Файл: Конспект лекций по курсу Информатика для студентов дневной формы обучения по специальности 220200 Автоматизированные системы обработки информации и управления.pdf

Министерство образования Российской Федерации
ГОУ Уральский государственный технический университет – УПИ
Информатика
Конспект лекций по курсу «Информатика» для студентов дневной формы обучения по специальности 220200 – «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
Екатеринбург 2004

УДК 681.3.06
Составитель ст. преподаватель Киселева М.В.
Информатика: Конспект лекций по курсу «Информатика» для студентов дневной формы обучения по специальности 220200 – «Автоматизированные системы обработки информации и управления» / М.В. Киселева. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. 83 с.
Конспект содержит основные элементы дисциплины «Информатика»: понятия и концепции, системы счисления и формы представления информации; обобщенную структуру ПК, его программную и аппаратную части; этапы создания и характеристики программных продуктов, способы записи алгоритма. Примеры и иллюстрации, приведённые в конспекте, облегчают понимание и запоминание учебного материала.
Библиогр.: 8 назв. Табл.5 Рис. 24.
Подготовлено кафедрой «Автоматизированные системы управления»
© Уральский государственный технический университет – УПИ, 2004

3
СОДЕРЖАНИЕ
ПОНЯТИЕ И РОЛЬ ИНФОРМАТИЗАЦИИ В РАЗВИТИИ ОБЩЕСТВА.................6
В
ВЕДЕНИЕ
...............................................................................................................................6
П
ОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ
..............................................................................6
П
ОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ
..............................................................................7
ИНФОРМАТИКА – ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ.....................................................................8
П
ОЯВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ИНФОРМАТИКИ
..............................................................................8
С
ТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ
....................................................................................................8
ИЗМЕРЕНИЕ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ...............................................10
И
НФОРМАЦИЯ И ЕЕ СВОЙСТВА
.............................................................................................10
Информация и данные....................................................................................................10
Формы адекватности информации .............................................................................11
М
ЕРЫ ИНФОРМАЦИИ
...........................................................................................................12
Классификация мер ........................................................................................................12
Синтаксическая мера информации ..............................................................................12
Семантическая мера информации ..............................................................................13
Прагматическая мера информации .............................................................................14
К
АЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ
.....................................................................................................15
Ф
ОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
.............................................................................17
СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ И ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЧИСЕЛ .....................19
П
ОЗИЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
................................................................................19
С
ИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
,
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ РАБОТЕ С
ЭВМ. ............................................21
Двоичная система счисления.........................................................................................21
Д
ВОИЧНАЯ АРИФМЕТИКА
.....................................................................................................22
П
ЕРЕВОД ЧИСЕЛ ИЗ ОДНОЙ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ В ДРУГУЮ
.............................................23
П
РЯМОЙ
,
ОБРАТНЫЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КОДЫ ЧИСЕЛ
....................................................25
С
ЛОЖЕНИЕ ЧИСЕЛ В ПРЯМОМ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ КОДЕ
...................................................26
В
АРИАНТЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В
ПК...............................................................28
ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ ...............29
О
СНОВЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ
...................................................................................................29
П
РОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ЭВМ .....................................................................................30
Структура и виды команд в ЭВМ ................................................................................30
Состав машинных команд.............................................................................................31
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭВМ И АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫХ ПК..........................................................................................................32
С
ТРУКТУРНАЯ СХЕМА
ЭВМ.................................................................................................32
П
РОЦЕССОР
...........................................................................................................................32
С
ИСТЕМНАЯ ШИНА
...............................................................................................................32
В
ИДЫ ПАМЯТИ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
. ................................................33
Регистровая память ....................................................................................................33
КЭШ-память................................................................................................................33
Оперативное запоминающее устройство .................................................................33
Постоянное запоминающее устройство ...................................................................34
В
НЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
..........................................................................34
У
СТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ
.....................................................................................35
У
СТРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ
..................................................................................35
С
РЕДСТВА МУЛЬТИМЕДИЯ
....................................................................................................35

4
П
РЕРЫВАНИЯ
........................................................................................................................36
П
РИНЦИП ОТКРЫТОСТИ АРХИТЕКТУРЫ
................................................................................36
Ф
УНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПК .........................................................................37
Р
ЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ
ПК..........................................................................................39
ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ И ИХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ..........40
О
СНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
...........................................................................................................40
А
ЛГОРИТМ И ЕГО СВОЙСТВА
................................................................................................42
Ф
ОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМА
.................................................................................42
П
РОГРАММИРОВАНИЕ
..........................................................................................................44
К
АТЕГОРИИ СПЕЦИАЛИСТОВ
,
ЗАНЯТЫХ РАЗРАБОТКОЙ И ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ПРОГРАММ
.....45
Х
АРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА
...................................................................46
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ .............................................46
К
ЛАССЫ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ
..................................................................................46
С
ИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
.........................................................................49
Структура системного программного обеспечения..................................................49
Базовое программное обеспечение................................................................................50
Понятие операционной системы...............................................................................50
Операционные оболочки ...........................................................................................51
Ключевые особенности ОС Windows .......................................................................51
Сетевые операционные системы...............................................................................53
Сервисное программное обеспечение ...........................................................................53
Вирусы и антивирусные программы ............................................................................54
Минимальный состав системного программного обеспечения современных
персональных компьютеров ..........................................................................................55
И
НСТРУМЕНТАРИЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
.....................................................55
Состав и назначение инструментария технологии программирования..................55
Средства для создания приложений ............................................................................56
Языки программирования..........................................................................................56
Языки высокого уровня .............................................................................................57
Системы программирования .....................................................................................58
Интегрированные среды ............................................................................................58
CASE-технология создания информационных систем...............................................59
П
АКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ
......................................................................................60
Проблемно-ориентированные ППП .............................................................................60
ППП автоматизированного проектирования ............................................................61
ППП общего назначения ................................................................................................61
Системы управления базами данных........................................................................61
Текстовые процессоры..............................................................................................62
Табличные процессоры..............................................................................................62
Графические редакторы .............................................................................................63
Средства презентационной графики.........................................................................63
Интегрированные пакеты ..........................................................................................64
Методо-ориентированные ППП ..................................................................................64
Офисные ППП.................................................................................................................64
Настольные издательские системы............................................................................65
Программные средства мультимедиа .........................................................................65
Виртуальная реальность ............................................................................................65
Системы искусственного интеллекта ........................................................................66
Искусственный интеллект (ИИ)................................................................................66
Экспертные системы (ЭС) .........................................................................................66
Браузеры ..........................................................................................................................67

5
ФАЙЛЫ И КАТАЛОГИ......................................................................................................68
П
ОНЯТИЕ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ
...........................................................................................68
Понятие файла ...............................................................................................................68
Имена файлов..................................................................................................................69
Длинные имена файлов в Windows 95 и других операционных системах. ...............70
Способы обращения к группе файлов. ..........................................................................71
К
АТАЛОГИ И ПАПКИ
.............................................................................................................71
Дерево каталогов............................................................................................................72
Указание пути к файлу ..................................................................................................73
Полное имя файла...........................................................................................................73
СТРУКТУРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ MS-DOS.............................................75
М
ОДУЛИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
MS-DOS...................................................................75
Функции и назначение модулей системы .....................................................................75
Р
АЗМЕЩЕНИЕ
MS-DOS
НА ДИСКЕ
.......................................................................................77
О КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ .......................................................................................78
Л
ОКАЛЬНАЯ СЕТЬ
..................................................................................................................78
Оборудование для локальной сети................................................................................78
Р
АСПРЕДЕЛЕННЫЕ СЕТИ
.......................................................................................................78
В
СЕМИРНАЯ СЕТЬ
I
NTERNET
.................................................................................................79
Система адресации в Internet........................................................................................79
Способы организации передачи информации ..............................................................80
Возможности WWW ......................................................................................................81
Поиск информации в WWW............................................................................................82
HTML
-
ЯЗЫК ДЛЯ СОЗДАНИЯ
W
EB
-
ДОКУМЕНТОВ
..............................................................82
К
ОРПОРАТИВНЫЕ СЕТИ
........................................................................................................82
С
СЫЛКИ НА РЕСУРСЫ В
И
НТЕРНЕТ
.......................................................................................83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .............................................................................84

6
Понятие и роль информатизации в развитии общества
Введение
Современный период развития цивилизации характеризуется переходом человечества от индустриального общества к информационному обществу. Основным перерабатываемым «сырьем» становится информация. Труд современников делается в меньшей степени физическим и в большей степени интеллектуальным. В наиболее развитых странах производство информации и разработка информационных технологий стало одной из самых прибыльных и стремительно растущих отраслей.
Информационные технологии – это совокупность методов и средств сбора, об- работки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
Телекоммуникации – дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.
Новые
информационные
технологии – информационные технологии, использующие персональные компьютеры и телекоммуникационные средства.
Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объема человеческих знаний, который порой называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний получил заметное ускорение. Так общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. — каждые 10 лет, а к 1970 г. — каждые 5 лет, к
1990 г. — ежегодно.
Колоссальный объем информации передается по глобальной сети Интернет, которая связывает страны, расположенные на разных континентах. Количество пользователей
Интернет в ноябре 1998 года превысило 150 миллионов человек, в сентябре 1999 года –
201 млн., а в марте 2000 года – 300 млн. По регионам мира число пользователей распределилось так (в миллионах человек): Африка — 0,8, Азиатско-Тихоокеанский ре- гион — 24,33, Европа — 32,76, Средний Восток — 0,78, Канада и США — 87, Южная
Америка — 4,5.
В мире накоплен громадный объем информации, но люди не в состоянии в полном объеме воспользоваться этим благом в силу ограниченности своих психофизических возможностей и неумения применять новые информационные технологии обработки информации. Самыми мощными усилителями интеллектуальных способностей человека за всю историю развития цивилизации становятся компьютер и глобальные сети, объединяющие множество компьютеров.
Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности послужило началом нового эволюционного процесса, называемого информатизацией в развитии человеческого общества, находящегося на этапе индустриального развития.

7
определением, которое приведено в этом законе. Тем более нельзя не учитывать тот факт, что юридическое толкование во всех случаях является для пользователя информации опорой при защите его прав.
Информационные ресурсы - отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах).
Надо понимать, что документы и массивы информации, о которых говорится в этом законе, не существуют сами по себе. В них в разных формах представлены знания, которыми обладали люди, создавшие их.
Таким образом, информационные ресурсы - это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе.
Информационные ресурсы страны, региона, организации должны рассматриваться как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости запасам сырья, энергии, ископаемых и прочим ресурсам.
Понятие информационной культуры
Уделим внимание еще одному моменту, связанному с информатизацией общества.
Необходимо подготовить человека к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации, овладению им современными средствами и технологией работы. Кроме того, новые условия работы порождают зависимость информированности одного человека от информации, приобретенной другими людьми. Поэтому недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, а надо научиться такой технологии работы с информацией, когда подготавливаются и принимаются решения на основе коллективного знания. Это говорит о том, что человек должен иметь определенный уровень культуры по обращению с информацией. Для отражения этого факта был введен термин информационная культура.
Информационная культура - умение целенаправленно работать с информацией и использовать ее для получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.
Информационная культура проявляется в следующих аспектах:
• в конкретных навыках по использованию технических устройств (от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей);
• в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;
• в умении извлекать информацию из различных источников: как из периодической печати, так и из электронных коммуникаций, представлять ее в понятном виде и уметь ее эффективно использовать;
• во владении основами аналитической переработки информации;
• в умении работать с различной информацией;
• в знании особенностей информационных потоков в своей области деятельности.
Информационная культура вбирает в себя знания из тех наук, которые способствуют ее развитию и приспособлению к конкретному виду деятельности. В первую очередь это - информатика, кибернетика, теория информации, математика, теория проектирования баз данных и ряд других дисциплин.
Внедрение новых информационных технологий во все сферы современной жизни привело к тому, что умение работать на компьютере является необходимым атрибутом профессиональной деятельности любого специалиста и во многом определяет уровень его востребованности в обществе.