Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный аграрный университет

имени Н. И. Вавилова»

ИНФОРМАТИКА

краткий курс лекций

для студентов I курса

Направление подготовки

280700.62 Техносферная безопасность

Профиль подготовки

Пожарная безопасность

Саратов 2011

УДК 004.514

ББК 32.973

Х 74

Рецензенты:

Кандидат физико-математических наук, доцент, зав. кафедрой «Математической кибернетики и компьютерных наук» СГУ им. Н.Г. Чернышевского А.С. Иванов

Кандидат физико-математических наук, доцент, зав. кафедрой «Информационные технологии и прикладная математика» ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» А.В. Розанов

Х 74

Информатика: краткий курс лекций для студентов I курса направления подготовки Направление подготовки 280700.62 Техносферная безопасность. Профиль подготовки Пожарная безопасность / Сост.: О.Ю. Холуденева, А.С. Фалькович, // ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов, 2011. –66 с. Краткий курс лекций по дисциплине «Информатика» составлен в соответствие с рабочей программой дисциплины и предназначен для студентов направления подготовки 280700.62 Техносферная безопасность. Профиль подготовки Пожарная безопасность . Краткий курс лекций содержит теоретический материал по основным вопросам информатики, как о фундаментальной науке и универсальном языке естественнонаучных, общетехнических и профессиональных дисциплин. Направлен на формирование у студентов навыков работы в среде операционных систем, программных оболочек, прикладных программ общего и специального назначения, интегрированных вычислительных систем и приобретения умений и навыков применения методов информатики для исследования и решения прикладных задач в строительной отрасли. УДК 004.514 ББК 32.973

© Холуденева О.Ю.., Фалькович А.С. 2011

© ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2011

Введение.

Целью дисциплины «Информатика» является формирование представлений об информатике как фундаментальной науке и универсальном языке естественнонаучных, общетехнических и профессиональных дисциплин, приобретение умений и навыков применения методов информатики для исследования и решения прикладных задач в строительной отрасли с использованием компьютера.

Задачи дисциплины «Информатика»:

- сформировать представления об основных компонентах комплексной дисциплины «Информатика»;

- раскрыть понятийный аппарат фундаментального и прикладного аспектов дисциплины;

- сформировать навыки работы в среде операционных систем, программных оболочек, прикладных программ общего назначения, интегрированных вычислительных систем и сред программирования;

- сформировать навыки разработки и отладки программ, получения и анализа результатов с использованием языка высокого уровня;

- подготовить студентов к творческому решению на ЭВМ производственных задач;

- подготовить специалиста, способного самостоятельно осваивать новые программные продукты.

Краткий курс лекций по дисциплине «Информатика» предназначен для студентов по направлению подготовки 190100.62 Наземные транспортно-технологические комплексы Профиль подготовки «Машины и оборудование для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, стихийных бедствий и тушения пожаров». В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

– основные понятия информатики, современные средства вычислительной техники, основы алгоритмического языка и технологии составления программ.

Уметь:

– работать на персональном компьютере, пользоваться операционной системой, основными офисными приложениями, средами программирования и графическими пакетами.

Владеть:

– методами практического использования современных компьютеров для обработки информации и основами численных методов решения прикладных задач строительной отрасли.

Лекция 1 Основные понятия информатики

1.1. Информация и формы ее представления

Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Понятие информации является основополагающим понятием информатики. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе решении и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического прогресса.

Термин «информация» происходит от латинского informatio — разъяснение, изложение, осведомленность. Более узкое определение дается в технике, где это понятие включает в себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования. С понятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и данные.

Сигнал (от латинского signum — знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ (зарегистрированные сигналы).

Различают две формы представления информации — непрерывную и дискретную. Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные значения. Следует различать непрерывность или дискретность сигнала по уровню и во времени.

Виды информации:

По каналам поступления к человеку:

- зрительная;

- слуховая;

- обонятельная;

- осязательная;

- вкусовая.

- генная информация.

По каналам использования:

деловая, юридическая, научно – техническая, инженерная, медицинская и т. д.

По представлению:

- текстовая;

- числовая;

- графическая.

Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие качественные свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации. Из функциональных свойств можно выделить:

Фиксируемость- информация может существовать только на каком-то материальном носителе.

Кодируемость – любая информация представлена с помощью кода.

Копируемость – информация может быть скопирована на такой же или другой носитель.

Инвариантность (неизменяемость) – информацию можно скопировать на другой носитель и в других кодах так, что бы ее смысл не изменялся.

Бренность – исчезновение информации при разрушении носителя.

Количеством информации называют числовую характеристику сигнала, отражающую ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Эту меру неопределенности в теории информации называют энтропией. Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. и, наоборот, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).

Приведенные рассуждения показывают, что между понятиями информация, неопределенность и возможность выбора существует тесная связь. Так, любая неопределенность предполагает возможность выбора, а любая информация, уменьшая неопределенность, уменьшает и возможность выбора. При полной информации выбора нет. Частичная информация уменьшает число вариантов выбора, сокращая тем самым неопределенность.

Количество информации, которое можно получить при ответе на вопрос типа «да-нет», называется битом (англ. bit — сокращенное от binary digit — двоичная единица). Бит — минимальная единица количества информации, ибо получить информацию меньшую, чем 1 бит, невозможно. При получении информации в 1 бит неопределенность уменьшается в 2 раза. Таким образом, каждое бросание монеты дает нам информацию в 1 бит. В качестве других моделей получения такого же количества информации могут выступать электрическая лампочка, двухпозиционный выключатель, магнитный сердечник, диод и т. п. Включенное состояние этих объектов обычно обозначают цифрой 1, а выключенное — цифрой 0.

Связь между количеством информации и числом состояний системы устанавливается формулой Хартли:

i=log2N,

где i — количество информации в битах; N —. число возможных состояний. Ту же формулу можно представить иначе:

N =2i.

Группа из 8 битов информации называется байтом. Если бит — минимальная единица информации, то байт ее основная единица. Существуют производные единицы информации: килобайт (кбайт, кб), мегабайт (Мбайт, Мб), гигабайт (Гбайт, Гб), терабайт (Тбайт, Тб) и петабайт (Пбайт, Пб).

1 кб =1024 байта = 2¹⁰ (1024) байтов.

1 Мб = 1024 кбайта = 2²⁰ байтов.

1 Гб = 1024 Мбайта = 2³⁰ байтов.

1 Тб = 1024 Гбайта = 2⁴⁰байтов

1 Пб = 1024 Тбайта = 2⁵⁰байтов

Эти единицы чаще всего используют для указания объема памяти ЭВМ.

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций:

сбор данных — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

формализация данных — приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

фильтрация данных — отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

сортировка данных — упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;

архивация данных — организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;

защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

транспортировка данных—прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиентом;

преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.

Работа с информацией может иметь огромную трудоемкость, поэтому ее надо автоматизировать.

Информатика — это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.

Предмет информатики составляют следующие понятия: в аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; е программное обеспечение средств вычислительной техники; в средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого даже есть специальное понятие — интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.