Управление и оптимизация / Osnovi informatsionnikh i komputernikh tekhnologiy 2011

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

Кафедра прикладной математики и инженерной графики

ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. ВВЕДЕНИЕ В ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

Учебное пособие

для курсантов, студентов и слушателей специальности «Пожарная безопасность»

ВОРОНЕЖ 2011

2

УДК 004.7,004.42, 002.001, 002.55

ББК 32.81, 32.973 О-75

Беседина С.В., Воробьев Э.И., Донец С.А., Питолин А.В., Питолин М.В. Основы информационных и компьютерных технологий. Введение в программирование: учебное пособие. – Воронеж: ВИ ГПС МЧС, 2011. – 159 с.

Рецензенты:

Самойлов С.В. – зав. кафедрой Информационных систем и технологий Академии гражданской защиты МЧС России к.т.н.

Марюха В.П. – профессор кафедры Информационных систем и технологий Академии гражданской защиты МЧС России, заслуженный работник высшей школы РФ, к.т.н., доцент

Подружкина Т.А. – начальник кафедры прикладной математики и информационных технологий Санкт-Петербургского университета ШГПС МЧС России, к.п.н.

Щербаков О.В. – профессор кафедры прикладной математики и информационных технологий Санкт-Петербургского университета ШГПС МЧС России д.т.н

Родионов Е.Г. – начальник кафедры высшей математики и информатики Ивановского института ГПС МЧС России полковник внутренней службы, к.т.н., доцент

Порхачев М.Ю. – начальник кафедры математики и информатики Уральского института ГПС МЧС России полковник внутренней службы, к.п.н., доцент

Пособие соответствует программе и тематическому плану курса «Информационные технологии» для курсантов, студентов и слушателей высших учебных заведений МЧС РФ, обучающихся по специальности 280705.65 «Пожарная безопасность», содержит основные теоретические сведения по вопросам информации, информационным технологиям, программированию, а так же примеры решения задач.

Для курсантов, студентов и слушателей специальности 280705.65 «Пожарная безопасность».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского института ГПС МЧС.

© Беседина С.В., Воробьев Э.И., Донец С.А., Питолин А.В., Питолин М.В., ВИ ГПС МЧС, 2011

3

6

ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Стремительное развитие общества и процесса информатизации делает актуальным вопрос о преподавании информационных технологий, как предмета, занимающего одну из ключевых позиций в системе образования. Специалисты считают, что третье тысячелетие характеризуется переходом к новому, так называемому информационному типу общества, где главным продуктом производства становятся информация и знания. Современную жизнь уже невозможно представить без компьютера и практически ни одна отрасль не обходится без использования компьютерной техники. Именно благодаря этому стало возможным управление большими организациями, производственными системами, требующими координации деятельности большого количества людей. При этом всеобщая информатизация и компьютеризация требуют от людей новых знаний, навыков, нового мышления, способности адаптироваться к условиям и реалиям компьютеризированного общества.

Информационное общество невозможно без его информатизации – сложного социально-экономического и научно-технического процесса, в основе которого лежит создание, развитие и применение информационных средств и технологий во всех сферах деятельности с целью улучшение качества жизни людей за счет повышения производительности и облегчения условий их труда.

Научным фундаментом информатизации является предмет информационные технологии – это дисциплина, которая изучает технологии формирования и управления процессами работы с информацией и данными, в том числе и с применением компьютерной техники. Она носит междисциплинарный характер и охватывает широкий круг проблем.

Развитие информатики и информационных технологий, а так же широкий спектр рассматриваемых ею вопросов приводит к внутренней дифференциации. Разделы, которые изучаются в рамках информационных технологий, могут выступать в качестве самостоятельных дисциплин. Важными разделами являются: теоретические основы информатики, технические и программные средства информационных технологий, а так же информационные технологии в профессиональной деятельности.

Курс информационных технологий является базовым, он создает фундамент профессионального образования и его основной задачей является обучение различным методам обработки информации посредством вычислительной техники, формирование общекультурных и профессиональных компетенций.

Развитие информационной компетентности является важной задачей при обучении специалиста ГПС МЧС, при этом он должен не только уметь найти нужную информацию, но и обработать ее, а так же, обобщить полученные результаты. Быстрое развитие информационных технологий и разнообразие программного обеспечения требуют от него не знания конкретных программных средств, а умения адаптироваться к предложенным

7

ему методам решения задачи. Поэтому главной целью учебного процесса становится не научить работать с конкретными программными средствами, а заложить базовые знания и научить осваивать предложенное программное обеспечение.

В МЧС России проводятся мероприятия по реализации государственной политики в сфере использования информационных технологий в деятельности органов государственной власти. Целью этой работы является формирование современной информационнотелекоммуникационной инфраструктуры в системе Министерства, включающей информационные системы и ресурсы, а также средства, обеспечивающие их функционирование, взаимодействие между собой, населением и организациями [7].

8

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

Знание теоретических основ информационных технологий и информатики позволяет развить информационные, профессиональные и общенаучные компетенции, понять возможности применения технологий в профессиональной деятельности. Понимание влияния распространения технологических решений на людей и общество влечет развитие социальноличностных и общекультурных компетенций. Базовые знания по предмету позволяют выпускникам работать с современной научно-технической литературой, быстро адаптироваться к новым теоретическим и научным достижениям в области информационных технологий, использовать аппарат математического моделирования, а так же программное обеспечение при решении прикладных и научных задач.

Понятие информации. Ее виды и свойства

Спонятием информации и информационных технологий мы сталкиваемся постоянно. Но в большинстве случаев в этот термин вкалывается достаточно узкий смысл, и информационные технологии приравниваются к компьютерным технологиям. На самом деле это не так. Термин «информационные технологии» имеет более широкое определение, а применительно к компьютерным технологиям более корректно говорить новые информационные технологии.

Информационные технологии (ИТ) – это совокупность методов,

процессов и средств, объединённых в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоёмкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надёжности и оперативности.

Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство.

Информационный объект – информация, независящая от типа носителя

иразвивающаяся по своим собственным законам.

Спонятием информационных технологий тесно связанны понятия информации, информационного процесса, информационной системы, и информатизация общества.

Понятие «информация» является одним из основных - это абстрактное понятие, которое рассматривается с самых разных позиций: от философской до прикладной. В связи с этим существует огромное количество определений информации, которые отражают ее различные стороны и свойства.

Информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

9

В соответствии с федеральным законом российской федерации от 26 июля 2006 года «Об информации, информационных технологиях и о защите информации», информация - это сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. Именно этот закон является базовым нормативным документом, который юридически описывает понятия и определения области информационной технологии и задает принципы правового регулирования отношений в сфере информации, информационных технологий и защиты информации, а также регулирует отношения при осуществлении права на поиск, получение, передачу, производство и распространение информации, при применении информационных технологий.

Информация существует в самых разнообразных формах. Например, в виде текстов, рисунков, чертежей, фотографий; в виде световых или звуковых сигналов; в виде электрических и нервных импульсов; в виде записей на различные магнитные носители; в виде жестов и мимики; в виде запахов и вкусовых ощущений; в виде хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д. Независимо от того в какой форме хранится информация она обладает рядом свойств. Наиболее важными являются: достоверность, полнота, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость, и др.

Для передачи информации необходим носитель информации. Сообщение, которое передается при помощи носителя, называют сигналом. Для его представления существуют аналоговый (непрерывный) и дискретный способы. В первом случае сигнал на выходе датчика будет меняться вслед за изменениями соответствующей физической величины, во втором случае изменение какой-либо величины во времени происходит через определенные промежутки времени (скачками).

Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая модулированной звуковой волной; параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника - человеческого уха. Аналоговый способ представления информации имеет недостатки: точность представления информации определяется точностью измерительного прибора (например, точность числа отображающего напряжение в электрической цепи, зависит от точности вольтметра). Наличие помех может сильно исказить представляемую информацию.

Непрерывное сообщение может быть представлено непрерывной функцией, заданной на некотором отрезке [a,b]. Непрерывное сообщение можно преобразовать в дискретное, такая процедура называется дискретизацией (оцифровывание). Для этого из бесконечного множества значений этой функции (параметра сигнала) выбирается их определенное число, которое приближенно может характеризовать остальные значения.

Возможность дискретизации непрерывного сигнала с любой желаемой точностью (для возрастания точности достаточно уменьшить шаг) принципиально важна с точки зрения информатики. Компьютер - цифровая

10