Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина

Вид материалаУчебно-методический комплекс

Содержание


Тематика лабораторных работ (32 часа)
Тематика лекционных занятий (36 часов)
Тематика лабораторных работ (18 часов)
Информатика как наука
В качестве источников информатики обычно называют две науки –
Андрей Петрович Ершов
Главная функция информатики
Задачи информатики
Имитационное моделирование
Норберт Винер впервые выдвинул идею о том, что системы
Теоретическая кибернетика
Одно из них связано с созданием разнообразных языков программирования
Любая ЭВМ может быть представлена как система, состоящая из совокупности
Диалоговый режим
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Тема 11. Особенности изучения содержательных линий базового курса информатики («Информация. Информационные процессы»)
  1. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Информация». Методические подходы к измерению информации.
  2. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Процесс хранения информации».
  3. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Процесс обработки информации».
  4. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Процесс передачи информации».


Задание
  1. Изучить содержание темы в любом из действующих учебников информатики.
  2. Составить поурочное планирование темы по выбранному учебнику.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем, рассматриваемых на семинаре.
  4. Составить терминологический словарь по базовым понятиям темы.



Семинар № 12

Тема 11. Особенности изучения содержательных линий базового курса информатики («Представление информации»)
  1. Цели и задачи изучения данной темы в базовом курсе информатики.
  2. Мировоззренческий аспект изучения темы, связанный с анализом познавательных функций языка при его использовании в информационной деятельности человека.
  3. Методические особенности обучения школьников решению задач по теме «Системы счисления».
  4. Методические особенности использования основных понятий математической логики в базах данных, электронных таблицах и в программировании.


Задание
  1. Изучить содержание темы в любом из действующих учебников информатики.
  2. Составить поурочное планирование темы по выбранному учебнику.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем, рассматриваемых на семинаре.
  4. Составить подборку задач по выбранной теме для самостоятельной работы учащихся в классе и дома.
  5. Составить терминологический словарь по базовым понятиям темы.


Семинар № 13

Тема 11. Особенности изучения содержательных линий базового курса информатики («Компьютер как универсальное устройство обработки информации»)
  1. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Представление данных в компьютере».
  2. Методика формирования у учащихся представлений об архитектуре ЭВМ.
  3. Методика формирования у учащихся представлений о программном обеспечении ЭВМ.


Задание
  1. Изучить содержание темы в любом из действующих учебников информатики.
  2. Составить поурочное планирование темы по выбранному учебнику.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем, рассматриваемых на семинаре.
  4. Составить подборку задач по выбранной теме для самостоятельной работы учащихся в классе и дома.
  5. Составить терминологический словарь по базовым понятиям темы.

Семинар № 14

Тема 11. Особенности изучения содержательных линий базового курса информатики («Алгоритмизация и программирование»)
  1. Методические особенности изучения базовых понятий алгоритмизации и программирования.
  2. Основные типы учебных алгоритмических задач, последовательность их введения в курсе информатики, особенности методики обучения их решению.
  3. Методические подходы к обучению основам программирования в базовом курсе информатики.


Задание
  1. Изучить содержание темы в любом из действующих учебников информатики.
  2. Составить поурочное планирование темы по выбранному учебнику.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем, рассматриваемых на семинаре.
  4. Составить подборку задач по выбранной теме для самостоятельной работы учащихся в классе и дома на основе дифференцированного подхода к обучению.
  5. Составить терминологический словарь по базовым понятиям темы.



Семинар № 15

Тема 11. Особенности изучения содержательных линий базового курса информатики («Формализация и моделирование»)
  1. Терминология и уровень представления учебного раздела «Формализация и моделирование» в учебниках и учебных пособиях».
  2. Решение задач формирования у учащихся приемов умственной деятельности в процессе изучения основ информационного моделирования.
  3. Методические подходы к обучению решению задач на использование алгоритмов в информационных моделях.
  4. Методические подходы к обучению решению задач на создание информационных моделей с помощью графического редактора.
  5. Методические подходы к обучению решению задач на использование информационных моделей в электронных таблицах.
  6. Методические подходы к обучению решению задач на использование информационных моделей в базах данных.


Задание
  1. Изучить содержание темы в любом из действующих учебников информатики.
  2. Составить поурочное планирование темы по выбранному учебнику.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем, рассматриваемых на семинаре.
  4. Составить тест проверки знаний учащихся на примере одной из учебных тем.
  5. Составить терминологический словарь по базовым понятиям темы.



Семинар № 16

Тема 11. Особенности изучения содержательных линий базового курса информатики (изучение технологии создания и обработки информационных объектов)
    1. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Технология работы с текстовой информацией».
    2. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Технология работы с графической информацией».
    3. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы «Технология обработки числовой информации».
    4. Технология мультимедиа.
    5. Технология хранения и поиска данных.


Задание
  1. Изучить содержание темы в любом из действующих учебников информатики.
  2. Составить поурочное планирование темы по выбранному учебнику.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем, рассматриваемых на семинаре.
  4. Разработать комплекс разнотипных и разноуровневых задач по выбранной учебной теме.
  5. Предложить тематику телекоммуникационных проектов учащихся, сформулировать цель, задачи, план реализации одного из проектов.
  6. Составить терминологический словарь по базовым понятиям темы.



Семинар № 17

Тема 11. Особенности изучения содержательных линий базового курса информатики (изучение темы «Информационные технологии в обществе»)
  1. Сущность и роль базовых понятий темы, этапы и методы их формирования.
  2. Методические подходы авторов действующих учебников информатики к раскрытию темы.
  3. История информатики в базовом курсе информатики.
  4. Современные социальные аспекты информатики.


Задание
  1. Изучить содержание темы в любом из действующих учебников информатики.
  2. Составить поурочное планирование темы по выбранному учебнику.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем, рассматриваемых на семинаре.



Семинар № 18

Тема 12. Методические подходы к изучению основных тем курса информатики на базовом уровне в старшей школе
  1. Анализ содержания программ и концепции авторов действующих учебников по реализации курса информатики, реализуемого на базовом уровне в старших классах.
  2. Методические подходы к изучению темы «Социальная информатика».
  3. Методические подходы к изучению темы «Информационные системы и базы данных».
  4. Методические подходы к изучению темы «Математическое моделирование в планировании и управлении».
  5. Реализация задач профориентации при изучении данного курса.


Задание
  1. Изучить программы курса (примерную программу, рекомендованную Министерством образования и программы авторов действующих учебников).
  2. Ознакомиться с содержанием учебников для данного курса информатики.
  3. Составить список понятий, изучение которых было начато в базовом курсе информатики.
  4. Составить список вновь вводимых понятий.
  5. Составить текст контрольной работы по любой учебной теме.
  6. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем.



Семинар № 19

Тема 13. Особенности реализации курса информатики на профильном уровне в старшей школе
  1. Анализ содержания программ курса информатики, реализуемого на профильном уровне в старших классах.
  2. Концепции авторов действующих учебников по реализации данного курса информатики.
  3. Формирование информационной картины мира у учащихся посредством содержания данного курса.
  4. Реализация межпредметных связей данного курса с другими учебными дисциплинами.


Задание
  1. Изучить программы курса (примерную программу, рекомендованную Министерством образования и программы авторов действующих учебников).
  2. Ознакомиться с содержанием учебников для данного курса информатики.
  3. Разработать план-конспект урока по одной из учебных тем. В содержании урока представить реализацию межпредметных связей курса.



Семинар № 20

Тема 14. Методические подходы к изучению моделирования и программирования на профильном уровне в старшей школе
  1. Методические подходы к изучению темы «Моделирование».
  2. Методика обучения технологическим приемам построения информационных и компьютерных моделей.
  3. Методические особенности обучения структурному программированию на данном уровне. Анализ существующих программ курсов.
  4. Методические особенности обучения объектно-ориентированному программированию на данном уровне. Анализ существующих программ курсов.
  5. Методические особенности обучения логическому программированию на данном уровне. Анализ существующих программ курсов.


Задание
  1. Изучить содержание авторских программ названных курсов, установить уровень его соответствия требованиям стандарта.
  2. Составить поурочное планирование одной из тем курса.
  3. Разработать конспект урока-лекции по одной из следующих тем:
    • Введение в системологию.
    • Теоретические основы моделирования.
    • Информационное моделирование.
    • Модели представления знаний в системах искусственного интеллекта.
    • Введение в компьютерное моделирование.
    • Имитационное моделирование.
  4. Разработать конспект урока совершенствования знаний, умений и навыков по программированию в рамках одного из выбранных курсов.



Семинар № 21

Тема 15. Методические подходы к изучению основ информационных технологий на профильном уровне в старшей школе
  1. Методические подходы к изучению темы «Создание и обработка текстовой информации».
  2. Методические подходы к изучению темы «Создание и обработка графической информации».
  3. Методические подходы к изучению темы «Создание и обработка числовой информации»


Задание
  1. Изучить содержание авторских программ названных курсов, установить уровень его соответствия требованиям стандарта.
  2. По конкретной учебной теме выделить в содержании обучения теоретическую и практическую части, разработать тематическое планирование учебного материала.
  3. Создать дидактические материалы ко всем урокам по выбранной теме.



Семинар № 22

Тема 16. Методические особенности обучения элективным курсам информатики и ИКТ на профильном уровне в старшей школе
  1. Реализация курса «Создаем школьный сайт».
  2. Реализация курса «Учимся проектировать на компьютере».
  3. Реализация курса «Подготовка к единому государственному экзамену по информатике».


Задание
  1. Изучить цели и задачи, содержание авторских программ названных курсов,
  2. Знать требования к знаниям, умениям и навыкам учащихся, полученным в результате освоения курса.
  3. Решить задания части B и С любого из вариантов ЕГЭ по информатике.



Семинар № 23

Тема 17. Использование мультимедиа и коммуникационных технологий как средства для реализации активных методов обучения
  1. Возможности мультимедиа и коммуникационных технологий в активизации обучения на пропедевтическом уровне обучения информатике.
  2. Возможности мультимедиа и коммуникационных технологий в активизации обучения на базовом уровне обучения информатике.
  3. Возможности мультимедиа и коммуникационных технологий в активизации обучения на профильном уровне обучения информатике.


Задание
  1. Разработать конспект урока с использованием мультимедиа и коммуникационных технологий как средства для реализации активных методов обучения.



^ ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ (32 ЧАСА)

для студентов образовательной профессиональной программы

030100 (050202.65) «Информатика»

  1. Состав и назначение пакета «Роботландия». Понятие исполнителя. (2 часа)
  2. Понятие сложного исполнителя. Использование исполнителя Кукарача для обучения основам алгоритмизации и программирования. (2 часа)
  3. Состав и назначение пакета «ЛогоМиры». Изучение возможностей пакета «ЛогоМиры». (2 часа)
  4. Обучение основам программирования посредством исполнителя «Черепашка». (4 часа)
  5. Особенности освоения учащимися ПО, соответствующего содержательным линиям базового курса информатики. (12 часов)
  6. Особенности освоения учащимися ПО, соответствующего профильным курсам информатики. (6 часов)
  7. Использование педагогических программных средств в обучении информатике. (4 часа)



^ ТЕМАТИКА ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ (36 ЧАСОВ)

для студентов образовательных профессиональных программ

032100.00 (050201.65) «Математика» с дополнительной

специальностью «Информатика»,

032200.00 (050203.65) «Физика» с дополнительной

специальностью «Информатика»

  1. Теория и методика обучения и воспитания информатике как раздел педагогической науки и учебный предмет подготовки учителя информатики (4 часа)
  2. Цели и задачи введения в школу предмета информатики. (4 часа)
  3. Структура обучения основам информатики в средней общеобразовательной школе. (2 часа)
  4. Стандартизация школьного образования в области информатики. (2 часа)
  5. Базисный учебный план школы и место курса информатики в системе учебных дисциплин. (2 часа)
  6. Формы обучения информатике. (2 часа)
  7. Тематическое и поурочное планирование учебного процесса по информатике. (2 часа)
  8. Методы обучения информатике. (2 часа)
  9. Средства обучения информатике. (2 часа)
  10. Цели и задачи обучения пропедевтическому курсу информатики. (2 часа)
  11. Основные компоненты содержания базового курса информатики. Линии «Информация и информационные процессы» и «Представление информации». (2 часа)
  12. Линия «Компьютер как универсальное устройство обработки информации». Линия «Алгоритмизация и программирование». (2 часа)
  13. Линия «Формализация и моделирование». Технологии создания и обработки информационных объектов. Телекоммуникационные технологии. (2 часа)
  14. Содержание курса «Информатика и информационные технологии» как базового и профильного общеобразовательного предмета в старшей школе. (2 часа)
  15. «Информатика и информационные технологии» как профильный учебный предмет. Элективные курсы информатики и ИКТ. (4 часа)


^ ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ (18 ЧАСОВ)

для студентов образовательных профессиональных программ

032100.00 (050201.65) «Математика» с дополнительной

специальностью «Информатика»,

032200.00 (050203.65) «Физика» с дополнительной

специальностью «Информатика»

  1. Виды клавиатурных тренажеров, их особенности, использование в учебном процессе. Состав и назначение пакета «Роботландия». Методика применения программ пакета в начальной школе. Понятие исполнителя. (2 часа)
  2. Понятие сложного исполнителя. Использование исполнителя Кукарача для обучения основам алгоритмизации и программирования. (2 часа)
  3. Состав и назначение пакета «ЛогоМиры». Изучение возможностей пакета «ЛогоМиры». Методика применения программ пакета в начальной школе. (2 часа)
  4. Особенности освоения учащимися ПО, соответствующего содержательным линиям курса информатики. (12 часов):
    • Методика обучения обработке текстовой информации в базовом курсе информатики.
    • Методика обучения обработке числовой информации в базовом и профильном курсах информатики.
    • Методика обучения алгоритмизации и программированию в базовом и профильном курсах информатики.
    • Методика изучения темы «Коммуникационные технологии» в базовом и профильном курсах информатики.
    • Методика изучения тем «Формализация и моделирование» и «Информационные модели и системы» в базовом и профильном курсах информатики.
    • Методика изучения тем «Компьютер как универсальное устройство обработки информации» и «Компьютер как средство автоматизации информационных процессов» в базовом и профильном курсах информатики.

4.2. Методические рекомендации для преподавателей


4.2.1. Предложенная выше модульная программа дисциплины соответствует содержанию ГОС курса ОПД.Ф.04. "Теория и методика обучения информатике" и примерной программе дисциплины, рекомендованной УМО.


4.2.2. Студенты в процессе изучения дисциплины должны научиться обобщать и углублять знания, полученные по ходу усвоения курса; делать самостоятельные выводы из анализа фактического материала; владеть понятийным аппаратом школьного курса информатики; ориентироваться в содержании курса школьной информатики; знать особенности изложения основных учебных тем в действующих учебниках информатики; уметь составлять конспект урока; применять знания, полученные в курсе.


4.2.3. Для организации самостоятельной работы студентов разработаны методические рекомендации (п. 4.1.), целью которых является подготовка студента к семинарским и лабораторным занятиям, а также к различным формам текущего и итогового контроля. Опрос студентов на семинарских занятиях проводится исходя из заданий данных рекомендаций.


4.2.4. Успеваемость студента по данной дисциплине контролируется при помощи системы рейтинг-контроля. Оценка складывается из многих компонентов: посещаемости занятий, ответов на семинарских занятиях, ведении терминологического словаря, выполнении заданий к семинарам, результатов промежуточных и итоговых тестов. Все компоненты входят в рейтинговую книжку студента и в итоге суммируются. На основании общей суммы выводится оценка. При условии согласия студента с оценкой студент освобождается от экзамена. Если же студент претендует на более высокую оценку, то он сдает экзамен.


4.2.5. Материал методических рекомендаций представлен в полном объеме в электронном виде и представлен на сайте физико-математического факультета ссылка скрыта .


4.2.6. Содержание дисциплины, наиболее полно соответствующее требованиям ГОС, представлено в учебнике «Теория и методика обучения информатике : учебник / [М.П. Лапчик, Е.К. Хеннер, М.И. Рагулина и др.] ; под ред. М.П. Лапчика. – М. : Издательский центр «Академия», 2008. – 592 с.». Весьма полезным является использование в учебном процессе при проведении лабораторных и семинарских занятий учебного пособия авторов: Лапчик М.П., Рагулина М.И., Смолина Л.В. Теория и методика обучения информатике: Лабораторный практикум / Под ред. М.П. Лапчика. Издд. 2-е испр. и доп. – Омск: Изд-во ОмГПУ, 2006. – 312 с.

Содержание первой учебной темы представлено далее.


^ ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА

Выделение информатики в отдельную отрасль научного знания


Термин “информатика” возник в 60-х гг. ХХ века во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин informatigue (информатика) образован путем слияния слов information (информация) и automatigue (автоматика) и означает “информационная автоматика или автоматизированная переработка информации”. Кроме Франции термин “информатика” используется в ряде стран Восточной Европы и в нашей стране. В то же время, в большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин – “Computer Science” (наука о средствах вычислительной техники).

^ В качестве источников информатики обычно называют две науки – документалистику и кибернетику [2, c. 36]. Документалистика сформировалась в конце XIX века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30-е годы XX века, а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота. Основы близкой к информатике науки кибернетики были заложены трудами по математической логике американского математика Норберта Винера (1894 – 1964 гг.), опубликованными в 1948 году, а само название происходит от греческого слова “kyberneticos” – кормчий, рулевой, искусный в управлении. Впервые термин “кибернетика” ввел французский физик Андре Мари Ампер (1775 – 1836 гг.) в 1834 г. в своей книге “Очерки по философии науки”. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать.

Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в первую очередь связано с развитием компьютерной техники. Причем основная заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х гг. ХХ века послужило началом второй электронной революции. С этого времени элементной базой вычислительной машины становятся интегральные схемы и микропроцессоры, а область, связанная с созданием и использованием компьютеров, получила мощный импульс в своем развитии. Термин “информатика” стал использоваться не только для отображения достижений компьютерной техники, но и связывается с процессами передачи и обработки информации. В нашей стране подобное трактование термина “информатика” утвердилось с 1983 г. с момента принятия решения об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации на сессии годичного собрания Академии наук СССР. Информатика трактовалась как “комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики” [3, c. 35]. Информатика в таком понимании нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей. Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса и т.п. с помощью информационных моделей.

Многогранность функций, возможностей, средств и методов информатики сказалась на подходах к определению информатики как науки.

Авторы [2] рассматривают информатику как техническую науку. По их мнению, “информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими” [2, c. 34]. В целом данный подход рассматривает информатику как отрасль народного хозяйства.

Обычно информатику рассматривают еще и как фундаментальную науку и как прикладную дисциплину для конкретных областей науки, техники, производства.

Более широкое определение этой науки предлагают авторы [8] и [12]. “Информатика – молодая дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности” [8, c. 9]. “Информатика – наука об общих свойствах информации и способах ее обработки” [12, c. 103].

Информатику рассматривают еще и как фундаментальную науку и как прикладную дисциплину для конкретных областей науки, техники, производства.

^ Андрей Петрович Ершов утверждал, что этот термин вводится в русский язык «...как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. При таком толковании информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и ее место в кругу «традиционных» академических научных дисциплин».

Созвучно высказанному выше представлению о науке информатике и мнение академика Н.Н.Моисеева: «Зародившись в недрах науки о процессах управления — кибернетики, информатика ... буквально на наших глазах из технической дисциплины о методах и средствах обработки данных при помощи средств вычислительной техники превращается в фундаментальную естественную науку об информации и информационных процессах в природе и обществе».

Между тем среди отечественных ученых с самого начала становления информатики как самостоятельной отрасли науки не было полного единодушия в ответе на вопрос, что такое информатика. Например, В.С. Михалевич, Ю.М. Каныгин и В.И. Гриценко утверждают: «Информатика — комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования машинизированных (основанных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики». Явно подчеркивается связь самого возникновения информатики с развитием компьютерной техники, но и то, что информатика — это следствие развития ЭВМ.

Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.

Информатика изучает то общее, что свойственно всем многочисленным разновидностям конкретных информационных процессов (приложений) Эти информационные процессы и технологии и есть объект информатики.

Предмет информатики определяется многообразием ее приложений. Различные информационные технологии, функционирующие в разных видах человеческой деятельности (управление производственным процессом, системы проектирования, финансовые операции, образование и т.д.), имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой. Тем самым образуются различные «предметные» информатики, базирующиеся на разных наборах операций и процедур, различных видах кибернетического оборудования, разных информационных носителях и т.п.

^ Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

^ Задачи информатики состоят в следующем [1, c. 37]:
  • исследование информационных процессов любой природы;
  • разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;
  • решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, призванной создавать новые информационные технологии для решения проблем в других областях. Она предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где считается невозможным применение количественных методов из-за неформализуемости процессов и явлений. Особенно следует выделить в информатике методы математического моделирования и методы распознавания образов, практическая реализация которых стала возможной благодаря достижениям компьютерной техники.


Существуют разные подходы к определению структуры информатики. На наш взгляд, наиболее четкая структура информатики представлена авторами [4]. В информатике они выделяют следующие основные направления: теоретическая информатика, кибернетика, программирование, искусственный интеллект, информационные системы, вычислительная техника, информатика в обществе и информатика в природе. Приведем краткую характеристику каждого из названных направлений.


Теоретическая информатика


Поскольку до середины 70-х гг. ХХ века вместо термина “информатика” использовали термин “кибернетика”, то соответственно теоретическая информатика имела название “теоретическая (или математическая) кибернетика”. Теоретическая информатика — математическая дисциплина, которая использует методы математики для построения и изучения моделей обработки, передачи и использования информации, создает тот теоретический фундамент, на котором строится все здание информатики [4, c. 8].

По самой своей природе информация тяготеет к дискретному представлению. Множество информационных сообщений, как правило, можно описывать в виде дискретного множества. А значит, по своему характеру теоретическая информатика близка к дискретной математике, изучающей объекты именно такого типа. Поэтому многие модели теоретической информатики заимствованы из дискретной математики. Но, как правило, эти модели наполнены конкретным содержанием, связанным со спецификой информации — того объекта, который интересует информатиков.

Сама теоретическая информатика распадается на ряд самостоятельных дисциплин. По степени близости решаемых задач их можно условно разделить на пять классов [4, c. 8 – 10].

I. К первому классу относятся дисциплины, опирающиеся на математическую логику. В них разрабатываются методы, позволяющие использовать достижения логики для анализа процессов переработки информации с помощью компьютеров (теория алгоритмов, теория параллельных вычислений), а также методы, с помощью которых можно на основе моделей логического типа изучать процессы, протекающие в самом компьютере во время вычислений (теория автоматов, теория сетей Петри).

II. Компьютеры, как известно, оперируют с числами, т. е. с информацией, представленной в дискретной форме. А сами процедуры, реализуемые компьютером, есть алгоритмы, описанные в виде программ. Чтобы составить программу, необходимо разработать специальные приемы решения задач. Раньше математики не заботились о возможности перевода своих методов решения задач в такую форму, которая допускает программирование, т.е. перевод в программы, реализуемые на вычислительной машине. В результате развития устройств, автоматизирующих вычисления, появились современные компьютеры, и это стимулировало развитие в математике специальных приемов и методов решения задач. Так возникли дисциплины, лежащие на границе между дискретной математикой и теоретической информатикой. Это вычислительная математика и вычислительная геометрия. Слово “вычислительная” подчеркивает, что эти науки направлены на создание методов, ориентированных на реализацию в компьютерах.

III. Специально изучением информации как таковой (т. е. в виде абстрактного объекта, лишенного конкретного содержания), выявлением общих свойств информации, законов, управляющих ее рождением, развитием и уничтожением, занимается теория информации. К этой науке близко примыкает теория кодирования, в задачу которой входит изучение тех форм, в которые может быть “отлито” содержание любой конкретной информационной единицы (передаваемого сообщения, гранулы знаний и т.п.). В теории информации имеется раздел, специально занимающийся теоретическими вопросами передачи информации по различным каналам связи.

IV. Информатика имеет дело с реальными и абстрактными объектами. Информация, циркулируя в реальном виде, овеществляется в различных физических процессах, но в информатике она выступает как некоторая абстракция. Такой переход вызывает необходимость использования в компьютерах специальных абстрактных (формализованных) моделей той физической среды, в которой “живет” информация в реальном мире. Другими словами, вместо реальных объектов в компьютерах надо использовать их модели.

Переход от реальных объектов к моделям, которые можно использовать для изучения и реализации в компьютерах, требует развития особых приемов. Их изучением занимается системный анализ наука, возникшая в 60-е годы ХХ века. Системный анализ изучает структуру реальных объектов и дает способы их формализованного описания. Частью системного анализа является общая теория систем, изучающая самые разнообразные по характеру системы с единых позиций. Системный анализ занимает пограничное положение между теоретической информатикой и кибернетикой.

Такое же пограничное положение занимают еще две дисциплины. ^ Имитационное моделирование одна из них. В этой науке создаются и используются специальные приемы воспроизведения процессов, протекающих в реальных объектах, в тех моделях этих объектов, которые реализуются в вычислительных машинах. Вторая наука — теория массового обслуживания изучает специальный, но весьма широкий класс моделей передачи и переработки информации, так называемые системы массового обслуживания.

V. Последний класс дисциплин, входящих в теоретическую информатику, ориентирован на использование информации для принятия решений в самых различных ситуациях, встречающихся в окружающем нас мире. Сюда, прежде всего, входит теория принятия решений, изучающая общие схемы, используемые людьми при выборе нужного им решения из множества альтернативных возможностей. Такой выбор часто происходит в условиях конфликта или противоборства. Модели такого типа изучаются в теории игр.

Всегда хочется среди всех возможных решений выбрать наилучшее или близкое к такому. Проблемы, возникающие при решении этой задачи, изучаются в дисциплине, получившей название математическое программирование (не путать с программированием для компьютеров). При организации поведения, ведущего к нужной цели, принимать решения приходится многократно. Поэтому выбор отдельных решений должен подчиняться единому плану. Изучением способов построения таких планов и их использованием для достижения поставленных целей занимается еще одна научная дисциплина — исследование операций. В этой же науке изучаются и способы организации различного рода процессов, ведущих к получению нужных результатов.

Если решения принимаются не единолично, а в коллективе, то возникает немало специфических ситуаций: образование партий, коалиций, появление соглашений и компромиссов. Эти проблемы частично изучаются в уже упомянутой теории игр, но в последнее время активно развивается новая дисциплина — теория коллективного поведения, для которой задачи коллективного принятия решений — предмет специального изучения.


Кибернетика


В изданной еще в 1947 г. «Энциклопедии кибернетики» говорится, что кибернетика   это “…наука об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах. При этом под управляющими системами здесь понимаются не только технические, а и любые биологические, административные и социальные системы[8, с. 96]. Оригинальность этой науки заключается в том, что она изучает не вещественный состав систем, а результат работы данного класса систем. В кибернетике впервые было сформулировано понятие «черного ящика» как устройства, которое выполняет определенную операцию над настоящим и прошлым входного потенциала, но для которого мы не обязательно располагаем информацией о структуре, обеспечивающей выполнение этой операции. Системы изучаются в кибернетике по их реакциям на внешние воздействия, т.е. по тем функциям, которые они выполняют. Кибернетика создает различные модели управления объектами и при этом активно использует все достижения компьютерной техники. Существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров. Между кибернетикой и информатикой провести четкую границу не представляется возможным. Сегодня кибернетику и информатику понимают как единую науку, либо кибернетику считают частью информатики.

Кибернетика возникла в конце 40-х гг. ХХ века, когда ^ Норберт Винер впервые выдвинул идею о том, что системы управления в живых, неживых и искусственных системах обладают многими общими чертами [4, c. 10]. Установление аналогий обещало создание “общей теории управления”, результаты которой могли бы использоваться в самых разнообразных системах.

Эта идея получила подкрепление, когда появились компьютеры, способные единообразно решать самые разные задачи. Универсальность компьютерных вычислений наталкивала на справедливость гипотезы о существовании универсальных схем управления.

Гипотеза, выдвинутая Н. Винером, не выдержала проверку временем, но накопленные в кибернетике сведения о самых разных системах управления, общие принципы, которые частично все-таки удалось обнаружить, замена узкопрофессиональной точки зрения специалиста в данной области на взгляд с позиции общности внешне разнородных объектов и систем принесли большую пользу. Перенос идей и моделей из одних областей в другие, общение между собой специалистов разного профиля на некотором едином языке кибернетики сделали свое дело. Появились кибернетические по своему духу модели в науках, доселе не знавших точных методов и расчетов, например, генная инженерия, прикладная лингвистика и др.

В настоящее время в кибернетике можно выделить ряд научных направлений [4, c. 10 – 11]. ^ Теоретическая кибернетика занимается общими проблемами теории управления, теории информации, вопросами передачи, защиты, хранения и использования информации в системах управления. Наиболее активно развивается техническая кибернетика. В ее состав входит теория автоматического управления, которая стала теоретическим фундаментом автоматики. Специалисты, работающие в этой области, исследуют и проектируют различные технические управляющие системы, начиная от систем автоматического регулирования и управления до сложных автоматизированных систем управления (АСУ). Трудно переоценить важность исследований в этой области. Без них невозможны были бы достижения в области приборостроения, станкостроения, атомной энергетики да, пожалуй, всех тех систем управления промышленными процессами и научными исследованиями, которые составляют значительную часть среды обитания человека. С теорией автоматического управления связана техническая диагностика, в задачи которой входит контроль над функционированием систем и поиск повреждений в них.

Заметное место в кибернетике занимает распознавание образов. Основная задача этой дисциплины — поиск решающих правил, с помощью которых можно было бы классифицировать многочисленные явления реальности, соотносить их с некоторыми эталонными классами. Распознавание образов — это пограничная наука между кибернетикой и искусственным интеллектом, ибо поиск решающих правил чаще всего осуществляется путем обучения, а обучение, конечно, интеллектуальная процедура. В кибернетике выделяется даже специальная область исследований, получившая название обучение на примерах.

Еще одно научное направление тесно связывает кибернетику с биологией. Аналогии между живыми и неживыми системами многие столетия волнуют ученых. Насколько принципы работы живых систем могут быть использованы в искусственных объектах? Что можно заимствовать у талантливого конструктора живых систем — Природы? Ответы на эти вопросы ищет бионика пограничная наука между кибернетикой и биологией. Нейрокибернетика, как показывает ее название, пытается применить кибернетические модели в изучении структуры и действия нервных тканей.

Кибернетика, как уже говорилось, больше всего интересуется общими принципами управления в объектах различной природы. Поэтому ее весьма интересуют равновесные состояния в таких системах и способы их достижения. Равновесие тесно связано с идеей устойчивости, а именно устойчивость и способность сохранять длительное время свою форму, структуру и жизнедеятельность — характерное свойство не только живых, но и целесообразных искусственных систем. Упоминавшаяся уже теория автоматического управления в своей значительной части есть наука о достижении устойчивых состояний и способах их сохранения.


Программирование


Это научное направление своим появлением полностью обязано вычислительным машинам. “Программирование – это теоретическая и практическая деятельность по обеспечению программного управления обработкой данных, включающая создание программ, а также выбор структуры и кодирование данных” [11, c. 197]. С накоплением опыта программирования нащупывались общие идеи и положения, лежащие в основе построения программ для компьютеров и в самих процедурах программирования. Это повлекло за собой постепенное создание теоретического программирования, в котором сейчас можно выделить несколько направлений.

^ Одно из них связано с созданием разнообразных языков программирования, предназначенных для облегчения взаимодействия человека с вычислительной машиной и информационными системами. К настоящему времени создано множество языков программирования. Их количество объясняется разными причинами, например, типом решаемых задач [8, c. 248 – 253; 11, c. 288 – 290]. Для решения задач из области физики и математики были созданы языки FORTRAN (1953 – 1957 г.) и Алгол (1958 г.). Для решения задач обработки коммерческих данных был создан язык COBOL (КОБОЛ) в 1961 г. В 1963 г. был разработан язык BASIC (Бейсик) для обучения программированию. Сегодня этот язык получил широкое распространение среди пользователей ПЭВМ. Вторым языком, служащим тем же целям, является созданный Никлаусом Виртом в 1971 г. язык Паскаль. Название языка было дано в честь великого французского ученого Блез Паскаля (1623 – 1662 гг.). Для обучения азам программирования младших школьников в 1960 г. Сеймуром Пейпертом был создан язык ЛОГО. Для работ по проблеме искусственного интеллекта, обработки символьной информации был создан язык ЛИСП в конце 50-х гг. Позднее, в 1978 г., был создан для тех же целей язык Пролог.

С помощью языков программирования создаются программы и программные средства для компьютеров, поэтому другое направление в теоретическом программировании посвящено разработке различных программ. “Программы это упорядоченные последовательности команд” [2, c. 51]. Конечная цель любой компьютерной программы — управление аппаратными средствами.


Искусственный интеллект


По времени возникновения это направление в информатике самое молодое. Время его появления как научной дисциплины — середина шестидесятых гг. ХХ века. “Искусственный интеллект – раздел информатики, изучающий методы, способы и приемы моделирования и воспроизведения с помощью ЭВМ разумной деятельности человека, связанной с решением задач” [7, c. 821]. В настоящее время это целый класс наук, среди которых выделяют как фундаментальные, так и технические, прикладные, связанные с созданием и эксплуатацией работоспособных образцов интеллектуальных систем. Значение этих работ для развития информатики таково, что именно от их успеха зависит появление ЭВМ нового пятого поколения.

Об интеллекте компьютера можно было бы говорить, если бы он сам, на основании собственных знаний, например, о том, как протекает игра в шахматы и как играют в эту игру люди, сумел составить шахматную программу. Интеллектом можно назвать не сами процедуры, с помощью которых выполняется та или иная интеллектуальная деятельность, а понимание того, как их создать, как научиться новому виду интеллектуальной деятельности. Специальные метапроцедуры обучения новым видам интеллектуальной деятельности отличают человека от компьютера. Следовательно, в создании искусственного интеллекта основной задачей становится реализация машинными средствами тех метапроцедур, которые используются в интеллектуальной деятельности человека [4, c. 152].

Мыслительная деятельность человека описывается модельной гипотезой. Согласно ей, мозг человека содержит модель проблемной ситуации, в которой ему надо принять решение. Для решения используются метапроцедуры, оперирующие с совокупностью знаний из той проблемной области, к которой принадлежит данная проблемная ситуация. В модельной гипотезе основными метапроцедурами являются представление знаний, рассуждения, поиск релевантной (связанной с данной проблемной ситуацией) информации в совокупности имеющихся знаний, их пополнение и корректировка. Эти метапроцедуры составляют ядро интеллектуальных возможностей современных программ и программных систем, ориентированных на решение творческих задач. В совокупности с метапроцедурами целенаправленного поиска в лабиринте возможностей, ассоциативного поиска и рассуждения они образуют арсенал интеллектуальных средств, которым располагают современные интеллектуальные системы, часто называемые системами, основанными на знаниях. «Объектом изучения искусственного интеллекта являются метапроцедуры, используемые при решении человеком задач, традиционно называемых интеллектуальными или творческими. Если психология мышления изучает эти метапроцедуры применительно к человеку, то искусственный интеллект создает программные модели таких метапрцедур. Цель исследований в области искусственного интеллекта – создание арсенала метапроцедур, достаточного для того, чтобы ЭВМ могли находить по постановкам задач их решения. Иными словами, стали автономными программистами, способными выполнять работу профессиональных программистов-прикладников. Это ближайшая цель. Последующие цели связаны с попыткой проникнуть в область мышления человека, которую называют бессознательной или интуитивной» [4, c. 154].

В настоящее время методы искусственного интеллекта применяются в следующих направлениях [8, c. 102 – 103].
  1. Восприятие и распознавание образов (задача, упоминавшаяся ранее, как одно из направлений кибернетики). Под этим понимается не просто создание технических систем, воспринимающих визуальную и звуковую информацию, кодирующих и размещающих ее в памяти, а разработка проблемы понимания и логического рассуждения в процессе обработки визуальной и речевой информации.
  2. Математика и автоматическое доказательство теорем.
  3. Игры (в том числе и шахматы).
  4. Решение задач.
  5. Понимание естественного языка (в том числе понимание текстов, автоматизированный перевод с одного естественного языка на другой).
  6. Выявление и представление знаний экспертов в экспертных системах.

Во всех этих направлениях главные трудности связаны с тем, что недостаточно изучены и поняты принципы человеческой интеллектуальной деятельности, процесс принятия решений и решения задач. Выход из создавшегося положения видится в осуществлении сотрудничества с исследованиями по соответствующим разделам психологии, физиологии, лингвистики.


Информационные системы


Начало этому направлению положили исследования в области документалистики и анализа научно-технической информации, которые проводились еще до появления компьютеров. Но своего истинного развития информационные системы достигли лишь тогда, когда компьютеры прочно вошли в их состав. “Информационная система – это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации” [4, c. 326]. Наличие перечисленных процедур – главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов, например, личных библиотек. Первые информационные системы появились в 50-х гг. ХХ века. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению финансовых затрат и времени на подготовку бумажных документов. Шестидесятые годы знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее. В 70-х – начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить рынки сбыта и многое другое.

В современной информатике к информационным системам относят [8, c. 587]:
  • информационно-справочные и информационно-поисковые системы;
  • системы, обеспечивающие автоматизацию документооборота и учета, в том числе бухгалтерского;
  • автоматизированные системы управления;
  • экспертные системы;
  • системы автоматизации научных исследований и автоматизированного проектирования, геоинформационные системы;
  • информационно-обучающие системы.

Общей функцией для всех информационных систем является сбор, накопление и хранение информации, ее обработка и выдача в той или иной форме. Ведущее направление развития информационных систем – совершенствование их интеллектуальных функций, облегчающих работу с ними.

Банк данных – наиболее характерный пример информационной системы. В банке данных хранится достаточно универсальная, необходимая для решения разнообразных прикладных задач, информация об определенной предметной области в специальном представлении, чаще всего предполагающем хранение и обработку с помощью компьютеров. При этом сами данные образуют базу данных, а банк, наряду с базой, содержит программные средства обработки данных и реализации запросов, т.е. систему управления базой данных (СУБД) [8, c. 588]. Как правило, банки данных являются системами коллективного пользования. К информации, хранимой в них, часто можно получить доступ по телекоммуникационным сетям.

В настоящее время в мире создано огромное количество банков данных. В них содержатся различные сведения: о библиотечных фондах, о системах здравоохранения, образования, транспорта, коммерческая информация и т.д.


Вычислительная техника


Вычислительная техника – совокупность научных дисциплин и отраслей техники, специализирующихся на обработке данных, осуществляемой с помощью средств автоматизации” [11, c. 254]. Из приведенного определения видно, что собственно вычислительная техника представляет собой вполне самостоятельное направление исследований. В рамках этого направления решается немало задач, не имеющих прямого отношения к информатике и ее проблемам. Например, ведутся многочисленные исследования, направленные на совершенствование элементной базы вычислительных машин, что тесно связано с работами в области микроэлектроники. Основное содержание микроэлектроники составляют теория, методы расчета и технология изготовления интегральных микросхем. Микросхемы стали основной элементной базой большинства современных средств электронной техники. Но, конечно, развитие современной информатики немыслимо без компьютеров — основного инструмента для работы с разнообразной информацией. “Компьютер – это электронно-вычислительная машина” [11, c. 109]. В переводе с английского компьютер означает “вычислитель”. “ЭВМ (компьютер) – комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач” [11, c. 279].

Эффективное использование компьютеров невозможно без знания их архитектуры и принципов функционирования. Они не работают вне специально созданных для них операционных систем, тестирующих программ, трансляторов всего того программного обеспечения, которое составляет программную среду, в которой “существует” вычислительная машина. Это означает, что само развитие вычислительной техники невозможно без использования результатов, полученных в программировании, искусственном интеллекте и других разделах, составляющих информатику.

История развития вычислительной техники насчитывает не одну сотню лет. Первой вычислительной машиной, которая выполняла два математических действия – сложение и вычитание – стала машина, созданная французским математиком и физиком Блез Паскалем в 1642 г. Машина получила имя “Паскалина”. Первая счетная машина, которая механически производила сложение, вычитание, умножение и деление, была изобретена в 1670 г. немецким математиком, физиком, философом Готфридом Вильгельмом Лейбницем (1646 – 1716 гг.). Эта машина получила название арифмометр. Первой электронной вычислительной машиной считается ENIAC (или ЭНИАК - название произошло в результате сокращения довольно длинного имени на английском: “Electronic Numerical Integrator and Computer”, означающего в переводе “электронный цифровой интегратор и вычислитель”), созданная в Пенсильванском университете (США) под руководством Джон Моучли (Д.У. Моучли) и инженера-электронщика Преспера Эккерта (Д.П. Эккерта) и официально представленная публике 15 февраля 1946 г. Эта дата считается точкой отсчета эры ЭВМ. Существуют разные классификации ЭВМ. Чаще всего используется классификация, где основанием является элементная база ЭВМ. В этом случае различают компьютеры 4 поколений. В рамках четвертого поколения созданы суперкомпьютеры, большие, средние, малые (или мини-ЭВМ) и микро-ЭВМ. Среди последних выделяют многопользовательские, встроенные, рабочие станции и персональные ЭВМ (или ПЭВМ). Именно персональные компьютеры совершили революцию в вычислительной технике и жизни общества в целом. Подробно устройство ПК представлено в книгах [5, 6, 9, 15].

^ Любая ЭВМ может быть представлена как система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств (или аппаратной и программной конфигурации). С середины 60-х годов основное внимание стали уделять концепции взаимодействия этих двух составляющих ЭВМ. Так возникло новое понятие – архитектура ЭВМ. “Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов” [8, c. 466]. Архитектуру вычислительной машины следует отличать от его структуры. “Структура компьютера – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов” [3, c. 129]. Таким образом, архитектура определяет правила взаимодействия составных частей вычислительной машины, а структура определяет конкретный состав ее устройств. Фирма IBM сделала свой первый персональный компьютер, появившийся в 1981 г., не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы взаимодействия устройств не держались в секрете. Этот принцип, названный принципом открытой архитектуры, обеспечил небывалый успех компьютеру IBM PC.

В последние десятилетия ХХ века интенсивно развивались компьютерные сети и телекоммуникации, для которых было разработано соответствующее оборудование. Чтобы воспользоваться возможностями компьютерных сетей, необходимо иметь компьютер и модем. “Компьютерная сеть – объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач” [8, c. 530]. Компьютерные сети и сетевые технологии в современном мире стали основой для построения информационных систем. Различают локальные и глобальные сети. Локальные сети объединяют небольшое число компьютеров, например, компьютеры учебного класса. Такое объединение позволяет оперативно обмениваться информацией внутри учреждения. “Глобальные информационные сети – одно из основных достижений человечества в области информационных технологий, главная примета вхождения в эпоху информационного общества” [8, c. 546]. Наиболее распространенной глобальной сетью является Internet. Internet – это объединение огромнейшего числа сетей, поэтому часто её называют сетью сетей. Обмен информацией в сети осуществляется в двух режимах диалоговом и пакетном.

^ Диалоговый режим сравнивают с разговором по телефону, так как пользователь может, получив порцию информации, немедленно на нее отреагировать, запросить новую порцию информации. В этом режиме пользователь может искать информацию в информационной системе World Wide Web (WWW, в переводе   «Мировая паутина»). «Мировая паутина»   это распределенная система мультимедиа, основанная на гипертексте. Информация хранится в ней на огромном множестве объединенных в сеть серверов – компьютеров с соответствующим программным обеспечением. Используя программы просмотра WWW-документов пользователи могут получать информацию. Информация в системе представлена в виде документов, которые содержат ссылки на другие документы, т.е. образует гипертекст. Для поиска информации имеется развитая система поисковых серверов. Самыми популярными из них в нашей стране являются «Рамблер» (ссылка скрыта), «Яндекс» (ссылка скрыта) и «Апорт» (ссылка скрыта).

Пакетный режим похож на работу обычной почты, так как пользователь в короткий сеанс связи отправляет сообщение или получает порцию информации. Этот режим известен под названием «электронная почта». Скорость доставки электронных писем во много раз больше, чем обычных. Каждый пользователь имеет свой почтовый ящик с уникальным адресом. Все письма, отправленные по этому адресу, попадают в почтовый ящик пользователя. Абоненты электронной почты обслуживаются «электронными узлами связи». Для обмена информацией между абонентом и узлом, как правило, используется модем, который подключают к обычной телефонной линии.