НАУКА В РОССИИ. О СОСТОЯНИИ И НЕКОТОРЫХ ПРОБЛЕМАХ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ презентация

ТЕХНОЛОГИЙ

Р.М.ЮСУПОВ
Директор Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации РАН
http://www.spiiras.nw.ru
E-mail: spiiran@iias.spb.su

ИТ
О перспективах развития информатики и ИТ
О СПИИРАН

научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации»
(Энциклопедия кибернетики, 1974;
Словарь по кибернетике, 1979)

«ИНФОРМАТИКА – отрасль знания, изучающая закономерности сбора, преобразования, хранения, поиска и распространения документальной информации и определяющая оптимальную организацию информационной работы на базе современных технических средств»
(Словарь терминов по информатике .
Под.ред.А.И.Михайлова. М.:Наука, 1971)

информации
Аналитико-синтетическая переработка документальных источников информации
Информационный поиск
Информационное обслуживание
Технические средства обеспечения информационных процессов

системы)
Теория моделирования
Теория кибернетических систем управления. (Оптимальные системы, экстремальные системы, адаптивные и обучающие системы, самоорганизующиеся системы, идентификация систем)
Теория информации
Искусственный интеллект
Теория конечных автоматов и формальных языков
Теория надежности
Системный анализ

основы программирования
Теоретические основы вычислительной техники
Элементы, узлы и устройства автоматики и ВТ
Устройства ввода-вывода
Запоминающиеся устройства
Технология и оборудование для производства средств автоматики и ВТ
Клавишные и счетно-перфорационные машины
Аналоговые вычислительные машины (АВМ)
Цифровые вычислительные машины и вычислительные комплексы (ВК)
Аналого-цифровые ВМ и ВК
Вычислительные центры (ВЦ)
Вычислительные сети (ВС)
Программное обеспечение ВМ, комплексов и сетей
Системы автоматического управления, регулирования и контроля
Системы телеуправления и телеизмерений
Автоматизированные системы управления технологическими процессами
Автоматизированные системы организационного управления
Автоматизация проектирования
Автоматизация научных исследований

технике. Предметом информатики является вычислительная технология как социально-исторический феномен…состав информатики – это три неразрывно и существенно связанные составные части: технические средства, программные и алгоритмические (Дородницин А.А.).
Некая синтетическая дисциплина, которая включает в себя разработку новой технологии научных исследований и проектирования, основанное на использовании ЭВТ, и несколько крупных научных дисциплин, связанных с проблемой общения с машиной, и наконец, с созданием машины (Моисеев Н.Н.).
Комплексная научная и технологическая дисциплина, которая изучает, прежде всего, важнейшие аспекты разработки, проектирования, создания, “встраивания” машинных систем обработки данных, а также их воздействия на жизнь общества (Михалевич В.С.).
Фундаментальная естественная наука, изучающая процессы передачи и обработки информации (Ершов А.П.).
Наука о проблемах обработки различных видов информации, создании новых высокоэффективных ЭВМ, позволяющая предоставлять человеку широкий спектр различных информационных ресурсов (Якубайтис Э.А.).
Информатика (наука об инфокоммуникациях) – наука, которая изучает, как преобразуется, репрезентируется (представляется), хранится и воспроизводится информация, а также как она передается и используется (Кузнецов Н.А.).
Информатика – научное направление, являющееся составной частью кибернетики, основные задачи которого заключаются в изучении информационных потребностей общества и разработке путей, средств и методов наиболее рационального их удовлетворения (Герасименко В.А.).
Наука об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях (Французская Академия наук).
Наука, техника и применение машинной обработки, хранения и передачи информации (М.Брой, Германия).

представления, обработки и защиты информации

теорию информации, теорию информационных процессов, теорию алгоритмов, основы информационного моделирования, теорию языков программирования, искусственный интеллект.
Техническая информатика изучает принципы и методы функционирования и построения технических средств информатики – вычислительной техники, средств телекоммуникаций, оргтехники, а также прикладные основы создания базовых, прикладных и вспомогательных информационных технологий.
Социальная информатика изучает общие закономерности информационного взаимодействия в обществе, включая проблемы социальной коммуникации, формирования информационных ресурсов и информационного потенциала общества, информатизации общества и образования инфо- и ноосферы, социальной структуры и особенностей информационного общества.
Биоинформатика рассматривает общие закономерности и особенности протекания информационных процессов в объектах биосферы (живых организмах и растениях).

Информационные
процессы

Информационные технологии

Информатизация

Аппаратное обеспечение (hardware)

Математическое и программное обеспечение (brain-software)

Организационно-методическое обеспечение (orgware)

4
Методы, модели, алгоритмы, программное обеспечение

3
Вычислительная техника, микроэлектроника, средства связи и телекоммуникаций, оргтехника

5
Создание технической документации, кадровое обеспечение, управление и сопровождение разработок и т.д.

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ СТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ

программирования, телекоммуникационные технологии, базы данных и знаний, технологии обработки изображений, включая компьютерную графику, технологии распознавания речи, искусственный интеллект, включая экспертные системы, технологии моделирования, технологии криптографии, технологии цифроаналогового преобразования сигналов, технологии хранения и обработки сверхбольших массивов информации…

Прикладные – системы автоматизированного проектирования (САПР), Автоматизированные системы управления производством (АСУП), системы поддержки принятия решений, системы обеспечения банковской деятельности, системы автоматизации офиса, мультимедиа технологии, технологии виртуальной реальности, издательские системы, бухгалтерские системы, система машинного перевода, геоинформационные системы и другие отраслевые системы (медицина, торговля и т. д.)
Обеспечивающие – микроэлектронная база средств информатики, вычислительной техники, связи и телекоммуникаций, перспективные вычислительные средства (нейрокомпьютеры, транспьютеры, оптические компьютеры и т. д.), технологии организации вычислительного процесса, технологии открытых систем (интеграции аппаратно программных средств и технологий на различных платформах)…

или явления
Результат выбора
Содержание сигнала
Мера разнообразия
Отраженное разнообразие
Сущность, сохраняющаяся при вычислимом изоморфизме
Уменьшаемая неопределенность
Мера сложности структур, мера организации
Результат отражения реальности в сознании человека, представленный на его внутреннем языке
Семантика или прагматика синтаксиса языка представления данных
Продукт научного познания, средство изучения реальной действительности
Основное содержание отображения
Бесконечный законо-процесс триединства энергии, движения и массы с различными плотностями кодовых структур бесконечно-беспредельной Вселенной
Непременная субстанция живой материи, психики, сознания
Вечная категория, содержится во всех без исключения элементах и системах материального мира, проникает во все “поры” жизни людей и общества
Свойства материи, ее атрибут. Некая реалия, существующая на ряду с материальными вещами или в самих себя
Язык мира как живого целого

и энергия. Тот материализм, который не признает этого, не может быть жизнеспособным в настоящее время».
Т.Сарацевич [1979]: «Все недовольны тем, что информационная наука не хочет потрудиться над определением информации … на самом деле ни одна современная наука не имеет определений своих основных феноменов. В биологических науках нет определения жизни, в медицинских – здоровья, в физике – энергии, в электротехнике – электричества, в ньютоновских законах – противодействия. Это просто основные явления, и эта их первичность и служит им определением».

И ей посвящает свои усилия едва ли не половина всего научного персонала (даже не осознавая этого). А феномен этой дисциплины состоит в том, что центральное ее понятие «информация» до сих пор не имеет четкого и общепринятого определения – его используют главным образом на интуитивном уровне … я уверен, что строгого и достаточного универсального определения информатики не только нет, но и быть не может».

является неотъемлемым свойством (атрибутом) материи, может проявлять себя во всех объектах, процессах и явлениях как живой, так и неживой природы
(А.Д.Урсул, К.К.Колин и др.)
Функциональный подход – информация присуща только объектам живой природы, для которых характерны целенаправленные действия (принятие решений)
(Н.Винер, Н.Н.Моисеев и др.)

технологий (технонанука)
Естественная эволюция информатики
Развитие междисциплинарных связей

знаний, так или иначе претендующих на истинность, сколько получение эффекта, который может быть оперативно воплощен в пользующиеся спросом технологии. Наиболее очевидные признаки технонауки – это существенно более глубокая, чем прежде встроенность научного познания в процесс создания и продвижения новых технологий, неуклонное приближение науки и технологий к непосредственным потребностям человека.

и стеганоанализ;
интеллектуальные сенсорные сети;
защита компьютерных сетей;
новые технологии компьютерного моделирования и супервычислений;
computational science ( или ubiquitous computing);
p-2-p – технологии;
ситуационное управление;
RFID – технологии;
мультимодальный интерфейс
биометрия и т.д. и т.п.

Committee, 2005) – новая стратегическая компьютерная инициатива для обеспечения
конкурентоспособности США

решения научных, инженерных и гуманитарных проблем (algorithms and modeling and simulation software).
Информатика (computer and information science) – развитие и оптимизация современных аппаратно-программных средств, сетевых технологии и информационного менеджмента, необходимых для решения сложных вычислительных проблем.
Компьютерная инфраструктура (computing infrastructure).

Три «колонны здания» науки = теория + физический эксперимент + вычислительная наука (вычислительный эксперимент)

КПСС и СМ СССР об усилении научно-исследовательских работ в области математики. Предусматривались создание службы математического моделирования и разработка общегосударственной программы широкого использования математического моделирования в различных отраслях народного хозяйства.

5
Сравнение результатов
расчета с данными опыта,
уточнение модели

3
Программирование

1
Построение
математической модели

2
Составление
разностной схемы

4
Расчеты на ЭВМ

на друга, их взаимную обусловленность, изменение состояния, взаимопереход, а также порождение одних объектов другими.
Физика – силовое (энергетическое), например, гравитационное взаимодействие тел.
Информационное взаимодействие – взаимодействие объектов, при котором осуществляется передача (генерация и освоение) идеальных категорий (смыслов, значений, образов, эмоций).
Информационное взаимодействие – взаимодействие объектов, приводящее к изменению знаний хотя бы одного из них (Кузнецов Н.А.)

информации в различных формах ее проявления;
реализуется коммуникативная функция и происходит как закладка смысла в сообщение, так и его постижение при приеме сообщения, т.е. при информационном взаимодействии главными операциями являются операции со смыслами, образами, эмоциями, а это значит, что передается идеальное;
информационное взаимодействие не может осуществляться при отсутствии памяти у взаимодействующих объектов или более расширительно при отсутствии того, что принято называть элементами сознания.

в сигнал (кодирование, модуляция)
Преодоление пространства (передача сигнала)
Прием сигнала (выделение из помех, демодуляция, декодирование)
Интерпретация сообщения, постижение его смысла
Адекватная реакция на сообщение

информационном взаимодействии в природе и обществе.
Основной теоретической задачей информатики является определение общих законов и закономерностей, в соответствии с которыми происходит информационное взаимодействие в природе и обществе, реализуемое через информационные процессы.
Основной прикладной задачей информатики является создание информационных технологий, связанных с автоматизацией информационных процессов (сбор, обработка, передача, представление, хранение, защита информации)

и т.д.). Артоника.
Информатика – социокультурные системы (психология, социология, культурная антропология, юриспруденция и т.д.). Соционика.
«Конвергенция технологий, повышающая возможности человека – нанотехнологий, биотехнологий, информационных технологий, когнитивных наук – NBIC» (США, 2001 г.). Мегатехнология.
Информатика – кибернетика. Неокибернетика.

на единой технической базе – вычислительная техника и средства связи и передачи данных
Основным объектом исследования в кибернетике является управление. Управление – в значительной мере информационный процесс. Поэтому кибернетика объективно была вынуждена заниматься вопросами сбора, обработки, хранения и передачи информации

- Представляет собой теоретическую основу изучения процессов управления и строения управляющих систем
(1959) - Наука о целеустремленном управлении развивающимися процессами. Содержание кибернетики заключается в сборе, переработке и передачи информации с целью улучшения управления для достижения поставленной задачи
(1964) - Наука об оптимальном управлении
Энциклопедия кибернетики (1974). Наука об общих закономерностях получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах

называемых теперь информатикой, именовалась по разному. Сначала объединяющим названием был термин «кибернетика», затем на роль общего названия той же области исследований стала претендовать «прикладная математика» … Поэтому, говоря об истории информатики в бывшем СССР и теперешней России, по сути, надо излагать историю отечественной кибернетики и частично прикладной математики и вычислительной техники»
( Поспелов Д.А. «Становление информатики
в России», 1998)

информации
Теория построения информационных систем
Теория адаптивных систем
Теория планирования эксперимента
Биокибернетика, медицинская кибернетика, нейрокибернетика, бионика → биомиметика
Инженерная психология
Применение кибернетики в обучении
Теория больших систем
Теория научно-технической информации
Эвристическое программирование.

КВП рассматривает контуры положительной обратной связи для усиления полезных возмущающих воздействий и флуктуаций. Модель КВП более правдоподобно объясняет природу процессов, обучения, адаптации, социальных взаимодействий.
Х.Фёрстер (1974). КПП – кибернетика наблюдаемых систем. КВП – кибернетика наблюдения, включающая наблюдателя. КВП изучает взаимодействие между наблюдателем и тем, что наблюдается, и ориентирована на сложные и живые системы, причем не столько на управление, сколько на познание процессов развития и нарастания биологической и социальной сложности.

кибернетика – изучает кибернетические свойства живых систем и принципы, методы и модели обработки информации в них.
Фрадков А.Л. (с 1998 г.). Кибернетическая физика – исследование физических систем кибернетическими методами.
Юсупов Р.М. (1978-1998 гг.) . Геофизическая кибернетика – теоретические основы управления объектами неживой природы (геофизики).
Программная кибернетика (2004 г.)
Калинин В.А. (2007 г.) – Космическая кибернетика – ориентирована на разработку методологических и методических основ автоматизации процессов управления современными и перспективными космическими средствами.

системы;
адаптивные предприятия;
киберпространство;
киберпреступление и т.д.

ИНФОРМАТИКА

КИБЕРНЕТИКА

информационное управление;
управление информацией;
интеллектуальное управление (ситуационные, нейроуправление, многоагентное, управление на основе эволюционных алгоритмов, основанное на знаниях);
программная кибернетика и т.д.

в ситуации, когда управляющее воздействие носит неявный, косвенный характер, и объекту управления представляется определяемая субъектом управления информация о ситуации (информационная картина), ориентируясь на которую этот объект как бы самостоятельно выбирает линию своего поведения

– до 1960 г.
Управление информационными ресурсами (Information Resources Management) – 1980 г.
Управление знаниями (Knowledge Management) – с 1990 г.

системы призваны для решения проблем, ограничивающих развитие ИКТ на современном этапе, в частности за счет придания системам таких адаптационных способностей, как самоконтроль, самовосстановление, самоконфигурирование, самооптимизация, самообслуживание, самоорганизация. Свойства проактивных систем расширяют наши представления о применении компьютеров за счет необходимости мониторинга окружающей среды (мира) и влияния на него. Одна из основных задач адаптивных систем и адаптивного управления – приспосабливаться к требованиям бизнеса. IBM, HP, Sun, Microsoft, Intel …

Международная конференция по ПО
Основная идея программной кибернетики – более тесно и формализованно объединить процессы создания и функционирования ПО с управлением и дать ответы на вопросы типа:
как формализовать механизмы обратной связи в программных процессах и системах, как ввести в них соответствующие меры;
как интегрировать программную инженерию с инженерией управления;
как адаптировать принципы теории управления (кибернетики) к программным процессам и системам и т.д.

обработка зрительных сцен
Теория роботов
Инженерия математического обеспечения
Теория компьютеров и вычислительных сетей
Компьютерная лингвистика
Числовые и символьные вычисления
Система человеко-машинного взаимодействия
Нейроматематика и нейросистемы
Использование компьютеров в замкнутых системах

«Исследование по системам управления в Европе» (2005).
К.Острем. Доклад «Present Development
in Control Applications»
юбилейное заседание ИФАК
(Хайдельберг, 12-14 сентября 2006 г.);
1-я Российская мультиконференция по проблемам управления (Санкт-Петербург, 10-12 октября 2006 г.).
C3=control+communication+computing.
Р.М.Юсупов «К 90-летию академика Е.П.Попова (Информационно-управляющие системы, №1, 2005)

КИБЕРНЕТИКА Λ ИНФОРМАТИКА = НЕОКИБЕРНЕТИКА

Computing

Control

Physics
Biology

Mathema
tics

Communi
cation

C3BMP

России. Новосибирск:НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1998.
История информатики в России. Ученые и их школы. Составители В.Н.Захаров, Р.И.Половченко, Я.И.Фет. М.:Наука, 2003.
Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих. Под общей редакцией Д.А.Поспелова. М.:Педагогика-Пресс, 1994.
Юсупов Р.М., Заболотский В.П. Научно-методологические основы информатизации. СПб.:Наука, 2000.
Юсупов Р.М., Кузнецов Н.А., Полонников Р.И. Состояние, перспективы и проблемы развития информатики // Теоретические основы и прикладные задачи интеллектуальных информационных технологий. СПб.:СПИИРАН, 1998.
Юсупов Р.М., Полонников Р.И. Воспримет ли кибернетику XXI век? //Проблемы управления и информатики. Международный научно-технический журнал. Киев, №6, 2001.
Юсупов Р.М. Информатика и информационные технологии в Санкт-Петербурге // Научная книга, №1-2(19-20), М., 2003.
Юсупов Р.М. К 90-летию академика Е.П.Попова // Информационно-управляющие системы, №1, 2005.
Юсупов Р.М., Соколов Б.В. Проблемы развития кибернетики и информатики на современном этапе. Сб.»Кибернетика и информатика». СПб.:Издательство СПбГПУ, 2006.
Юсупов Р.М. О становлении и перспективах развития информатики. Труды IX Международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». 22-27 июня, г.Самара, Россия. Самарский НЦ РАН, 2007.

им.А.Ф.Иоффе

ЛНИВЦ
19.12.1977 - Распор. Совмина СССР
19.01.1978 - Пост. Президиума АН СССР
01.04.1978 - приказ N1

ЛИИАН
23.05.1985

Лаборатория
мозга
ИЭМ РАМН
1987
Медведев Святослав Всеволодович

региональных информационно-вычислительных систем и сетей, информационной безопасности
Теоретические основы построения аппаратно-программных комплексов, ориентированных на обработку информации в реальном масштабе времени
Фундаментальные основы, модели и методы исследования информационных процессов в сложных (социо-, эко-, био-, геосистемы и др.) системах
Теоретические основы построения информационных технологий для интеллектуальных систем автоматизации научных исследований, управления и производства и других сфер деятельности
Теоретические основы построения информационных технологий для интеллектуальных систем автоматизации управления, производства и научных исследований, в том числе применительно к нанотехнологиям

А.В.

Заместитель по
общим вопросам
к.т.н.,доц.Ткач А.Ф.

Ученый секретарь
к.т.н., доц.
Бакурадзе Д.В.

Аспирантура

Научная библиотека

Группа информационного обеспечения

Распределенных вычислительных структур
д.т.н., проф. Торгашев В.А.

Моделирования и информационно-аналитического обеспечения нанотехнологий
к.т.н.. доц. Лосев Г.М.

Информационно-вычислительных систем и проблем защиты информации
д.т.н., проф. Воробьев В.И.

Автоматизации научных исследований
д.т.н.,проф.Александров В.В.

Информационных технологий в системном анализе и моделировании
д.т.н., проф. Соколов Б.В.

Интегрированных систем автоматизации
д.т.н., проф. Смирнов А.В.

Технологий и систем программирования
к.т.н.,доц. Шкиртиль В.И.

Прикладной информатики
член-корр.РАН Юсупов Р.М.

Информационных технологий в управлении и робототехнике
д.т.н., проф.Тимофеев А.В.

Л

А

Б

О

Р

А

Т

О

Р

И

Г

Р

У

П

П

Ы

Информационных технологий
в образовании
к.т.н., доц. Григорьева А.И.

Обеспечивающие службы

Ученый совет

Докторский
диссертационный совет

Объектно-ориентированных геоинформационных систем
д.т.н., проф. Попович В.В.

Помощник по режиму
Юрлов Г.Ф.

Помощник по меж-дународным связям
Поднозова И.П.

Интеллектуальных систем
к.т.н., доц. Карсаев О.В.

Информационно-аналитических технологий в экономике
д.т.н., проф. Лысенко И.В.

Информационных технологий
в клинической биофизике
к.ф.-м.н.Павловский В.Ф.

Бюро качества

Музей истории СПИИРАН и школы К.Мая

Проблем информатизации общества
д.т.н.,проф.Заболотский В.П.

Речевых и многомодальных интерфейсов
к.т.н., доц. Ронжин А.Л.

Биомедицинской информатики
д.т.н., Рудницкий С.Б.

Компьютерной безопасности
д.т.н.,проф. Котенко И.В.

Заместитель по
научной работе
д.т.н.,проф.
Попович В.В.

Заместитель по
научной работе
д.т.н.,проф.
Соколов Б.В.

И

ЗАО «СПИИРАН-Научно-техническое бюро высоких технологий» (СПИИРАН-НТБВТ)

Научно-консультационный центр интеллектуальных технологий в логистике

Инновационные центры при СПИИРАН

Междисциплинарных проблем информатики
к.ф.-м.н., доц. Тулупьев А.Л.