Основным понятием в дисциплине информатика является. Информатика, основные понятия и определения
1. Основные понятия информатики
Большинство ученых в наши дни отказываются от попыток дать строгое определение информации и считают, что информацию следует рассматривать как первичное, неопределимое понятие подобно множества в математике. Некоторые авторы учебников предлагают следующие определения информации:
Информация - это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.
Информация - это сведения, которые можно собирать, хранить, передавать, обрабатывать, использовать.
Информатика - наука об информации или
это наука о структуре и свойствах информации,
способах сбора, обработки и передачи информации или
информатика, изучает технологию сбора, хранения и переработки информации, а компьютер основной инструмент в этой технологии.
Информация - от латинского information - сведения, разъяснения, изложение. В быту под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах. В теории информации под информацией понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. По определению К. Шеннона, информация - это снятая неопределенность.
Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков или сигналов. Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем содержатся (в уменьшении незнания).
. Технология обработки информации
Понятие обработки информации является весьма широким. Ведя речь об обработке информации, следует дать понятие инварианта обработки. Обычно им является смысл сообщения (смысл информации, заключенной в сообщении). При автоматизированной обработке информации объектом обработки служит сообщение, и здесь важно провести обработку таким образом, чтобы инварианты преобразований сообщения соответствовали инвариантам преобразования информации.
Цель обработки информации в целом определяется целью функционирования некоторой системы, с которой связан рассматриваемый информационный процесс. Однако для достижения цели всегда приходится решать ряд взаимосвязанных задач.
Дополнительные коды не используются, тексты же обычно формируются на основе знаков кодовой таблицы ASCII. Текстовые процессоры представляют систему подготовки текстов (Word Processor). Наибольшей популярностью среди них пользуется программа MS Word.
Технология обработки текстовой информации с помощью таких программ обычно включает следующие этапы:
) создание файла для хранения текстовой информации;
) ввод и (или) копирование текстовой информации в компьютер;
) сохранение текста, представленного в электронной форме;
) открытие файла, хранящего текстовую информацию;
) редактирование электронной текстовой информации;
) форматирование текста, хранящегося в электронной форме;
) создание текстовых файлов на основе встроенных в текстовый
редактор стилей оформления;
) автоматическое формирование оглавления к тексту и алфавитного справочника;
) автоматическая проверка орфографии и грамматики;
) встраивание в текст различных элементов и объектов;
) объединение документов;
) печать текста.
К основным операциям редактирования относят: добавление; удаление; перемещение; копирование фрагмента текста, а также поиска и контекстной замены. Если создаваемый текст представляет многостраничный документ, то можно применять форматирование страниц или разделов. При этом в тексте появятся такие структурные элементы, как: закладки, сноски, перекрестные ссылки и колонтитулы.
Пользователям в процессе работы часто приходится иметь дело с табличными данными в процессе создании и ведении бухгалтерских книг, банковских счетов, смет, ведомостей, при составлении планов и распределении ресурсов организации, при выполнении научных исследований. Стремление к автоматизации данного вида работ привело к появлению специализированных программных средств обработки информации, представляемой в табличной форме. Такие программные средства называют табличными процессорами или электронными таблицами. Подобные программы позволяют не только создавать таблицы, но и автоматизировать обработку табличных данных.
Электронные таблицы оказались эффективными и при решении таких задач, как: сортировка и обработка статистических данных, оптимизация, прогнозирование и т.д. С их помощью решаются задачи расчётов, поддержки принятия решений, моделирования и представления результатов практически во всех сферах деятельности. При работе с табличными данными пользователь выполняет ряд типичных процедур, например, таких как:
) создание и редактирование таблиц;
) создание (сохранение) табличного файла;
) ввод и редактирование данных в ячейки таблицы;
) встраивание в таблицу различных элементов и объектов;
) использование листов, форматирование и связь таблиц;
) обработка табличных данных с использованием формул и специальных функций;
) построение диаграмм и графиков;
) обработка данных, представленных в виде списка;
) аналитическая обработка данных;
) печать таблиц и диаграмм к ним.
. Операционная система Windows
Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней. Операционных систем не так много. Практически на всех компьютерах установлена Windows, потому что она наиболее простая и удобная. Есть несколько версий этой системы - 95, 98, 2000, Me, NT, XP, Vista, Windows 7.
. Прикладное программное обеспечение
Прикладная программа или приложение - программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы. Также на простом языке - вспомогательные программы. К прикладному программному обеспечению (application soft ware) относятся компьютерные программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки - пример прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение, называют прикладными программистами.
5. Обработка, хранение и защита информации
Хранение информации - это ее запись во вспомогательные запоминающие устройства на различных носителях для последующего использования.
Этап хранения информации может быть представлен на следующих уровнях:
концептуальном, (логическом);
внутреннем;
физическом.
Внешний уровень отражает содержательность информации и представляет способы (виды) представления данных пользователю в ходе реализации их хранения.
Концептуальный уровень определяет порядок организации информационных массивов и способы хранения информации (файлы, массивы, распределенное хранение, сосредоточенное и др.).
Внутренний уровень представляет организацию хранения информационных массивов в системе ее обработки и определяется разработчиком.
Физический уровень хранения означает реализацию хранения информации на конкретных физических носителях.
Защита информации - система мер, направленных на достижение безопасного защищенного документооборота с целью сохранения государственных и коммерческих секретов. Для достижения результата реализуются режимные требования, применяются сложные, как правило электронные, устройства; для защиты информации в компьютерах и сетях используются программно-технические решения, в том числе с применением криптографии.
6. Технические средства информационных технологий
Технические средства являются неотъемлемой и наиболее существенной составляющей информационной технологии, выполняя ту же роль, что и средства производства в трудовой деятельности.
В самом общем смысле технические средства (техника) представляют собой совокупность средств человеческой деятельности создаваемых и используемых для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества.
Достаточно очевидно, что основу умственной деятельности составляет изменение содержания данных (а зачастую и их создание), в то время как изменение их носителя и формы представления играет подчиненную, обслуживающую роль. Поэтому решение вопроса о развитии и группировке технических средств обеспечения умственного труда следует начинать именно с содержательной обработки данных. Исторически такие средства начали развиваться и применяться применительно к счетной работе.
Выполнение вычислений предполагает:
восприятие и фиксацию исходных чисел;
выполнение действий над ними (арифметических операций) с кратковременным (оперативным) хранением промежуточных результатов;
отображение (представление) итоговых значений.
Разработанные для выполнения этой работы технические средства могут быть сгруппированы в зависимости от того, какие операции на них возлагаются:
) счеты, счетные палочки, логарифмические линейки, арифмометры - относятся к инструментам и приспособлениям;
) настольные счетные машины, счетно-перфорационная техника - относятся к машинам и механизмам;
) компьютерная техника - относится к автоматическим устройствам.
Таким образом, применительно к техническим средствам информационных технологий с учетом изложенных соображений можно применить традиционную классификацию, предполагающую выделение приспособлений и инструментов, механизированных (механических) и автоматизированных (автоматических) устройств.
Для обработки текстовой информации используется приложения общего назначения - текстовые редакторы. Эти программы позволяют создавать, редактировать, форматировать, сохранять и распечатывать документы. Текстовые редакторы делятся в зависимости от своих функциональных возможностей.
Простые текстовые редакторы предназначены для управления только содержанием текстового документа.
Текстовые процессоры (например, "Word") позволяют управлять не только содержанием, но и оформлением текста. Эти приложения имеют широкий спектр возможностей по созданию документов (вставка списков и таблиц, средства проверки орфографии, сохранение исправлений и др.).
Наиболее мощными возможностями обладают настольные издательские системы. Эти программы предназначены для допечатной подготовки (верстки) полиграфических изданий. К этой категории относятся такие программы, как AdobePageMaker, QuarkXPress, AdobeInDesign. В отличие от текстовых процессоров, настольные издательские системы соблюдают полиграфические требования и стандарты. Они также обладают расширенными возможностями сложного оформления комбинированных документов.
. Электронные таблицы: назначение и возможности
Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и заносятся в таблицу. Электронные таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.
. Компьютерная графика: растровая и векторная
Векторная графика - построение изображения с помощью так называемых векторов - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге.
Растровая графика - это сетка пикселей на компьютерном мониторе, бумаге. Здесь изображение состоит из пикселей, совокупность которых получает изображение.
. Графические редакторы: назначение и возможности
Известно, что в графическом виде информация становится более наглядной, лучше воспринимается человеком. Поэтому возникла идея поручить компьютерам осуществлять графическую обработку информации. Так появились графопостроители (или плоттеры), с помощью которых компьютер смог рисовать графики, чертежи, диаграммы. Однако это был только первый шаг в компьютерной графике. Следующим, принципиально новым шагом стало создание графических дисплеев. На графическом дисплее совокупности точек (так называемых пикселов - различного цвета позволяют создавать статическое и даже динамическое (изменяющееся, движущееся) изображение. Она стала повсеместно применяться в инженерно-конструкторской работе, архитектуре, дизайне, геодезии и картографии, полиграфии, кино, телевидении, рекламе и т. д. Для построения, коррекции, сохранения и получения «бумажных» копий рисунков и других изображений используется специальная программа - графический редактор. Функции всех графических редакторов приблизительно одинаковы (один из простейших графических редакторов для IBM-совместимых компьютеров - Paintbrush). Они позволяют пользователю: создавать рисунки из графических примитивов; применять для рисования различные цвета и «кисти» (т. е. использовать линии различной ширины и конфигурации); «вырезать» рисунки или их части, временно хранить их в буфере («кармане») или запоминать на внешних носителях; перемещать фрагмент рисунка по экрану; «склеивать» один рисунок с другим; увеличивать фрагмент рисунка для того, чтобы прорисовать мелкие детали; добавлять к рисункам текст.
. Базы данных
База данных - представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ) (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260). База данных - организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей. База данных - совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных. База данных - некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия.
База данных - совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации. информация защита хранение программный обеспечение антивирусный 12. Автоматизированные информационные системы
Автоматизированная информационная система или АИС - это совокупность различных программно-аппаратных средств, которые предназначены для автоматизации какой-либо деятельности, связанной с передачей, хранением и обработкой различной информации. Автоматизированные информационные системы представляют, с одной стороны, разновидность информационной системы или ИС, а с другой стороны, являются автоматизированной системой АС, вследствие этого их часто называют АС или ИС
. Вставка в документ рисунков, диаграмм и таблиц, созданных в других режимах или другими программами
Для того чтобы найти нужный рисунок, выбираем команду «Вставка» - «Рисунок» - «Картинки», а затем в открывшемся окне «Вставка картинки» необходимо в области «Поиск клипа» выполнить поиск клипа (рисунка) по названию. В поле «Другие параметры поиска» можно выбрать просмотр в конкретных коллекциях или по характеристикам. В MS Word также существует возможность вставки рисунков и отсканированных фотографий из других программ и файлов. Для вставки рисунка из другой программы выбираем команду «Рисунок» в меню «Вставка», а затем - команду «Из файла». При выделении рисунка на экране появляется панель инструментов «Настройка изображения», которую можно использовать для обрезки изображения, добавления границ, а также регулирования яркости и контрастности. Что бы вставить диаграмму нужно нажать «Вставка» «диаграмма» появится окно, вы выбираете нужную диаграмму нажимаете «ок». Открывается MSExcel, вводите в таблицу нужные данные и дтаграмма будет изменена. Что бы вставить таблицу нужно нажать «вставка» «таблица» «нарисовать таблицу», если вас не устраивает эта таблица то можно взять таблицу из Excel. «вставка» «таблица» «таблица Excel».
. Антивирусные средства защиты
Антивирусная программа (антивирус) - любая программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления зараженных (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики - предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системы вредоносным кодом.
. Программы обозреватели
Программа обозреватель это браузер. Браузер - программа, которая предназначена для просмотра и обработки данных во всемирной паутине Inernet. Существует очень много браузеров, отличающихся не только интерфейсом, но и функциями, и движком, и значением. Наиболее распространенные браузеры: Opera, Mozilla Firefox, Flock, Internet Explorer, Maxthon - по сути программная оболочка для Internet Explorer, Safari - основан на коде Konqueror. Менее популярные браузеры: Netscape Navigator, Konqueror, Galeon, Epiphany, Kazehakase, Charon, Arachne, K-Meleon, Slimbrowser. Текстовые браузеры: Lynx, Links, W3M, Netrik, Elinks, Internet Browser. И самые старые браузеры: Act, AMosaic, Arena, Cello, Crystal, Atari Browser (CAB), CyberDog, Express. Оффлайн-браузеры: HTTrack, Offline Explorer, Teleport Pro, WebZip.
. Компьютерная сеть
Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) - система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило - различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения. Виды компьютерных сетей. Существующие сети принято в настоящее время делить в первую очередь по территориальному признаку: 1. Локальные сети (LAN - Locate Area Network). Такая сеть охватывает небольшую территорию с расстоянием между отдельными компьютерами до 10 км. Обычно такая сеть действует в пределах одного учреждения. 2. Глобальные сети (WAN - Wide Area Network). Такая сеть охватывает, как правило, большие территории (территорию страны или нескольких стран). Компьютеры располагаются друг от друга на расстоянии десятков тысяч километров. Региональные сети. Подобные сети существуют в пределах города, района. В настоящее время каждая такая сеть является частью некоторой глобальной сети и особой спецификой по отношению к глобальной сети не отличается. Есть несколько видов сетей: Шина, Кольцо, Двойное кольцо, Звезда, Ячеистая, Решётка, Дерево, Fat Tree.
. Электронная почта
Электронная почта (Electronic Mail, e-mail) - сетевая служба; позволяющая пользователям обмениваться сообщениями или документами без применения бумажных носителей. На сегодняшний день это основное средство общения в сети Интернет.
. Мультемидийные программы
Слово мультимедиа знакомо каждому и слышим и видим его очень часто. Мультимедией можно прежде всего назвать взаимодействие человека с информацией, представленной в виде сочетания аудио, видео, фото, текста в определённой композиции.(анимационный ролик, трейлер, игра, презентация, слайд-шоу). Естестевенно это происходит при помощи электронных устройств, компьютера, плеера и.т.п. Видов мультимедии можно определить очень много. Это и аудиотреки различных цифровых форматов, видеофайлы, фото. Множестово различных цифровых форматов,воспринимаемых человеком с помощью программ или устройств, также можно назвать мультимедией. Т.е к примеру данные какого-нибудь приложения, хоть и имеют свой формат, но не будут мультимедией, т.к человек их не воспринимает.(как звук, текст, видео, изображение...). Соответсвенно плеер, воспроизводящий множество форматов будет мультимедийным, будь он программный или бытовой. Любые игры также можно причислить к категории мультимедиа. Важное качество при работе с мультимедиа информацией является интерактивность, хотя конечно она не везде присутствует. Ещё не менее важным моментом стоит отметить визуальные эффекты при работе с информацией, что делает процесс более приятным. Будь то работа, обучение или развлечение.
. Структура и классификация АИС
Классификация - АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическими процессами) объекты: технологические установки и процессы, основная форма информации - сигнал. АСОУ (автоматизированная система организационного управления) объект организационно-экономической природы, форма представления информации - документ. ИАСУ (интегрированные автоматизированные системы управления) - это иерархические АИСУ, у которых на верхнем уровне АСОУ, а на нижнем одна или несколько АСУТП. Структура - определенное внутреннее устройство системы. Исходя из определения, что информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для сбора, хранения, обработки и выдачи информации в целях решения поставленных задач, ее структуру следует рассматривать как совокупность определенным образом организованных подсистем, обеспечивающих выполнение этих процессов. АИС состоит, как правило, из функциональной и обеспечивающей частей, каждая из которых имеет свою структуру. Обеспечивающая часть - совокупность информационного, математического, программного, технического, правового, организационного, методического, эргономического, метрологического обеспечения. ) Информационное обеспечение АИС - это совокупность баз данных и файлов операционной системы, форматной и лексической баз, а также языковых средств, предназначенных для ввода, обработки, поиска и представления информации в форме, необходимой потребителю. ) Математическое обеспечение - «совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, примененных в АС» ) Программное обеспечение - совокупность общесистемных и прикладных программ, а также инструктивно-методической документации по их применению. ) Техническое обеспечение - комплекс технических средств, обеспечивающих работу системы. Это технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации. ) Правовое обеспечение - совокупность нормативно-правовых документов, определяющих права и обязанности персонала в условиях функционирования системы, а также комплекс документов, регламентирующих порядок хранения и защиты информации, правил ревизии данных, обеспечение юридической чистоты совершаемых операций. ) Организационно-методическое обеспечение - совокупность документов, определяющих организационную структуру системы автоматизации для выполнения конкретных автоматизируемых функций. ) Метрологическое обеспечение - методы и средства метрологии и инструкции по их применению для всех компонентов АИС. Функция системы - совокупность действий, направленных на достижение определенной частной цели. Функции АИС подразделяются на информационные, управляющие, защитные и вспомогательные.
20. Компьютерные справочно-правовые системы
Справочно-правовые системы (информационно-правовые системы) - особый класс компьютерных баз данных, содержащих тексты указов, постановлений и решений различных государственных органов. Существует несколько способов распространения справочных правовых компьютерных систем: а) индивидуальная поставка (установка специалистами-распространителями на ЭВМ как локального так и сетевого вида); б) поставка посредством CD носителя (приобретая диск-носитель пользователь данного продукта приобретает разовый запуск программы, при этом обновление программы чаще всего невозможно); в) посредством всемирной сети Internet (не устанавливая на свою ЭВМ программу, пользователь может работать со справочной правовой компьютерной системой через международную сеть посредством www-интерфейса). Предмет
и основные понятия информатики
Информатика - это
комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы создания,
сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами
вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы
управления ними. Термин "информатика" происходит от французского
слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Этот
термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое
использование вычислительной техники. Тогда в англоязычных странах вошел в
употребление термин "Computer Science" для обозначения науки о
преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной
техники. Теперь эти термины являются синонимами.
Появление информатики
обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки
и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.
Предмет информатики как науки составляют:
Средства взаимодействия
в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия
аппаратного и программного обеспечения иногда называют также
программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с
аппаратными и программными средствами - интерфейсом пользователя.
Основной задачей
информатики как науки - это систематизация приемов и методов работы с
аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель
систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые,
более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также
методически обеспечивать новые технологические исследования.
Информатика -
практическая наука. Ее достижения должны проходить проверку на практике и
приниматься в тех случаях, если они отвечают критерию повышения эффективности.
В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления
информатики для практического применения:
На всех этапах
технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым
вопросом есть эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают
соотношение производительности оснащение к его стоимости. Для программного
обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с
ним пользователей. В программировании под эффективностью понимают объем
программного кода, созданного программистами за единицу времени. В информатике
всю жестко ориентированное на эффективность. Вопрос как осуществить ту или
другую операцию, для информатики важный, но не основной. Основным есть вопрос
как совершить данную операцию эффективно.
В рамках информатики,
как технической науки можно сформулировать понятия информации, информационной
системы и информационной технологии.
Информация
Информация - это
совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды
(входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или
сохраняется внутри определенной системы.
Информация существует в
виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов,
электрических и нервных импульсов и т.п..
Важнейшие свойства
информации:
Данные являются
составной частью информации, представляющие собой зарегистрированные сигналы.
Во время
информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другого с
помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций.
Основными операциями есть:
Информационная система
В информатике понятие
"система" чаще используют относительно набора технических средств и
программ. Системой называют также аппаратную часть компьютера. Дополнение понятия
"система" словом "информационная" отображает цель ее
создания и функционирования.
Информационная система
- взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для
сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи.
Современное понимание
информационной системы предусматривает использование компьютера как основного
технического средства обработки информации. Компьютеры, оснащенные
специализированными программными средствами, являются технической базой и
инструментом информационной системы.
В работе информационной
системы можно выделить слудующие этапы:
Сообщения, которые
формируются на первом этапе, могут быть обычным бумажным документом, сообщением
в "машинном виде" или тем и другим одновременно. В современных
информационных системах сообщения массового характера большей частью имеют
"машинный вид". Аппаратура, которая используется при этом, имеет
название средства регистрации первичной информации.
Потребности второго и
третьего этапов удовлетворяются в современных информационных системах в
основном средствами вычислительной техники. Средства, которые обеспечивают
доступность информации для человека, то есть средства отображения данных,
являются компонентами вычислительной техники.
Подавляющее большинство
информационных систем работает в режиме диалога с пользователем. Типичные
программные компоненты информационных систем включают: диалоговую подсистему
ввода-вывода, подсистему, которая реализует логику диалога, подсистему
прикладной логики обработки данных, подсистему логики управления данными. Для
сетевых информационных систем важным элементом является коммуникационный
сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при общем решении задачи.
Значительная часть функциональных возможностей информационных систем закладывается
в системном программном обеспечении: операционных системах, системных
библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки. Кроме
программной составной информационных систем важную роль играет информационная
составная, которая задает структуру, атрибутику и типы данных, а также тесно
связана с логикой управления данными.
Информационные технологии
В широком смысле слово
технология - это способ освоения человеком материального мира с помощью
социально организованной деятельности, которая включает три компоненты:
информационную (научные принципы и обоснование), материальную (орудие работы) и
социальную (специалисты, имеющие профессиональные навыки). Эта триада
составляет сущность современного понимания понятия технологии.
Понятие информационной
технологии появилось с возникновением информационного общества, основой
социальной динамики в котором являются не традиционные материальные, а
информационные ресурсы: знания, наука, организационные факторы,
интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т.д. К сожалению, это
понятие настолько общее и всеохватывающее, что до сих пор специалисты не пришли
к четкой, формализованной формулироваке. Наиболее удачным определением понятия
информационной технологии дано академиком Глушковым В.М., который трактовал ее
как человеко-машинную технологию сбора, обработки и передачи информации,
которая грунтується на использовании вычислительной техники. Эта технология
быстро развивается, охватывая все виды общественной деятельности: производство,
управление, науку, образование, финансово-банковские операции, медицину, быт и
др.
Контрольные вопросы
Что изучает наука
информатика?
Что понимают под
интерфейсом пользователя?
Что такое информация?
Какими свойствами она владеет?
Из каких операций
складывается процесс обработки данных?
Что такое
информационная система?
Из каких этапов
складывается работа информационных систем?
Какой смысл
вкладывается у понятия "информационная технология"?
Термин «информатика» (l’informatique) введен французскими учеными около 30 лет тому назад. Французская Академия Наук определяла информатику как «науку об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях». Этот термин образовался соединением двух ключевых слов – «информация» и «автоматика». Это достаточно молодая и бурно развивающаяся наука. В англоязычных странах более ужился термин «computer science» (компьютерная, вычислительная наука, наука о компьютерах, точнее, наука о преобразовании информации с помощью компьютеров). В нашей стране принято более широкое и фундаментальное толкование информатики. Следует отметить, что определений информатики в современной литературе множество. Это происходит оттого, что данная область знаний относительно новая и соответствующий понятийный аппарат не совсем устоялся. Информатика
– это наука, изучающая структуру, общие свойства, вопросы сбора, хранения, поиска, переработки (преобразования), использования (актуализации) знаний, научно-технической информации. Это – классическое определение информатики. С информатикой часто связывают одно из следующих понятий: это либо отрасль производства, либо фундаментальная наука, либо прикладная дисциплина, либо совокупность определенных средств, используемых для преобразования информации. В соответствии с этим структура информатики приведена на рис. 1.1. В состав технических средств
входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, модемы и т. д.), линии связи, средства оргтехники и т. п., т. е. те материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем главенствующую роль в этом списке играет компьютер. По своей специфике компьютер нацелен на решение очень широкого круга задач по преобразованию информации, при этом выбор конкретной задачи при использовании компьютера определяется программным средством, под управлением которого функционирует компьютер. К программным средствам (продуктам
) относятся операционные системы, интегрированные оболочки, системы программирования и проектирования программных продуктов, различные прикладные пакеты, такие как текстовые и графические редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т. д. Конкретное применение каждого программного продукта специфично и служит для решения определенного круга задач прикладного или системного характера. Рис 1.1. Структура информатики Математические методы, модели и алгоритмы
являются тем базисом, который положен в основу проектирования и изготовления любого программного или технического средства в силу их исключительной сложности и, как следствие, невозможности умозрительного подхода к созданию. Перечисленные выше три ресурсных компонента информатики играют разную роль в процессе информатизации общества. Так, совокупность программных и технических средств, имеющихся в том или ином обществе, и позволяет сделать его информационным, когда каждый член общества имеет возможность получить практически любую (исключая, естественно, секретную) интересующую его информацию (такие потребители информации называются конечными пользователями). В то же время сложность технических и программных систем заставляет использовать имеющиеся технические и программные продукты, а также нужные методы, модели и алгоритмы для проектирования и производства новых и совершенствования старых технических и программных систем. В этом случае можно сказать, что средства преобразования информации используются для производства себе подобных. Тогда их пользователем является специалист в области информатики, а не конечный пользователь. Разработкой абстрактных методов, моделей и алгоритмов, а также связанных с ними математических теорий занимается фундаментальная наука
. Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике. Практическое использование результатов исследований информатики как фундаментальной науки воплощается в информатике – отрасли производства
. В самом деле, широко известны западные фирмы по производству программных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических средств - IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства самих технических и программных средств разрабатываются также и технологии преобразования информации. Подготовкой специалистов в области преобразования информации занимается информатика как прикладная дисциплина
. Она изучает закономерности протекания информационных процессов в конкретных областях и методологии разработки конкретных информационных систем и технологий. Предмет информатики составляют следующие понятия: Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; Программное обеспечение средств вычислительной техники; Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами. Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого даже есть специальное понятие – интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы. Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых исследований. На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность. В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос, как сделать ту или иную операцию, для информатики является важным, но не основным. Основным же является вопрос, как сделать данную операцию эффективно. Как видно из определения информатики, ее функций и задач одним из ключевых понятий информатики является информация. Для определения информации нам очень важно понять, что информация образуется из данных, но ее содержательная часть зависит не только оттого, какие сигналы были зарегистрированы при образовании данных, но и оттого, каким методом данные воспроизводятся. Данные
- это зарегистрированные сигналы. Методы воспроизведения и обработки данных можно разделить на естественные и технические. Естественные методы воспроизведения данных присущи человеку и другим организмам живой природы. Если мы говорим о человеке, то прежде всего к естественным методам относим все методы, основанные на его органах чувств (зрение, осязание, обоняние, слух и вкус). Благодаря зрению человек получает отпечаток окружающей среды на сетчатке глаза. Сигналы регистрируются нервными окончаниями сетчатки, в результате чего образуются данные, которые впоследствии анализируются головным мозгом. Результатом этого анализа является наблюдаемый образ, то есть информация. Вам, конечно, знакома разница между внимательным и невнимательным наблюдением. И в том и в другом случае на сетчатке глаза образуются совершенно одинаковые данные, но информацию мы получаем разную. Это связано с тем, что при внимательном наблюдении мозг применяет более сложные методы обработки данных. Хороший пример того, как из одних и тех же данных образуется разная информация, представляют собой стереограммы. Их следует рассматривать так, чтобы левый и правый глаз фокусировались в разных точках рисунка. В этом случае мозг обрабатывает данные иным методом, и вместо регулярного узора мы можем наблюдать скрытое объемное изображение. Кроме методов, основанных на органах чувств, человек обладает и другими методами обработки данных. К ним относится логическое мышление, воображение, сравнение, сопоставление, анализ, прогнозирование и другие. В связи с бурным развитием вычислительной техники в последние годы в классе технических методов четко выделились два направления: аппаратные и программные методы, способные во многих случаях подменять или дополнять друг друга. Широкое внедрение средств вычислительной техники позволяет автоматизировать обработку самых разных видов данных с помощью компьютеров. Компьютер
- это прибор особого типа, в котором одновременно сочетаются аппаратные и программные методы обработки и представления информации. До сих пор мы определили только данные как результат регистрации сигналов. Определить, что такое информация, не столь просто, хотя бы потому, что она, в отличие от данных, не является объектом материальной природы и образуется в результате взаимодействия данных с методами. Несмотря на то что понятие информации очень широко используется и в науке, и в повседневной жизни, его строгого научного определения до последнего времени не существовало. По сей день разные научные дисциплины вводят это понятие по-разному. Здесь можно выделить три возможных подхода: антропоцентрический, техноцентрический
и недетерминированный
. Суть антропоцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют со сведениями или фактами, которые теоретически могут быть получены и усвоены, то есть преобразованы в знания. Этот подход в настоящее время применяется наиболее широко. Суть техноцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют с данными. Этот подход нашел очень широкое распространение в технических дисциплинах. Недетерминированный подход к понятию информации встречается также достаточно широко. Он состоит в отказе от определения информации на том основании, что оно является фундаментальным, как, например, материя и энергия. Лишь в последние годы информатика начала формироваться как естественнонаучная дисциплина, но она еще не вышла за рамки прикладной технической науки и потому до сих пор не ввела строгого понятия информации. Научное определение информации дается достаточно просто, если предположить, что информация - это динамический объект, не существующий в природе сам по себе, а образующийся в ходе взаимодействия данных и методов. Он существует ровно столько, сколько длится это взаимодействие, а все остальное время пребывает в виде данных. Информация
- это продукт взаимодействия данных и методов, рассмотренный в контексте этого взаимодействия. В нашем определении важным является пояснение «... рассмотренный в контексте этого взаимодействия». Приведем примеры, почему это действительно важно. Анализируя информационную ценность газет, журналов, телепередач, мы можем прийти к выводу, что она зависит как от данных, так и от методов, которыми выполняется их потребление. Одно дело - внимательно просматривать телефильм, вслушиваясь в каждое слово, и совсем другое - смотреть его, одновременно разговаривая по телефону. Попробуйте проанализировать свое участие в учебных занятиях. Вы заметите, что фактор внимательности влияет на содержание информации, полученной из данных, которые излагает преподаватель. Проявляя внимательность, мы расширяем возможности естественных методов, основанных на органах чувств, за счет методов логического мышления. Правда, при этом мы быстрее утомляемся. Характерными чертами информации являются следующие: · Это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии. · Вызывает к жизни новые производства. · Является товаром, причем продавец информации ее не теряет после продажи. · Придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудовым. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним. · Информация может накапливаться. Как следует из определения, с информацией всегда связывают три понятия: · источник информации
– тот элемент окружающего мира, сведения о котором являются объектом преобразования; · потребитель информации
– тот элемент окружающего мира, который использует информацию; · сигнал
– материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю. Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая
; ее отличительная черта – связь с процессами управления коллективами людей, организаций. Экономическая информация
– это совокупность сведений, возникающих в процессе производственно-хозяйственной, коммерческой и финансовой деятельности. Совокупность экономической информации структурно можно свести к определенному набору экономических показателей (ЭП). Простой, элементарной составляющей единицей экономической информации является реквизит. Реквизит – логически неделимый элемент (нельзя разделить на более мелкие единицы – буквы, цифры – без потери смысла) показателя, соотносимый с определенным свойством отображаемого информацией объекта или процесса. Каждый ЭП состоит из одного реквизита-основания и одного или нескольких реквизитов-признаков. Реквизит-основание характеризует количественную сторону объекта или процесса и определяет значение показателя; реквизиты-признаки характеризуют качественную сторону и определяют наименование показателя (идентифицируют показатель). Из определения информации вытекает важное свойство ее динамичности. Дело в том, что информация существует крайне непродолжительное время - ровно столько, сколько продолжается взаимодействие данных и методов во время ее создания, потребления или преобразования. Как только это взаимодействие завершается, мы опять имеем данные, но уже представленные в другой форме. Информационный процесс - это всегда цикл образования информации из данных и немедленного ее сохранения в виде новых данных. Информация существует крайне непродолжительное время, но сам информационный процесс длится столько, сколько существуют носители данных, представляющие информацию. Исследуя сегодня египетские иероглифы, ученые продолжают информационный процесс, начатый несколько тысяч лет назад. В вычислительной технике, как и везде, информационный процесс протекает в ходе взаимодействия данных и методов. Однако он имеет особенность, связанную с тем, что некоторые этапы происходят автоматически, без участия человека. В ходе этих этапов данные, представленные зарегистрированными сигналами, взаимодействуют как с аппаратными методами (компьютерами и другими устройствами), так и с программными методами (компьютерными программами). При этом важной особенностью компьютерных программ является их двойственная природа. С одной стороны, они проявляют себя как методы, а с другой стороны - как данные. Компьютерные программы могут существовать в двух фазах: в активной
и пассивной
. В активной фазе программа работает совместно с оборудованием, ее команды управляют процессором компьютера, который под их воздействием обрабатывает данные и взаимодействует с другим оборудованием. В пассивной фазе компьютерная программа ничем от данных не отличается. Ее точно так же можно хранить, транспортировать по каналам связи, воспроизводить в виде печатного текста или экранного изображения. Ее можно даже обрабатывать другими программами. Программу, представленную как данные, можно редактировать, то есть изменять ее содержание. Классификацию информации выполняют по нескольким основаниям (эта классификация не является строгой и может меняться): По времени возникновения
: а) априорная – известна потребителю заранее, до получения сигнала; б) апостериорная – становится известной потребителю после получения сигнала. Так, получаемая сейчас читателем информация является априорной, если он освоил азы информатики в школе, и апостериорной в противном случае. По стабильности
: а) переменная – отражает фактические характеристики источника информации. Может меняться. б) постоянная – неизменная и многократно используемая в течение длительного периода времени. Строго говоря, и эта информация может меняться, но с гораздо меньшей частотой, которой можно пренебречь. Так, в настоящем учебном пособии используются оба вида информации. Упомянутые выше фирмы-производители технических и программных средств относятся к первому виду. В самом деле, может статься, что к моменту прочтения данного текста эти фирмы перестанут существовать на рынке производителей. В то же время весь понятийный аппарат, излагаемый по тексту, относится к постоянной информации и является тем понятийным базисом, который позволяет специалистам-информатикам говорить на одном профессиональном языке. По способу использования
: а) вспомогательная – необязательные данные; б) закрытая – ее использование возможно с согласия определенных физических или юридических лиц; в) избыточная – дублирует данные; г) коммерческая – является объектом купли-продажи. Отметим в качестве комментария, что излагаемая в учебном пособии информация не является ни закрытой, ни коммерческой. Её нельзя рассматривать как вспомогательную информацию – данный материал важен как минимум для сдачи экзамена в сессию. В то же время, возможна избыточность, которая вводится умышленно для лучшего понимания. Будучи объектом преобразования и использования, информация характеризуется следующими свойствами: Синтаксис – свойство, определяющее способ представления информации на носителе (в сигнале). Так, данная информация представлена на бумажном носителе с помощью определенного шрифта. Здесь же можно рассматривать такие параметры представления информации, как стиль и цвет шрифта, его размеры, формат бумаги и ее качество и т.д. Выделение нужных параметров как синтаксических свойств, очевидно, определяется предполагаемым способом преобразования. Например, для плохо видящего человека существенным является размер и цвет шрифта. Если предполагается вводить данный текст в компьютер через сканер, важен формат бумаги. Семантика – свойство, определяющее смысл информации как соответствие сигнала реальному миру. Так, семантика сигнала «информатика» заключается в данном ранее определении. Семантика может рассматриваться как некоторое соглашение, известное потребителю информации, о том, что означает каждый сигнал (так называемое правило интерпретации). Например, именно семантику сигналов изучает начинающий автомобилист, штудирующий правила дорожного движения, познавая дорожные знаки (в этом случае сигналами выступают сами знаки). Семантику слов (сигналов) познаёт обучаемый какому-либо иностранному языку. Можно сказать, что смысл настоящего обучения информатике заключается в изучении семантики различных сигналов – суть ключевых понятий этой дисциплины. Прагматика – свойство, определяющее влияние информации на поведение потребителя. Так прагматика информации, получаемой читателем настоящего учебного пособия, заключается, по меньшей мере, в успешной сдаче экзамена по информатике. Хочется верить, что этим прагматика данного труда не ограничится, и он послужит для дальнейшего обучения и профессиональной деятельности читателя. Следует отметить, что различные по синтаксису сигналы могут иметь одинаковую семантику. Например, сигналы «ЭВМ» и «компьютер» означают электронное устройство для преобразования информации. В этом случае обычно говорят о синонимии сигналов. С другой стороны, один сигнал (т. е., информация с одним синтаксическим свойством) может иметь разную прагматику для потребителей и семантику. Так, дорожный знак, известный под названием «кирпич» и имеющий вполне определенную семантику («въезд запрещен»), означает для автомобилиста запрет на въезд, а на пешехода никак не влияет. В то же время, сигнал «ключ» может иметь разную семантику: скрипичный ключ, родниковый ключ, ключ для открытия замка или гаечный ключ (в этом случае говорят об омонимии сигнала). Предисловие....................................................................................... 5 1...... ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ.. 6 1.1... Понятие информации. 6 1.2... Свойства информации. 8 1.3... Понятие количества информации. 9 1.4... Предмет и задачи информатики. 10 1.5... Информационное общество. 13 1.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 15 2...... СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ 18 2.1... Представление (кодирование) данных. 18 2.2... Понятие об основных системах счисления. 20 2.3... Перевод чисел из одной системы счисления в другую.. 21 2.4... Двоичная арифметика. 23 2.5... Представление чисел в ЭВМ.. 23 2.6... Кодирование информации в ЭВМ.. 26 2.7... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 27 3...... ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ.. 28 3.1... Основы алгебры логики. 28 3.2... Операции сравнения. 30 3.3... Логические операции. 31 3.4... Основы элементной базы ЭВМ.. 33 3.5... Элементы теории множеств. 35 3.6... Элементы теории графов. 37 3.7... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 40 4...... ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ.. 42 4.1... История развития ЭВМ.. 42 4.2... Классификация ЭВМ.. 46 4.3... Архитектура ЭВМ.. 48 4.4... Состав персонального компьютера. 52 4.5... Внешние устройства. 59 4.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 66 5...... СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ.. 68 5.1... Базовые понятия ОС.. 71 5.2... Классификация операционных систем. 72 5.3... Файловая структура ЭВМ.. 75 5.4... Файловые системы Microsoft Windows. 77 5.5... Драйверы устройств. 78 5.6... Служебные программы.. 80 5.7... Обзор операционных систем UNIX и Linux. 82 5.8... Обзор операционных систем Windows. 84 5.9... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 88 6...... ПРИКЛАДНОЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 90 6.1... Прикладное программное обеспечение общего назначения. 91 6.2... Прикладное программное обеспечение специального назначения. 93 6.3... Инструментальное ПО.. 94 6.4... Нумерация версий программ. 96 6.5... Правовой статус программ. 96 6.6... Текстовые редакторы и процессоры.. 98 6.7... Программы подготовки презентаций. 101 6.8... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 104 7...... ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАБЛИЦЫ.. 105 7.1... Основные понятия электронных таблиц Excel 105 7.2... Ввод, редактирование и форматирование данных. 107 7.3... Вычисления в таблицах. 108 7.4... Диаграммы.. 111 7.5... Списки. 112 7.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 114 8...... МОДЕЛИ РЕШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ 116 8.1... Моделирование как метод познания. 116 8.2... Классификация моделей. 120 8.3... Компьютерное моделирование. 122 8.4... Информационные модели. 122 8.5... Примеры информационных моделей. 123 8.6... Базы данных. 124 8.7... Искусственный интеллект. 126 8.8... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 127 9...... ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ.. 129 9.1... Основные этапы компьютерного решения задач. 130 9.2... Понятие алгоритма и его свойства. 131 9.3... Исполнители алгоритмов. 133 9.4... Способы описания алгоритмов. 135 9.5... Базовые управляющие структуры алгоритмов (основные алгоритмические конструкции) 142 9.6... Алгоритмы линейной структуры.. 145 9.7... Алгоритмы ветвящейся структуры.. 147 9.8... Алгоритмы циклической структуры.. 150 9.9... Способы комбинации базовых управляющих структур (основных алгоритмических конструкций) 157 9.10 Примеры комбинации основных алгоритмических структур. 158 9.11 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 163 10.... ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКАХ ВЫСОКОГО УРОВНЯ 174 10.1 Основные понятия языков программирования. 174 10.2 Типы данных и операторы описания переменных. 179 10.3 Основные операторы.. 181 10.4 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 182 11.... ОСНОВНЫЕ ОПЕРАТОРЫ ЯЗЫКА VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS 184 11.1 Оператор присваивания. 184 11.2 Условный оператор IF … THEN. 186 11.3 Оператор выбора варианта *. 188 11.4 Операторы цикла. 191 11.5 Оператор цикла FOR … NEXT. 194 11.6 .............................................................................................................. Математические функции 196 11.7 Функции обработки строк *. 197 11.8 Функции преобразования данных. 199 11.9 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 200 12.... ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.. 202 12.1 Концепция программирования. 202 12.2 Структурное и модульное программирование. 205 12.3 Рекурсивные алгоритмы *. 208 12.4 Объектно-ориентированное программирование. 209 12.5 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 213 13.... ЯЗЫКИ И СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.. 215 13.1 Уровни языков программирования. 215 13.2 Системы программирования. 217 13.3 Классификация языков программирования. 218 13.4 Процедурные языки программирования. 219 13.5 Объектно-ориентированные языки. 221 13.7 Языки программирования для баз данных и компьютерных сетей. 223 13.8 Языки моделирования *. 224 13.9 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 224 14.... ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ БАЗ ДАННЫХ.. 226 14.1 Задачи, решаемые с помощью баз данных. 226 14.2 Классификация БД.. 228 14.3 Реляционная модель данных. 229 14.4 Свойства полей базы данных. 231 14.5 Типы данных. 232 14.6 Безопасность и объекты баз данных. 233 14.7 Проектирование баз данных *. 236 14.8 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 238 15.... ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ.. 240 15.1 Основы передачи данных. 240 15.2 Назначение и классификация сетей. 243 15.3 Сетевая модель OSI/ISO.. 246 15.4 Сетевое оборудование. 247 15.5 Основные стандарты и протоколы.. 249 15.6 Т Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 251 16.... ГЛОБАЛЬНАЯ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ. 254 16.1 Подключение к Интернет. 254 16.2 Службы Интернет. 256 16.3 Поиск информации в Интернете. 261 16.4 Поиск с использованием языка запросов *. 267 16.5 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 269 17.... ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.. 270 17.1 Угрозы информационной безопасности. 270 17.2 Методы и средства защиты информации. 272 17.3 Правовые основы информационной безопасности. 276 17.4 Ответственность за преступления в области информационных технологий 278 17.5 Криптографические механизмы защиты информации. 282 17.6 Компьютерные вирусы и вредоносные программы.. 284 17.7 Методы защиты от вирусов. 287 17.8 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 290 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 292 ПРЕДИСЛОВИЕ
Уровень подготовки будущего бакалавра определяется совокупностью требований ФГОС ВПО соответствующего направления. Целью изучения дисциплины «Информатика» является формирование знаний и умений, а также развитие навыков и способностей, соответствующих следующим общекультурным и профессиональным компетенциям будущего выпускника: – способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, осознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе; – соблюдение основных требований информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны; – владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; – наличие навыков работы с компьютером как средством управления информацией; – способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; – готовность подготавливать презентации, научно-технические отчеты и доклады по результатам выполненных исследований; – готовность применять информационные технологии при проектировании процессов изготовления изделий легкой промышленности; В результате изучения дисциплины «Информатика» студент должен владеть знаниями
основных понятий,
изучаемых в информатике как науке; принципов и методов обработки, хранения и передачи информации; технических и программных средств реализации информационных процессов; файловых систем; моделей решения функциональных и вычислительных задач; основ алгоритмизации и программирования; языков программирования; программного обеспечения и технологии программирования; баз данных; методов работы в Интернете; общих сведений о пакетах прикладных программ; уметь
использовать базовые функции текстовых, формульных и табличных процессоров, составлять алгоритмы решения типовых задач, осуществлять обмен информацией в сетях, проводить поиск информации в Интернете, работать с электронной почтой; владеть
пользовательскими вычислительными системами и системами программирования; навыками использования типовых пакетов программ для обработки, текстовой и изобразительной информации, основами подготовки презентаций и отчетов. Методика изучения дисциплины строится на основе сочетания теоретического и практического обучения. Пособие содержит основные теоретические сведения, необходимые для получения студентом базовых знаний, умений и навыков в соответствии с общекультурными и профессиональными компетенциями, указанными в матрице компетенций, представленной в учебных планах. Материалы, помеченные символом «*
» (отдельные подразделы, понятия, примеры), требуют расширенного самостоятельного изучения и адресованы студентам, ориентированным на повышенный уровень подготовки. Особое внимание в пособии уделяется системам и технологиям автоматизированного проектирования, получившим широкое применение в инженерно-конструкторской деятельности, в том числе и в легкой промышленности. Достаточно подробно, с приведением примеров решения задач различной сложности, изложен раздел «Основы алгоритмизации». Это имеет большое значение для студентов указанных направлений, так как для работы в системах автоматизированного проектирования (САПР) необходимо знание базовых понятий алгоритмизации. Электронная версия пособия содержит интерактивные примеры, рассчитанные на демонстрацию их работы в среде Visual Basic for Applications, а также гиперссылки, обеспечивающие возможность навигации по тексту пособия. Так, в конце каждого раздела приводится гиперссылка «вернуться к содержанию». Для активизации познавательной деятельности студентов в конце каждого раздела приводятся вопросы и тестовые задания для самоконтроля. Именно в форме тестирования проводится, например, Федеральный интернет-экзамен в сфере профессионального образования (http://фэпо.рф/). ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ
К основным понятиям информатики, раскрываемым в данном разделе, относятся следующие: общее представление об информации, её источники, характеристики и свойства, место и роль понятия «информация» в курсе информатики, меры и единицы количества и объёма информации, понятие о кодировании информации. Понятие информации
Термин «информация» имеет множество определений, широко используется во многих науках и во многих сферах человеческой деятельности. Он происходит от латинского слова «informatio», означающего «сведения, разъяснения, изложение, осведомлённость». Это привычное понятие обозначает совокупность данных, сведений, знаний. В то же время строгого и общепринятого определения информации не существует. Информация в широком философском смысле – отражение реального (или вымышленного) мира, в узком прикладном – сведения, являющиеся объектом хранения, обработки и передачи. Мы живём в материальном мире. Все физические объекты, окружающие нас, являются либо телами, либо полями. Они находятся в постоянном движении и изменении, взаимодействуют друг с другом, в результате порождаются сигналы различных типов. Любой сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может порождать в физических телах изменения свойств. Это явление называется регистрацией сигналов. Изменения можно наблюдать, измерять, фиксировать иным способом – при этом получаются и регистрируются новые сигналы. Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе, называются данными. Характеристика физического процесса, используемая для представления данных, называется параметром сигнала. Если параметр сигнала принимает ряд последовательных значений и их конечное число, то сигнал называется дискретным (например, печатный текст – последовательность букв). Если параметр сигнала – непрерывная во времени функция, то сигнал называется непрерывным (например, устная речь – модулированная звуковая волна). Непрерывные сигналы можно преобразовать в дискретные. Такое преобразование называется дискретизацией
. Существует большое количество физических методов регистрации сигналов на материальных носителях. Это могут быть механические воздействия, перемещения, изменения формы или магнитных, электрических, оптических параметров, химического состава, кристаллической структуры. В соответствии с методами регистрации данные могут храниться и транспортироваться на различных носителях. Наиболее часто используемый и привычный носитель – бумага; сигналы регистрируются путём изменения её оптических свойств. Сигналы могут быть зарегистрированы и путём изменения магнитных свойств полимерной ленты с нанесённым ферромагнитным покрытием, как это делается в магнитофонных записях, и путём изменения химических свойств – в фотографии. Данные несут информацию о событии, но не являются самой информацией, так как одни и те же данные могут восприниматься (отображаться, представляться или, ещё говорят, интерпретироваться) в сознании разных людей совершенно по-разному. Например, текст, написанный на русском языке (т.е. данные), даст различную информацию человеку, знающему алфавит и язык, и человеку, не знающему их. Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо к ним применить методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Методы, в свою очередь, тоже различны. Например, человек, знающий русский язык, применяет адекватный метод, читая русский текст. Соответственно, человек, не знающий русского языка и алфавита, применяет неадекватный метод, пытаясь понять русский текст. Таким образом, информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных методов. Информация не является статическим (не изменяющимся во времени) объектом, она появляется и существует только в ходе информационного процесса – в момент диалектического взаимодействия объективных данных и субъективных методов, всё прочее время она передаётся или хранится в виде сигналов или в форме данных. Человек воспринимает первичные данные различными органами чувств (зрение, слух, обоняние, вкус, осязание), и на их основе сознанием могут быть построены вторичные абстрактные (смысловые, семантические) данные. Без информации не может существовать жизнь. Информационные процессы присущи всем живым существам, но в особенности – человеку. Получение символьной информации (слов, знаков, формул), её анализ и генерирование составляют основу абстрактного мышления, отличающего человека от животного. Основные функции информации в обществе: познавательная (получение новой информации); коммуникативная (общение); управленческая (формирование целесообразного поведения управляемой системы). Свойства информации
Информация имеет большое количество разнообразных свойств. В рамках нашего рассмотрения наиболее важными являются такие свойства, как дуализм, полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность. Рассмотрим их подробнее. Дуализм информации
характеризует её двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой – субъективна в силу субъективности применяемых методов. Иными словами, методы могут вносить в большей или меньшей степени субъективный фактор и таким образом влиять на информацию в целом. Например, два человека читают одну и ту же книгу и получают разную информацию, хотя прочитанный текст, т.е. данные, были одинаковы. Более объективная информация получается применением методов с меньшим субъективным элементом. Полнота информации
характеризует достаточность данных для принятия решения или создания новых данных на основе имеющихся. Неполный набор данных оставляет большую долю неопределённости. В то же время избыточный набор данных затрудняет доступ к нужным данным, создаёт повышенный информационный шум, что также вызывает необходимость дополнительных методов, например, фильтрации, сортировки. Достоверность информации
– степень соответствия информации реальному объекту с необходимой точностью, характеризующая отсутствие ошибок. Чем выше уровень шума по сравнению с полезным сигналом, тем ниже достоверность. В этом случае приходится использовать более сложные методы или больше данных, например, повторная передача. Адекватность информации
– степень соответствия информации действительной обстановке, реальному объекту, процессу, явлению. Неадекватная информация может получаться на основе неполных и(или) недостоверных данных, а также при использовании неадекватных методов. Доступность информации
– это возможность получения информации при необходимости. Доступность складывается из двух составляющих: из доступности данных и доступности методов. Актуальность информации
– степень соответствия текущему моменту времени. Информация, актуальная сегодня, может стать совершенно ненужной по истечении некоторого времени. Например, программа телепередач на нынешнюю неделю будет неактуальна для многих телезрителей на следующей неделе.
