CC BY
237
УДК 519.92
ОБ ИНФОРМАТИКЕ, ЕЕ ПОДХОДАХ И ПРЕДМЕТЕ (ФИЛОСОФИЯ ИНФОРМАТИКИ)
© А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков, Т.Б. Захарова, Ю.Г. Коротенков, Н.В. Матвеева
Kuznetsov, A.A., Beshenkov, S.A., Zakharova, T.B., Korotenkov, Y.G., Matveyeva, N.V. On computer science, its approaches and subject (the philosophy of computer science). The article discusses such issues as information and processes as objects of study, objective and approaches of computer science, the subject of computer science and that of teaching it.
ИНФОРМАЦИЯ И ПРОЦЕССЫ КАК ОБЪЕКТЫ НАУКИ
Информатика - наука молодая по сравнению с другими науками и многие ее понятия не получили еще свою инвариантную значимость. Это касается и самой информатики как дифференцированной научной системы, и ее предмета, и даже объекта исследования. Каждая наука имеет свою аксиоматику, свои цели исследования, базовые подходы к исследованию, и, в соответствии с ними, средства и методы исследования. Все это должно быть у информатики, и есть, но пока не общепринятое и не общеизвестное. Много специалистов в данной области, много и мнений, каждое из которых не обладает полнотой, достоверностью, непротиворечивостью и так далее. Это начинает мешать не только самой информатике, но и другим наукам: меж-научные связи тоже требуют определенности. Авторы данной статьи также не претендуют на полноту и непротиворечивость, да и достоверность недоказуема (формально).
Однако есть желание обобщить и сформулировать свои умозаключения и представить их на суд заинтересованного читателя. Причины этого желания самые банальные. Во-первых, формулируя мысль, мы ее формируем. Поэтому полезно сформулировать свои представления и представить их в виде текста. Кроме того, можно попытаться создать, сформулировать, постулировать в первом приближении некоторую систему взаимосвязанных понятий информатики, которая явилась бы отражением существующих ныне представлений о ней. Данная статья есть попытка вырваться из замкнутого круга, первый шаг широкого обсуждения, чтобы сообща, привлекая к дискуссии специалистов из разных областей знаний, выработать, наконец, аксиоматику предметной области, уточнить и четко сформулировать цели исследования, базовые подходы к исследованию, и, в соответствии с ними, средства и методы исследования.
Информатика - наука, изучающая информацию и информационные процессы. Но до сих пор нет инвариантного определения понятия информации (объекта исследования!). Одни понимают под информацией узкий класс формализованных (знаковых) сообщений или меру устранения неопределенности. А что такое неопределенность? Другие понимают под информаци-
ей все, что угодно, а третьи выносят информацию за пределы науки, говоря об ее неопределимости. По сути, по-своему каждое из этих мнений правильное, но если информатика - наука, то она должна более четко определить свой объект исследования и обозначить свои концептуальные границы. Возможно ли это? Попробуем разобраться.
Дело в том, что информация - понятие общечеловеческое, общенаучное, философское (принято считать, что философия - наука наук, методология науки; ее объект - весь мир, материя, энергия, информация). Поэтому определение информации надо искать не в информатике, а в философии, в теории познания. Здесь тоже это понятие эволюционирует, но и процессы обобщения, синтеза знаний и понятий идут быстрее. Общепринятым становится следующее короткое определение информации, выражающее и содержание (сущность), и формы ее возникновения (получения или воспроизведения):
Информация - отражение многообразия мира.
В этом определении скрыто (свернуто) все: и сообщения, и сигналы, и данные, и знания, и знаковые системы, и последовательности, и язык. Сюда же можно отнести и память: память человека и животных, ДНК, память компьютера и различные запоминающие устройства (фото, аудио- и видеокассеты и пр.). Все это -различные виды и формы отражения реальной действительности. Иначе говоря, информации присущи содержание и форма, качественные и количественные характеристики. В качестве результата отражения информация становится продуктом и средством восприятия, познания мира, объектом передачи, хранения, преобразования и т. д.
В этом определении нет лишь одного - нет представления информации в качестве объекта исследования. Но имеются для этого определенные предпосылки.
Здесь существенны следующие моменты (факторы).
1. Информация - абстрактное понятие человека, вводимое в целях познания мира. Следовательно, информация - это средство познания мира, объект, имеющий ценность для человека, воспринимаемый и моделируемый им. Поэтому информация может восприниматься в качестве объектов (в объективном выражении) в дискретном виде на уровне совокупностей неких элементов, принадлежащих этим объектам (выделенных в них). Таким образом, информация человека
имеет теоретико-множественное представление,
что является основанием для ее формализации, абстрактного и материализованного представления.
Заметим, что это не математическое представление: множество - понятие общенаучное, лишь имеющее формально-математическое выражение. Анализ - один из основных способов познания, определенный в философии, который реализуется только через дискретное (множественное) представление. Система (объект философии) определена как совокупность (множество) закономерно взаимосвязанных частей (элементов). Но здесь есть залог использования математического языка для формализации информации.
Информация - средство описания (представления, анализа, синтеза) систем и других объектов мира, это продукт описания, выраженный в объективномножественной форме.
2. Отражение - это восприятие на уровне субъекта или отображение на уровне объекта события, состояния; создание, запечатление образа. То есть информация образуется в результате отношения объектов и отражения отношений объектов среды. Следовательно, определение информации интерпретируется следующим образом:
Информация - абстрактный продукт отношений объектов мира, характеризующий изменение состояния среды в результате этих отношений.
Среда понимается как внешнее окружение объектов, систем - объекты, процессы, отношения, условия и пр.
Р.8. Здесь имеется в виду абстракция как отвлечение от вещественных и энергетических свойств. То есть энергия - это другой продукт отношений. Хотя информация тоже может заключать в себе энергию, но это потенциальная энергия, «высвобождаемая» при активизации этой информации средой.
На формализованном языке результат отношения объектов Б|, 1 = 1, п, представляется абстрактным объектом (ах, ап) - и-отношением объектов а1,
1 = 1, п. Если а1 е А1, 1 = 1, п, то (ах, ап) е е А/ ... хАп - элемент отношения в декартовом произведении множеств А1? 1 = 1, п. Следовательно, на формализованном языке продукт отношения объектов представляется в виде абстрактного отношения этих объектов, а информация представляется множествами абстрактных отношений объектов среды.
Р.8. Это не предмет информатики или математики -это объект (предмет) исследования на уровне всей научной системы, на уровне теории познания. Продукт (результат) отношений - его абстрагированное содержание, абстрактное отношение - форма.
3. Мир воспринимается через взаимодействие объектов и через взаимодействие с объектами мира. То есть отражение многообразия мира - это отражение взаимодействия в среде мира и состояния мира через посредство отношений с ним. Поскольку отражение -это структурированное абстрактное отношение, то взаимодействие имеет абстрактное (информационное) представление.
Информационное взаимодействие - абстрактное представление взаимодействия объектов мира в виде реализаций структурированных информационных отношений.
Отношение становится универсальным средством исследования, элементарной единицей информации, информационного взаимодействия, информационного процесса. И можно дать следующее определение информации, информационной среды и ее компонентов.
Информация - это отношение, имеющее абстрактное представление в виде упорядоченных множеств элементарных отношений объектов среды и существующих в виде абстрактных объектов, обладающих содержанием и формой.
Представление - а) создание образа информации посредством ее восприятия или отображения, б) образ информации в качестве продукта ее восприятия или отображения.
Выражение - проявление информации в процессах и отношениях или ее объективное представление.
Информационная среда - информационное выражение среды.
Содержание информации - определяющие отношения этой информации в информационной среде.
Форма - а) способ выражения информации, б) информация как продукт выражения определенным способом.
Содержание содержания - расширение исходного содержания (расширение среды и структуры определяющих отношений).
Содержание формы - содержание в форме и содержание способа выражения.
Форма содержания - способ выражения и выражение содержания в форме.
Форма формы - специальная реализация формы, выражение в другой форме.
Р.8. 1. В принципе содержание информации бесконечно, как бесконечны информационная среда и ее информация: информацию можно соотнести с различными понятиями и информационными объектами, интерпретировать ее самым различным образом. Конкретная информация - это выражение содержания другой информации в какой-либо форме. Это указывает на бесконечность информации во времени и пространстве.
2. Особый интерес представляет форма формы, где исходная форма выступает в качестве содержания. То есть на данном этапе формализации содержание в форме «подменяет» исходное содержание. Следовательно, объективно происходит сужение, «вырождение» содержания информации - абстракция от конкретного, при необходимости сохранение существенного. Очевидно, необходима интерпретация формы в соответствии с исходным содержанием.
Основными составляющими содержания и формы информации являются семантика, прагматика, синтаксис.
Семантика - смысловая интерпретация отношений информации с другой информацией среды, в которой осуществляется эта интерпретация.
Прагматика - прагматическая (ценностная) интерпретация отношения информации со средой и информационными системами среды (субъектными и/или объектными).
Синтаксис - структура внутренних отношений информации, а также способ образования этих отношений, предусмотренный формой выражения информации.
Семантика и прагматика - составляющие содержания, синтаксис относится и к содержанию, и к форме:
определяется семантикой, прагматикой и способом выражения информации.
Каждая конкретная информация является выражением (продуктом выражения) содержания в определенной форме. То есть каждая конкретная информация - это другая информация (содержание), заключенная в определенную форму. И наоборот, информация в форме -новая информация, выражающая исходную информацию как свое содержание.
Содержание информации конкретно с точностью его определения или истолкования. Форма абстрактна: она может выражать различное содержание, а одно содержание может быть выражено множеством форм (многими способами выражения). При этом, интерпретация формы не обязана совпадать с исходным содержанием: зависит от среды этой интерпретации, от системы исследования.
Р.8. Семантика и прагматика информации объективны (как объективная реальность) и определены в той мере, в какой определены среда и ее компоненты (объекты, субъекты и субъектно-объектные отношения). Однако это лишь потенциальная информация, выражаемая самым различным образом на уровне истолкования (понимания). Истолкование производится человеком и потому по природе своей является субъективным. Оно всегда дискретно: ограничено определенным множеством объектов и отношений, поэтому не может претендовать на полноту и однозначность.
Кроме того, с развитием среды, с увеличением и качественным изменением информации, знаний, соответственно с изменением отношений среды изменяются семантика и прагматика информации. То есть содержание информации - это динамично развиваемый фактор во времени и в пространстве, это исторический фактор.
Степень однозначности определения (истолкования, понимания) содержания и свойств информации (информационного объекта) обусловлено средой (объемом, состоянием), выбором и мерой однозначности содержания другой информации, через отношения с которой они определяются. Многообразие форм информационного объекта определяется многообразием способов представления информации с целью ее исследования и обработки. Необходимы экспертное истолкование содержания и формы, оценка информации и объективизация этой оценки.
Семантика, как правило, понимается на уровне абстрактных обобщений - знаний, понятий. Прагматика структурна: образуется отношениями с субъектами и средой. Первые интерпретируются как многообразие субъективно выраженных оценок. Вторые получают истолкование на уровне обобщенных систем оценок, например, на уровне определения количества информации.
Элемент информации - абстрактное (информационное) отношение, неразложимое (простое) в определенной системе исследования или обработки информации.
Информационный объект - упорядоченное (структурированное) множество элементов или других объектов информации, выделенное по форме и воспринимаемое в качестве единого целого в определенной информационно-языковой области.
Информационный объект - это информация в форме (есть объект - есть и форма). Форма объекта - способ выражения содержание объекта плюс объективное выражение (форма формы). Элемент информации -простой объект, в общем случае информационный объект - составной объект. Конкретная информация (множество информационных объектов) представляет собой упорядоченное множество элементов информации и множество отношений между ними, предусмотренных формой выражения.
Информационный объект - средство познания, содержание объекта - предмет познания, форма объекта -средство исследования и в этом качестве также является предметом познания.
P.S. 1. Существенным является следующий вопрос: информация является продуктом человека (сознания) или присуща всему живому и неживому? Сторонники первого исходят из того, что информация - абстрактное понятие человека, поэтому и объект «информация» доступен только человеку. Но это относится только к абстрактному выражению информации. Сама же информация в качестве средства коммуникации, выражения отношений, состояния мира и его объектов является таким же неотъемлемым и вечным фактором как сам мир, материя, энергия. Животные общаются, информируют друг друга или человека на уровне сигналов. Различные объекты и явления несут в себе или порождают информацию. Человек раскодирует эту информацию или ее запечатленные образы, после чего ее содержание, принимая абстрактные формы, становится информацией человека. Кстати, материя тоже является абстрактным понятием, но в объективности материи (осязаемой, ощущаемой) никто не сомневается.
Мир самоотражает (в процессах и отношениях) свое многообразие и под воздействием этого отражения воспроизводится, изменяется и развивается. Именно информация (продукт самоотражения) обеспечивает существование мира в качестве устойчивой инвариантной системы. Животный мир как часть мира также производит его естественное отражение, но, кроме того, он обладает способностью опосредованного отражения через посредство органов чувств, психику, сознание, интеллект (человек). Следовательно, человек существует в двух информационных сферах - природной и социальной (духовно-интеллектуальной).
2. Элемент, информационный объект - это объективно-субъективные факторы, продукты представления информации человеком, т.е. это компоненты информации человека.
Несколько слов о двух основных формах информации - данных и знании.
Данные - абстрактная информация, рассматриваемая частично или полностью вне своего содержания в зависимости от целей исследования или обработки этой информации. Семантика информации не сохраняется во внутренних отношениях данных.
Данные ЭВМ полностью лишены содержания, сообщение, текст могут быть абстрагированы от конкретных или несущественных свойств.
Труднее со знаниями, потому что, с одной стороны, мы все знаем о них (личных и общественных знаниях), а с другой стороны, затрудняемся в формализации понятия знаний.
Р.8. Знания определяют как проверенный практикой результат познания (СЭС, 1982), Как «воспринятая, осознанная и ставшая личностно значимой информация» (Е.А. Ракитина, 2002). Это все верно, но в принципе, эти определения подходят и для данных. В философии знания определяют как систему: «знания - это информационная система». Это характеристика, но не идентификация знаний: не всякая система информации
- знание. Для знаний как объекта естественнонаучного исследования годится только их формальное определение на уровне кибернетики (Д.А. Поспелов).
Знание - это система информации, удовлетворяющая свойствам: а) интерпретируемости (идентифицируемости), б) структурированности, в) связности, г) семантической метрики, д) активности.
Кибернетические модели из систем искусственного интеллекта переходят в предмет исследования знаний и мышления естественного интеллекта.
Р.8. Знания и данные - это информация в соответствующей форме. Формы «знания» и «данные» - способы выражения информации.
Совокупность данных - фиксированное множество элементов и фиксированное множество отношений, предусмотренных формой объективного выражения информации (в виде объекта или их упорядоченного множества). Например, текст является упорядоченным множеством знаков, их отношений (слов), отношений слов (предложений).
Знание - открытая система, содержащая в качестве своих элементов (единиц знаний) информационные объекты и отношения между ними, обусловленные определяющими свойствами знаний и закономерностями системного образования. На уровне знаний имеется пересечение содержания и формы: форма (продукт выражения) сохраняет содержание в закономерных отношениях. Поэтому одним из основных требований к представлению знаний (в книгах, обучающих системах) является обеспечение возможности их «са-моактивизации» и «самовосстанновления».
Форма знаний - средство для восстановления их содержания, тогда как данные, как правило, самодостаточны в качестве средств обработки информации.
Р.8. Определение информации как средства устранения неопределенности в результате сообщения - это попытка объяснения непонятного через неизвестное. На самом деле неопределенность существует в информационной среде. Это неопределенность информационного представления, устранимая путем вероятностного выбора элементов из вполне определенной среды. Определение Шеннона, так же, как и определение Шрейдера «Информация - представление знаний» - это определение данных.
Следует обратить внимание, что в понятие «сообщение» как компонент информации (в ее современном понимании) мы вкладываем другой смысл, нежели К. Шеннон. Сообщение - то, что сообщают, поэтому оно имеет содержание и форму. Шеннон рассматривал информацию вне ее содержания, поэтому для него сообщение - форма представления информации в виде речи, текстов, изображений. То есть для Шеннона сообщение - формальные данные, для нас - данные вместе с интерпретацией их содержания, существенного для среды коммуникации.
Процесс понимается как последовательная смена состояний или последовательность целенаправленных действий. Следовательно, информационный процесс характеризуется как:
• абстрактно-объективное выражение изменения состояния мира и его компонентов или целенаправленной информационной деятельности;
• объект информационного взаимодействия, направленного на изменение состояния среды или достижение определенной цели;
• проявление информации в действии (взаимодействии) и/или выражение информации в ходе изменения состояния информационной среды.
Р^. 1. Информационный процесс - фактор общемировой среды и информационной сферы человека (в среде информации мира и в среде информации человека). Поскольку существует информация мира (окружающей среды, природы), то существуют и процессы, ее порождающие, преобразующие, запечатляющие.
2. Человеку свойственны целенаправленные (обусловленные) действия, поэтому его информационная деятельность выражается в комплексе процессов над информацией или по созданию информации. Именно эти процессы являются объектами исследования информатики.
Информационный процесс человека - упорядоченная последовательность действий над информацией или по созданию новой информации.
Информация проявляет себя в информационных процессах, таких, например, как передача и обмен информацией. К информационным процессам относятся также процессы хранения и обработки информации, процессы кодирования и декодирования, преобразования информации из одной формы представления в другую, процесс управления и другие.
Объективность процесса (выражение в объективнодискретной форме) предполагает конечность его теоретико-множественного представления. Целенаправленность информационного процесса человека предполагает наличие его алгоритмичности, направленности на объект и конечный результат.
Следовательно, информационный процесс в качестве объекта исследования имеет представление в виде конечного структурированного множества информационных отношений, выражающих его и реализуемых в соответствии с характером или целями процесса.
Информационный процесс имеет информационное представление (в форме информационного объекта), выражающее содержание процесса. Исходным и конечным пунктом информационного процесса является информация (исходная и производная).
Каждый информационный процесс человека однозначно характеризуется (постулируется) своими существенными признаками, среди которых: форма и содержание, исходная и производная информация, объекты среды, к которым он имеет отношение, цель процесса.
P.S. При реализации алгоритмов или программ в сфере автоматизированной обработки и вообще при целенаправленной деятельности человека осуществляется обратное представление: отношений в процессе. Следовательно, можно дать и следующее определение.
Информационный процесс человека - это реализация структурированной последовательности отноше-
ний, определенной его целями и соответствующими информационными объектами.
В общем случае информационный процесс - это реализация определенного множества отношений, результатом которой является информация или целенаправленное преобразование информации.
Р.8. 1. Далеко не всегда создается модель процесса по оригиналу: часто бывает и наоборот - по модели процесса осуществляется его реализация в среде исследования или обработки. Например, производится реализация алгоритма, блок-схемы, компьютерной программы. Чаще всего это и является целью организованной информационной деятельности и автоматизации информационных процессов.
2. Вообще говоря, любой процесс человека является реализацией частично или вполне упорядоченного множества отношений (в силу его осознанности и обусловленности).
То есть в любом случае мы можем говорить об обусловленности информационного процесса каким-либо (обычно конечным) множеством абстрактных отношений, существенных для начала процесса, его характера, структуры и получения результатов процесса.
В абстрактно-объективном представлении информационного (и не только информационного) процесса каждое отношение обусловлено этим процессом и выражает его на своем локальном уровне, в то время как сам процесс и его результаты обусловлены каждым их этих отношений. При этом, только упорядоченная определенным образом последовательность отношений и их соответствующая реализация может обрести признаки идентифицированного процесса.
Информационный процесс переходит в новое качество - в абстрактный процесс как модель реального или планируемого процесса. Процесс из объекта информационной среды, сферы взаимодействия превращается в предмет информационного исследования (в области информатики, информатизации и т. д.). Абстрактный процесс в качестве информационного объекта обладает содержанием и формой.
Содержание информационного процесса определяется его отношениями с объектами и другими процессами информационной среды. Следовательно, оно определяется целями процесса, признаками и их характеристическими значениями, выполняемыми функциями, типом и формой обрабатываемой информации.
Форма процесса - способ его представления, объективное выражение процесса. Абстрактный процесс может быть выражен в математической форме (алгоритмом, математической моделью), в программной форме (в виде одного из типов программных модулей) и т. д.
Абстрактный процесс обязан обладать возможностью самовосстановления его содержания в реальных процессах под воздействием среды.
Следующим уровнем абстрактного представления информационных процессов является их классификация с выделением категорий процессов, различающихся функционально - по типу целенаправленной деятельности: цели и признакам достигаемого результата. То есть происходит абстракция от конкретной информации (формы и содержания), к которой применимы процесссы выделяемой категории.
Абстрактный информационный процесс выражает отвлечение от конкретного, сохраняя существенное, характерное для моделируемого процесса и однородных с ним процессов. В частности, он абстрагирован от конкретной информации. Однако он обязан быть адекватным по структуре и результатам осуществления моделируемому процессу или требованиям, предъявляемым к формируемым на его основании (как модели) процессам информационной сферы.
Характер и цель процесса идентифицируют его в качестве элемента информационной сферы. Однородные процессы по признаку индентификации составляют категорию информационных процессов.
Таким образом, информация, информационный процесс, информационное отношение предстают как триединый объект мировой среды. Имея различное содержание и различные формы реализации в окружающей нас среде, они имеют единые формы абстрактно-объективного представления в качестве предметов информационного исследования.
Содержание и форма, семантика и прагматика информации (объекта, абстрактного процесса, отношения) являются структурированными относительно своих элементов, элементарных отношений, существуя на локальном и общем уровнях. То есть они являются собирательными (синтезированными) образами содержания или формы своих компонентов, обладая, при этом, собственным содержанием и формой в качестве атрибутов идентифицированных объектов или систем. Например, содержание и форма в отношениях (знак, слово), (слово, предложение).
Понятия информации, отношения, информационного процесса, содержания, формы, выражения - фундаментальные понятия научно-информационного исследования, на которых базируется аксиоматика информатики, ее теория и основные понятия.
Теория информатики - это, во-первых, информационная система, во-вторых, абстрактное знание, представленное во множестве его носителей. Система понятий информатики - семантическая архитектура этого знания и, следовательно, тоже является знанием. Это не только свойство понятий, но и требование к ним. Понятие информатики - единица ее абстрактных знаний, один из образующих элементов системы этих знаний.
Это означает, что совокупность понятий информатики (и не только понятий информатики) должна:
• удовлетворять «системным» требованиям: логической полноты (в аспекте необходимости и достаточности), непротиворечивости, закономерности взаимосвязи;
• сохранять свойства знаний: интерпретируе-
мость, структурированность, связность, семантическая метрика, активность.
Интерпретируемость означает идентифицируемость, однозначность и уникальность интерпретации каждого из понятий.
Структурированность означает порождение простыми понятиями более сложных, абстрактных понятий, понятийных категорий.
Активность означает открытость системы знаний, развиваемость и потенциальное «стремление» понятий к порождению новых понятий и категорий.
Семантическая метрика - определенность и/или ак-сиоматичность понятий на основании внутренних и внешних логико-семантических отношений.
Связность - сетевая структура отношений между понятиями.
К сожалению, о единой всеми признанной системе понятий и категорий информатики приходится только мечтать. Но есть стремление к этому, и имеются подходы к систематизации этих понятий.
Р^. Известно, что система может иметь две или более образующих подсистем, где каждая из них может быть выражена через другую. Следовательно, система знаний информатики может иметь несколько базовых систем понятий, эквивалентных другим. Но, во-первых, семантическую эквивалентность различных множеств понятий трудно обеспечить, а во-вторых, для дифференцированной науки требуется и дифференцированная система понятий массового применения, стандартный информационный продукт исследования.
Ситуация, когда люди говорят формально об одном и том же, давая совершенно различные определения и вкладывая в него содержание из различных эпох познания, абсурдна. Люди одной науки не должны разговаривать на различных информационных языках.
ЦЕЛИ И ПОДХОДЫ ИНФОРМАТИКИ
Сказать, что информатика изучает информацию и информационные процессы - это значит, практически ничего не сказать. Все науки изучают информацию, каждая свою: свой компонент информационной среды или свое представление среды. Информатика не изучает и не может изучать ВСЮ информацию в совокупности ее содержания и форм.
1. Информатика является средством абстрактно-формализованного изучения информации и информационного взаимодействия, поэтому ее объектом исследования является только информация человека, информационные процессы человека и абстрактные отношения.
2. Конкретное содержание информации вообще не интересует информатику. Исключением является (кроме теории информатики) только содержание информации, выражающее другую информацию. Но это тоже не конкретное, а абстрактное выражение. К примеру, грамматические формы разговорного языка не являются предметом информатики, но общие формы выражения информации с помощью базовых элементов информационного языка - предмет информатики.
P.S. Это не значит, что информатику не интересует информация природы. Невозможно рассмотрение системы (информации человека) без взаимосвязи с ее над-системой (всей информацией), рассмотрение образа без своего прообраза. Более того, единое представление об информации в качестве предмета общенаучного исследования, сформированного на языке информатики, является краеугольным камнем для этого исследования. Но дело в том, что формализация информации -это процесс человека, переход на уровень информации человека, а все остальные формы исследования информации природы - прерогатива других дифференцированных наук: физики, химии, естествознания и др.
Впрочем, в каждом конкретном случае очень трудно разделить информацию на информацию природы и
информацию человека: человек и общество - тоже компоненты природы, а природные явления отражаются нами на уровне восприятия, осознания. Тем не менее, информация природы - исходный пункт, но не объект исследования информатикой.
Институтом проблем информатики РАН предложено признать информатику наукой о всей информации: информации технических систем, общества и природы. Это поистине революционный шаг (признание информации природы), но к этому надо подходить очень осторожно.
В общем случае содержание формы информации не является предметом исследования информатики (но не информационного исследования). Предмет исследования информатики - это форма (способ) выражения информации, взаимодействия, процессов.
Преувеличение роли информатики столь же, а может быть, и более опасно, чем преуменьшение этой роли. Опасным является сужение области информатики (объектов, целей, средств исследования), но еще более опасно расширение информатики до всей науки или до сколь угодно широкой научной области. Информатика не может быть безразмерной областью, которую можно «растянуть» и «надеть» на любую систему исследования, игнорируя ее специфику и межнаучную дифференциацию.
Не надо делать из информатики монстра, пожирающего другие науки. Информатика взаимодействует с другими научными и прикладными системами только на основе межпредметной связи.
Безудержная эксплуатация методологических подходов информатики с подменой ими базовых подходов дифференцированных наук отнюдь не укрепит межпредметные связи, а напротив будет мешать их установлению, а в перспективе (слава богу, только возможной) способно разрушить всю систему межнаучных связей. Это тоже одна из причин, почему необходимо определить место и роль информатики в общенаучной системе, постулировать ее.
Ввиду своей универсальности, информатика действительно изучает всю информацию человека, но только в ее некотором представлении, сформированном в соответствии с определенными целями исследования.
Р.8. В этом отношении информатика является служанкой других наук и обязана на принципах разделения труда хорошо исполнять СВОЮ работу.
Объект информатики составляют абстрактные информационные объекты, процессы и отношения, а также методика их формирования, исследования и реализации.
Цели информатики:
1. Определение инвариантных (универсальных в определенной среде) свойств и форм информации методами формализации и абстрактного представления.
2. Определение универсальных методов анализа и синтеза информации, исследования и обработки, закономерных отношений синтезированных образов информации.
3. Определение способов и форм абстрактного представления информационных процессов с целью достижения их рациональности и эффективности.
4. Определение форм представления информационного взаимодействия с целью его оптимизации.
У информатики как дифференцированной научной системы должны быть вполне определенный базовый подход и предмет исследования на правах открытых и, следовательно, развиваемых систем.
Информатика является универсальным методическим средством представления и исследования информации, т.е. является универсальной научной системой, реализующей системный (системно-информаци-
онный) подход. Но системный подход сам является универсальным способом научного исследования, относимым философией к методологическим подходам 2го уровня. Ни одна дифференцированная наука не использует системный подход в «чистом» виде. Это относится и к информатике, базовый подход которой должен осуществлять дифференцированную реализацию системного подхода.
Базовый подход информатики определяется в соответствии с ее целями исследования и принципами системного подхода. Следовательно, реализация цели информатики состоит в системном моделировании.
Базовый подход информатики является реализацией системного подхода в системном моделировании.
Здесь, наверное, требуются более пространные ответы на вопросы:
Почему основным объектом информационного исследования являются системы? Почему в основе исследования информатики лежат модели? Почему должна быть направленность на модели-системы (модели, являющиеся системами)?
1) Информация - продукт отражения (образ) исходных объектов, процессов и существует во множестве форм, присущих ей или приданных ей исследователем. Все формы объективного выражения информации или ее содержания являются моделями данной информации (информационными моделями) с соответствующей формой (типом, способом) и в соответствующей форме. То есть исследование и обработка информации -это формирование, изучение и преобразование моделей, анализ их свойств и признаков, их синтезированных образов. Естественно, что именно информационные модели, их синтезированные и универсальные формы получают представление в предмете информатики.
P.S. Формализация - придание нужной формы (формы соответствующего типа) - общенаучный метод исследования. Это универсальное общенаучное средство исследования.
Информационное моделирование - одна из целей исследования и необходимое звено в достижении основных целей исследования.
2) Реализация системного подхода предполагает синтез информации, процессов, среды, определение их закономерностей, систематизацию. В условиях социально-информационной среды оптимальным состоянием объектов, процессов является системное. Поэтому системы и их информационное представление (информационные системы) являются основными объектами информационного исследования, осуществляемого философией, математикой, информатикой и другими науками.
Основными объектами информационного исследования являются:
• открытые социальные и познавательные системы;
• формальные (математические, алгоритмические, алгебраические) системы, представляющие открытые системы и процессы.
Любой объект реальной действительности можно рассматривать как систему, если это целесообразно с точки зрения того, насколько это оправдано при решении поставленной конкретной задачи. Все, что не является элементами выделенной системы - это внешняя среда по отношению к ней. Открытая система взаимодействует с внешней средой посредством обмена веществом, энергией или информацией. Замкнутой рассматриваемую систему или ее абстрактные представления можно считать лишь теоретически, если это необходимо для решения конкретной задачи.
3). Системное моделирование характеризуется направленностью на модели-системы в качестве основного средства информационного исследования:
• на системные модели, сохраняющие существенные, а значит, системообразующие отношения (не обязательно все) открытой системы;
• на системные представления информационных процессов в информационно-логических моделях, блок-схемах, программах;
• на систематизацию субъектно-объектных и объектно-объектных отношений.
Системное моделирование предусматривает формализацию, анализ, систематизацию, разноуровневое абстрактное описание в соответствии с требованиями исследования.
P.S. Следует отметить, что поскольку в основе информационного исследования лежит тезис о дискретном (множественном) представлении информации и информационных процессов, то оно осуществляется через анализ; содержание целого может быть понято только на основании понимания (познания) его частей (элементов). Следовательно, информатике в не меньшей мере, чем системный, присущ экспериментальный подход к исследованию. То есть ей присущи и движение от общего к частному (стратегия), и движение от частного к общему (тактика исследования). Поэтому ее предмет составляют не только методика информационного исследования систем (открытых и формальных), но и методика изучения несистематизированных информационных объектов, процессов, отношений.
Системы - основной, но не единственный объект исследования информатикой. Объектом ее исследования является и несистематизированная информация (данные, сообщения), подлежащая систематизации или являющаяся описанием систем.
В № 2 (1998) журнала «Информатика и образование» А.А. Кузнецов высказал мысль о метанаучности информатики [1]. И это действительно является ключом к пониманию роли информатики в научной и прикладной сфере познания. Как общеметодическое средство познания информатика должна занять место рядом с математикой (не выше и не ниже). Есть суждения, что математика - сверхнаука, а информатика -супернаука с намеком на то, что математика возвышается над остальными науками (за исключением философии), предлагая им свои средства, а информатика расширяется, внедряясь в области других наук. Но так
не должно быть: информатика - только универсальное методическое средство информационного исследования, производимого в других научных и прикладных системах. Следовательно,
Язык информатики (понятия, терминология, методы) - это метаязык (язык-посредник) для многообразия научных языков; а сама информатика - это методическая мета-наука в информационно-познавательной среде.
Информатика обязана стать универсальным средством преломления системно-информационного подхода в базовых методологических подходах дифференцированных наук.
Следует дифференцировать понятия «исследование информатики» и «информационное исследование». Первое - это исследование предмета информатики, создание новых знаний информатики, второе - исследование объекта, процесса, явления на уровне их информационного представления (выражения) и/или исполнения, а также сферы взаимодействия в режиме реального времени. Информационное исследование пронизывает всю науку, это ее основа. При этом, надо стремиться к тому, чтобы любое информационное исследование осуществлялось с применением знаний и методов информатики. Существует некоторая область информатики (порожденная информатикой), включающая саму информатику, ее теорию, знания, исследования и область ее применения в науке и прикладных системах, в исследовании и обработке информации.
Информатика не создает информационную картину мира, она ее оформляет, дополняя ее содержание лишь своей информацией (знаниями), что, конечно, никак не говорит о незначительности ее роли.
Как и у всякой научной системы у информатики имеются свои семантика, прагматика, синтаксис. Семантика обусловлена отношениями информатики в сфере познания, научно-теоретического исследования, это семантическая интерпретация ее системы базовых понятий, аксиоматики, терминологии, определяемых в аспекте развития знаний информационной сферы.
Прагматика информатики определяется практической деятельностью в информационной сфере, ее отношениями с информатизацией, с социальными, образовательными и прикладными системами. Она выражается в направленности на решение социальных проблем, осуществление процессов информатизации, на автоматизацию информационных процессов.
Синтаксис информатики - структура внутренних отношений, разделов, блоков. Но обусловлен он, прежде всего, закономерностями межнаучных связей и отношениями в информационной сфере, ролью и местом информатики в сфере познания, а также потребностями ее развития. То есть синтаксис информатики определяется ее семантикой и прагматикой, отражая их в отношениях и структуре информатики в качестве научной системы.
Информатика все более превращается из функционально-методического средства информационной сферы, порожденной информационными процессами человека, в стержень информационного познания и определяющий фактор исследования социально-
информационной среды. Другими словами, при сохранении информационно-методической роли информатики возрастает ее социальная роль. Соответственно
этому расширяется синтаксис (структура) информатики в первую очередь за счет ее социализации.
Понятия информационной сферы не являются прерогативой информатиков (специалистов в информатике): это область всей науки. Например, определение и толкование понятий «информационная культура», «информационное общество» даются и философами, и социологами, и педагогами, и другими (хотя и по-разному, неоднозначно, неполно или наоборот избыточно). Информатики не только вправе, но и обязаны давать собственную интерпретацию этим понятиям, приводя их в соответствие с базовыми понятиями информатики, устанавливать взаимосвязанность, комплексность, абстрактность (универсальность). Это тоже говорит о повышении социальной роли информатики, об усилении направленности ее исследований на социально-информационную среду, информатизацию в аспекте формирования ее социально-правовых, культурных, мировоззренческих и других характеристик, требований, закономерностей, принципов.
В области познания информационной сферы труднее (еще труднее, чем в информатике) говорить о единой системе понятий, но к ней надо стремиться. И надо, чтобы мнение информатиков было, по крайней мере, уважаемым, но для этого надо, прежде всего, разобраться в собственном доме.
ПРЕДМЕТ ИНФОРМАТИКИ
Часто происходит путаница или отождествление информатики-науки с предметом информатики или даже с ее объектом исследования. К информатике причисляют, к примеру, создание программы или сферу, связанную с созданием и использованием какой-либо автоматизированной системы. Программа, технология, база данных и даже база знаний или система искусственного интеллекта не являются компонентом или предметами информатики, и работа с ними (над ними) -самостоятельная отрасль деятельности с использованием знаний и методов информатики.
Всем понятна важность правовых систем (баз данных правовых документов), но называть соответствующую сферу правовой информатикой, мягко говоря, не правомерно. Правовая информатика - это совсем другое (не предмет и не экспансия чужого научного пространства).
Предметом информатики является информация, информационные процессы и отношения, представленные в соответствии с целями и базовым подходом информатики, средствами формализации и методикой системного моделирования.
В соответствии с теорией философии (см. Э.Г. Юдин, Методология науки, 1997) предмет науки - понятие историческое, а сама наука - многопредметная с постоянно меняющимся предметом при сохранении общей цели (задачи). В этом отношении информатика -наглядный пример многопредметной науки с «историческим» предметом исследования. «Историческими» у информатики являются и объект исследования, и методы, и категории понятий. Причем, «летописцы» явно не поспевают за ходом истории.
P.S. Согласно описанию Э.Г. Юдина, объект исследования дифференцированной науки - фактор, существующий независимо от нее. Предмет в качестве пред-
ставления объекта исследования средствами этой науки
- продукт ее исследования.
Предмет информатики - это открытая информационная система, постоянно развивающаяся и расширяющаяся в соответствии с развитием информатики и ее системы знаний, требованиями развития социальноинформационной среды. Закономерности этой системы (системообразующие отношения) - выражение принципов системного моделирования в их применении к компонентам информационной среды. Каждый объект среды может стать предметом исследования информатики (компонентом ее предмета), если он соответствует этим закономерностям. Формализованное описание предметной системы можно дать на уровне логикосемантической модели, отражающей существенные признаки предмета
Самым главным признаком предмета является положение, что исследование информатикой любого компонента среды (объекта, процесса, отношения, средства) не является самоцелью: результаты этого исследования обязаны стать методическим средством для информационного исследования и прикладных систем.
Предмет информатики - это система абстрактных объектов (форм, процессов, отношений, методов), в каждом из которых выражены закономерные свойства определенного класса других объектов среды, обусловленные системой формирования, исследования, обработки, использования этих объектов.
Как и всякая открытая система, предмет информатики обладает множествами данных в качестве средств ее описания и исследования, которые на локальном уровне могут быть самостоятельными объектами познания.
Знания информатики имеют двойную ценность:
1. Как продукт исследования и расширение сферы познания.
2. Как средство для получения знаний в других научных и прикладных системах.
Что же конкретно образует предмет информатики? Естественно, это не системы и не модели в совокупности их свойств, форм и содержания, не процессы и не отношения.
Системы - объект общенаучного исследования, философии, теории познания, системологии, естественных и гуманитарных наук.
Модели - предметы других наук, создаваемые ими при изучении систем и объектов.
Исследование информационных процессов осуществляется множеством наук, обработка - прикладными системами. Представление процессов в алгоритмах, программах и пр. - в математике, программировании.
Исследование отношений на содержательном уровне (по содержанию) осуществляется физикой, биологией и другими науками, на абстрактном (по форме) -математикой. Информатика рассматривает отношения в совокупности их содержания и абстрактной формы.
К предмету информатики относится форма выражения информации - способ выражения (абстрактный, стандартный, универсальный). Содержание информации, содержание выражения (информация в форме), форма содержания - в общем случае, объект информатики, но не ее предмет. Это входит в предметы других дифференцированных наук. Форма формы мо-
жет быть предметом исследования информатики, но только на уровне абстрактного универсального описания способа представления. Все остальное - удел прикладных систем представления, кодирования, обработки информации.
В моделировании информатику интересует, прежде всего, не содержание моделей и не конкретизированная форма (форма формы), а форма реализации универсальных форм моделей. В ее предмет входят:
• категория моделей и моделирование в качестве универсального способа представления компонентов информационной среды;
• общая (стандартная, универсальная) форма информационной модели в качестве специализированного информационного объекта, формальной или открытой системы, определенной в соответствии с назначением модели и данной формы;
• структура моделирования как абстрактно-методического процесса изучения и оценки информации.
Представление информации в форме отношений указывает на ее рассмотрение в развитии: в аспекте образования, преобразования, взаимосвязи, то есть в аспекте информационных процессов человека. Следовательно, основным объектов изучения информатикой являются информационные процессы в их системном представлении (как систематизированный продукт целенаправленной человеческой деятельности), происходящие в информационных системах.
Следовательно, информационный процесс рассматривается информатикой как подсистема открытой социально-информационной системы, обусловленная ее закономерностями и потому имеющая свои закономерности архитектуры и осуществления.
Задача информатики - систематизация множества процессов, определение принципов систематизации и моделирования типизированных информационных процессов с точки зрения оптимизации их выполнения.
Информационные объекты рассматриваются информатикой во взаимосвязи с информационными процессами, через призму информационных процессов с их участием (в качестве исходной и производной информации, средств, методов). Следовательно, исходным объектом исследования информатикой является информационная сфера, образованная информационными процессами человека и рассматриваемая как единая социально-информационная система, обусловленная закономерными целями развития общества и способами их достижения.
Основными компонентами предмета информатики являются закономерности информационной сферы и ее образующих компонентов, а также их информационные модели, обладающие этими закономерностями как системообразующими отношениями.
Расширяется и само понятие информационной сферы: расширение понятия информации означает расширение понятия информационного процесса. К информационным процессам относят процессы исследования, обучения, мышления, языковой коммуникации. Соответственно, объектами исследования информатики становятся закономерности информационных процессов естественного интеллекта. В информатике находит свое отражение кибернетический подход (использование знаний и моделей кибернетики для исследования процессов самоуправляемых систем - общества, чело-
века). Заметим, что это говорит о межпредметной связи кибернетики и информатики, но никак не об объединении кибернетики и информатики.
Р.8. Информационная сфера - это представление информационной среды во множествах процессов и отношений. Объекты среды рассматриваются в информационной сфере через призму ее процессов и отношений, участниками или продуктами которых они являются, т.е. в качестве абстрактных объектов или образов объектов среды, порождаемых процессами и субъектно-объектными отношениями.
Таким образом, с одной стороны, происходит дифференциация информатики с отделением «лишнего», с другой стороны, происходит расширение области ее исследований в соответствии с принципом необходимости и достаточности, а также достижением функциональной и логической полноты.
Не корректным является противопоставление так называемых объектного и абстрактного подходов при изучении систем и моделей. На уровне информации исследование может быть только абстрактным (информация - абстрактна). Однако и объектный подход также находит свое отражение в информатике: исходными пунктами любого исследования являются объекты, среди которых основными являются информационные системы (социальные, природные, научнообразовательные и другие).
Информационная система - система, несущая в себе информацию, имеющая информационное выражение на уровне системообразующих отношений, закономерностей, представления, описания.
Формальная информационная система - замкнутая абстрактная система с постоянным фиксированным носителем и постоянным множеством отношений.
Открытая информационная система - система, определенная только своими закономерностями и способная принимать множество состояний, характеризующихся переменными множествами элементов и отношений.
Р.8. Информационная система и система информации - разные понятия и различные объекты. Также различны природная система и информация природы, социальная (общественная) система и информация общества.
Формальные системы изучает математика, открытые системы - объект общенаучного исследования, философии, системологии.
Системология - методология представления, исследования открытых систем, определение их архитектуры, закономерностей; определение концепции систематизации, внутрисистемных и межсистемных связей. Это межнаучная система, имеющая разделы во множестве наук, в частности, в математике и информатике.
Р.8. Математика изучает представления открытых систем и их состояний в формальных математических системах в виде свободных алгебраических систем и их гомоморфных образов.
Открытая система рассматривается информатикой в совокупности ее содержания и формы, выражающей это содержание. Предметом информатики являются общие принципы системно-информационного представления объектов среды, информационного представления открытых систем, закономерностей внутренних и внешних отношений систем.
Другими словами, предметом информатики является методика инфорационно-формализованного исследования открытых систем. Эта методика является средством (инструментом) для исследования открытых систем другими науками и прикладными системами.
Информатика не изучает конкретные системы, конкретное содержание и конкретные формы. Однако на уровне общей социально-информационной среды, информатизации, глобальных понятий информационной культуры ситуация кардинально иная:
Во-первых, информатика - мета-наука, методика информационного исследования, информационного представления и описания; ее задачей является определение методов и средств изучения этих глобальных понятий, областей и объектов.
Во-вторых, каждая дифференцированная наука изучает свой компонент информационной среды или свое представление среды. Универсальный уровень информационно-формализованного исследования доступен только информатике. Поэтому ее прямой обязанностью является формирование системного представления среды, концепции описания среды и ее глобальных понятий, определения закономерностей внутренних и внешних (внутрисистемных и внешнесистемных) связей, определение принципов изменения ее информационного состояния в соответствии с требованиями развития и безопасности.
Речь здесь не идет и не может идти о подмене в какой-либо форме специализированных научных систем: философии, социологии, правоведения или психологии. Речь может идти, во-первых, о межпредметном сотрудничестве, а во-вторых, о формировании единой стратегии на универсальном языке информации и на основании универсальной методики.
С развитием информатизации и информационного исследования произошло (и происходит) качественное изменение информационной среды. Из объектнофункциональной области с локальными связями она превращается в единую систему с глобальными закономерностями, средствами, инфраструктурой, с качественно другими субъектами, информационными процессами и информационно-производственными отношениями. Формируются понятия «информационная культура», «информационное общество», «информационная продукция», «информационное право». То есть происходит глобальная социализация информационных понятий, а информационная сфера становится социальноинформационной. Информационные процессы приобретают социальную направленность и обусловленность, технологии становятся социальноинформационной продукцией массового назначения.
Информационные отношения из средства изучения информационных объектов и процессов становятся самостоятельным объектом информационного исследования: продуктом представления информационного взаимодействия и средством оптимизации состояния информационных систем. Важное место в исследованиях информатики начинают занимать субъектнообъектные и субъектно-субъектные (субъектно-объектно-субъектные) отношения в информационной сфере. То есть субъектно-объектные отношения информационной сферы получают представление в предмете информатики и становятся одним из его важнейших компонентов. Информационная (социаль-
но-информационная) сфера становится важнейшим объектом информационного исследования, а ее систематизированное представление - самостоятельным предметом информатики.
Именно поэтому особую важность приобретает такой раздел информатики, как «Социальная информатика».
Таким образом, характеристическими признаками предмета информатики становятся соответствующие признаки абстрактного информационного объекта (модели определенного типа), абстрактного процесса, отношения как системообразующего элемента информационной системы, методического средства информационного познания.
ПРЕДМЕТ ИНФОРМАТИКИ И ПРЕДМЕТ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ
Понятно, что учебный предмет информатики не
только не обязан совпадать с содержанием или предметом науки-информатики, но и просто должен быть совсем другим. Обучение информатике - это не постижение знаний информатики, а развитие информационной культуры учащихся, формирование их информационной компетентности и способности адаптации к условиям социально-информационной среды. Здесь играют не менее существенную роль формирование умений применять знания, развитие деятельностных умений формирования самих знаний и формирование практических умений осуществления информационных процессов. Поэтому в учебном предмете информатики находят отражение и знания (понятия, методы) информатики, и ее предмет, и все области и объекты информационной среды, необходимые для достижения целей обучения. Но там, где это касается теории и предмета информатики, это отражение должно быть адекватным, достоверным и непротиворечивым.
Название учебного курса «Информатика» не более, чем условно. Впрочем, это характерно и для других курсов. Во-первых, любой предмет помимо познавательных целей обучения преследует и развивающие цели (развитие мышления, культуры), во-вторых, представление предмета изучаемой науки в содержании обучения расширяет область познания и познавательной деятельности учащихся. Однако, как правило, это представление обеспечивает достижение главной цели -постижение знаний науки через посредство представления в учебнике ее теории и приобретаемых умений по их применению, т. е. приобретаемые умения и навыки, являясь одной из целей обучения, ведут к главной его цели - к знаниям.
В «Информатике» обучение практическим умениям (пользования информационными ресурсами, технологиями, работе с автоматизированными системами) является самостоятельной целью обучения, а его содержание составляет по сути предмет в предмете. То есть, здесь нет линейной зависимости между теорией и практикой обучения. С другой стороны, без знания теории информатики и умений ими пользоваться в сфере информации и информационных процессов невозможно успешно адаптироваться и в сфере автоматизации этих процессов. А удаление практики из содержания обучения информатике привело бы к лишению его предметной опоры.
Зависимость теории и практики обучения информатике имеется, только она имеет сложно-функциональное выражение. От качества этого выражения зависит результат обучения.
Развивающие цели обучения предмету информатики также рассматриваются в двух взаимообусловленных аспектах:
• интеллектуальное и духовное развитие личности обучаемого;
• развитие информационной культуры субъекта обучения, повышение уровня его социально-информационной адаптируемости.
Поэтому необходимо взаимосвязанное изучение информатики и компонентов среды (объектов, процессов, технологий), ведущее к цели обучения предмета.
Дополняя друг друга и объединяясь в содержательных линиях обучения предмету информатики, теория и практика (представление информатики и ее объекта исследования) образуют единую устойчивую образовательную систему. Кстати, «обучение информатике» -также условный термин, формально правильный, но не отражающий содержание информационного обучения предмету «Информатика».
Под содержанием обучения информатике понимают (вслед за В.С. Ледневым) предмет соответствующей области действительности и основные виды деятельности в этой области. То есть содержание курса информатики должно отражать содержание информационной среды в аспекте информационной деятельности в этой среде - содержание информационной сферы.
Согласно этому, основными целями информационного образования являются: развитие информационного мировоззрения и компетенции в информационной сфере, образуемой информационной деятельностью общества.
Осталось только ответить на вопросы: к каком объеме и каким образом обучать? Ответ, в принципе, очевиден - в соответствии с требованиями, стандартами, программами и методикой обучения предмету и через призму методов и средств информатики. Следовательно, для изучения среды и ее информационных процессов необходимо изучение знаний информатики.
В учебном предмете информатики находит свое отражение представление информационной сферы, осуществляемое через призму информатики-науки, ее знаний, методов, семантики (понятий, терминологии) и прагматики, а также через призму развития личности человека как социального субъекта, удовлетворения его информационных потребностей и деятельностнопознавательных интересов, развития его информационной культуры. Возрастают и требования к этому представлению.
Во-первых, объективное расширение понятия информационной сферы изменяет представление о полноте этого представления. В частности, необходимо более полное отражение системного, социальноинформационного и кибернетического подходов к познанию.
Во-вторых, адаптация в информационной сфере предусматривает сбалансированность теории и практики обучения, а информационная культура личности обучаемого должна включать культуру работы с информацией: и с данными, и знаниями.
Базовыми разделами содержания учебного курса информатики являются: «Теоретическая информатика», «Аппаратные и программные средства информатизации», «Информационные и коммуникационные технологии», «Социальная информатика».
Всем известные 7 содержательных линий ([2]) указывают общую направленность информационного обучения (информатике), создают «архитектонику курса» (С.А. Бешенков). Это:
1. Линия информационных процессов.
2. Линия представления информации.
3. Алгоритмическая линия.
4. Линия компьютера.
5. Линия формализации и моделирования.
6. Линия информационных технологий.
7. Линия телекоммуникаций.
Эти линии в качестве архитектурных компонентов, или устойчивых (инвариантных) единиц содержания, получают различное представление в методических разработках, моделях, курсах, учебниках. Модель обучения предполагает взаимосвязанность, взаимообусловленность и взаимонаправленность ее компонентов, с одной стороны, и логическую полноту и адекватность изучаемой области с социально-информационной областью, с другой.
Каждая из содержательных линий, представленная в курсе информатики, представляет собой систему, сформированную по содержанию и по форме. Эта система получает свое представление в теории и практике обучения, а различные части этих систем обусловливают и опираются друг на друга.
Социальная направленность информационного обучения и введение в него раздела «Социальная информатика» предполагают необходимость выделения самостоятельных линий субъектных отношений или соответствующее представление их в других линиях. Субъект информационной сферы требует рассмотрения и как субъект познания, и как субъект социальноинформационной деятельности, и как носитель прав (в качестве собственника и потребителя информационных ресурсов), и как развивающаяся самоуправляемая информационная система, как носитель культуры и духовного содержания. Субъектные отношения - это отношения субъектов информатизации на основании социальной обусловленности и права.
Качественное изменение информационной среды обусловливает необходимость ее соответствующего отражения в содержании информационного обучения, де-факто сконцентрированного в предмете «Информатика». Сегодня не достаточно изучения определенного множества функционально-операционных средств обработки информации. Кроме прочих факторов, необходим достаточно ярко выраженный социальный аспект -и при рассмотрении информационных процессов (в аспекте профессионального разделения труда), и при рассмотрении технологий (в аспекте их продуктивности, стандартности, владения), и при рассмотрении информационных объектов (в аспекте документирования и как социально-информационных ресурсов).
Качественное изменение информационной среды (а следовательно, и образовательной среды), изменение взглядов на характер информационного процесса, обучения, восприятия информации, на природу и характер мышления, осознания и умственной обработки инфор-
мации (с превращением ее в личные знания) изменило представление об учебно-воспитательном процессе и об ученике. Из объекта образования и обучения он перешел в разряд субъекта образования и обучения. Но и этого недостаточно: субъект - это человек, гражданин общества, компонент социально-информационной среды, следовательно, он является субъектом общества, субъектом права, субъектом, познающим мир, общество, информацию в соответствии с правами и обязанностями, личными потребностями и интересами, с требованиями общества и образовательной системы. Субъект (человек) рассматривается в качестве самоуправляемой и самоорганизованной информационной системы. Ученик (и не только ученик) - развивающаяся система под воздействием среды, образования, учителей. В этом качестве ученик является и объектом образования (как подсистема образовательной системы), и субъектом образования, субъектом деятельностного восприятия знаний, культуры, опыта, информационного достояния общества.
Задача образования - обучить необходимым (базовым) знаниям и умениям и научить учиться. На языке информатики это звучит как задача сформировать интеллектуально-духовную систему личности ученика в соответствии с целями образования и обучения, а также подготовить эту систему к саморазвитию и самосовершенствованию в соответствии с информационными потребностями и познавательными интересами. То есть, необходим переход от развития личности ученика под воздействием среды к ее саморазвитию с учетом условий и требований этой среды.
Естественно, раздел «Социальная информатика» не может решить всех проблем формирования личности субъекта (это проблема всей системы образования, воспитания и просвещения), но в ее распоряжении есть уникальные средства для решения своей части проблем. И эти средства и возможности необходимо использовать. Тем более, что изменяющаяся (качественно и количественно) среда предъявляет повышенные требования к своим субъектам.
На уровне курса социальной информатики имеется пересечение социально-информационного и кибернетического подходов к обучению, поскольку последний также исходит из понимания человека (обучающегося) в качестве самоуправляемой интеллектуальной системы, обладающей знаниями (базой знаний) и системой управления этими знаниями. На базе знаний социальной информатики кибернетический подход приобретает большую убедительность, информационную обусловленность и, следовательно, большую эффективность использования.
Различие социально-информационного и кибернетического подходов к обучению предмета информатики в их содержании:
• Социально-информационный подход исходит из учета общих закономерностей личности обучающегося как информационной системы в совокупности ее интеллектуального и духовного потенциалов, психологического, эмоционального, физического состояния, во взаимосвязи ее внутренних подсистем и взаимосвязи со средой, с социально-образовательными системами.
• Кибернетический подход направлен, прежде всего, на учет и развитие интеллекта личности ученика,
основываясь на кибернетических моделях интеллектуальной деятельности человека и его сферы познания.
Однако их объединяет общая направленность на формализацию учебного процесса и познавательной деятельности учащихся с учетом их индивидуальных качеств (как средств этого учета), на информатизацию учебного процесса, его содержания и среды с опорой на знания системологии, социальной информатики, кибернетики. При этом в данном случае социальноинформационный подход является более общим.
Каждый раздел курса информатики определяет тематику теоретического и практического обучения предмету (во взаимосвязи и во взаимодополняемости); он может быть представлен содержанием одной или нескольких линий. В то же время, каждая содержательная линия может быть представлена в нескольких разделах, то есть здесь имеется относительная, но не прямая (строгая) иерархия между разделами и линиями. Это имеет, в частности, отношение к социальной информатике.
В профильном обучении, учитывая самостоятельную значимость социальной информатики, можно выделить дополнительные содержательные линии, например, «Информационная безопасность и защита информации», «Авторское и другое информационное право», но можно обойтись и без этого, распределив тематику раздела «Социальная информатика» по существующим 7 линиям. Однако, чтобы осуществить это распределение, следует:
выделить несколько локальных содержательных линий, относящихся к этому разделу;
соотнести эти локальные линии с «глобальными» содержательными линиями.
Предлагается определить следующие локальные линии:
1. Линия социально-информационной сферы. Сюда могут быть отнесены вопросы и понятия информационной среды, информационной сферы, информационного пространства, информационного взаимодействия, информатизации.
2. Линия информационных отношений. Здесь могут найти представление вопросы взаимосвязи информации, процессов и отношений, структуры и проблем субъектно-объектных отношений; представления социально-информационных систем.
3. Линия информационных ресурсов. Сюда можно отнести вопросы: документирование, классификация информации по уровням доступа, типам, принадлежности и т. д., информационная продукция и информационные ресурсы.
4. Линия технологий и информационных систем. Здесь можно рассмотреть вопросы: социальные аспекты программ и программирования, новых информационных технологий и информационных систем (во взаимосвязи с информационными ресурсами).
5. Линия авторского и другого информационного права. Здесь могут найти представление вопросы: авторское право и приоритет на идею (содержание), социальные аспекты оформления и использования информации, информация как товар, предмет собственности, владения и потребления.
6. Линия информационной культуры: информационное представление общей и духовной культуры, информационная культура личности, культура информа-
ционной деятельности и отношений, информационное общество.
7. Линия информационной безопасности и защиты информации: состояние и проблемы информационной безопасности, цели, задачи и средства ее обеспечения; правовые, программные и другие аспекты защиты информации, средства защиты данных ЭВМ; компьютерные преступления и борьба с ними.
Традиционно содержательные линии обучения предмету информатики получают представление в функционально-алгоритмических и физико-технологических аспектах. Однако изменяющийся характер информационной сферы предполагает необходимость включения в содержание обучения социальных и правовых аспектов. То есть необходимо рассмотрение систем и технологий и позиций их социальной значимости, правил распространения и использования. Поэтому локальные содержательные линии социальной информатики органично вплетаются в глобальные содержательные линии обучения предмету информатики, становясь множеством их «лучей» и «отрезков».
Адекватность теоретической части курса информатики теории информатики означает, прежде всего, адекватность его понятий с понятиями информатики. В данном случае адекватность означает логикосемантическое соответствие, но не полноту: курс информатики, ограниченный по времени и по возможностям восприятия, не может вместить все понятия информатики. При этом соблюдается следующее:
• Множество понятий в содержании курса - подсистема в системе понятий информатики и представляет собой семантическую архитектуру («хребет») этого содержания.
• Множество понятий в содержании курса образует знание (систему знаний).
Действительно, для адекватности представления должны быть сохранены свойства системы (закономерной взаимосвязи). А поскольку содержание теории курса - представление абстрактного знания, то понятия должны сохранять и выражать структуру знаний.
Соблюдение этих требований - основа для применения кибернетического подхода.
Здесь самое время обратиться к началу: нет единой системы понятий информатики и нет взаимосвязанного комплекса понятий информационной сферы. Поэтому и говорить об адекватности их представления в содержании обучения информатике пока безрезультатно. Авторы учебников находятся в довольно трудном положении, а учебники грешат не полной совместимостью базовых понятий.
В наиболее трудном положении оказываются разработчики курса социальной информатики. Здесь приходится одновременно формировать ее теорию (ввиду ее несформированности и новизны понятий) и делать ее представление в курсе информатики. Это относится, в первую очередь, к базовым понятиям информационной (социально-информационной) сферы, требование системности которой предполагает систематизацию ее понятий с соответствующим отражением их в содержании обучения предмету информатики.
Что касается прикладных систем и технологий информационной сферы, то здесь ситуация относительно проще: прикладные системы и технологии, изучающиеся в курсе информатики, являются стандартной
информационной продукцией, имеющей формальное выражение, поэтому их понятия локально систематизированы. Однако требование системности содержания обучения предполагает наличие определенной упорядоченности и комплексности множества понятий.
Эффективность обучения предмету информатики прямо связана с рациональностью этого обучения. Это относится и к теории, и к практике информатики. Информатика и информационная сфера - бурно развивающиеся области, поэтому:
• во-первых, невозможно обучить всему их содержанию;
• во-вторых, как отмечено в [3], нельзя уподобляться Ахиллесу, вечно догоняющего черепаху.
Необходимы определенные стабильность и унифицированность в содержании обучения, соответствующим и требованиям, и возможностям этого обучения с учетом особенностей развивающейся личности ([4], § 2.8). Обучение должно не выступать в роли вечно догоняющего, а работать на опережение: необходимо создание базы (открытой системы знаний и умений ученика), способной к непрерывному расширению, обучению и самообучению. Необходимо, в частности:
1. Обучить фундаментальным «началам» информатики и информационной сферы.
2. Ввести обучающегося в XXI век информационного познания; дать представление о его принципах
и формах, об архитектуре информатики и информационной сферы.
3. Сформировать систематизированное представление учащихся о понятийном аппарате информатики и области информационных технологий.
4. Сформировать основы информационной культуры каждого учащегося и способность к ее саморазвитию.
5. Развивать профильную дифференциацию обучения.
В соответствии с этим содержание обучения предмету информатики (информатике и информационным технологиям) должно быть системно обусловлено согласно принципам необходимости и достаточности: в этой системе должно быть все необходимое для формирования личностной системы ученика и ничего лишнего или мешающего ее всестороннему развитию.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузнецов А.А. Школьная информатика: что дальше? // Информатика и образование. 1998. № 2.
2. Кузнецов А.А., Рыжаков М.В., Бешенков С.А. Концепция обучения информатике // Информатика и образование. 2001. № 2.
3. Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. // Информатика и образование. 2004. № 1.
4. Информационная безопасность // Образование в информационном обществе XXI века / авт. коллект.: А.Г. Харитон, А.И. Арнольдов, Ю.Г. Коротенков и др.
Поступила в редакцию 22 сентября 2005 г.
