно поэтому сегодня представ­ляется исключительно актуальной и важной проблема формирования ин­формационной технологии как новой на­учной дисциплины о методах и средствах создания и эффективной реализации информационных технологий (в обыч­ном, узком понимании этого термина). Основные положения концепции фор­мирования этого нового направления на стыке технической и социальной ин­форматики изложены в работах [52, 65].

5. Еще одно перспективное научное
направление исследований в области
технической информатики начало фор­
мироваться в самые последние годы и
получило название наноинформатики.
Оно связано с изучением возможности
создания и практического применения
сверхминиатюрных устройств инфор­
матики на основе использования нано-
технологий. Эти технологии являются
последним достижением в области фи­
зики твердого тела и обеспечивают воз­
можность получения новых искусст­
венных материалов с заранее задавае­
мыми свойствами путем сборки их мо­
лекул из отдельных атомов. Прогнози­
руемые возможности нанотехнологий
столь высоки, что их относят к одному
из четырех видов так называемых кри­
тических технологий, развитие и ис­
пользование которых должно будет из­
менить облик цивилизации в XXI веке.

6. В области социальной информа­
тики на первый план выдвигается про­
блема создания и эффективности ис­
пользования информационных техноло­
гий электронного обучения (e-learning).
Эти технологии сегодня также квали-

фицируются как критические. Ведь их использование позволяет поднять эф­фективность системы образования на качественно новый уровень, повысить ее доступность и гибкость, обеспечить реализацию персонально ориентиро­ванного процесса обучения и самооб­разования.

7. Исключительно актуальным в об­
ласти социальной информатики становит­
ся сегодня и комплекс новых проблем,
связанных с обеспечением информаци­
онной и информационно-психологической
безопасности человека и общества. Сю­
да относятся проблемы виртуализации
общества, проблемы манипуляции обще­
ственным сознанием с помощью средств
массовой информации и многие дру­
гие. Анализ показывает, что решение
этих проблем может быть найдено
лишь на основе развития теоретиче­
ских основ социальной информатики,
теории социального информирования,
исследования фундаментальных зако­
номерностей реализации информаци­
онных процессов в социальной сфере.

8. На стыке технической и физиче­
ской информатики в последние годы
начало формироваться новое научное
направление, получившее в России на­
звание квантовой информатики. Здесь на
квантовом уровне изучаются информа­
ционные свойства элементарных частиц
материи и возможности создания на
этой основе принципиально новых
средств информатики и информацион­
ных технологий передачи, хранения и
обработки информации. При этом но­
сителями информации могут выступать
определенным образом поляризован­
ные частицы света — фотоны, отдель­
ные атомы вещества и их совокупности
и т. п.

В результате развития этого направ­ления в ближайшие годы могут стать реальностью такие новые средства ин­форматики, как квантовые компьюте­ры. Они позволят решать сложные ма­тематические задачи (например, пере­множение матриц больших размерно­стей), которые в настоящее время не могут быть решены даже на самых со­временных суперЭВМ. Естественно, что проблема создания квантовых ком­пьютеров требует не только разработки теории и методологии квантовых вы­числения, но также и формирования принципиально нового направления в программировании — квантового про­граммирования. Все эти новые направ­ления уже формируются, причем во многом благодаря усилиям российских специалистов в области математики и информатики.