Інформатизація в агрономії: історія становлення і розвитку

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Державний вищий навчальний заклад "Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди"

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата історичних наук

Інформатизація в агрономії: історія становлення і розвитку

Мігульов О.В.

07.00.07 - історія науки і техніки

Переяслав-Хмельницький - 2011

Вступ

Актуальність теми. Технічний та технологічний розвиток нашого суспільства свідчить, що в усіх галузях його діяльності відбуваються зрушення в бік високоінтелектуальних технічних розробок. Тому і в такій важливій для України галузі як сільське господарство, яка завжди була провідною галуззю національної економіки, теж відбувається стрімке поширення технічних розробок, що є продуктами використання інформаційних технологій.

На застосування інформаційних методів та технологій в галузі агрономії сильно впливає загальна інформатизація суспільства, яка ґрунтується на розвитку інформаційних комп'ютерних технологій і є інтелектуальною та матеріальною базою створення нових технологій. Головними стимулами розвитку самих інформаційних технологій є, як відомо, соціально-економічні потреби суспільства. До таких потреб відноситься й інтенсивне ведення сільського господарства.

Інтенсивне сільськогосподарське виробництво є перспективною сферою використання продуктів інформаційних технологій. Використання сучасних інформаційних технологій дозволяє агрономам вести історію полів за врожайністю, культурами, добривами та ін.; планувати виконання внесення добрив з урахуванням особливості полів; здійснювати аналіз результатів та формувати пропозиції по перспективним роботам; здійснювати контроль за витратами та проводити аналіз ефективності вкладання коштів; автоматизувати планування та облік робіт та ін.

Феноменальним явищем є вплив інформаційних методів та технологій на розвиток усіх галузей науки та практики. Інформаційні методи та технології у своєму стрімкому розвитку прискорюють розвиток і агробіологічних знань, які, в свою чергу, у своєму розвитку ставлять нові задачі перед інформаційними засобами. Цей процес викликає зацікавлення у різних науковців, але існуючі дослідження, здійснені науковцями, які розглядали лише процес розвитку саме інформаційних методів та технологій як окремого об'єкту, без дослідження контекстів агробіологічної галузі та багатьох інших галузей, важливих для нашого суспільства (а тим більше їхнього взаємозбагачуючого впливу).

Тема дослідження відповідає сучасним потребам розвитку вітчизняної агробіології, вказує на механізми виявлення тенденцій розвитку застосування інформаційних методів та технологій, визначення їхнього місця у системі агрономічних наук, актуалізує необхідність підтримки у сучасних умовах подальшого впровадження найсучасніших інформаційних технологій. Важливим є не лише комплексне і системне дослідження процесу становлення та застосування інформаційних методів та технологій для вирішення дослідницьких та прикладних задач в агробіології, а й необхідність висвітлення у науковому обігу фундаторів окремих напрямів діяльності, які передбачали перспективи вирішення поставлених ними дослідницьких та прикладних задач. Проблемність ситуації, що відволікала від дослідження, також надавалася значним відставанням поширення загального процесу математизації на агробіологічні науки. Тому виникла необхідність проведення комплексного та системного дослідження даної проблеми на основі залучення сучасного методологічного інструментарію, виявленні нових фактів і джерельних матеріалів, переосмисленні вже відомої літературної інформації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження є складовою частиною тематичного плану науково-дослідної роботи кафедри історії та культури України ДВНЗ «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди» з виконання теми «Історія природознавства Київщини: біографії і події XVIII -XX ст.» (№ державної реєстрації 0107U002971).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційного дослідження є здійснення науково-історичного аналізу становлення та застосування інформаційних методів та технологій для вирішення дослідницьких та прикладних задач в агрономії.

Для реалізації цієї мети автором були визначені такі основні завдання:

з'ясувати ступінь вивченості теми, джерельної бази та методологічну основу дослідження;

проаналізувати історичні обставини, що зумовили соціальну потребу застосування інформаційних методів та технологій у задачах агробіологічного профілю;

показати об'єктивну необхідність застосування інформаційних методів та технологій на вищих етапах застосування математичних методів та підходів для вирішення агробіологічних задач;

розробити періодизації процесу становлення та застосування інформаційних методів та технологій для потреб агробіології за різними ознаками;

проаналізувати роль та місце інформаційних методів і технологій в агрономічній науці та практиці, їх взаємозв'язок з деякими фундаментальними дисциплінами (галузями знань), а також у ресурсному забезпеченні агробіотехнологій;

проаналізувати та систематизувати основні напрямки застосування інформаційних методів та технологій, дослідити загальні тенденції розвитку агробіологічної науки відносно застосування інформаційних методів та технологій;

подати характеристику основних об'єктів для застосування інформаційних методів та технологій в агробіології;

-дослідити використання фундаментальних принципів, яким необхідно слідувати при застосуванні даної методології;

-розкрити особливості застосування інформаційних технологій в агробіологічній галузі.

Об'єктом дослідження є інформаційні методи і технології та їх застосування для потреб агробіології.

Предметом дослідження є теоретичні, методичні та прикладні питання застосування інформаційних технологій для потреб агробіології під кутом зору історії науки і техніки.

Методи дослідження. Методологічною основою дослідження були загальнонаукові принципи історичної достовірності, наукової об'єктивності, наступності. Вони ґрунтуються на пріоритеті документів, які дають можливість всебічно проаналізувати процес впровадження інформаційних технологій у галузі агробіології. Важливими підходами та методами розв'язання проблеми даного дослідження є застосування загальнонаукових (типологізація, класифікація), міждисциплінарних (структурно-системний підхід), історичних (проблемно-хронологічний, описовий) методів дослідження, методів джерелознавчого й історіографічного аналізу та синтезу. Складність об'єкта дослідження вимагала залучення також загальних методів наукового пізнання: аналізу і синтезу, індукції та дедукції, порівняльно-історичного, діалектичного, абстрактно-логічного.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі комплексного дослідження проблеми систематизовані теоретичні основи і методологічні принципи використання інформаційних методів та технологій у галузі агрономії, що дозволило на їх основі побудувати цілісну картину процесу історичного розвитку інформаційних технологій для потреб агрономії.

Наукову новизну основних результатів дисертаційного дослідження становлять:

вперше:

здійснено системне дослідження проблеми використання інформаційних методів та технологій для вирішення агрономічних задач;

проведена систематизація та розроблена періодизація процесу становлення та застосування інформаційних методів та технологій для потреб агрономії за різними ознаками;

проаналізовані роль та місце інформаційних методів і технологій в агрономічній науці та практиці, їх взаємозв'язок з деякими фундаментальними дисциплінами (галузями знань);

систематизовані основні напрямки застосування інформаційних методів та технологій не тільки у ресурсному забезпечені агробіотехнологій, а й для потреб агрономії в цілому;

досліджені загальні тенденції розвитку агробіологічної науки відносно застосування інформаційних методів та технологій;

виявлені найважливіші принципи, яким необхідно слідувати в застосуванні інформаційних технологій, використанні системного підходу;

розкрито особливості застосування інформаційних технологій в агробіологічній галузі;

виявлені перспективні складові інформаційних технологій для вирішення технологічних задач в агрономії.

У джерелознавчому плані новизна дисертації полягає у введенні до наукового обігу нових документів з архівів України, маловідомих науковій громадськості літературних джерел.

Новизна запропонованої роботи полягає у постановці проблеми, що іншими авторами ще не досліджувалася. Вперше проведено: системне дослідження започаткування та використання інформаційних методів та технологій в агробіологічній науці, дослідження процесу впровадження математичних методів та математичного моделювання для подальшого використання інформаційних методів та технологій; відповідний аналіз знакових агробіологічних праць; періодизацію етапів застосування інформаційних методів та технологій для потреб агробіології за різними ознаками.

Практичне значення одержаних результатів. Результати, одержані в роботі спрямовані на організацію та вдосконалення застосування інформаційних технологій у галузі агрономії, а також можуть бути використані у підготовці багатотомної історії українського природознавства, агрономії, методичних посібників, у лекціях з історії та теорії українського природознавства, агрономії, для укладання бібліографічних довідників, українського агробіологічного та агрономічного довідників.

Особистий внесок здобувача. Наукові результати і висновки, одержані в дисертації, є особистими розробками автора. Усі публікації з питань дослідження застосування інформаційних технологій в галузі агрономії підготовлені особисто і одноосібно.

Апробація результатів дисертаційної роботи. Основні положення і результати досліджень доповідалися і обговорювалися на конференціях: П'ятій конференції молодих учених та спеціалістів з нагоди 125-річчя створення Полтавського інституту агропромислового виробництва ім. М.І. Вавилова УААН «Історія освіти, науки і техніки в Україні» (м. Київ, 2009); Всеукраїнській науково-практичній конференції «Національна сільськогосподарська бібліографія як складова програми інформатизації аграрної галузі України» (м. Київ, 2009); II Всеукраїнській науково-практичній інтернет-конференції «Український науково-інтелектуальний простір: реалії та перспективи розвитку» (м. Переяслав-Хмельницький, 2010); 9-тій Всеукраїнській науковій конференції «Актуальні питання історії науки і техніки» (м. Житомир, 2010).

Крім того, результати дослідження доповідалися на засіданні кафедри історії та культури України ДВНЗ «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди».

Публікації. Результати дисертаційного дослідження, висновки та пропозиції висвітлені у 9 публікаціях по темі роботи, з них 5 статей опубліковано у наукових фахових виданнях.

Обсяг і структура дисертаційної роботи. Дисертація складається із вступу, трьох розділів, висновків до кожного розділу, загальних висновків і пропозицій, списку використаних джерел із 194 найменувань. Повний зміст роботи викладено на 211 сторінках. Загальний обсяг дисертації викладено на 192 сторінках.

1. Основний зміст дисертації

У вступі обґрунтовано актуальність теми, показано зв'язок роботи з науковою темою, визначено мету, завдання, об'єкт і предмет дослідження; встановлюються методи дослідження, розкрито наукову новизну та практичне значення роботи, вказано особистий внесок здобувача, апробацію та структуру

дисертації.

У першому розділі «Історіографія проблеми, джерельна база та методологічна основа дослідження» проаналізована історіографія становлення і розвитку процесу впровадження інформаційних технологій для вирішення технологічних задач агрономії, подана характеристика джерельної бази дослідження, визначені методологічні принципи та напрямки дослідження. Виокремленню самостійної проблеми та науково-виваженої оцінки впровадження інформаційних методів та технологій для вирішення технологічних задач і агрономії передував період накопичення літературної інформації стосовно теоретичних та практичних розробок на основі застосування інформаційних технологій та відповідних методів і підходів в галузі агробіології. Досі не було видано жодної узагальнюючої праці з комплексного дослідження становлення та розвитку впровадження інформаційних методів та технологій для потреб агрономії, де було б проаналізовано об'єктивну необхідність застосування інформаційних методів та технологій на вищих етапах застосування математичних методів та підходів для вирішення агробіологічних задач та проаналізовані історичні обставини, що зумовили соціальну потребу застосування інформаційних методів та технологій у задачах агробіологічного профілю; проведено всебічне дослідження процесу становлення та розвитку впровадження інформаційних методів та технологій для потреб агрономії й оцінено місце і роль інформаційних технологій в агрономічній науці та практиці, їх взаємозв'язок з різними галузями знань); проаналізовані основні напрямки застосування інформаційних методів та технологій, а також досліджені загальні тенденції розвитку агробіологічної науки відносно застосування інформаційних методів та технологій та особливості їх застосування в галузі агрономії. Проте це не означає, що проблема та її складові взагалі не досліджувалися. Варто вказати, що з кінця 80-х років XX ст. почали з'являтися серйозні прикладні програмні розробки за різними фундаментальними «складовими» агрономії, починаючи з ґрунтознавства та проблем агрофізики, а на початку XXI ст. - розробки самих інформаційних систем для потреб агрономії та окремих її складових, де розробниками продуктів розглядалися різні аспекти становлення та розвитку інформаційних методів та технологій для потреб агрономії. Ці відомості подаються у дослідженнях Рожкова В.О. (1983 Рожков В.А. Автоматизированные информационно-поисковые системы в почвоведении (обзорная информация). / Рожков В.А.; Госстандарт; ВНИЦ ГСССД; ВАСХНИЛ; Почв ин-т им. В.В. Докучаева.- М.: Изд-во стандартов, 1983. - 52 с., 1989 Рожков В.А. Почвенная информатика. - М.: Агропромиздат, 1989. - 221 с.), Міхеєва Є.К. (2003 Міхеєв Є.К. Інформаційні технології в землеробстві. - К.: Збірник ІАЕ УААН, 2003. - С. 261-279., 2005 Міхеєв Є.К. Інформаційні системи в землеробстві. Частина І: Системи підтримки прийняття технологічних рішень на рівні проектування і планування. - Херсон: Видавництво ХДУ, 2005. - 280 с., 2005 Міхеєв Є.К. Інформаційні системи в землеробстві. Частина ІІ: Системи підтримки прийняття технологічних рішень на рівні управління і прийняття рішень. - Херсон: Видавництво ХДУ, 2005. - 342 с.), Лисогоров К.С. (2003) Лисогоров К.С. Математичне моделювання і створення автоматизованих систем управління в зрошуваному землеробстві. - Херсон: Айлант, 2003. - 184 с.. Проте у процесі аналізу наукової літератури автором не виявлено публікацій стосовно дослідження становлення та розвитку впровадження інформаційних методів та технологій для галузі агрономії та її складових, на відміну від великої кількості робіт щодо безпосередньо самих інформаційних технологій як самостійної галузі знань, де розглядаються різні аспекти їх історичного розвитку і становлення.

Аналіз стану наукової розробки проблеми свідчив, що тема науково-історичного аналізу становлення та розвитку впровадження інформаційних методів та технологій для вирішення технологічних задач в агрономії сформульована вперше і досі не була предметом вивчення в історико-науковій літературі. Разом з тим деякі аспекти окремих питань, що стосуються даної теми, розглядалися в наукових публікаціях, проте висвітлювалися недостатньо повно.

Початком дослідження історії розвитку інформаційних технологій та методів для потреб агрономії можна вважати монографію Рожкова В.О. «Почвенная информатика» (1989 р.), в якій розглядалися деякі питання еволюції інформаційно-пошукових систем для потреб ґрунтознавства, що стало можливим насамперед тому, що наприкінці 80-х років XX ст. інформаційні технології у своєму розвитку вже пройшли доволі тривалий шлях.

Не зважаючи на те, що вже з початку 90-х pp. XX ст. інформаційні технології стали широко використовуватися в агрономічних закладах та установах, питання історичного аналізу застосування інформаційних методів та технологій для потреб агрономії не розглядалося. Ситуація не змінилася і після 2000 p., хоча без використання інформаційних технологій діяльність відповідних закладів уже уявити було неможливо.

Зважаючи на відсутність історично-наукової літератури з основної проблеми, що досліджується в дисертації, особливу цінність має монографія Міхеєва Є.К. «Інформаційні системи в землеробстві» (2005 p.), де автор частково намагався розглянути питання еволюції системного підходу, розвитку автоматизованих інформаційних систем для потреб землеробства. Але це питання не було метою вказаної роботи (метою була презентація власних розробок в галузі інформаційних технологій), тому в ній не проводилося системного дослідження започаткування та становлення інформаційних методів та технологій для потреб землеробства, дослідження процесу впровадження математичних методів та моделювання для подальшого використання інформаційних методів та технологій; відповідного аналізу знакових агробіологічних праць не проводилося, як і не було спроб періодизації застосування інформаційних методів та технологій для потреб агробіології за різними ознаками. Аналіз наукової, навчальної та науково-популярної літератури засвідчив, що досліджувана нами проблема не знайшла свого висвітлення в історії науки. В публікаціях до кінця 80-х років XX ст. тема ще не мала особливого значення з об'єктивних причин, однією з них було відставання впровадження інформаційних технологій в різних галузях агробіології. Трохи пізніше основна увага приділялася самому розвитку інформаційних технологій як окремої галузі знань. Лише у кінці XX ст. інформаційні технології проходять тривалий шлях у своєму розвитку, вони стають складовою частиною природознавчих наук. В українській історії науки досі відсутнє дослідження, в якому би розглядалася проблема історичного аналізу розвитку і застосування інформаційних методів та технологій для потреб агрономії. Це питання до тепер так і не стало предметом спеціального дослідження. Наукова актуальність і недостатнє вивчення даної проблеми обумовлюють необхідність комплексного дослідження розвитку та застосування інформаційних методів і технологій для вирішення технологічних задач в агрономії.

Джерельну базу дисертації становлять друковані, електронні та рукописні наукові роботи, опубліковані матеріали органів влади й архівні документи, довідники, доповіді наукових конференцій і нарад. Для вивчення історії становлення та розвитку інформаційних методів та технологій для потреб агрономії, визначення їх ролі у наукових та прикладних дослідженнях природознавчих галузей, відображення ролі інформаційних методів та технологій в розвитку української аграрної науки другої половини XX - початку XXI ст. було залучено низку архівних документів і матеріалів: Центрального державного архіву вищих органів влади та управління України (Ф. 27), де уточнювалася наукова спадщина Вольфа М.М.; Президії НАН України (Ф. 1, 251), де вивчалася науково-дослідна робота наукових установ академії, їхні зв'язки з виробництвом; Інституту гідротехніки та меліорації НААН України, де вивчалася науково-дослідна робота підрозділів (наприклад, «Агроресурси»); Національного університету біоресурсів та природокористування України, де вивчалася науково-дослідна робота деяких підрозділів; Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України (зв'язки з виробництвом). Деякі документальні матеріали вперше вводяться до наукового обігу.

У другому розділі «Передумови впровадження інформаційних методів та технологій для потреб агрономії» показано, що основними передумовами впровадження інформаційних методів та технологій для потреб агрономії були: подальший розвиток математики (як існуючих її галузей, так і виникнення нових), математизація різних галузей науки і практики, впровадження математичних методів та підходів у агрономічні дослідження; виникнення та розвиток теорії систем як окремої галузі наукового пізнання, використання поняття системи та системного підходу в наукових дослідженнях в галузі природничих наук, впровадження системного підходу для дослідження різних агробіологічних систем; створення, розвиток та впровадження у практичну діяльність людини обчислювальної техніки, розвиток програмного забезпечення та спрямування на підвищення зручності спілкування людини з машиною, розвиток напрямів автоматизації програмування та комплексної автоматизації, розвиток та широке використання на практиці інформаційних технологій. Вказані передумови стали визначальними, а можна сказати, що і необхідними та достатніми умовами, для впровадження й подальшого поширення застосування інформаційних методів та технологій для вирішення технологічних задач в галузі агрономії.

Одним з перших вчених нашої країни, хто сприяв впровадженню математичних методів для потреб агрономії, був вчений-агроном М.М. Вольф. До піонерів в галузі застосування математичних методів слід віднести і видатного вченого-ботаніка, генетика і селекціонера А.А. Сапєгіна; професора Харківського університету академіка АН УРСР та АН СРСР С.Н. Бернштейна. Зважаючи на те, що цей напрямок відповідав загальним світовим тенденціям застосування математичних підходів у біології, що стали впроваджуватися на початку XX ст. і в Україні, то він став характерним і для Харківського університету. Видатну роль у процесі впровадження математичних методів для потреб агробіології зіграли і праці професора Харківського сільськогосподарського інституту імені Г.Х. Раковського (а з 1928 р. імені сельінтерну) М.З. Михайловського. Визначним у справі впровадження математичних методів для потреб агрономії був і підручник проф. О. Филиповського «Сільськогосподарська досвідна справа. Підручник для вищих шкіл» Филиповський О. Сільськогосподарська досвідна справа. Підручник для вищих шкіл. - Х.: Книгоспілка, 1927. - 183 с., виданий у Харкові 1927 р.

Математичне дослідження проблеми теплового балансу грунту привело до необхідності математичного вивчення розподілу вологи у грунті. Результати фундаментальних досліджень ґрунтових процесів, що проводилися в Інституті агрофізики Академії наук СРСР, а потім Інституті агрохімії Академії наук СРСР, досить швидко почали застосовувати для вирішення різних агрономічних задач (наприклад, Український інститут агрогрунтознавства та хімізації сільського господарства). Відповідні проблеми у подальшому стали предметом досліджень багатьох науковців країни.

З розвитком нових математичних знань активізувалися дослідження стосовно застосування математичного моделювання та нових математичних методів для вирішення агробіологічних задач. В результаті вже у другій половині XX ст. внаслідок широкого застосування галузей сучасної математики проводилися численні дослідження з моделювання самих різних технологічних процесів та явищ в галузі агрономії. Вказані дослідження проводилися у різних інститутах ВАСГНІЛ та УААН, сільськогосподарських (і не тільки) вищих навчальних закладах. При проведенні подібних досліджень постійно виникали нові постановки задач, які, внаслідок їх складності або громіздкості було неможливо розв'язати не тільки аналітично, а й за реальний термін часу, що у свою чергу викликало необхідність пошуку нових ефективних методів їх розв'язання. Такими ефективними засобами виявилися інформаційні технології.

Для дослідження об'єктів землеробства необхідно проводити аналіз відповідної системи. Засобами аналізу систему поділяють на частини, щоб по них спробувати будувати уяву про ціле, а підходи та методи системного аналізу дають можливість зібрати складові частини, дослідити зв'язки між частинами (для цього будують математичні моделі, використовують ЕОМ). Тому однією з передумов впровадження інформаційних методів та технологій для потреб агрономії був розвиток системного підходу на основі створення загальної теорії систем.

Системний підхід як загальнометодологічний науковий принцип був притаманний вітчизняному ґрунтознавству ще з 1883 р. завдяки видатному вченому - В.В. Докучаєву. Його ідеї стали у подальшому невід'ємною частиною при дослідженні ґрунтових систем. Тому початком застосування системного підходу для дослідження агрономічних процесів слід вважати саме другу половину ХІХ ст. В самостійний науковий напрям дослідження біологічних систем виділилося на початку XX ст. Тоді А.А. Богдановим, В.І. Вернадським, В.Н. Сукачевим були сформульовані деякі принципи цього поняття. З цього часу біологічні системи займають особливе місце в методології системного підходу. Успішне застосування теорії систем у точних науках і техніці сформувало нові підходи та методи дослідження, що, в свою чергу, підвело підґрунтя до використання системних досліджень при вирішенні технологічних задач в агрономії. У проведеному дослідженні була одержана періодизація та проведений аналіз усіх етапів розвитку системного підходу для вирішення задач агрономії.

Застосування системного підходу як наукової методології в галузі агрономії дозволяє вирішувати задачі: опрацювання концептуальних змістових і формалізованих засобів представлення різних об'єктів, що досліджуються як системи; побудови різного рівня і класу моделей агробіосистем.

Внаслідок проведених досліджень до передумов впровадження інформаційних методів та технологій для потреб агрономії віднесено розвиток обчислювальної техніки як окремої галузі та інформаційні технології, які створювалися для автоматичної переробки інформації відповідно до можливостей існуючої техніки. Процес розвитку вітчизняної обчислювальної техніки як самостійної наукової галузі, а також відповідних засобів програмування, був розглянутий від самого започаткування її використання у нашій країні для потреб ґрунтознавства до років поширеного застосування інформаційних методів та технологій для потреб агрономії.

У третьому розділі «Аналіз процесу та напрямів впровадження інформаційних методів та технологій в агрономії» показано, що починаючи із середини 50-х pp. XX ст. внаслідок поширення застосування обчислювальної техніки та розробки методів моделювання складних систем у CPCР, у крупних наукових закладах, згодом і науково-виробничих підприємствах, стали поширюватися інформаційні методи і підходи для вирішення спочатку наукових, а потім і технологічних задач у землеробстві (прикладні програми МУЛЬТИ-НОРМ, КОВАРНОСТЬ та ін., АІС ПОДЗОЛ, а потім АІГС ПОЧВА - розробник Інститут ґрунтів імені В.В. Докучаєва тощо). В роботі були виділені ступені застосування інформаційних технологій в галузі агротехнологій: використання окремих програм для розрахунків різних параметрів обладнання, процесів тощо; застосування методів розрахунків агробіологічних, технічних, економічних та ін. параметрів окремих агротехнологій; використання інформаційних систем для розрахунків не тільки параметрів, а й дослідження агропроцесів і систем в цілому, обґрунтування управлінських рішень; використання інформаційно-технологічних систем, які мають у своєму складі аналітично-інформаційну систему.

Основними факторами, які впливають на впровадження інформаційних технологій та систем, є потреби користувачів (в галузі агрономії це збільшення продуктивності повсякденних робіт та підвищення ефективності управлінських рішень) та наявність відповідних засобів для їх формування. В роботі показано, що необхідні фактори, які спонукали формування відповідних засобів, виникли на початку другої половини XX ст., коли був накопичений великий об'єм документальних та фактографічних дослідних матеріалів в різних галузях агрономії (у агрогрунтознавстві - різноманітні матеріали за ґрунтами країни, за впливом внесення добрив, у рослинництві - за впливом внесення добрив та мікроелементів і т.д.), в результаті потужного розвитку агрономічної науки сформувався великий потік нових даних та внаслідок загального розвитку математики та засобів обчислювальної техніки була створена база для використання ЕОМ для потреб агрономічної галузі. Крім того, в роботі були виявлені проблеми, що на початку другої половини XX ст. виступили в якості підґрунтя переходу до використання загальних автоматизованих інформаційних технологій та створення спеціальних систем інформаційного забезпечення в агрономічній науці. Це велика кількість вже накопичених та нових даних, що тільки поступають; багаторазове та багатоцільове використання накопичених даних; необхідність централізації даних для уникнення втрати даних; забезпечення оперативного та широкого доступу до даних; полегшення застосування математичних методів аналізу даних; автоматизація збору, зберігання, обробки та передачі даних; багатопараметричність, багатоаспект-ність, неоднорідність (часто принципова) різних описів; стохастичність значень багатьох властивостей досліджуваних систем; сполучення властивостей статичних та динамічних, мобільних та консервативних показників агросистем; необхідність контролю та планування накопичення даних; відсутність уніфікованих форм представлення багатьох даних (внаслідок різниці у підходах, можливостях, нахилами дослідників, використанням різних засобів вимірювань тощо).

У процесі дослідження розвитку інформаційних технологій в контексті вирішення технологічних задач для потреб агрономії був одержаний висновок про багатоаспектність вказаного процесу та на основі цього були виділені основні етапи розвитку. Визначальними факторами процесу розвитку були визначені: вид задач та процесів опрацювання інформації; проблеми, що стояли на шляху процесу інформатизації галузі; переваги, які надавала розроблена технологія; вплив різних видів інструментарію інформаційних технологій; засоби врахування впливу властивостей ґрунту, біологічних особливостей культури, метеочинників тощо на вибір агрозаходів та їхніх параметрів; рівень впровадження інформаційних технологій до відповідних наукових досліджень; розвиток і впровадження галузевих інформаційних систем тощо.

На основі науково-технічних, історичних, архівних джерел, довідникової літератури висвітлено становлення та розвиток аграрної науки на основі використання інформаційних технологій. Науковці різних наукових та навчальних закладів України (УкрНДІ ґрунтознавства ім. О.Н. Соколовського, Української сільськогосподарської академії, Львівського сільськогосподарського інституту, Українського науково-дослідного інституту рослинництва, селекції і генетики ім. В.Я. Юр'єва, Луганського інституту АПВ УААН, Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаева, УкрНДПТІ «Агроресурси», Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАНУ, Українського НДІ сільгоспрадіології УААН, Інституту зрошуваного землеробства УААН та ін.) працювали над впровадженням інформаційних технологій та розробкою інформаційних систем різного виду до науки і практики агрономічних галузей. У розділі також здійснено спробу історичної реконструкції та історико-наукового аналізу сучасного етапу розвитку інформаційних методів та технологій для вирішення технологічних задач в агрономії. Основний зміст розділу містить також висвітлення найважливіших досягнень вчених країни у галузі використання інформаційних технологій для потреб агрономії. Автором також зроблено спробу дослідити розвиток правового захисту інформаційних технологій та програмних продуктів для потреб землеробства.

Висновки

Впродовж другої половини ХХ ст - початку ХХІ ст. зусилля вчених були спрямовані на використання загальних автоматизованих інформаційних технологій та створення спеціальних систем інформаційного забезпечення в агрономічній науці та практиці. Вказане завдання вирішувалося на основі використання системного підходу, сучасних методів дослідження, теоретичного осмислення процесів розвитку різних галузей науки, що дало можливість комплексно дослідити цю актуальну тему, яка сформульована вперше і досі не була предметом вивчення в історико-науковій літературі. Нерозробленість історією науки питань, пов'язаних із використанням інформаційних технологій для потреб агрономії, спонукали при виконанні дослідження проводити аналіз та узагальнення щодо процесу впровадження інформаційних технологій для вирішення задач в агрономії.

На основі опрацьованих літературних джерел та архівних матеріалів вперше здійснено комплексний аналіз передумов, становлення та розвитку процесу впровадження інформаційних технологій для потреб агрономічної науки та практики, охарактеризовано здобутки та перспективи. Впровадження інформаційних технологій стало закономірним наслідком не тільки поширення використання різних розділів математики з метою дослідження та описання агробіологічних процесів на основі системного підходу, а й сам розвиток та виникнення нових розділів математики і загальної теорії систем, а також розвиток інформаційних технологій та обчислювальної техніки як окремої галузі науки та практики. Історико-наукові дослідження процесу використання загальних автоматизованих інформаційних технологій і створення спеціальних систем інформаційного забезпечення в агрономічній науці та практиці, аналіз їх видів та змісту дозволили визначити перспективи подальшого розвитку процесу. Все це також дає підстави для висновку про важливе значення, не тільки для агрономічної науки і практики, а й для інших природничих наук, впровадження загальних інформаційних технологій та спеціальних систем інформаційного забезпечення на основі використання ЕОМ.

Доведено, що узагальнення здобутків вчених нашої країни в галузі впровадження інформаційних технологій та створення спеціальних систем інформаційного забезпечення для потреб агрономії в історичному аспекті є маловивченою темою. Попередні дослідники лише частково зверталися до цієї проблеми, зосереджуючись переважно на наукових досягненнях тільки деяких аспектів окремих питань, що стосуються даної теми.

Процеси впровадження інформаційних технологій для потреб агрономії в контексті історичного розвитку є багатоаспектними. Його можна розглядати залежно від впливу таких факторів як: вид задач та процесів опрацювання інформації; проблеми, що стояли на шляху процесу інформатизації; переваги, які надавала розроблена технологія; засоби обробки інформації та інформаційні носії; вплив різних видів інструментарію інформаційних технологій; засоби врахування впливу властивостей ґрунту, біологічних особливостей культури, метеочинників тощо на вибір агрозаходів та їхніх параметрів; розвиток і впровадження галузевих інформаційних систем. У проведеному дослідженні була також запропонована періодизація та проведений аналіз усіх етапів розвитку системного підходу для вирішення задач агрономії.

При дослідженні процесу розвитку інформаційних технологій для потреб агрономії залежно від виду задач, що вирішувалися, та процесів опрацювання інформації, виокремлено чотири етапи розвитку. Перший етап (з 60-х pp. XX ст.) характеризувався опрацюванням галузевих даних в обчислювальних центрах у режимі колективного користування. Основним напрямком розвитку була автоматизація рутинних дій людини, а саме обробки великої кількості даних, для чого і були створені різноманітні програми. Другий етап (з кінця 70-х pp. XX ст.) мав за мету створення інформаційних технологій, спрямованих на розв'язання стратегічних фахових задач. Як результат, на основі формалізованих задач кількісної теорії продукційного процесу відбулося обґрунтування та побудова систем прийняття технологічних рішень за умов керування комплексом агромеліоративних, агротехнічних та захисних заходів. На третьому етапі (з початку 90-х pp. XX ст.) відбувся перехід до задач побудови систем моніторингу різних процесів. На етапі сформувалося сучасне поняття моніторингу. Перехід до четвертого етапу (наприкінці 90-х pp. XX ст.) відбувся завдяки впровадженню систем позиціювання, геоінформаційних систем, розробці і використанню комплексних систем моніторингу, які привели до постановки задач точного землеробства. Основною рисою етапу є розробка систем точного землеробства та їхніх складових за умов сталого розвитку агровиробництва та збереження довкілля.

При дослідженні процесу розвитку інформаційних технологій залежно від проблем, що стояли на шляху процесу інформатизації в цій галузі, виокремлено також чотири етапи розвитку. Перший етап (50-ті pp. - кінець 70-х pp. XX ст.) характеризувався проблемами опрацювання великих обсягів даних в умовах обмежених можливостей обчислювальної техніки та обмеженої наявності апаратних засобів. Характерним для цього етапу також була поява та використання операційних систем. Другий етап (до кінця 80-х pp. XX ст.) був пов'язаний з використанням міні-ЕОМ та появою персональних. Характерним для нього було спрощення роботи та інтенсивне поширення ЕОМ у різних закладах, використання потужних бібліотек програм. З'явилися нові інформаційні технології (наприклад, «концепція баз даних»). На третьому етапі (до кінця 90-х pp. XX ст.) персональний комп'ютер став інструментом непрофесійного користувача, а інформаційні системи - засобом підтримки прийняття його рішень. Відповідно відбувалося створення та розвиток зручного інтерфейсу для роботи у комп'ютерному середовищі. На четвертому етапі (з початку XXI ст.) відбувається створення сучасної технології міжустановчих зв'язків, мереж та відповідних інформаційних систем.

При дослідженні процесу розвитку інформаційних технологій для потреб агрономії за перевагою, яку надає впроваджена технологія, були виділені три етапи. Перший етап (50-ті pp. - 70-ті pp. XX ст.) характеризувався проведенням розробок для опрацювання інформації при виконанні рутинних операцій з орієнтацією на централізоване використання ресурсів обчислювальних центрів. В результаті було вирішене питання механізації процесу обробки даних. Другий етап (з 80-х pp. XX ст.) був пов'язаний з появою у закладах міні-ЕОМ та пізніше персональних комп'ютерів. Це привело до зміни підходу до створення інформаційних систем, поширення тенденції «дружності» інтерфейсу. На цьому етапі було вирішене питання комплексної автоматизації процесу обробки даних. Третій, сучасний, етап (від кінця 90-х pp. XX ст.) пов'язаний з досягненнями телекомунікаційної технології розподіленого опрацювання інформації. Внаслідок досягнень одержаних впродовж етапу очікується повна автоматизація процесу керування технологіями.

Кожен етап розвитку інформаційних технологій завжди характеризувався своїми засобами обробки інформації та інформаційними носіями. При дослідженні процесу розвитку інформаційних технологій для потреб агрономії його також розглядали як результат впливу різних видів інструментарію інформаційної технології, що привело до умовного поділу на шість етапів. Перший етап (до другої половини XIX ст.) відповідає використанню «ручної» інформаційної технології. Цінними для потреб агрономічної науки та практики в цей час були довідники. Другий етап (з кінця XIX ст.) характерним мав використання «механічної» технології. Для потреб агрономії в цей період використовували механічні інформаційно-пошукові системи, що застосовували перфокарти з крайовою перфорацією (наприклад, система «Сокол», створена УкрНДІ ґрунтознавства ім. О.Н. Соколовського). Третій етап (з початку 60-тих pp. XX ст.) сформував використання «електричної» технології (електричні друкарські машинки, великі ЕОМ та відповідне програмне забезпечення та ін.). На цьому етапі акцент в інформаційній технології почав зміщуватись з форми представлення інформації на формування її змісту. Для четвертого етапу (з кінця 70-х pp. XX ст.) визначальним стало використання «електронної» технології (великі ЕОМ, міні-ЕОМ, створення на їх базі автоматизованих систем керування). На цьому етапі мета технології ще більше зміщується в напрямку формування змістовної сторони інформації для управлінського середовища галузі. П'ятий етап (з початку 90-х pp. XX ст.) основною рисою мав використання «комп'ютерної» технології (персональні комп'ютери із програмними продуктами різного призначення, використання комп'ютерних мереж). Результатом було створення та використання продуктів, які дозволяють систематизувати і накопичувати інформацію, допомагати фахівцям-агрономам збагачувати знання, організувати процес роботи, виконати розрахункову і пошукову роботу, аналіз і оцінку технологічних та керуючих рішень. Шостий, сучасний, етап (з кінця 90-х pp. XX ст.) характеризується наявністю розподіленої комп'ютерної техніки, «дружнього» інтерфейсу та програмного забезпечення, розвинутих комунікацій. Застосування сучасних інформаційних технологій дозволяє підвищити рівень інформаційного забезпечення та ефективність процесів управління агротехноло-гіями. В результаті очікується поширення технології точного землеробства.

Процес розвитку інформаційних технологій для потреб агрономії досліджувався відносно проблеми створення інструментарію, який надавав би рекомендації на конкретному полі у формі точного документу. Це дозволило умовно виділити три етапи. Перший етап (від початку XX ст. до 70-х pp. XX ст.) характеризувався використанням «ручної» технології, згідно якої врахування впливу властивостей ґрунту, культури, метеочинників та ін. на вибір агрозаходів та їхніх параметрів відбувалося фахівцем на основі дослідних даних без використання спеціального інструментарію. Другий етап (з 70-80-х pp. XX ст.) мав основною рисою поширення розробок із створення систем для побудови технологічної схеми на основі застосування ЕОМ при проектуванні технологій. Третій етап (від початку XXI ст.) характеризується впровадженням засобів точного землеробства при побудові технологічної схеми. Основною рисою етапу є розвиток методів просторової організації інформації та використання геоін-формаційних технологій.

При дослідженні процесу розвитку інформаційних технологій для потреб агрономії відносно розвитку та впровадження галузевих інформаційних систем було виділено три етапи. Характерною рисою першого етапу (з 70-х pp. XX ст.) була побудова окремих інформаційних систем для вирішення прикладних проблем у обчислювальних центрах колективного користування. Другий етап (з 80-тих pp. XX ст.) мав орієнтацію на створення спеціалізованих банків даних, що об'єднані у загальнодержавній автоматизованій системі. Третій, етап інтеграції інформаційних систем (з 90-х pp. XX ст.), основною рисою має впровадження потужних комп'ютерних мереж та інформаційних системам комунікацій. Створюються інформаційні системи, що обслуговують процес підготовки і прийняття управлінських рішень і вирішують задачі обробки даних, обробки інформації, реалізації інтелектуальної діяльності з метою створення інформації. При дослідженні розвитку застосування інформаційних технологій для потреб агрономії відносно рівня впровадження інформаційних технологій до відповідних наукових досліджень було виділено три етапи. Перший етап (з 60-х років XX ст.) характеризувався поширенням застосування обчислювальної техніки та інформаційних методів у крупних наукових закладах та науково-виробничих підприємствах аграрного профілю для вирішення спочатку наукових, а потім на їх основі технологічних задач. В ці роки відбувалося створення обчислювальних центрів та на їх базі наукових лабораторій у потужних наукових та навчальних закладах, де прийшли до твердження, що для підвищення ефективності господарювання необхідне повне використання оперативної інформації і вироблення на цій основі найкращих рішень, яке сприяло підвищенню ефективності методів інтеграції знань у виробництво. Другий етап (з 80-х pp. XX ст.) мав за мету створення інформаційних технологій, спрямованих на розв'язання стратегічних фахових задач. Поява міні-ЕОМ та персональних викликала ще більш активне впровадження ЕОМ до проведення досліджень в наукових та навчальних закладах. Поширення застосування інформаційних методів для наукових досліджень разом із подальшим розвитком інформаційних технологій загального застосування сприяло зменшенню відстані між використанням розроблених продуктів для наукових та прикладних цілей. На цьому етапі почали проводити наукові дослідження по створенню засобів на базі ЕОМ практичного моніторингу та керування механізованими енергоресурсозберігаючими технологіями, а на їх основі і процесом вирощування врожаю з метою інтенсивного розвитку агровиробництва. Сучасний етап (з початку XXI ст.) характерним має поширене використання локальних та розподілених мереж у наукових дослідженнях. Поширюється впровадження систем позиціювання, геоінформаційних систем, комплексних систем моніторингу, які надають можливості розв'язання задач точного землеробства. Метою наукових досліджень та розробок на цьому етапі є сталий розвиток агровиробництва за умов збереження довкілля.

Еволюція наукової думки стосовно впровадження інформаційних технологій в галузі агрономії невіддільна від досягнень світової та радянської науки. Аналіз джерельної бази засвідчив, що в Україні важливі дослідження в галузі створення спеціальних систем інформаційного забезпечення для потреб агрономії проводилися в таких наукових закладах, як Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАНУ, Національний університет біоресурсів та природокористування України (Українська сільськогосподарська академія), ННЦ «Інститут ґрунтознавства і агрохімії ім. О.Н. Соколовського» НААН, Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, Інститут зрошуваного землеробства НААН, відділення «Агроресурси» Інституту гідротехніки і меліорації НААН (УкрНДПТІ «Агроресурси») та ін.

Автором показано, що використання технології баз даних для потреб наукових досліджень в галузях агрономії відбувалося вже з перших років існування цієї технології. Вказана технологія стала основою побудови автоматизованих інформаційних систем для вдосконалення інформаційного забезпечення галузі у побудові та перевірці наукових гіпотез, розробці обґрунтованих практичних рекомендацій та оперативному керуванні.

7. Апробований у роботі комплексний історико-джерелознавчий підхід до вивчення процесу розвитку інформаційних технологій для вирішення технологічних задач в агрономії може бути використаний при дослідженні розвитку інших сільськогосподарських галузей та напрямків. Внаслідок же того, що сучасний розвиток агровиробництва має задачею необхідність підвищення ефективності функціонування на основі інтелектуалізації сфери управління, що нерозривно пов'язано з використанням інформації і різних видів інформаційних технологій, то проведення подібних досліджень надасть можливість показати не тільки основні здобутки, а й визначити перспективи подальшого розвитку.

агрономічний ресурсний інформаційний

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Мігульов О. В. Розвиток інформаційних технологій та технологічні задачі в агрономії: історико-науковий аналіз. / Олександр Мігульов // Історія української науки на межі тисячоліть: Зб. наук. праць / Відп. ред. О. Я. Пилипчук. - Київ, 2009. - Вип. 44. - С. 154-160.

2. Мігульов О. В. Дослідження агрономічних процесів та системний підхід: історико-науковий аналіз. / О.В. Мігульов // Історичні записки : Зб. наук. праць. - Луганськ, 2009. -Вип. 24. - С. 164-169.

3. Мігульов О. В. Розвиток правового захисту інформаційних технологій та програмних продуктів для потреб землеробства [Електронний ресурс] / О.В. Мігульов // Історія науки і біографістика.- 2009. - Спецвип. - Режим доступу: http://www.nbuv.gov.ua/E-Journals/INB/2009-5/9/_migulev.рdf.

4. Мігульов О. В. Розвиток інформаційних технологій для вирішення технологічних задач в агрономії. / Олександр Мігульов // Історія української науки на межі тисячоліть: Зб. наук. праць / Відп. ред. О.Я.Пилипчук. - Київ, 2010. - Вип. 46. -- С. 141-147.

5. Мігульов О. В. Математичні описи агробіологічних процесів як передумова впровадження інформаційних технологій для потреб агрономії. / О.В. Мігульов // Наукові записки з української історії: Зб. наук. ст. - Переяслав-Хмельницький, 2010. - Вип. 25. - С. 311-313.

6. Мігульов О. В. Застосування та розробка вітчизняних інформаційних систем для досліджень в галузі агрономії. / О.В. Мігульов // Матеріали 9-ї Всеукр. наук. конф.: «Актуальні питання історії науки і техніки», 7-9 жовтня, 2010 р., м. Житомир./ Центр пам'яткознавства НАН України і УТОПІК. - К., 2010.-С. 147-150.

7. Мігульов О. В. Історичні етапи розвитку інформаційних технологій та технологічних задач в агрономії: історико-науковий аналіз. / О. Мігульов //Матеріали ІІ-ї Всеукр. наук.-практ. інтернет-конф.: «Український науково-інтелектуальний простір: реалії та перспективи розвитку», 28-30 квіт. 2010р., м. Переяслав-Хмельницький. - Переяслав-Хмельницький, 2010. - С. 85-88.

8. Мігульов О. В. Системний підхід для розвитку інформаційних методів вирішення технологічних задач в агрономії / О. Мігульов // Історія освіти, науки і техніки в Україні: матеріали п'ятої конференції молодих учених та спеціалістів, м.Київ, 28 травня 2009 р. / УААН, ДНСГБ. - К., 2009. - С 130-131.

9. Мігульов О.В. Інформаційні технології для розвитку аграрної науки України / О. Мігульов // Національна сільськогосподарська бібліографія як складова програми інформатизації аграрної галузі України: матер. Всеукраїнської науково-практичної конференції, м. Київ, 2009 р. / УААН, ДНСГБ. - К., 2009. - С 86- 90.

Размещено на Allbest.ru