Связь математики и информатики

Статья на тему

«СВЯЗЬ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАТИКИ»

Несмотря на то, что математика и информатика - совершенно разные дисциплины, они неразрывно связаны между собой. Математика является самостоятельной, сложившейся столетиями наукой, тогда как информатика не несет в себе качественно новой дисциплины, она лишь обобщает в себе элементы других наук.

Любую программу можно назвать алгоритмом, с четким выполнением заданной последовательности действий.

Информатика  может быть интегрирующей почти со всеми предметами, которые изучаются в школе.

Оказалось, что больше всего для межпредметных связей подходят математика, биология и химия, история и обществознание, русский язык и литература, физика:

• Компьютерные презентации как улучшение форм подачи материала в любом предмете, ведь они комбинируют возможности аудио, визуального и текстового представления. Умение учащегося составлять план и хронометраж публичного выступления.

• Решение математических задач с помощью численных методов в языке программирования и табличном процессоре. Переборные алгоритмы как элемент комбинаторики.

• Улучшение орфографических и речевых навыков при работе в текстовом процессоре.

Любую программу можно назвать алгоритмом, с четким выполнением заданной последовательности действий. Однако программа начинает свой жизненный цикл после запуска и может модифицироваться, меняться, исправлять ошибки или, наоборот, избавляться от них, тогда как алгоритм себе этого позволить не может.

Целью изучения математики является повышение общего кругозора, культуры мышления, формирование научного мировоззрения. Математика все больше и больше начинает присутствовать в различных областях других наук, играя ведущую роль в современном образовании. С развитием математики появляются различные направления изучения, которые становятся основой для других научных дисциплин, в то числе учебных, таких как информатика и другие спец. дисциплины.

Информатика получила от математики ряд результатов и теорий, нашедших широкое применение, в особенности в теории языков и трансляции, а также по верификации программ.

Информатика в теоретической ее части «выросла» из математики, использует активно математический аппарат. Многие темы курса информатики можно назвать математическими:

- элементы математической логики;

- системы счисления;

- элементы теории вероятностей и математическая статистика;

- теория графов;

- теория алгоритмов и некоторые другие.

Опыт показывает, что изучение этих тем в информатике, в математических дисциплинах позволяет студентам легче усваивать новые понятия, доказательства тех или иных утверждений, теорем.

Изучение студентами информатики дало возможность снять многие возникающие в процессе обучения математике познавательные трудности, вызвать интерес у обучающихся к математическим проблемам, показать возможность их решения новыми, нестандартными методами: алгоритмизацией решения сложных задач на компьютере, возможностью смоделировать и наглядно увидеть на экране дисплея математические процессы и управлять этими процессами и т.д.

Информатика, являясь базой библиотечного дела, многие годы так и занималась изучением структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы. Постановка вопроса о завладении информатикой всем кругом вопросов, который связан с разработкой эффективных методов сбора, хранения, обработки и преобразования имеющейся информации в знания, прежде была неправомерной, так как не существовало почти ничего общего в методах сбора и обработки информации у медиков, географов, психологов, физиков, филологов и т. д. С этой точки зрения много общего между собой имели математика и физика, химия и медицина. Примеров отдельных связей было много, но общего стержня, вокруг которого объединились бы все науки, не было.

Положение существенно изменилось с появлением электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Первые ЭВМ создавались для проведения расчетов в атомной физике, в летательной и ракетной технике. Последовавшее далее внедрение ЭВМ в области административного управления и экономики дало не только большой экономический эффект, но и привело к созданию и бурному росту новой промышленной отрасли — средств и методов электронной обработки информации. Электронно-вычислительные машины стали обрабатывать числовую, текстовую, графическую и другую информацию. Появились новые ЭВМ, новые методы и средства общения с ними. Информация стала товаром.

Вычислительная техника сразу же показала свою эффективность в тех областях человеческой деятельности, где широко использовались методы математического моделирования — точные количественные методы. Сюда относятся физика, механика, химия, геофизика и т. д.

При этом не имеет значения, какой это эксперимент — физический, биологический, химический и т. д., передают ли датчики данные прямо в ЭВМ или показания приборов сначала записывают в тетрадь, а потом вводят их в машину. Главное в том, что нужны алгоритмы сбора данных и записи их в запоминающие устройства в таком виде, который позволяет находить эти данные повторно, считывать и анализировать.

Другой важнейшей составной частью эксперимента является обработка данных по разработанным алгоритмам и составленным на их основе программам для вычислительной машины.

На следующем этапе активно используются программы преобразования данных к удобному для исследования виду (построение графиков, таблиц, рабочих чертежей и т. д.) и их выдача (отображение информации) или передача другим участникам эксперимента, находящимся на значительном расстоянии. Как правило, такие программы не ориентированы на конкретную предметную область, они достаточно универсальны.

Таким образом, мы выделили задачи, которые являются общими для всех наук при обработке информации с помощью ЭВМ. Научным фундаментом для их решения и стала новая наука — информатика.

В этом смысле слово «информатика» второй раз появляется в научной среде. Теперь — как перевод с французского informatique. Французский термин informatique (информатика) образован путем слияния.

Заключение

В настоящее время математика и информатика играют очень важную роль в проведении исследований.

Математика со своей стороны предлагает исследователю ряд математических методов, позволяющих не только получить числовые характеристики исследуемого объекта, но и промоделировать его поведение под влиянием различных факторов, что имеет огромное значение.

Информатика предоставляет инструментарий, позволяющий исследователю многократно ускорить процесс проведения исследований. Применение специализированного программного обеспечения позволяет повысить точность и сократить трудоемкость, позволяет проводить многовариантные обоснования сложных мероприятий, недоступные при господстве «ручной» технологии.

Таким образом, взаимодействие математики и информатики в проведении исследований позволяет качественно повысить уровень исследований, получить наиболее приближенные к реальности результаты и затратить минимальное количество времени как на проведение исследований, так и на обработку полученных результатов.