Информатика в природе

1. МИНОБНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САРАТОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А.»
ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСИКЙ КОЛЛЕЖД
Информатика в природе
Студента 1 курса
Группы ОИБ-912
Чинякина К.А.

2. Содержание

Развитие информатики
Информатика в природе
Биокибернетика
Бионика

3. Развитие информатики

История информатики как науки началась со второй половины XX века. Это было связано
с появлением и распространением ЭВМ и начавшейся компьютерной революцией. Появление
вычислительных машин в 40-50-е годы создало для информатики необходимую аппаратную
поддержку, то есть благоприятную среду для ее развития как науки.
Предыстория информатики начинается с появления социального общества. В
предыстории выделяют ряд этапов. Каждый из них характеризуется резким возрастанием по
сравнению с предыдущим возможностей хранения, передачи и обработки информации.
Первый этап – освоение человеком развитой устной речи. У древних людей
членораздельная речь и язык, на котором они говорили, стали играть роль средства хранения и
передачи информации.
На втором этапе появилась письменность. По сравнению с предыдущим этапом резко
возросла возможность хранения информации. Человек получил своего рода искусственную внешнюю
память.
Возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук. С
этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия "натуральное число". Все
народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой
счисления.
Третий этап – книгопечатание. Его можно назвать первой информационной технологией.
По сравнению с предыдущим на этом этапе не столько увеличивалась возможность хранения
информации, сколько повысилась доступность информации для всех людей, а также точность ее
воспроизведения, то есть достоверность.
Четвертый и последний этап предыстории информатики связан с успехами точных наук и
начинающейся научно-технической революцией. Этот этап характеризуется возникновением таких
мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, а позднее и телевидение. Появились новые
возможности получения и хранения информации – фотография и кино.

4.

5. Информатика в природе

Это естественнонаучное направление, изучающее процессы обработки информации в
природе, мозге и человеческом обществе. Она опирается на такие классические научные направления,
как теории эволюции, морфогенеза и биологии развития, системные исследования, исследования
мозга, ДНК, иммунной системы и клеточных мембран, теория менеджмента и группового поведения,
история и другие.
Так же, как математика и основная часть современной информатики, оно вряд ли может
быть отнесено к области естественных наук, так как резко отличается от них своей методологией.
(Несмотря на широчайшее применение в современных естественных науках математического и
компьютерного моделирования.)
Информатика в природе – направление информатики, основными задачами которого
являются изучение информационных процессов, протекающих в биологических системах, и
использование накопленных знаний при управлении природными системами и создании технических
систем. Три самостоятельные науки, входящие в эту ветвь информатики, решают указанные задачи.
Одна из них - биокибернетика. В сферу ее интересов входят проблемы, связанные с
анализом информационно-управляющих процессов, протекающих в живых организмах, диагностика
заболеваний и поиск путей их лечения. Сюда же относятся системы, предназначенные для оценки
биологической активности тех или иных химических соединений, без которых уже не может
существовать фармакология, а также исследования моделей внутриклеточных процессов, лежащих в
основе всего живого.
Вторая наука, входящая в это научное направление, - уже упоминавшаяся бионика.
Прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации,
свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные
аналоги.

6.

7. Биокибернетика

Биологическая кибернетика, биокибернетика (БК) – научное направление, связанное с
проникновением идей, методов и технических средств кибернетики в биологию.
Зарождение и развитие БК связаны с эволюцией представления об обратной связи в
живой системе и попытками моделирования особенностей ее строения и функционирования.
Эффективность математического и системного подходов к исследованию живого показали и многие
работы в области общей биологии. Основная теоретическая задача БК — изучение общих
закономерностей управления, а также хранения, переработки и передачи информации в живых
системах.
Примером применения БК в прикладных целях может служить создание устройств для
качественные закономерности изучаемых процессов и явлений.
автоматического управления биологическими функциями (так называемое биопротезирование),
автоматических устройств для оценки состояния человека во время трудовой или спортивной
деятельности, при творческой работе, в субэкстремальных и экстремальных условиях.
Использование методов и средств кибернетики для сбора хранения и переработки
информации получаемой в ходе биологических исследований позволяет вскрывать новые
количественные и качественные закономерности изучаемых процессов и явлений.
Живые существа объединяются в системы разного порядка (популяции, биоценозы и т.д.),
образуя своеобразную иерархию живых систем. Во всех этих над организменных системах, как и в
жизни клетки, развитии организма, эволюции органического мира в целом, имеются внутренние
механизмы регуляции, для изучения которых также применимы принципы и методы кибернетика
биологическая.
Одним из важнейших методов биологической кибернетики является моделирование
структуры и закономерностей поведения живой системы; оно включает конструирование
искусственных систем, воспроизводящих определенные стороны деятельности организмов, их
внутренние связи и отношения. Под моделированием понимается процесс разработки
математического описания объекта.

8.

9. Бионика

Это прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов
организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их
промышленные аналоги. бионика послужила началом исследований, основанных на применении
биологических знаний во всех областях техники
Бионика имеет важное значение для кибернетики, радиоэлектроники, аэронавтики,
биологии, медицины, химии, материаловедения, строительства, архитектуры и др.
К задачам бионики относятся также освоение биологических методов добычи полезных ископаемых,
технологии производства сложных веществ органической химии, строительных материалов и
покрытий, которые использует живая природа.
Бионика учит искусству рационального копирования живой природы, изысканию
технических условий целесообразного использования биологических объектов, процессов и явлений.
Одна из важнейших целей бионики - установить аналогии между физико-химическими и
информационными процессами, встречающимися в технике, и соответствующими процессами в
живой природе.
В наше время это направление поставлено на подлинно научную основу. Вряд ли можно
найти такую область человеческой деятельности, которая в той или иной степени не была бы связана
с бионикой.
Наиболее продвинувшиеся исследования в бионике - это разработка биологических
средств обнаружения, навигации и ориентации; комплекс исследований, связанных с моделированием
функций и структур мозга высших животных и человека; создание систем биоэлектрического
управления и исследования по проблеме «человек-машина».
Живые системы значительно многообразнее и сложнее технических конструкций.
Биологические формы часто не могут быть рассчитаны из-за их необычайной сложности. Мы просто
еще не знаем законов их формирования. Тайны структурообразования живых организмов,
подробности происходящих в них жизненных процессов, устройство и принципы функционирования
можно узнать лишь с помощью самой современной аппаратуры, что не всегда доступно.

10.

11. Спасибо за внимание!