Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Информатика / Конспекты / Конспект лекций по информатике и ИКТ

Конспект лекций по информатике и ИКТ


  • Информатика

Поделитесь материалом с коллегами:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное агентство по образованию

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ











Конспект лекций

по дисциплине «Информатика и ИКТ»



Учебное пособие

для студентов гуманитарного профиля

СПО КБГУ специальностей








НАЛЬЧИК 2016



УДК 002(075.8)

ББК 32.81я73

И11



Хаупшева Марина Хусеновна - преподаватель кафедры математических и естественнонаучных дисциплин колледжа информационных технологий и экономики ИИЭиКТ КБГУ.





Учебное пособие предназначено студентам 1 курса для изучения информатики и информационно-коммуникационных технологий на отделении общей профессиональной подготовки СПО КБГУ для специальностей гуманитарного профиля. Систематизирует представления студентов об информатике как науке, содержит сведения для становления базовых понятий по данной дисциплине. Предоставляет студентам знания по информатике, необходимых для изучения других общеобразовательных предметов и специальных дисциплин профессионального цикла, в практической деятельности и повседневной жизни.



Кабардино-Балкарский государственный университет, 2016



Предисловие

Информатика в настоящее время одна из фундаментальных областей научного знания. Она изучает информацию и информационные взаимодействия в технике, природе и обществе и имеет бурно развивающиеся практические приложения и постоянно расширяющуюся сферу применения.

Революционные изменения глобального масштаба, вызываемые современными информационными технологиями, обусловили необходимость включения информатики в образовательные программы различного уровня.

Широкое использование информационных технологий во всех сферах человеческой деятельности является одним из основных признаков цивилизованного общества. Трудно представить себе современного специалиста, не владеющего основными навыками работы с компьютером. Информатика заняла свое достойное место среди базовых дисциплин и стала неотъемлемой компонентой учебных планов всех без исключения специальностей СПО КБГУ. Уникальность этой науки обусловлена и еще одним очень важным обстоятельством. В настоящее время информационные технологии проникли практически во все общенаучные и специальные дисциплины, стали привычным инструментарием как в учебной, научной, так и практической деятельности. Авторы не стремятся к детальному и исчерпывающему изложению технических характеристик и возможностей всех аппаратных средств и программных продуктов. Содержание пособия соответствует основным положениям государственных образовательных стандартов по информатике. Это позволяет использовать ее в качестве основного методического пособия по этой дисциплине студентам специальностей гуманитарного профиля. Содержание пособия — это, в основном, теоретический материал по всем разделам изучаемой дисциплины СПО КБГУ.


Содержание

Раздел 1


Тема № 1.1. Роль информационной деятельности в современном обществе: экономической, социальной, культурной, образовательной сферах. Влияние информационных технологий на характер труда и требований к профессиональным знаниям и навыкам.

6

Тема 1.2. Информационные революции. Основные черты информационного общества. Развитие и массовое использование информационных и коммуникационных технологий. Свобода доступа к информации и свобода ее распространения.

10

Тема 1.3. Правовые нормы информационной деятельности. Лицензионные, условно бесплатные и бесплатные программы. Защита информации.

21

Раздел 2. Информация и информационные процессы.


Тема 2.1. Информация и информационные процессы.

28

Тема 2.2. Арифметические основы работы компьютера.

Тема 2.2.1. Представление информации в компьютере. Системы счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления. Перевод чисел из 10-ой системы счисления в другие системы счисления.


34

Тема 2.2.2. Перевод чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную. Использование триад и тетрад.

40

Тема 2.2.3. Арифметические операции в различных системах счисления.

43

Тема 2.3. Логические основы компьютера. Функциональные схемы логических устройств.

Тема 2.3.1. Логическое высказывание. Высказывательная форма. Простые и составные логические выражения.



46

Тема 2.3.2. Построение таблиц истинности сложных высказываний. Логические формулы. Основные логические законы.

50


Раздел 3. Информационно-коммуникационные технологии.


Тема 3.1. Архитектура компьютера.

Тема 3.1.1 Базовая аппаратная конфигурация компьютера


53

Тема: 3.1.2. Основные компоненты компьютера.

56

Тема 3.2 Программное обеспечение компьютера.

Тема 3.2.1. Понятие программного обеспечения. Виды программного обеспечения.


60

Тема 3.2.2. Файл как единица хранения информации на компьютере.

64

Литература

68





Раздел I

Тема № 1.1. Роль информационной деятельности в современном обществе: экономической, социальной, культурной, образовательной сферах. Влияние информационных технологий на характер труда и требований к профессиональным знаниям и навыкам.

План конспекта:

1.1 Что такое информатика?

1.2. Что такое информация? Виды информации.

1.3.Что такое информатизация общества и информационные ресурсы.

1.4. Информационная культура человека.

1.1 Что такое информатика?

Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика". [1]

Широко распространён также англоязычный вариант этого термина - "Сomputer science", что означает буквально "компьютерная наука".

Информатика - это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности. [22]

Информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее. [22]

Российский академик А.А. Дородницин выделяет в информатике три неразрывно и существенно связанные части — технические средства, программные и алгоритмические.

Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия".

Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально — "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.

Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain — интеллект).

Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика[23]. С ней связан этап в области накопления, передачи и обработки информации. Он коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни.

Средства информатики и вычислительной техники определяют научно-технический потенциал страны, ее уровень развития, образ жизни. В информационном обществе главный ресурс - информация.

1.2. Что такое информация? Виды информации.

Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение. [22]

Информация — это связанные между собой сведения, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира.[22]

Люди обмениваются информацией в форме сообщений. Сообщение — это форма представления информации в виде речи, текстов, жестов, взглядов, изображений, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п. [23]

Информация может существовать в виде:

  1. текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

  2. световых или звуковых сигналов; радиоволн;

  3. электрических и нервных импульсов;

  4. магнитных записей;

  5. жестов и мимики;

  6. запахов и вкусовых ощущений;

  7. хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами [23].

Информацию можно: создавать, передавать, воспринимать, использовать, запоминать, принимать, копировать, формализовать, распространять, преобразовывать, комбинировать, обрабатывать, делить на части, упрощать, собирать, хранить, искать, измерять, разрушать и др.

Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами[23].

Деятельность человека связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации называют информационной деятельностью [24].

Свойства информации:

  1. достоверность;

  2. полнота;

  3. ценность;

  4. своевременность;

  5. понятность;

  6. доступность;

  7. краткость и др.[23]

1.3.Что такое информатизация общества и информационные ресурсы

Информационные ресурсы - это идеи человечества и указания по реализации этих идей, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство (книги, статьи, научно-исследовательская документация).[22]

Информационные технологии - совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации. Сейчас под информационными технологиями понимают использование персонального компьютера для обработки информации.[22]

Цель информатизации - улучшение качества жизни людей за счет увеличения производительности и облегчения условий их труда.[22]

Информатизация - сложный социальный процесс, связанный с изменением в образе жизни населения (включая ликвидацию компьютерной неграмотности). В ходе информатизации решаются задачи изменения подходов к производству, модернизируется уклад жизни, система ценностей. Особую ценность обретает свободное время, воспроизводятся и потребляются интеллект, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда.[22]

1.4. Информационная культура человека.

Человек обладает информационной культурой, если:

  • имеет представление об информации и информационных процессах, устройстве компьютера и его программном обеспечении;

  • умеет использовать информационное моделирование при решении задач с помощью компьютера;

  • умеет с достаточной скоростью вводить информацию с клавиатуры и работать с графическим интерфейсом программ с помощью мыши;

  • умеет создавать и редактировать документы, в том числе мультимедийные презентации;

  • умеет обрабатывать числовую информацию с помощью электронных таблиц;

  • умеет использовать базы данных для хранения и поиска информации;

  • умеет использовать информационные ресурсы компьютерной сети;

  • знает и не нарушает законы об авторских правах на компьютерные программы;

  • соблюдает этические нормы при публикации информации в Интернете и в процессе общения с помощью Интернета. [24]

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что означает термин "информатика" и каково его происхождение?

2. Какие сферы человеческой деятельности и в какой степени затрагивает информатика?

3. Назовите основные составные части информатики?

4. Что подразумевается под понятием "информация"?

5. Какие типы действий выполняет человек с информацией?



Тема 1.2. Информационные революции. Основные черты информационного общества. Развитие и массовое использование информационных и коммуникационных технологий. Свобода доступа к информации и свобода ее распространения.

План конспекта:

    1. Информационные революции. 1-ая информационная революция.

    2. Информационные революции. 2-ая информационная революция.

    3. Информационные революции. 3-ая информационная революция.

    4. Информационные революции. 4-ая информационная революция.

    5. Информационное общество. Основные черты информационного общества.

1.1. Информационные революции. 1-ая информационная революция.

В истории развития общества произошло насколько информационных революций, то есть преобразовании общественных отношений из-за кардиального изменения в сфере обработки информации. Следствие подобных преобразований являлось приобретение обществом нового качества.

Первая информационная революция связана с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному и количественному скачку. Появилась возможность передачи знаний от поколения к поколениям.

Письменность появилась примерно к 3300 г. до н.э. в Шумере, к 3000 г. до н.э. в Египте, к 2000 г. до н.э. в Китае. Почти во всех регионах этот процесс шел по одной схеме: рисунок - пиктограмма - иероглиф – алфавит.

Этапы формирования письменности

Современная письменность прошла достаточно длительный период становления. Можно выделить следующие этапы её формирования:

1. предметное письмо;

2. пиктографическое письмо;

3. иероглифическое письмо;

4. слоговое письмо;

5. алфавитное письмо.

1.2. Информационные революции. 2-ая информационная революция.

Вторая информационная революция вызвана изобретением книгопечатания, которое радикально изменило общество и ее культуру.

Книгопечатание было изобретено дважды: в Китае и в средневековой Европе (середина XVI в.). В Китае книгопечатание изобретено, по одним данным (Julien, «Documents sur I'art d'imprimerie»), в 581 г. н. э., а по другим - между 836 и 893 гг. Первым, точно датированным печатным текстом. является китайская ксилографическая копия буддийской Алмазной сутры, изданная в 868 году.

1.3. Информационные революции. 3-ая информационная революция.

Третья информационная революция (конец XIX в.) обусловлена изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.

Телеграф

Первый электромагнитный телеграф создал российский учёный Павел Львович Шиллинг в 1832 году. Публичная демонстрация работы аппарата состоялась на квартире Шиллинга 21 октября 1832 года. Павел Шиллинг также разработал оригинальный код, в котором каждой букве алфавита соответствовала определённая комбинация символов, которая могла проявляться черными и белыми кружками на телеграфном аппарате. Впоследствии электромагнитный телеграф был построен в Германии - Карлом Гауссом и Вильгельмом Вебером (1833), в Великобритании - Куком и Уитстоном (1837), а в США электромагнитный телеграф запатентован С. Морзе в 1837 году. Телеграфные аппараты Шиллинга, Гаусса-Вебера, Кука-Уитстона относятся к электромагнитным аппаратам стрелочного типа, в то время как аппарат Морзе являлся электромеханическим. Большой заслугой Морзе является изобретение телеграфного кода, где буквы алфавита были представлены комбинацией точек и тире (код Морзе). Коммерческая эксплуатация электрического телеграфа впервые была начата в Лондоне в 1837 году. В России работы П. Л. Шиллинга продолжил Б. С. Якоби, построивший в 1839 году пишущий телеграфный аппарат, а позднее, в 1850 году, буквопечатающий телеграфный аппарат.

Телефон

18491854 гг. Шарлем Бурселем, инженером-механиком и вице-инспектором парижского телеграфа, разработана идея телефонирования. Первый принцип действия телефона Ш. Бурсель изложил в своей диссертации в 1854 году, но до практического осуществления телефонной связи он не дошёл. Ш. Бурсель был также первым, кто употребил слово «телефон».

В I860 году в США иммигрант итальянского происхождения Антонио Меуччи продемонстрировал устройство, которое могло передавать звуки по проводам, и названное им Telectrophon. Меуччи подал заявку на патент своего изобретения в 1871 году.

В 1861 году немецкий физик и изобретатель Иоганн Филипп Рейс продемонстрировал другое устройство, которое также могло передавать музыкальные тона и человеческую речь по проводам. Аппарат имел микрофон оригинальной конструкции, источник питания (гальваническую батарею) и динамик. Сам Рейс назвал сконструированное им устройство Telephon.

Телефон, запатентованный в США 1876 году, Александром Беллом, назывался «говорящий телеграф». Трубка Белла служила по очереди и для передачи, и для приёма человеческой речи. В телефоне А. Белла не было звонка, позже он был изобретён коллегой А. Белла Т. Ватсоном (1878 год). Вызов абонента производился через трубку при помощи свистка. Дальность действия этой линии не превышала 500 метров.

Первый коммерческий телефонный разговор между Нью-Йорком и Лондоном произошёл 7 января 1927 по трансатлантическому телефонному кабелю.

Радио

Создателем первой успешной системы обмена информацией с помощью радиоволн (радиотелеграфии) считается итальянский инженер Гулъермо Маркони (1895). Однако у Маркони, как и у большинства авторов крупных изобретений, были предшественники. В советском союзе, а следовательно и в России изобретателем радиотелеграфии считают А. С. Попова, создавший в 1895 г., месяцем позднее Маркони чувствительный и надёжно работавший радиоприёмник, пригодный для радиосвязи. В первых опытах по радиосвязи, проведённых в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, приёмник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м. В США таковым считается Никола Тесла, запатентовавший в 1893 году радиопередатчик, а в 1895 г. приёмник; его приоритет перед Маркони был признан в судебном порядке в 1943 году. Во Франции изобретателем беспроволочной телеграфии долгое время считался создатель когерера (трубки Бранли) (1890) Эдуард Бранли.. В Индии радиопередачу в миллиметровом диапазоне в ноябре 1894 года демонстрирует сэр Джагадиш Чандра Боше. В Англии, в 1894 году первым демонстрирует радиопередачу и радиоприём на расстояние 40 метров изобретатель когерера (трубка Бранли со встряхивателем) Оливер Джозеф Лодж. Первым же изобретателем способов передачи и приёма электромагнитных волн (которые длительное время назывались «Волнами Герца Hertzian Waves»), является сам их первооткрыватель, немецкий учёный Генрих Герц (1888).

1.4. Информационные революции. 4-ая информационная революция.

Четвертая информационная революция (70-е XX в.) связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютерные сети, системы передачи данных. Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:

    1. переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;

    2. миниатюризация всех узлов, устройств, приборов и машин;

    3. создание программно-управляемых устройств и процессов.

Поколения ЭВМ [1]:

Первое поколение (начало 50-х гг.).

Элементная база – электрические лампы и реле. ЭВМ имели большие габариты, потребляли большое количество электроэнергии, малое быстродействие, низкая надежность. Набор команд был небольшой, для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты и печатающие устройства. Программы для этих машин писались на языке конкретной машины, программировали в кодах.

Несмотря на ограниченность возможностей, эти машины позволили выполнить сложнейшие расчеты, необходимые для прогнозирования погоды, решения задач атомной энергетики и т.д. Отечественные машины 1-го поколения: МЭСМ, БЭСМ, Стрела, Урал, М-20.[23]

Второе поколение (конец 50-х гг.).

Элементная база – электрические лампы и полупроводниковые элементы. В результате улучшились все технические характеристики. Их ОП была построена на магнитных сердечниках. Для ввода-вывода использовались устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски. Для программирования используются алгоритмические языки. ЭВМ 2-го поколения была свойственна программная не совместимость, которая затрудняла организацию сетей.[23]

Третье поколение (начало 60-х гг.).

Элементная база - интегральные схемы, многослойные печатный монтаж плат. Резко уменьшились габариты ЭВМ, повысилось их надежность, увеличилось производительность. Это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. Доступ осуществляется с удаленных терминалов. Имеют развитую О.С., обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременно выполняя несколько программ. Многие задачи на себя стала брать О.С.

Четвертое поколение (середина 70-х гг.).

Элементная база - микропроцессоры, большие интегральные схемы (БИС). В результате улучшились технические характеристики. Начался массовый выпуск персональных компьютеров. Направление развития: мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью, создание дешевых мироко-ЭВМ.

Пятое поколение (середина 80-х гг.)

Внедрение во все сферы компьютеров и их объедение в сети. Используется распределенная обработка данных. Началась разработка интеллектуальных компьютеров, но пока нет существенного успеха.

1.5. Информационное общество. Основные черты информационного общества.

Информационное общество - общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенное высшей ее формы - знаний.

В информационном обществе процесс компьютеризации даст людям доступ к надежным источникам информации, избавит их от рутинной работы, обеспечить высокий уровень автоматизации обработки информации в производственной и социальной сферах. Движущей силой развития общества должно стать производство информационного, а не материального продукта. Материальный же продукт станет более информационное емким, что означает увеличение доли инноваций, дизайна и маркетинга в его стоимости.

В информационном обществе изменятся не только производства, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастет значимость культурного досуга по отношению к материальным ценностям. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено производство и потребление товаров, в информационном обществе производятся и потребляются интеллект, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания.

Материальной и технической базой информационного общества станут различного рода системы на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, информационной технологии, телекоммуникационной связи.

Информатизация общества - организационный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объедений на основе формирования и использования информационных ресурсов.[22]

Домашнее задание: выучить конспект лекции. Подготовить рефераты по темам:

  1. Проблемы информации в современной науке.

  2. Информационная культура в современном обществе

  3. История развития средств вычислительной техники. Появление IBM PC.

  4. Сферы применения компьютерной техники в различных областях человеческой деятельности.

  5. Анализ современного общества различных стран по характеристикам формационного общества. Истоки и предпосылки информатики.



Вопросы для самоконтроля:

  1. Какова роль первой информационной революции в развитии общества?

  2. Какова роль второй информационной революции в развитии общества?

  3. Какова роль третьей информационной революции в развитии общества?

  4. Какова роль четвертой информационной революции в развитии общества?

  5. Сколько поколений ЭВМ вы знаете? Дайте их краткую характеристику.

  6. Что подразумевается под понятием «информатизация общества»?



Тема 1.3. Правовые нормы информационной деятельности. Лицензионные, условно бесплатные и бесплатные программы .Защита информации.

План конспекта:

    1. Правовые нормы информационной деятельности.

    2. Лицензионные, условно бесплатные и бесплатные программы

    3. Электронная подпись.

    4. Защита информации.


1.1. Правовая охрана информации

Правовая охрана программ для ЭВМ и баз данных впервые в полном объеме введена в Российской Федерации Законом РФ «О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных», который вступил в силу в 1992 году.

Предоставляемая настоящим законом правовая охрана распространяется на все виды программ для ЭВМ (в том числе на операционные системы и программные комплексы), которые могут быть выражены на любом языке и в любой форме, включая исходный текст на языке программирования и машинный код. Однако правовая охрана не распространяется на идеи и принципы, лежащие в основе программы для ЭВМ, в том числе на идеи и принципы организации интерфейса и алгоритма.

Для признания и осуществления авторского права на программы для ЭВМ не требуется ее регистрация в какой-либо организации. Авторское право на программы для ЭВМ возникает автоматически при их создании.

Для оповещения о своих правах разработчик программы может, начиная с первого выпуска в свет программы, использовать знак охраны авторского права, состоящий из трех элементов:

  • буквы С в окружности или круглых скобках ©;

  • наименования (имени) правообладателя;

  • года первого выпуска программы в свет.

Например, знак охраны авторских прав на текстовый редактор Word выглядит следующим образом: © Корпорация Microsoft, 1993-1997.

Автору программы принадлежит исключительное право осуществлять воспроизведение и распространение программы любыми способами, а также модификацию программы. Организация или пользователь, правомерно владеющий экземпляром программы (купивший лицензию на ее использование), вправе без получения дополнительного разрешения разработчика осуществлять любые действия, связанные с функционированием программы, в том числе ее запись и хранение в памяти ЭВМ. Запись и хранение в памяти ЭВМ допускаются в отношении одной ЭВМ или одного пользователя в сети, если другое не предусмотрено договором с разработчиком.[25]

Необходимо знать и выполнять существующие законы, запрещающие нелегальное копирование и использование лицензионного программного обеспечения. В отношении организаций или пользователей, которые нарушают авторские права, разработчик может потребовать возмещения причиненных убытков и выплаты нарушителем компенсации в определяемой по усмотрению суда сумме от 5000-кратного до 50 000-кратного размера минимальной месячной оплаты труда. [25]

1.2. Лицензионные, условно бесплатные и бесплатные программы.

Программы по их юридическому статусу можно разделить на три большие группы: лицензионные, условно бесплатные (shareware) и свободно распространяемые программы (freeware).

Дистрибутивы лицензионных программ (дискеты или диски CD-ROM, с которых производится установка программ на компьютеры пользователей) распространяются разработчиками на основании договоров с пользователями на платной основе, проще говоря, лицензионные программы продаются. Довольно часто разработчики предоставляют существенные скидки при покупке лицензий на использование программы на большом количестве компьютеров или на использование программы в учебных заведениях. В соответствии с лицензионным соглашением разработчики программы гарантируют ее нормальное функционирование в определенной операционной системе и несут за это ответственность.

Некоторые фирмы - разработчики программного обеспечения предлагают пользователям условно бесплатные программы в целях их рекламы и продвижения на рынок. Пользователю предоставляется версия программы с ограниченным сроком действия (после истечения указанного срока программа перестает работать, если за нее не произведена оплата) или версия программы с ограниченными функциональными возможностями (в случае оплаты пользователю сообщается код, включающий все функции).

Многие производители программного обеспечения и компьютерного оборудования заинтересованы в широком бесплатном распространении программного обеспечения. К таким программным средствам можно отнести следующие:

  • новые недоработанные (бета) версии программных продуктов (это позволяет провести их широкое тестирование);

  • программные продукты, являющиеся частью принципиально новых технологий (это позволяет завоевать рынок);

  • дополнения к ранее выпущенным программам, исправляющие найденные ошибки или расширяющие возможности;

  • устаревшие версии программ;

  • драйверы к новым устройствам или улучшенные драйверы к уже существующим. [25]

1.3. Электронная подпись.

В 2002 году был принят Закон РФ «Об электронно-цифровой подписи», который стал законодательной основой электронного документооборота в России. По этому закону электронная цифровая подпись в электронном документе признается юридически равнозначной подписи в документе на бумажном носителе.

При регистрации электронно-цифровой подписи в специализированных центрах корреспондент получает два ключа: секретный и открытый. Секретный ключ хранится на дискете или смарт-карте и должен быть известен только самому корреспонденту. Открытый ключ должен быть у всех потенциальных получателей документов и обычно рассылается по электронной почте.

Процесс электронного подписания документа состоит в обработке с помощью секретного ключа текста сообщения. Далее зашифрованное сообщение посылается по электронной почте абоненту. Для проверки подлинности сообщения и электронной подписи абонент использует открытый ключ. [24]

    1. Защита информации.

1. Защита доступа к компьютеру.

Для предотвращения несанкционированного доступа к данным, хранящимся на компьютере, используются пароли. Компьютер разрешает доступ к своим ресурсам только тем пользователям, которые зарегистрированы и ввели правильный пароль. Каждому конкретному пользователю может быть разрешен доступ только к определенным информационным ресурсам. При этом может производиться регистрация всех попыток несанкционированного доступа.

Защита пользовательских настроек имеется в операционной системе Windows (при загрузке системы пользователь должен ввести свой пароль), однако такая защита легко преодолима, так как пользователь может отказаться от введения пароля. Вход по паролю может быть установлен в программе BIOS Setup, компьютер не начнет загрузку операционной системы, если не введен правильный пароль. Преодолеть такую защиту нелегко, более того, возникнут серьезные проблемы доступа к данным, если пользователь забудет этот пароль.

В настоящее время для защиты от несанкционированного доступа к информации все более часто используются биометрические системы авторизации и идентификации пользователей. Используемые в этих системах характеристики являются неотъемлемыми качествами личности человека и поэтому не могут быть утерянными и подделанными. К биометрическим системам защиты информации относятся системы распознавания речи, системы идентификации по отпечаткам пальцев, а также системы идентификации по радужной оболочке глаза.

2. Защита программ от нелегального копирования и использования.

Компьютерные пираты, нелегально тиражируя программное обеспечение, обесценивают труд программистов, делают разработку программ экономически невыгодным бизнесом. Кроме того, компьютерные пираты нередко предлагают пользователям недоработанные программы, программы с ошибками или их демоверсии.

Для того чтобы программное обеспечение компьютера могло функционировать, оно должно быть установлено (инсталлировано). Программное обеспечение распространяется фирмами-производителями в форме дистрибутивов на CD-ROM. Каждый дистрибутив имеет свой серийный номер, что препятствует незаконному копированию и установке программ.

Для предотвращения нелегального копирования программ и данных, хранящихся на CD-ROM, может использоваться специальная защита. На CD-ROM может быть размещен закодированный программный ключ, который теряется при копировании и без которого программа не может быть установлена.

Защита от нелегального использования программ может быть реализована с помощью аппаратного ключа, который присоединяется обычно к параллельному порту компьютера. Защищаемая программа обращается к параллельному порту и запрашивает секретный код; если аппаратный ключ к компьютеру не присоединен, то защищаемая программа определяет ситуацию нарушения защиты и прекращает свое выполнение.

3. Защита данных на дисках.

Каждый диск, папка и файл локального компьютера, а также компьютера, подключенного к локальной сети, может быть защищен от несанкционированного доступа. Для них могут быть установлены определенные права доступа (полный, только чтение, по паролю), причем права могут быть различными для различных пользователей.

Для обеспечения большей надежности хранения данных на жестких дисках используются RAID-массивы (Redantant Arrays of Independent Disks — избыточный массив независимых дисков). Несколько жестких дисков подключаются к специальному RAID-контроллеру, который рассматривает их как единый логический носитель информации. При записи информации она дублируется и сохраняется на нескольких дисках одновременно, поэтому при выходе из строя одного из дисков данные не теряются.

4. Защита информации в Интернете.

Если компьютер подключен к Интернету, то в принципе любой пользователь, также подключенный к Интернету, может получить доступ к информационным ресурсам этого компьютера. Если сервер имеет соединение с Интернетом и одновременно служит сервером локальной сети (Интранет-сервером), то возможно несанкционированное проникновение из Интернета в локальную сеть.

Механизмы проникновения из Интернета на локальный компьютер и в локальную сеть могут быть разными:

  • загружаемые в браузер Web-страницы могут содержать активные элементы ActiveX или Java-апплеты, способные выполнять деструктивные действия на локальном компьютере;

  • некоторые Web-серверы размещают на локальном компьютере текстовые файлы cookie, используя которые можно получить конфиденциальную информацию о пользователе локального компьютера;

  • с помощью специальных утилит можно получить доступ к дискам и файлам локального компьютера и др.

Для того чтобы этого не происходило, устанавливается программный или аппаратный барьер между Интернетом и Интранетом с помощью брандмауэра (firewall — межсетевой экран). Брандмауэр отслеживает передачу данных между сетями, осуществляет контроль текущих соединений, выявляет подозрительные действия и тем самым предотвращает несанкционированный доступ из Интернета в локальную сеть.[24]

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Когда введен закон РФ «о правовой охране программ для ЭВМ и БД»?

  2. Что требуется для установления авторских прав?

  3. На какие группы делят программы по их юридическому статусу? Дайте их краткую характеристику.

  4. Что такое электронная подпись?

  5. Как осуществляется защита доступа к компьютеру?

  6. Как осуществляется защита программ от нелегального копирования?

  7. Как осуществляется защита данных на дисках?



Раздел 2. Информация и информационные процессы.

Тема 2.1. Информация и информационные процессы.

План конспекта:

1.1. Как передается информация?

1.2. Что такое обработка информации?

1.3. Подходы к определению количества информации. Формулы Хартли и Шеннона.

1.1. Как передаётся информация?

Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.[23]

Пример:

Информация, которую мы получаем при чтении утренней газеты:

  1. Источник – автор статьи;

  2. Канал связи – газета;

  3. Приемник – читатель.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

1.2. Что такое обработка информации?

Обработка информации — получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов.

Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.

Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь, компьютер — универсальная машина для обработки информации. [23]

Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов. Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.[23]

1.3. Подходы к определению количества информации. Формулы Хартли и Шеннона.

В основе нашего мира лежат три составляющие – вещество, энергия, и информация. А как много в мире вещества, энергии и информации? Количество вещества можно определить путем взвешивания на весах, определить его длину с помощью линейки, найти его объем и тд. Количество энергии можно определить, например, найдя количество тепловой энергии в Дж, электроэнергии в кВТ/ч и тд. [8]

Информацию также можно измерять и находить ее количество. Количество информации зависит от ее содержания. Сообщение несет больше информации, если в нем содержатся новые и понятные сведения, такое сообщение называется информативным. Необходимо различать понятия информация и информативность.

Пример: учебник физики за 10 класс будет информативным для ученика 10 класса, т.к. в нем содержится новая и понятная ему информация, а для ученика 1 класса она информативной не будет, т.к. информация для него не понятна.

Вывод: количество информации зависит от информативности.

Количество информации в некотором сообщении равно нулю, если оно с точки зрения конкретного человека неинформативно. Количество информации в информативном сообщении больше нуля. Но информативность сообщения сама по себе не дает точного определения количества информации. По информативности можно судить только о том, много информации или мало. Рассмотрим понятие информативности с другой стороны. Если некоторое сообщение является информативным, то оно пополняет нас знаниями или уменьшает неопределенность наших знаний.

Пример: мы бросаем монету и пытаемся угадать, какой стороной она упадет на поверхность. Возможен один результат из двух: монета окажется в положении «орел» или «решка». Каждое из этих двух событий окажется равновероятным, т.е. ни одно из них не имеет преимущества перед другим. Перед броском монеты мы точно не знаем, как она упадет. Это событие предсказать невозможно, т.е. перед броском существует неопределенность нашего знания. После броска наступает полная определенность знания. Это сообщение уменьшает неопределенность нашего знания в два раза, т.к. из двух равновероятных событий произошло одно.

Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N. [1]

Формула Хартли: I = log2N

Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли можно вычислить, какое количество информации для этого требуется:

I = log2100 ≈ 6,644. Таким образом, сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единицы информации. [23]

Определим теперь, являются ли равновероятными сообщения "первой выйдет из дверей здания женщина" и "первым выйдет из дверей здания мужчина". Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.

Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе. [22]

Формула Шеннона: I = — ( p1log2 p1 + p2 log2 p2 + . . . + pN log2pN),

где I – количество информации, pi — вероятность отдельных событий, N – количество возможных событий.


Пример: В озере обитает 12500 окуней, 25000 пескарей, а карасей и щук по 6250. Сколько информации мы получим, когда поймаем какую-нибудь рыбу.[8]

Решение:

  1. Найдем общее количество рыб в озере: К= 12500+25000+2*6250=50000.

  2. Найдем вероятность попадания на удочку каждого вида рыб:

Р0=12500/50000=0,25

Рк=25000/50000=0,5

Рп=6250/50000=0,125

Рщ=6250/50000=0,125

  1. Найдем количество информации:

I= - (0,25 log20,25+0,5 log20,5+0,125 log20,125+0,125 log20,125)=1,75 бит.

Легко заметить, что если вероятности p1, ..., pN равны, то каждая из них равна 1/N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

Помимо двух рассмотренных подходов к определению количества информации, существуют и другие. Важно помнить, что любые теоретические результаты применимы лишь к определённому кругу случаев, очерченному первоначальными допущениями. [23]

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bitbinary digit — двоичная цифра).

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел"—"решка", "чет"—"нечет" и т.п.).

В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам [23]. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

  • 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,

  • 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,

  • 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.

  • 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,

  • 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.

За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации[32].

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Задачи для самостоятельного решения

1. Найти x, если задано соотношение:

а) 2x бит = 128 Мбайт

б) 32x-1Кбайт = 256 Мбайт

2. Сколько байт в последовательности битов из 256 бит?

3. На одной странице книги помещается 40 строк по 50 символов. Сколько байт нужно для записи 10 страниц? Сколько бит нужно?

4. Сколько различных символов в сообщениях (один символ -1 байт):

11100010000011111111000011100011

10111000000011111011000011100010

5. Лазерный диск (CD) вмещает 600 Мбайт. Сколько страниц учебника можно записать на 1 диск, если на 1 странице учебника можно записать 50 строк по 40 букв (символов) в строке? Сколько бит информации помещается на 1 странице этого учебника?

6. Найти x и y из систем:

а) б)

Вопросы для самоконтроля:

  1. Что необходимо добавить в систему "источник информации — приёмник информации", чтобы осуществлять передачу сообщений?

  2.  Почему количество информации в сообщении удобнее оценивать не по степени увеличения знания об объекте, а по степени уменьшения неопределённости наших знаний о нём?

  3.  Как определяется единица измерения количества информации?

  4.  В каких случаях и по какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении?

  5.  Почему в формуле Хартли за основание логарифма взято число 2?

  6.  При каком условии формула Шеннона переходит в формулу Хартли?

  7.  Что определяет термин "бит" в теории информации и в вычислительной технике?

Тема 2.2. Арифметические основы работы компьютера.

Тема 2.2.1. Представление информации в компьютере. Системы счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления. Перевод чисел из 10-ой системы счисления в другие системы счисления.

План конспекта:

1.1. Что такое система счисления? Позиционные и непозиционные системы счисления.

1.2. Как порождаются целые числа в позиционных системах счисления?

1.3. Как перевести целое число из десятичной системы в любую другую позиционную систему счисления?

1.4. Как перевести плавильную десятичную дробь в любую другую позиционную систему счисления?

1.1. Что такое система счисления? Позиционные и непозиционные системы счисления.

Цифры – это символы, участвующие в записи числа и составляющие некоторый алфавит.

Для того, чтобы записывать цифры, а из них составлять числа, нужно использовать какую – либо систему счисления.

Система счисления – это способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (чисел).

Системы счисления бывают: позиционные и непозиционные.

В непозиционной системе счисления вес каждой цифры не зависит от места ее расположения в записи числа. Пример: римская система счисления.

В позиционной системе счисления вес каждой цифры меняется в зависимости от того, где располагается эта цифра в записи числа. Пример: 10-я система счисления.

Любая позиционная система счисления характеризуется своим основанием.

Основание – количество знаков, используемых для записи чисел. За основание системы можно принять любое натуральное число — два, три, четыре и т.д. Следовательно, возможно бесчисленное множество позиционных систем: двоичная, троичная, четверичная и т.д.

Кроме десятичной широко используются системы с основанием, являющимся целой степенью числа 2, а именно:

  1. двоичная (используются цифры 0, 1);

  2. восьмеричная (используются цифры 0, 1, ..., 7);

  3. шестнадцатеричная (для первых целых чисел от нуля до девяти используются цифры 0, 1, ..., 9, а для следующих чисел — от десяти до пятнадцати — в качестве цифр используются символы A, B, C, D, E, F) [23].

С появлением информатики, вычислительной техники нашла свое применение 2-я система счисления. Компьютеры используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими системами:

  1. для ее реализации нужны технические устройства с двумя устойчивыми состояниями (есть ток — нет тока, намагничен — не намагничен и т.п.), а не, например, с десятью, — как в десятичной;

  2. представление информации посредством только двух состояний надежно и помехоустойчиво;

  3. возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации;

  4. двоичная арифметика намного проще десятичной [23].

Недостаток двоичной системы — быстрый рост числа разрядов, необходимых для записи чисел.

1.2. Как порождаются целые числа в позиционных системах счисления?

В каждой системе счисления цифры упорядочены в соответствии с их значениями: 1 больше 0, 2 больше 1 и т.д. Продвижением цифры называют замену её следующей по величине. Продвинуть цифру 1 значит заменить её на 2, продвинуть цифру 2 значит заменить её на 3 и т.д. Продвижение старшей цифры (например, цифры 9 в десятичной системе) означает замену её на 0. В двоичной системе, использующей только две цифры — 0 и 1, продвижение 0 означает замену его на 1, а продвижение 1 — замену её на 0.

Целые числа в любой системе счисления порождаются с помощью правила счета.

Правило счета: Для образования целого числа, следующего за любым данным целым числом, нужно продвинуть самую правую цифру числа; если какая-либо цифра после продвижения стала нулем, то нужно продвинуть цифру, стоящую слева от неё [23].

Применяя это правило, запишем первые десять целых чисел:

0

1

10

11

100

101

110

111

1000

1001

в троичной системе:

0

1

2

10

11

12

20

21

22

100

в пятеричной системе:

0

1

2

3

4

10

11

12

13

14

в восьмеричной системе:

0

1

2

3

4

5

6

7

10

11



1.3. Как перевести целое число из десятичной системы в любую другую позиционную систему счисления?

Правило перевода целых чисел из десятичной системы счисления в любую другую.

  1. Последовательно выполнять деление данного числа и получаемых целых частных на основание новой системы счисления до тех пор, пока не получиться частное, меньше делителя.

  2. Выписать полученные остатки, являющиеся цифрами числа в новой системе счисления, начиная с последнего остатка.[8]

Пример: Перевести число 89 из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную:

            Ответ: 8910 = 10110012 = 1318 = 5916.




1.4. Как перевести плавильную десятичную дробь в любую другую позиционную систему счисления?

  1. Последовательно умножаем данное число и получаем дробные части произведения на основание новой системы счисления до тех пор, пока дробная часть произведения не станет равна нулю или не будет достигнута требуемая точность представления числа.

  2. Составить дробную часть числа в новой системе счисления, начиная с целой части первого произведения. [8]

Пример. Перевести число 0,6562510 в восьмеричную систему счисления

0,

*

62625

8

5

*

25000

8

2

0000

Получаем: 0,6562510 = 0,528

Пример. Перевести число 0,6562510 в шестнадцатеричную систему счисления

0,

*

62625

16

10(А)

*

50000

16

8

00000

Получаем: 0,6562510 = 0,А816

Пример. Перевести число 0,910 в двоичную систему счисления:

0,

*

9

2

1

*

8

2

1

*

6

2

1

2

Этот процесс можно продолжать бесконечно. В этом случае деление продолжаем до тех пор, пока не получим нужную точность представления

Получаем: 0,910 = 0,11102 с точностью до семи знаков после запятой.

Правило перевода произвольных чисел.

Перевод произвольных чисел, т.е. содержащих целую и дробную часть, осуществляется в два этапа. Отдельно переводится целая часть, отдельно- дробная. В итоговой записи полученного числа целая часть отделяется от дробной запятой.

Домашнее задание: выучить конспект лекции. Подготовка рефератов и докладов:

  1. Сэмюэль Морзе

  2. Аль-Хорезми

  3. Алан Тьюринг

  4. Эмиль Пост

Решить задание. Перевести в 2-ю, 8-ю, 16-ю системы следующие числа:

  1. 43810; 16510;

  2. 0,610; 0,7510;

  3. 738,12510

Вопросы для самоконтроля:

  1. Какие системы счисления называют позиционными, а какие непозиционными?

  2. Какие системы счисления использует компьютер для внутримашинного представления чисел?

  3. Как переводятся целые (дробные) числа из десятичной системы счисления в другую систему? Привести примеры.



Тема 2.2.2. Перевод чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную. Использование триад и тетрад.

План конспекта:

1.1. Как перевести число из любой позиционной системы счисления в десятичную?

1.2. Перевод двоичных, восьмеричных и шестнадцатеричных чисел между собой

1.1. Как перевести число из любой позиционной системы счисления в десятичную?

При переводе числа из двоичной (восьмеричной, шестнадцатеричной) системы в десятичную надо это число представить в виде суммы степеней основания его системы счисления.[1]

Примеры:

  1. 10110112=26+24+23+21+20=64+16+8+2+1=9110

  2. 0,1000112=2-1+2-5+2-6 =++= ++=10

  3. 110100,112=25+24+22+2-1+2-2=32+16+4++=52,7510


  1. 0,348=3*8-1+4*8-2=+=+=10

  2. 5178=5*82+1*81+7*80=5*64+8+7=320+15=33510

  3. 123,418=82+2*81+3*80++=64+16+3+=8310

  4. 1F16=161*1+160*15=16+15=3110

  5. ABC16=162*10+161*11+160*12=2560+176+12=274810

  6. 0,A416=10*+4*=+=10

  7. 1DE,C816=162*1+161*13+14*160++=256+208+14+=47810

1.2. Перевод двоичных, восьмеричных и шестнадцатеричных чисел между собой

Для того, чтобы перевести число из 2-ой системы в 8-ую необходимо разбить двоичный код на триады.

Пример: 001 100 011 001 1012=143158

1 4 3 1 5

Проверка: 143158=84+83*4+82*3+81+5=496+1088+192+8+5=346910



Для того, чтобы перевести число из 2-ой системы в 16-ую необходимо разбить двоичный код на тетрады.

Пример: 0001 0000 0110 11112=106F16

1 0 6 F

Упражнение: Перевести число из 2-ой системы счисления в 8-ую и 16-ую.

  1. 1001111110111,01112=11767,348=13F7,716

  2. 1110101011,10111012=1653,5648=3AB,BA16

  3. 1011100,1011001112=271,5478=B9,B3816

Перевести в 2-ую и 8-ую системы 16-ые числа:

  1. 2CE16=0010110011102=13168

  2. 9F4016=10011111010000002=1175008

  3. ABCDE16= 101010111100110111102=25363368

  4. 1010,10116=0001000000010000,0001000000012=10020,04018

  5. 1ABC,9D16=0001101010111100,100111012=15274,4728

Домашнее задание: выучить конспект лекции. Решить примеры:

  1. Перевести в 10-ую систему и выполнить обратный перевод:

а)1110001,1012; б)4372,518; в)1010,А416

  1. Переведите числа в десятичную систему, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:

а) 101101112 б)10108 в)101016

3) Переведите в 2-ую и 16-ую системы 8-ые числа:

а) 3178 б)12348 в)10108

Вопросы для самоконтроля:

  1. Как переводятся числа из 2-ой(8-ой, 16-ой) системы счисления в 10-ую систему?

  2. Объясните переводы чисел из одной системы в другую по схемам:

2 8; 8 2; 2 16; 16 2; 8 16; 16 8.


Тема 2.2.3. Арифметические операции в различных системах счисления.

План конспекта:

    1. Арифметические операции: сложение.

    2. Арифметические операции: вычитание.

    3. Арифметические операции: умножение

    4. Арифметические операции: деление

Рассмотрим основные арифметические операции: сложение, вычитание, умножение в 2-ой, 8-ой и 16-ой системах счисления. Правила выполнения этих операций в 10-ой системе хорошо известны – эти правила применимы и ко всем другим позиционным системам счисления. [1][23]

    1. Арифметические операции: сложение.[8]

Сложение в двоичной системе

0+0=

0

0+1=

1

1+0=

1

1+1=

10

1+1+1=

11

1+1+1+1=

100 (перенос единицы через разряд)




При сложении цифры суммируются по разрядам, и если при этом возникает избыток, то он переносится влево.

1001

+1010

10011

1111

+ 1

10000

101,011

+ 1,11

111,001



Из примеров видно, что при сложении столбиком двух цифр справа налево в двоичной системе счисления в следующий разряд может переходить только единица. Результат сложения двух положительных чисел либо имеет столько же цифр, сколько максимальное из двух слагаемых, либо на одну цифру больше, но этой цифрой может быть только единица

Складывание трех единиц: 1+1+1=10+1=11= 1+ перенос 1 в старший разряд

    1. Арифметические операции: вычитание.

Исходя из того, что вычитание есть действие, обратное сложению, запишем правило арифметического вычитания одноразрядных чисел в двоичной системе счисления:





Используя это правило, можно проверить правильность сложения вычитание из полученной суммы одного из слагаемых. При этом, чтобы вычесть в каком либо разряде единицу из нуля, необходимо «занимать» недостающее количество в соседних старших разрядах.



11-1011= - (1011-11)





    1. Арифметические операции: умножение

Операция умножения выполняется с использованием таблицы умножения по обычной схеме с последовательным умножением множимого на очередную цифру множителя.

*

0

1

0

0

0

1

0

1

Пример:

1011

*101

1011

1011

110111



    1. Арифметические операции: деление

При делении столбиком приходится в качестве промежуточных результатов выполнять действия умножения и вычитания. Но в двоичной системе счисления промежуточные умножения сводятся к умножению делителя или на 0 или на 1, поэтому наиболее сложной остается операция вычитания, которую надо научится делать безошибочно.

Пример:

Арифметические операции в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления выполняются аналогично.

Домашнее задание: выучить конспект лекции. Решить примеры:

1.а) 1111,112+10011,12 б) 317,58+703,68 в)1AB16+CD16

2. а) 111100,112 – 1111,12 б)155,68 – 35,78 в)1A,E16 – 13,616

3. a) 1110112*1112 б) 33,68*15,78

Вопросы для самоконтроля:

  1. Как производится сложение в 2-ой(8-ой, 16-ой) системах счисления?

  2. Как производится вычитание в 2-ой(8-ой, 16-ой) системах счисления?

  3. Как производится умножение в 2-ой(8-ой) системах счисления?

  4. Как производится деление в 2-ой(8-ой) системах счисления?


Тема 2.3. Логические основы компьютера. Функциональные схемы логических устройств.

Тема 2.3.1. Логическое высказывание. Высказывательная форма. Простые и составные логические выражения.

План конспекта:

1.1 Что такое алгебра логики?

1.2. Что такое логическое высказывание? Высказывательная форма?

1.3. Логические операции.

1.1. Что такое алгебра логики?

Алгебра логики это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними. [1]

Алгебра логики возникла в середине ХIХ века в трудах английского математика Джорджа Буля. Ее создание представляло собой попытку решать традиционные логические задачи алгебраическими методами.[23]

1.2. Что такое логическое высказывание? Высказывательная форма?

Логическое высказываниеэто любое повествовательное пpедлoжение, в oтнoшении кoтopoгo мoжно oднoзначнo сказать, истиннo oнo или лoжнo.[23]

Так, например, предложение "Иванов А. - студент 1 курса ООП СПО КБГУ" следует считать высказыванием, так как оно истинное. Предложение "Нальчик – столица Российской Федерации" тоже высказывание, так как оно ложное.[23]

Разумеется, не всякое предложение является логическим высказыванием. Высказываниями не являются, например, предложения "студент 1 курса" и "сегодня хорошая погода". Вопросительные и восклицательные предложения также не являются высказываниями, поскольку говорить об их истинности или ложности не имеет смысла.[23]

Высказывательная форма — это повествовательное предложение, которое прямо или косвенно содержит хотя бы одну переменную и становится высказыванием, когда все переменные замещаются своими значениями.[23]

Алгебра логики рассматривает любое высказывание только с одной точки зрения — является ли оно истинным или ложным.

Употребляемые в обычной речи слова и словосочетания "не", "и", "или", "если... , то", "тогда и только тогда" и другие позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания. Такие слова и словосочетания называются логическими связками.[23]

Bысказывания, образованные из других высказываний с помощью логических связок, называются составными. Высказывания, не являющиеся составными, называются элементарными.[23]

Истинность или ложность получаемых таким образом составных высказываний зависит от истинности или ложности элементарных высказываний.

Чтобы обращаться к логическим высказываниям, им назначают имена. Например: А, В — логические переменные, которые могут принимать только два значения — "истина" или "ложь", обозначаемые, соответственно, "1" и "0".

Каждая логическая связка рассматривается как операция над логическими высказываниями и имеет свое название и обозначение:[23]

1.3. Логические операции.

1)hello_html_m6cf11226.jpg Операция, выражаемая словом "не", называется отрицанием или инверсией обозначается чертой над высказыванием (или знаком ˥). Высказывание hello_html_4a6f4b50.pngистинно, когда A ложно, и ложно, когда A истинно.

2)hello_html_m5ef0dd20.jpg Операция, выражаемая связкой "и", называется конъюнкцией (лат. conjunctio — соединение) или логическим умножением и обозначается точкой " . " (может также обозначаться знакамиhello_html_m3c9f689b.png или &). Высказывание Аhello_html_m3c9f689b.pngВ истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания Аи В истинны.

3) hello_html_m742f62f7.jpgОперация, выражаемая связкой "или" (в неисключающем смысле этого слова), называется дизъюнкцией (лат. disjunctio — разделение) или логическим сложением и обозначается знаком v (или плюсом). Высказывание А v В ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.

4) hello_html_m3a351600.jpgОперация, выражаемая связками "если ..., то", "из ... следует", "... влечет ...", называется импликацией (лат. Implico — тесно связаны) и обозначается знаком hello_html_m6e2af061.png. Высказывание hello_html_m40985a7d.png ложно тогда и только тогда, когда А истинно, а В ложно.

5) hello_html_1e034376.jpgОперация, выражаемая связками "тогда и только тогда", "необходимо и достаточно", "... равносильно ...", называется эквиваленцией или двойной импликацией и обозначается знаком hello_html_75190d98.png или ~. Высказывание hello_html_661cf846.png истинно тогда и только тогда, когда значения А и В совпадают.

Итак, нами рассмотрены пять логических операций: отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, импликация и эквиваленция.

Импликацию можно выразить через дизъюнкцию и отрицание:

AB = ˥A V B

Эквиваленцию можно выразить через отрицание, дизъюнкцию и конъюнкцию:

AB = (˥A V B) Ʌ (A V ˥B)

Таким образом, операций отрицания, дизъюнкции и конъюнкции достаточно, чтобы описывать и обрабатывать логические высказывания.

Порядок выполнения логических операций задается круглыми скобками. Но для уменьшения числа скобок договорились считать, что сначала выполняется операция отрицания ("не"), затем конъюнкция ("и"), после конъюнкции — дизъюнкция ("или") и в последнюю очередь — импликация [1][23].

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Подготовка кроссворда, тема: « Арифметические и логические основы ПК»

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое высказывание? Приведите примеры.

2. Каковы три основные операции алгебры логики?

3. Что такое алгебра логики?

Тема 2.3.2. Построение таблиц истинности сложных высказываний. Логические формулы. Основные логические законы.

План конспекта:

1.1. Как составить таблицу истинности?

1.2. Как упростить логическую формулу?

1.1. Как составить таблицу истинности?

Решение логических выражений принято записывать в виде таблиц истинности – таблиц, в которых по действиям показано какие значения принимает логическое выражение при всех возможных наборах его переменных. [8]

Для формулы, которая содержит две переменные, таких наборов значений переменных всего четыре: (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1).

Если формула содержит три переменные, то возможных наборов значений переменных восемь: (0, 0, 0), (0, 0, 1), (0, 1, 0), (0, 1, 1), (1, 0, 0), (1, 0, 1), (1, 1, 0), (1, 1, 1).

Количество наборов для формулы с четырьмя переменными равно шестнадцати и т.д. Удобной формой записи при нахождении значений формулы является таблица, содержащая кроме значений переменных и значений формулы также и значения промежуточных формул. [1][23]

Алгоритм составления таблицы истинности для сложного высказывания:

  • Определить, сколько переменных входит в формулу.

  • Определить количество комбинаций всевозможных значений переменных по формуле hello_html_m2bbf81f6.gif.

  • Определить приоритет действий.

  • Составить таблицу истинности.

Пример. Построить таблицу истинности для выражения

F=(AVB) & A V ˥B)

A

B

AVB

˥A

˥B

˥A V ˥B

(AVB) & A V ˥B)

0

0

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0


1.2. Как упростить логическую формулу?

Обозначим понятие логической формулы. Определение логической формулы:

  1. Всякая логическая переменная и символы "истина" ("1") и "ложь" ("0") — формулы.

  2. Если А и В — формулы, то hello_html_m171d6ba2.gif, А . В, А v В, А hello_html_m584a3c0e.gifB, А hello_html_m780e47bf.gif В — формулы.

  3. Никаких других формул в алгебре логики нет.

В алгебре логики выполняются следующие основные законы, позволяющие производить тождественные преобразования логических выражений: [1][23]

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Составить таблицу истинности и затем упростить функцию:


Вопросы для самоконтроля:

1. Что называют логической формулой?

2. Опишите алгоритм составления таблицы истинности?

3.Какие законы алгебры логики совпадают с законами обычной алгебры, а какие нет?

Раздел 3. Информационно-коммуникационные технологии.

Тема 3.1. Архитектура компьютера.

Тема 3.1.1 Базовая аппаратная конфигурация компьютера.

План конспекта:

1.1 Структура и принципы построения компьютера.

1.2 Схема устройства компьютера.

1.3 Базовая конфигурация компьютера

1.1 Структура и принципы построения компьютера.

По своему назначению компьютер — это универсальное техническое средство для работы с информацией.

Любой компьютер представляет собой автоматическое устройство, работающее по заложенным в него программам. Компьютерная программа представляет собой последовательность команд, записанных в двоичной форме на машинном языке, понятном процессору компьютера. Компьютерная программа является формой записи алгоритмов решения поставленных задач. В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления.

Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Процессор исполняет программу без вмешательства человека.

2. Принцип однородности памяти.

Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Программа в процессе своего выполнения может подвергаться переработке, команды одной программы могут быть получены как результат выполнения другой программы (трансляция).

3. Принцип адресности.

Структурно основная память состоит из набора перенумерованных ячеек. Процессору, в произвольный момент времени, бывает, доступна любая ячейка. Можно давать имена областям памяти, что бы обращаться к ним или менять значения находящиеся там. Компьютер, построенный на таком принципе, относят к фон Неймановским.[22]

1.2 Схема устройства компьютера:

hello_html_m3d39bc8b.gif

Работа компьютера строго подчинена заложенной в него программой, человек же сам управляет своими действиями.

Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Таким образом, программный принцип работы компьютера, состоит в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе.

Информация, обрабатываемая на компьютере, называется данными. Во время выполнения программы она находится во внутренней памяти.

Компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Аппаратное обеспечение - система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации.

Программное обеспечение – совокупность программ, хранящихся на компьютере.[16]

Персональный компьютер (ПК) – это компьютер, предназначенный для личного использования. Как правило, один экземпляр персонального компьютера используется только одним, или, в крайнем случае, несколькими пользователями (например, в семье).

1.3 Базовая конфигурация персонального компьютера.

Базовая конфигурация ПК - минимальный комплект аппаратный средств, достаточный для начала работы с компьютером. В настоящее время для настольных ПК базовой считается конфигурация, в которую входит четыре устройства:

  1. Системный блок;

  2. Монитор;

  3. Клавиатура;

  4. Мышь.

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое компьютер?

2.На каких принципах основана работа компьютера?

3. Что такое аппаратное обеспечение компьютера?

4. Что такое программное обеспечение компьютера?

3. Из чего состоит базовая компьютерная конфигурация?

Рекомендуемая литература: приложение №1.

Интернет-ресурсы: приложение №2.


Тема: 3.1.2. Основные компоненты компьютера.

План конспекта:

1.1 Базовая аппаратная конфигурация.

1.2. Периферийные устройства ПК.

1.3. Внутренние устройства, располагающиеся в системном блоке.

1.4 Системы, расположенные на материнской плате.

1.1 Базовая аппаратная конфигурация. [7]

Системный блок – основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключающиеся к системному блоку снаружи, считаются внешними.
В системный блок входит процессор, оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, на оптический дисках и некоторые другие устройства. [24]

Монитор – устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры.[24]

В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) или плоские мониторы на жидких кристаллах (ЖК). Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана измеряется в дюймах (1 дюйм =2,54 см) и обычно составляет 17, 19, 21 и более дюймов.[18]

Клавиатура – клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводиться в виде алфавитно-цифровых символьных данных. Стандартная клавиатура имеет 104 клавиши и 3 информирующих о режимах работы световых индикатора в правом верхнем углу.[16]

Мышь – устройство «графического» управления.

В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Источник света размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженны свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение курсора на экране. Современные модели мышей могут быть беспроводными, т.е. подключающимися к компьютеру без помощи кабеля.

1.2. Периферийные устройства ПК.

Периферийными называют устройства, подключаемые к компьютеру извне. Обычно эти устройства предназначены для ввода и вывода информации.

  1. устройства ввода данных;

  2. устройства вывода данных;

  3. устройства хранения данных;

  4. устройства обмена данными.

Устройства ввода: клавиатура, мышь, сканер, графические планшеты (дигитайзеры), цифровые фотокамеры.

Устройства вывода данных:

  1. Матричные принтеры

  2. Лазерные принтеры

  3. Струйные принтеры

Устройства обмена данными:Модем

Устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи, принято называть модемом (МОдулятор +ДЕМодулятор).

1.3. Внутренние устройства, располагающиеся в системном блоке.

Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке.

1.4 Системы, расположенные на материнской плате.

1. Материнская плата — основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

- процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

- микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные

функциональные возможности материнской платы;

- шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

- оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;

- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная

для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

- разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

2.Жесткий диск

Жесткий диск — основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ

3.Процессор. Микропроцессор – основная микросхема ПК. Все вычисления выполняются в ней. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС). Основная характеристика процессора – тактовая частота (измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц)). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность компьютера. Есть еще несколько важных характеристик процессора – тип ядра и технология производства, частота системной шины. Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения» – оперативная память – с нею он работает совместно. Данные копируются в ячейки процессора (регистры), а затем преобразуются в соответствии с командами (программой)[23].

Может возникнуть вопрос - почему бы не использовать для хранения промежуточных данных жесткий диск, ведь его объем во много раз больше? Это делать нельзя, так как скорость доступа к оперативной памяти у процессора в сотни тысяч раз больше, чем к дисковой[23].

Для длительного хранения данных и программ широко применяются жесткие диски (винчестеры). Выключение питания компьютера не приводит к очистке внешней памяти. Жесткий диск – это чаще не один диск, а пакет (набор) дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общей оси. Основным параметром является емкость, измеряемая в гигабайтах. Средний размер современного жесткого диска составляет 120 — 250 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет [23].

4. Видеоадаптер – внутренне устройство, устанавливается в один из разъемов материнской платы, и служит для обработки информации, поступающей от процессора или из ОЗУ на монитор, а также для выработки управляющих сигналов.

В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.[23]

5. Звуковой адаптер. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой.

Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. 6. Сетевая карта (или карта связи по локальной сети) служит для связи компьютеров в пределах одного предприятия, отдела или помещения находящихся на расстоянии не более 150 метров друг от друга.[23]

7. Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно. [23]

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Вопросы для самоконтроля:

1.Что такое клавиатура?

2. Что такое мышь?

3. Что такое монитор?

4. Какие устройства находятся на материнской плате?

5. Что относят к периферийным устройствам ПК?

6. Фунции звуковой карты, видеоадаптера?


Тема 3.2 Программное обеспечение компьютера.

Тема 3.2.1 Программное обеспечение компьютера. Виды программ.

План конспекта

    1. Программный принцип управления компьютером

    2. Классификация программного обеспечения.

    3. Классификация системного программного обеспечения.

    4. Классификация прикладного программного обеспечения.

    5. Классификация инструментального программного обеспечения.

    1. Программный принцип управления компьютером

Персональные компьютеры – это универсальные устройства для обработки информации. В отличие от телефона, магнитофона или телевизора, осуществляющих только заранее заложенные в них функции, персональные компьютеры могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого необходимо составить для компьютера на понятном ему языке точную и подробную последовательность инструкций (т.е. программу), как надо обрабатывать информацию. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «программный принцип управления», это означает, что все действия по обработке информации компьютер осуществляет под управлением программ того или иного назначения.

    1. Классификация программного обеспечения (ПО).

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:


Прикладное ПО – предназначено для выполнения конкретных задач пользователя. Это те программы, которые обеспечивают :редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов, превращают в калькулятор для выполнения вычислений, в средство общения с другими людьми на расстоянии или инженера-конструктора, и многое-многое другое.

Системное ПО – является основным ПО, неотъемлемой частью компьютера. Без него невозможно взаимодействовать ни с одним устройством ЭВМ. Именно системное ПО руководит слаженной работой всех элементов компьютерной системы, как на аппаратном уровне, так и на программном.

инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера. Инструментарий программирования – это средства, предназначенные для создания ПО, т.е. того же системного и прикладного ПО. Его составляют разнообразные языки и среды программирования.

1.3 Классификация системного ПО

Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы.

  1. Операционная система (далее – ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами Вы сможете работать на своем компьютере. От выбора ОС зависят также производительность Вашей работы, степень защиты Ваших данных, необходимые аппаратные средства и т.д.

  2. Драйверы являются важным классом системных программ. Они расширяют возможности ОС, например, позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т.д.

  3. Программы-оболочки составляют весьма популярный класс системных программ. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярной программной оболочкой для DOS являются Norton Commander.

  4. Утилиты - программы вспомогательного назначения.

Чаще всего используются следующие типы утилит: антивирусные программы, программы-упаковщики (архиваторы), программы-русификаторы, программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств; программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске; программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.

1.4 Классификация прикладного программного обеспечения

Разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

  1. подготовки текстов (документов) на компьютере – редакторы текстов;

  2. обработки табличных данных – табличные процессоры;

  3. подготовки документов типографского качества – издательские системы;

  4. обработки массивов информации – системы управления базами данных;

  5. подготовки презентаций (слайд-шоу);

  6. программы экономического назначения – бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;

  7. программы для создания рисунков, анимации и видеофильмов;

  8. программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов – системы автоматизированного проектирования (САПР);

  9. программы для статистического анализа данных;

  10. компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники и т.д.

1.5 Классификация прикладного инструментального обеспечения

Современные системы программирования для персональных компьютеров обычно предоставляют пользователю весьма мощные и удобные средства для разработки программного обеспечения. Обычно в них входят:

  1. компилятор, осуществляющий преобразование программ на языке программирования в программу в машинных кодах;

  2. интерпретатор, осуществляющий непосредственное выполнение программы на языке программирования высокого уровня;

  3. редактор текстов программ (обычно он обеспечивает цветовое выделение на экране синтаксических конструкций языка программирования);

  4. библиотеки подпрограмм, содержащие заранее подготовленные подпрограммы, которыми могут пользоваться программисты;

  5. различные вспомогательные программы, например отладчики, программы для получения перекрестных ссылок и т.д.

  6. языки програмирования: С, С++, Borland Pascal, Turbo Pascal;

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Что такое программный принцип управления компьютером?

  2. На какие типы классифицируют программное обеспечение?

  3. К какому из типов можно отнести операционные системы?

  4. Расскажите классификацию системных программ.

  5. Приведите примеры различного системного программного обеспечения согласно классификации.

  6. Расскажите классификацию прикладных программ.

  7. Приведите примеры различного прикладного программного обеспечения согласно классификации.

  8. Расскажите классификацию инструментальных программ.

  9. Приведите примеры различного инструментального программного обеспечения согласно классификации.


Тема 3.2.2. Файл как единица хранения информации на компьютере.

План конспекта

    1. Понятие файла, файловой системы.

    2. .Атрибуты файла.

    3. Понятие папки, ее назначение.

    1. Понятие файла, файловой системы

ПК служит для хранения и обработки информации. Документ, который вы подготовили, м/б не только распечатан на принтере, но и сохранен на каком-либо внешнем носителе информации для дальнейшего использования и правки. Сохранять можно, не только документы, но любую информацию, представленную в компьютере в электронном виде. Для этого такой информации присваивается некоторое имя. Информация, хранящаяся на внешнем носителе как единое целое и обозначенная одним именем называется файлом.

Значит, информация хранится на внешних носителях (магнитных дисках или лентах) в виде файлов. В файлах могут храниться данные, тексты программ, документы и т.д.

Файл – это данные или программа, имеющая собственное имя и занимающее определенное место на диске.

Для удобства работы с данными, их на дисках размещают в файлах. Функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами называется файловой системой.

Мы уже говорили о том, что наименьшей единицей представления информации является бит. Наименьшей единицей обработки или передачи информации является байт (стр. 47).

Файл – это наименьшая единица хранения информации содержащая последовательность байтов.

Чтобы операционная система или программы могли обращаться к файлам, файлы должны иметь обозначение.

1.2 Атрибуты файла.

По имени файла компьютер определяет, где файл находится, какая информация в нем содержится, в каком формате она записана и какими программами ее можно обработать. Имя файла имеет очень большое значение.

Итак, записываем подзаголовок: Имя файла

Умело, подобранные имена файлов могут облегчить работу пользователя, помочь сориентироваться в большом объеме разнородной информации.

Каждый файл на диске имеет обозначение, которое состоит из двух частей – имени и расширения. Они записываются рядом и разделяются точкой. Имена к файлам присваиваются пользователем. Расширение файла обычно указывает тип хранимой информации, состоит из трех символов и не является обязательным. Задание типа осуществляет либо сам пользователь, либо программа, порождающая файл.

Например:

.ехе – программы, готовые к выполнению.

.txt или .doc – текстовый файл.

При создании файла или изменении его содержимого автоматически регистрируются дата и время, с текущих показаний календаря и часов системы. Атрибуты файла: имя, расширения, дата и время.

На диске часто накапливается много файлов. Бессистемное хранение может сильно затруднить работу пользователя. Поэтому для удобства работы с ними по желанию, пользователь может объединить их в одну папку (каталог или директорий).

1.3 Понятие папки, ее назначение

Папка – специальное место на диске, в котором хранятся группа файлов.

Каталог может рассматриваться как раздел внешней памяти, с содержимым которого можно работать достаточно независимо. Каждый файл может находиться только в 1 каталоге.

Папке также дается имя, обычно объявляющее общий признак, по которому файлы объединены именно в эту папку, т.е. имя каталогу дается таким образом, чтобы по нему можно было определить, какие файлы в нем хранятся. В каталоге могут храниться другие каталоги, которые называются подкаталогами. Поэтому система каталогов может иметь достаточно сложную структуру каталогов, вложенных друг в друга.

Все каталоги содержатся в верхнем каталоге, который называется корневым.

Каталог, в котором работает пользователь, называется текущим.

Для того, чтобы работать с каким-либо файлом, находящемся не текущем каталоге, необходимо указать на каком диске он находится и в каком каталоге всех уровней, т.е. указать путь к файлу – последовательность из имен каталогов, разделенных символом «\». Например, нужный файл privet находится в подкаталоге USER

Домашнее задание: выучить конспект лекции.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Что такое файл?

  2. Что такое файловая система?

  3. Основные атрибуты файла.

  4. Что такое папка?

  5. Что такое корневой каталог?

Литература:

  1. Шауцукова Л. З. Информатика: Учеб.пособие для 10-11 кл. М.:Просвещение, 2000. – 416 с.: ил.

  2. Угринович Н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 кл. М: - Бином. Лаборатория знаний, 2003. – 512 с.: ил.

  3. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10–11 классов.7-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 246 с.: ил.

  4. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т. Ю. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов.: 6-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 120 с.: ил.

  5. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шестакова Л. В. Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 363 с. ил.

  6. Краевский В.В., Бережнова Е.В., Основы учебно-исследовательской деятельности студентов, учебник для студентов средних учебных заведений, 2010 г.

  7. Под редакцией Симоновича С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2012.

  8. О.Л. Соколова., Поурочные разработки по информатике 10 кл. – М: ВАКО, 2008 -400 ст.

Интернет-ресурсы

  1. http://iit.metodist.ru - Информатика  - и информационные технологии: cайт лаборатории информатики МИОО

  2. http://www.intuit.ru - Интернет-университет информационных технологий (ИНТУИТ.ру)

  3. http://test.specialist.ru - Онлайн-тестирование и сертификация по информационным технологиям

  4. http://www.iteach.ru - Программа Intel «Обучение для будущего»

  5. http://www.rusedu.info - Сайт RusEdu: информационные технологии в образовании

  6. http://edu.ascon.ru - Система автоматизированного проектирования КОМПАС-3D в образовании. 

  7. http://www.osp.ru - Открытые системы: издания по информационным технологиям

  8. http://www.npstoik.ru/vio - Электронный альманах «Вопросы информатизации образования»

  9. Конференции и выставки

  10. http://ito.edu.ru  - Конгресс конференций «Информационные технологии в образовании»

  11. http://www.bytic.ru/ - Международные конференции «Применение новых технологий в образовании»

  12. http://www.elearnexpo.ru - Московская международная выставка и конференция по электронному обучению eLearnExpo

  13. http://www.computer-museum.ru - Виртуальный компьютерный музей

  14. http://netess.ru

  15. http://window.edu.ru

  16. http://bibliofond.ru

  17. http://pandia.ru

  18. http://kurs.znate.ru

66


Автор
Дата добавления 13.04.2016
Раздел Информатика
Подраздел Конспекты
Просмотров1122
Номер материала ДБ-029633
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх