F530EFB30609B81FDFDE985C2ED2DB0F

ФГОУ ВПО «УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ» КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ

М. А. Видеркер, В. В. Романов

ИНФОРМАТИКА

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС для студентов, обучающихся по специальностям

110500.62, 110501.65 – «Ветеринарно-санитарная экспертиза», 111201.65 – «Ветеринария»

Часть II. Учебное пособие

Ульяновск, 2010

УДК 681.3 ББК 32.81

Рецензент: доцент кафедры информатики, кандидат экономических наук О. В. Солнцева

Видеркер, Марина Анатольевна, Романов, Василий Васильевич.

Информатика: Учебно-методический комплекс для студентов, обучающихся по специальностям 110500.62, 110501.65 – «Ветеринарносанитарная экспертиза», 111201.65 – «Ветеринария». В 3 ч. Ч. 2. Учебное пособие / М. А. Видеркер, В. В. Романов. – Ульяновск, 2010. – 197 с.

Настоящее пособие представляет собой вторую часть учебно-методического комплекса по информатике и включает основной теоретический материал по курсу, вопросы для самопроверки и хрестоматию.

Пособие предназначено для студентов факультета ветеринарной медицины, обучающихся по очной и заочной форме по программам подготовки специалистов и бакалавров по специальностям «Ветеринарно-санитарная экспертиза» и «Ветеринария».

Рекомендовано к печати учебно-методической комиссией факультета ветеринарной медицины УГСХА

Протокол №6 от 17.02.2010 г.

Названия программных продуктов являются зарегистрированными торговыми марками соответствующих фирм.

УДК 681.3 ББК 32.81

© М. А. Видеркер, 2010 © В. В. Романов, 2010

© ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА»

СОДЕРЖАНИЕ
КУРС ЛЕКЦИЙ..........................................................................................................	...6
Раздел 1. Базовые понятия информатики...........................................................	6
Глава 1.
Информатика и информация................................................... ............................	6
1.1. Предмет и структура информатики................................................ ...........	6
1.2. Понятие информации..................................................................... ................	7
1.3. Информационные процессы и системы.........................................................	9
1.4. Виды и формы представления информации
в информационных системах........................................................... ...................	10
1.5. Качество информации..................................................... .............................	12
1.6. Кодирование информации........................................................ .....................	13
Глава 2
Системы счисления. Представление информации в ЭВМ...............................	15
2.1. Системы счисления................................................................. ......................	15
2.2. Перевод чисел в позиционных системах счисления....................................	17
2.3. Количественные характеристики информации........................................	21
2.4. Представление числовой информации в ЭВМ............................................	23
2.5. Представление символьной информации в ЭВМ........................................	24
2.6. Представление графической информации в ЭВМ......................................	25
Глава 3
Логические основы устройств ЭВМ................................................. ..................	28
3.1. Основы алгебры логики.......................................................... ........................	28
3.2. Логические функции.......................................................................... ............	29
3.3. Законы алгебры логики......................................................................... ..........	31
3.4. Логические схемы основных устройств ЭВМ................................... ..........	32
Раздел 2. Структура ЭВМ.................................................................................. .	36
Глава 4
Технические средства ЭВМ................................................................................. .	36
4.1. Понятие ЭВМ, классификация.................................................. ..................	36
4.2. Принципы функционирования ЭВМ......................................................... ...	37
4.3. Структурная схема компьютера.............................................................. ...	38
4.4. Центральные устройства компьютера............................................... ........	39
4.5. Внешние запоминающие устройства..........................................................	43
4.6. Устройства ввода информации........................................ ...........................	44
4.7. Устройства вывода информации...................................................... ...........	46
Глава 5
Программные средства ЭВМ.......................................................... .....................	50
5.1. Понятие программного обеспечения,
классификация............................................................................. .........................	50
5.2. Системное программное обеспечение................................................... ........	51
5.3. Инструментарий технологии программирования....................................	54
5.4. Прикладное программное обеспечение.......................................... ................	54
5.5. Структура данных на диске.
Файлы и файловая система............................................................ .....................	56

3

Раздел 3. Технологии обработки информации...................................................	62
Глава 6
Компьютерная обработка текста................................................. .....................	62
6.1. Понятие и назначение текстовых редакторов...........................................	62
6.2. Общие сведения о текстовом редакторе Word...........................................	63
6.3. Создание документа и ввод текста........................................................ ......	64
6.4. Редактирование и рецензирование документа............................................	67
6.5. Форматирование документа............................................. ...........................	67
6.6. Печать документа....................................................................... ..................	70
Глава 7
Обработка данных в электронных таблицах.................................................. ...	72
7.1. Понятие и назначение электронных таблиц..............................................	72
7.2. Общие сведения о табличном редакторе Excel...........................................	72
7.3. Ввод и редактирование данных в Excel............................................ .............	74
7.4. Работа с формулами и функциями...................................... .......................	76
7.5. Анализ данных с помощью диаграмм...........................................................	77
7.6. Сортировка и фильтрация данных........................................................... ...	79
Глава 8
Компьютерная графика....................................................... ................................	82
8.1. Понятие и виды компьютерной графики............................................. .......	82
8.2. Форматы графических файлов....................................................................	.84
8.3. Графические редакторы: виды, технологии................................................	86
Глава 9
Мультимедийные технологии............................................. ...............................	89
9.1. Понятие мультимедиа, назначение......................................... ....................	89
9.2. Составляющие мультимедийных приложений..........................................	90
9.3. Средства создания мультимедийных приложений.....................................	92
9.4. Понятие презентации......................................................................... ..........	93
9.5. Разработка презентации....................................................................... ........	94
9.6. Общие сведения о средстве
подготовки презентаций PowerPoint.......................................................... ........	94
9.7. Создание презентации в PowerPoint.
Работа со слайдами........................................................................................ .......	96
9.8. Представление презентации пользователям..............................................	97
Глава 10
Базы данных................................................................................... ......................	100
10.1. Понятие и классификация баз данных................................................... ..	100
10.2. Системы управления базами данных.......................................................	101
10.3. Основные понятия теории реляционных баз данных.............................	101
10.4. Разработка баз данных..................................................................... ..........	104
10.5. Общие сведения о СУБД Access............................................................... ..	104
10.6. Типы и свойства полей данных в Access..................................................	107
Глава 11
Интеллектуальные технологии...................................................... ..................	110
11.1. Основные возможности и назначение
интеллектуальных технологий........................................... .............................	110

4

11.2. Экспертные системы..................................................... ...........................	111
11.3. Технология нечеткой логики........................................................... ..........	112
11.4. Технология нейросетевых структур.......................................................	113
11.5. Технология ассоциативной памяти.................................................. .......	114
11.6. Технология эволюционных алгоритмов................................................. ...	114
Раздел 4. Основы моделирования,
алгоритмизации и программирования...................................... .......................	116
Глава 12
Моделирование................................................................... .................................	116
12.1. Модели: понятие, свойства....................................... ...............................	116
12.2. Виды моделей.................................................................. ............................	117
12.3. Моделирование: понятие и назначение....................................................	120
12.4. Разработка и исследование моделей на компьютере...............................	121
Глава 13
Алгоритмизация........................................................................................... ......	123
13.1. Понятия алгоритма и алгоритмизации.
Свойства алгоритма................................................................ ..........................	123
14.2. Способы записи алгоритмов................................................................... ...	124
15.3. Типы алгоритмов.......................................................................... .............	126
16.4. Методы разработки алгоритмов.................................... .........................	130
Глава 14
Программирование................................................................................. .............	132
14.1. Понятия программы и программирования.
Языки программирования............................................................................ .......	132
14.2. Технологии программирования................................................ .................	135
14.3. Структура языка программирования высокого уровня
(на примере Pascal).................................................................................... ..........	136
14.4. Общие сведения о системе программирования Pascal ABC...................	143
14.5. Этапы разработки программы......................................................... ........	144
Раздел 5. Сетевые технологии и
безопасность информации........................................................ .........................	147
Глава 15
Компьютерные сети.............................................................................. .............	147
15.1. Понятие компьютерных сетей,
классификация сетей............................................................ .............................	147
15.2. Протоколы передачи данных в сетях....................................... ................	149
15.3. Компоненты компьютерных сетей......................................................... .	151
15.4. Глобальная сеть Интернет: общая характеристика.............................	154
15.5. Адресация в Интернете....................................................... .....................	156
15.6. Сервисы сети Интернет..................................................................... ......	158
Глава 16
Безопасность информации............................................................................ .....	162
16.1. Основные понятия безопасности информации......................................	162
16.2. Непреднамеренные угрозы........................................................................ ..	163
16.3. Преднамеренные угрозы............................................... ..............................	164
16.4. Обеспечение безопасности информации............................................ ......	167

5

ХРЕСТОМАТИЯ............................................................................	...........................174
История вычислительной техники .............................................................. ...	174
Федеральный закон
«Об информации, информационных технологиях
и о защите информации»................................................... ...............................	178
Федеральный закон
«Об электронной цифровой подписи»........................................... ...................	188
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ............................................................................. ..	192

6

КУРС ЛЕКЦИЙ

РАЗДЕЛ 1. БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ

ГЛАВА 1.

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

Глава посвящена основным понятиям информатики и информации. В ней дается описание информатики как науки, говорится о ее структуре. Рассматриваются функции и свойства информации, даются представления о кодировании информации.

1.1. Предмет и структура информатики

Термин «информатика» введен французскими учеными в начале 70-х гг. XX в.

Информатика (от франц. automatique – автоматика, information – информация) – это наука, изучающая структуру и свойства информации и информационных

процессов и занимающаяся созданием новых информационных технологий.

Как самостоятельная наука информатика возникла на базе сформировавшейся в конце 40-х гг. XX в. кибернетики, основоположником которой является Норберт Винер.

Кибернетика (от греч. cybernetics – искусный в управлении) – это наука об общих принципах управления в различных системах (технических,

биологических, социальных и др.).

Большую роль в становлении информатики как науки сыграло появление первых электронных вычислительных машин.

Ядро современной информатики образуют три составные части. Теоретическая информатика – часть информатики, занимающа-

яся изучением структуры и общих свойств информации и информационных процессов. Включает в себя теорию информации, математическую логику, теорию алгоритмов, языков программирования и др.

Средства информатизации – раздел информатики, занимающийся изучением общих принципов построения вычислительных устройств и систем обработки и передачи данных, а также связанный с разработкой программного обеспечения.

Информационные системы и технологии – раздел, связанный с оптимизацией процессов сбора, ввода, хранения, передачи и обработки информации, с защитой информации.

7

Раздел 1. Базовые понятия информатики

1.2. Понятие информации

Информация – одна из трех фундаментальных субстанций (вещество, энергия, информация), составляющих сущность мироздания.

Вся жизнь человека, так или иначе, связана с получением, накоплением и обработкой информации. Более того, фундаментальной чертой цивилизации является рост производства, потребления и накопления информации во всех отраслях человеческой деятельности.

Информация (от лат. information – разъяснение, изложение чего-либо или сведения о чём-либо) – это представленные в форме сигналов сведения об окружающем мире (об объектах, явлениях), которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний и являются объектом обращения

(сбора, преобразования, передачи и т.д.).

Информация – это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии. Так, например, обладая умением архивировать свои файлы (т.е. имея такую информацию), можно не тратиться на покупку новых дисков.

Информация приводит к возникновению новых производств. Например, изобретение лазерного луча явилось причиной возникновения и развития производства лазерных дисков.

Информация является товаром, причем продавец информации ее не теряет после продажи. Так, если студент сообщит своему товарищу сведения о расписании занятий в течение семестра, он эти данные не потеряет для себя.

Информация придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудовым. Так, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним.

Роль и значение информации в современном обществе настолько велики, что можно говорить о новом этапе его развития: о становлении информационного общества. Процесс перехода к нему называется информатизацией.

Информатизация общества – это организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения человеческих потребностей и реализации прав человека и общества

на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Информация может представляться и передаваться (в пространстве и во времени) в различных формах сообщений.

8

Глава 1. Информатика и информация

Сообщение – это форма представления информации в виде знаков (речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.), используемая

для ее передачи.

Сигнал (от лат. signum – знак) – это физический процесс (явление), являющийся средством перенесения сообщения (информации) в пространстве и времени.

Наряду c информацией часто употребляются понятия данные и знания.

Данные – это сведения, полученные путем измерения, наблюдения, логических или арифметических операций, представленные в формализованном виде и пригодные для постоянного хранения, передачи и обработки с помощью специальных

технических средств.

Знания – это хорошо структурированные данные, представляющие собой обобщенную формализованную информацию о свойствах и законах предметной области, с помощью которых реализуется процесс решения задач и преобразования

данных и самих знаний.

Информация имеет определенные функции и этапы обращения, основными из них являются следующие.

∙Познавательная функция – получение новой информации. Эта функция реализуется в основном через такие этапы обращения информации, как:

oсинтез (производство),

oпредставление,

oхранение (передача во времени),

oвосприятие (потребление).

∙Коммуникативная – функция, реализуемая через такие этапы обращения информации, как:

oпередача (в пространстве),

oраспределение.

∙Управленческая – формирование целесообразного поведения управляемой системы, получающей информацию. Эта функция неразрывно связано с познавательной и коммуникативной функциями и реализуется через все этапы обращения информации.

9

Раздел 1. Базовые понятия информатики

1.3. Информационные процессы и системы

Информационные процессы характерны для живой природы, науки, техники, общества. В ходе эволюции человечества просматривается тенденция к автоматизации информационных процессов.

Информационные процессы – это последовательность действий, выполняемых с информацией, включая процессы ее сбора, передачи,

обработки, хранения, поиска, воспроизведения.

Этапы обращения информации:

1.сбор (восприятие) информации – целенаправленное извлечение значимых характеристик объекта (процесса);

2.подготовка (преобразование) информации – первичное преобразование информации в форму, удобную для передачи, хранения или обработки;

3.передача информации – перенос информации в пространстве по каналам различной физической природы (электрическим, электромагнитным, оптическим);

4.обработка (преобразование) информации – преобразование информации с целью решения определенных функциональных задач;

5.хранение информации – запись информации в запоминающее устройство для последующего использования;

6.отображение (воспроизведение) информации – предоставление информации.

Так как материальным носителем информации является сигнал, то этапы обращения информации – это этапы обращения сигналов.

Информационные системы – это системы, реализующие информационные процессы.

В соответствии с этапами обращения информации информационные системы включают:

∙источник информации, ∙передатчик информации, ∙канал связи информации, ∙приемник информации,

∙адресат (получатель) информации.

Информационные системы можно классифицировать по различным признакам. Так, по сфере применения информационные системы подразделяются на административные, производственные, учеб-

10