Учебно-методический комплекс по дисциплине «Информатика» (стр. 6 )

Актуальность. 3

Цели и задачи курса. 3

Требования государственного образовательного стандарта к содержанию курса 4

1. Программа учебной дисциплины.. 6

1.1 Учебно-тематический план дисциплины.. 6

Распределение часов по темам и разделам курса. 6

1.2 Содержание дисциплины по темам. 20

Содержание лекций. 20

1.3 Методические указания (рекомендации) по изучению дисциплины.. 20

Место курса в системе изучаемых дисциплин. 20

Требования к уровню освоения содержания курса. 20

2. План семинарских занятий. 21

3. Методические указания по выполнению курсовых работ. 27

4. Методические указания по выполнению контрольных работ. 27

Общее описание требований к структуре и содержанию КР содержание, цель, ход выполнения, выводы, литература) 27

Тематика контрольных работ.. 28

5. Практикум по решению задач по темам лекций. 33

Общая методика проведения лабораторных работ.. 34

Отчет по лабораторной работе. 35

6. Материалы тестовой системы.. 35

7. Перечень вопросов к экзамену (зачету) по дисциплине. 41

Итоговый контроль по дисциплине. 44

8. Список основной и дополнительной литературы, сайтов сети Интернет 44

Основная. 44

Дополнительная. 45

Ссылки на сайты Интернет. 46

9. Словарь терминов (глоссарий) 46

10. Электронные учебные материалы и прикладные компьютерные программы 53

Компьютерный класс и программное обеспечение. 53

11. Самостоятельная работа студентов. 53

Темы рефератов. 53

Приложения. 56

Текущий контроль. 56

Промежуточный модульно-рейтинговый контроль (МРК) 56

Пример ведомости МРК.. 58

БАШКИРСКИЙ ИНСТИТУТ СОЦИАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

(филиал)

АКАДЕМИИ ТРУДА И СОЦИАЛЬНЫХ ОТНОШЕНИЙ

Курс лекций осужден на заседании кафедры «Математика и информатика»

«18» ноября 2007 г. (Протокол № 7)

Курс лекций рекомендован учебно-методической комиссией

факультета «Финансы и страхование»

«____» ________ 2008 г. (Протокол №__ )

Курс лекций утвержден на заседании Ученого совета БИСТ

«____» ________ 2008 г. (Протокол №__ )

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Информатика»

для студентов очной и заочной форм специалитета и бакалавриата 1 курса

Кафедра: «Математика и информатика»

Факультет: «Финансы и страхование»

Уфа 2008

 

Курс лекций составлен на основе Государственного образовательного стандарта для всех финансовых и экономических специальностей с учетом дополнительных требований регионального (вузовского) компонента.

Курс лекций разработали:

·  – д. х.н., профессор, зав. кафедрой «Математики и информатики

·  – к. т.н., доцент кафедры «Математики и информатики»

Цель изучения дисциплины:

·  дисциплина «Информатика» позволяет дать студентам теоретические знания и сформировать у них практические навыки в создании и применении информационных технологий для решения экономических задач и принятия решений в экономических системах;

·  предметом изучения данной дисциплины являются методические основы создания информационных технологий в экономике, а также процедуры проектирования и применения важнейших видов технологического обеспечения сбора, хранения и обработки информации в экономических системах.

Задачи курса:

·  определение роли информационных процессов в экономике;

·  уяснение методических основ создания информационных систем и технологий;

·  проведение классификации видов информационных технологий накопления, хранения и использования информации для подготовки и принятия решений;

·  рассмотрение информационно-технологических процедур проектирования важнейших видов технологического обеспечения;

·  учёт особенностей реализации интегрированных информационных технологий в экономической сфере и применения их в экономических системах;

·  ознакомление студентов с операционными системами современных ЭВМ;

·  изучение основных возможностей текстовых процессоров;

·  изучение основных возможностей табличных процессоров;

·  освоение практических навыков написания программ для ЭВМ, их отладки и решения экономических задач на основе этих программ.

Требования государственного образовательного стандарта по содержанию:

Курс лекций разработан в соответствии с Государственный образовательным стандартом высшего профессионального образования (ГОС ВПО) по направлениям: 521500 «менеджмент» (степень (квалификация) – бакалавр менеджмента) и 521100 «экономика» (степень (квалификация) – бакалавр экономики): понятие информации, общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации; технические и программные средства реализации информационных процессов; модели решения функциональных и вычислительных задач: алгоритмизация и программирование; языки программирования высокого уровня; базы данных; программное обеспечение и технологии программирования; локальные и глобальные сети ЭВМ; офисное программное обеспечение; разработка текстовых документов; финансово-экономические расчеты в электронных таблицах; базы данных; прикладное программное обеспечение в экономике; локальные и глобальные сети ЭВМ.

Основы защиты информации и сведений, составляющих государственную тайну; методы защиты информации. Компьютерный практикум.

Дисциплина решает следующие задачи:

§  Ознакомление студентов с возможностями и методами автоматизированной обработки информации, в частности в офисном документообороте;

§  Формирование представления о технологических возможностях и средствах автоматизированной обработки информации;

§  Получение устойчивых навыков использования компьютера для решения задач офисного документооборота;

§  Умение создавать БД в СУБД;

§  Проведение простых математических и экономико-математических расчетов с использованием электронных таблиц и простых языков программирования;

§  Умение оформлять документы с использованием текстовых процессоров и средств Microsoft Office;

§  Умение составлять простые алгоритмы и программы на алгоритмических языках программирования;

§  Освоение сетевых технологий (системы Интернет и локальные сети);

§  Освоение методов и средств защиты информации;

§  Освоение основ теории информации;

§  Ознакомление с техническими средствами хранения, передачи, переработки информации.

Предметом дисциплины является технология исследования, поиска, хранения, переработки и автоматизирования обработки информации. При изучении дисциплины используются современные методы автоматизированного обучения, технологии представления информации и тестирования.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника:

·  теоретической основой для изучения дисциплины являются курсы «Концепция современного естествознания», «Экономическая теория»;

·  дисциплина является обеспечивающей для изучения курсов «Общая теория статистики», «Общий менеджмент», «Математические методы исследования операций», «Теория организации», «Региональное и отраслевое управление», «Информационные системы в экономике».

Требования к уровню освоения дисциплины «Информатика»

Основные знания, приобретаемые студентами при изучении дисциплины:

·  современные достижения компьютерных технологий, организационная структура и техническое обеспечение информационных систем в экономике;

·  процедуры и программные средства обработки экономической информации, интегрированные информационные технологии в экономике;

·  инструментальные средства компьютерных технологий информационного обслуживания экономической деятельности;

·  компьютерные технологии интеллектуальной поддержки экономических решений, перспективы развития информационных систем в экономике.

Основные навыки, приобретаемые студентами при изучении дисциплины:

·  применение компьютерных технологий для подготовки текстовых документов, выполнение операций над документами, работа со структурированными документами;

·  обработка экономической информации на основе табличных процессоров, проведение операций с листами данных, консолидация и анализ данных;

·  практическое использование языков программирования в рамках современных интегрированных пакетов экономического делопроизводства

Содержание электронного курса по информатике

Лекция 1. Информация. Кодирование информации

Бурное развитие науки и промышленности в ХХ веке привело к тому, что человек оказался не в состоянии воспринимать и перерабатывать всю полученную информацию. Возникла необходимость классифицировать информацию, организовать ее хранение, доступ к ней и понять закономерности движения информации по различным темам и т. д. Исследования позволяющие разрешить возникшие проблемы, стали называть информатикой.

Таким образом, информатика – это наука, оперирующая с информацией.

Информация — одно из основных понятий науки. Наряду с та­кими понятиями, как вещество, энергия, пространство и время, оно составляет основу современной научной картины мира. Его нельзя определить через более простые понятия.

В слово «информация» вкладывается различный смысл в техни­ке, науке и в житейских ситуациях.

Под информацией в быту (житейский аспект) понимают сведе­ния об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспри­нимаемые человеком или специальными устройствами.

Под информацией в технике понимают сообщения, передавае­мые в форме знаков или сигналов.

Под информацией в теории информации понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую неопределенность. По определению К. Шеннона, информация — это снятая неопределенность.

Под информацией в кибернетике, по определению Н. Винера, понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирова­ния, активного действия, управления, т. е. в целях сохранения, со­вершенствования, развития системы.

Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения, обладающие новизной.

Слово «информация» вошло в постоянное употребление в сере­дине двадцатого века. Клод Шеннон ввел этот термин в узком тех­ническом смысле, применительно к теории связи или передачи ко­дов, которая получила название «Теория информации».

В природе существует два фундаментальных вида взаимодействия: обмен веществом и энергией. Эти виды взаимодействия подчи­няются закону сохранения. Сколько вещества и энергии один объ­ект передал другому, столько тот и получил, и наоборот. Потери, происходящие при передаче, рассматриваются как отдельные акты взаимодействия с другими объектами той же среды. Энергетическое и вещественное взаимодействие объектов является симметричным, т. е. сколько один отдал, столько же другой получил.

Любое взаимодействие между объектами, в процессе которого один приобретает некоторую субстанцию, а другой ее не теряет, на­зывается информационным взаимодействием. Такое взаимодействие является несимметричным. Передаваемая при этом субстанция на­зывается информацией.

Из этого следует два наиболее общих свойства информации:

·  информация не может существовать вне взаимодействия объ­ектов;

·  информация не теряется ни одним из объектов в процессе взаимодействия.

Термин «информация» происходит от латинского слова informatio, что означает «сведения, разъяснение, осведомленность, изло­жение».

Информация является абстрактной категорией и связана с про­цессом познания человеком окружающего мира.

В информатике информацию понимают как абстрактное значе­ние выражений, графических изображений, указаний и высказы­ваний.

Информация — 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. Эти сведения не известные до их получения, являются объектом хранения, передачи и переработки.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с ин­формацией посредством технических устройств, то интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под инфор­мацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой после­довательности символов увеличивает информационный объем со­общения.

Итак, рассмотрены 3 аспекта понятия информации:

q  ее представление (внешняя форма);

q  ее абстрактное содержание (значение);

q  ее отношение к реальному миру (связь абстрактной информации с действительностью).

Методы получения информации можно классифицировать следующим образом:

Опыт – этот метод в прошлом был основным для получения информации о природе и обществе.

Эвристический метод – существовал и существует как метод проб и ошибок.

Целенаправленный поиск – характеризуется тем, что осуществляется не беспорядочный поиск вариантов, а используется научный подход. Этому поиску способствует развитие современной техники, которая позволяет обрабатывать большие объемы информации и получать все новые и новые результаты.

К основным свойствам информации можно отнести следующие:

q  достоверность;

q  полнота;

q  актуальность;

q  ясность;

q  ценность.

Измерение информации.

В настоящее время распространены подходы к определению понятия "количество информации". Они основаны на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно трактовать в смысле ее новизны или, иначе, уменьшения неопределенности наших знаний об объекте.

В научном плане понятие "информация" связывается с вероятностью осуществления того или иного события.

Вероятность – числовая характеристика степени возможности наступления события.

Вероятность достоверного события (обязательно должно произойти) равна 1, невозможного события (не произойдет никогда) равна 0.

Случайное событие, которое может произойти или нет.

Вероятность случайного события находится в промежутке (0,1).

Американский инженер Р. Хартли в 1928г. для измерения количества информации предложил формулу выбора одного сообщения из равновероятных сообщений (событий):

,

где I – количество информации; N – количество сообщений.

Например, при N=2 количество информации I=1.

Если вероятность сообщений (событий) разная, то мы имеем формулу, которую в 1948г. преложил американский ученый К. Шеннон:

,

где pi – вероятность того, что именно i-е сообщение выделено из N сообщений.

Если вероятности р1,...,рN равны 1/N, то формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

Если вероятность события равна 1(т. е. оно достоверно), то количество информации равно 0.

Если вероятность наступления какого-либо события одинакова, т. е. равна ½, то количество информации, которое несет с собой событие равно 1.

Эта и есть основная единица информации – бит.

1 Байт – 8 бит. (в 8 разрядах 111111 можно записать 256 целых двоичных чисел).

Таким образом, байт может соответствовать закодированному символу алфавита или любому другому символу. Байт составляет основу кодировок в компьютере (ASCII-кодов (используемый в MS DOS, UNICODE в Windows).

1 Килобайт (Кбайт) – 1024 байт.(210 байт)

1 Мегабайт (Мбайт) – 1024 Кбайт.

1 Гигабайт (Гбайт) – 1024 Мбайт.

Системы счисления.

Система счисления (СС)- это способ наименования и обозначения чисел. Наиболее известные СС – римская и позиционная (например, десятичная).

Римская СС служит для количественного обозначения (II, V,XI,…).

Позиционная СС (ПСС) – это СС, в которой числовое значение цифры зависит от ее места в записи числа. Основанием подобной системы может быть любое натуральное число.

Для представления информации в компьютер используется двоичная система счисления. Это информация из 0 и 1. Любое, привычное нам, десятичное число можно представить двоичным и наоборот.

Например, 310 =1012 ; 210 = 102 .

Любое десятичное число можно представить, например:

326=3*102+2*101+6*100.

Аналогично любое двоичное число можно представить, например:

10111=1*24+0*23+1*22+1*21+1*20.

Если сложить последнюю сумму получим: 8+0+4+2+1=15.

Т. е. 101112=1510.

В общем виде двоичное число равно a1a2…an=, т. е. соответствует десятичному числу, вычисленному из последней суммы
(a1 ,a2, …, an – позиции двоичного числа, начиная со старшего разряда).

Из десятичного двоичное можно получить делением на 2, и каждый остаток от деления будет от младшего разряда к старшему составлять двоичное число.

Например:

13/2

1 6/2 Результат: 1310 = 11012

0 3/2

1 1

Кроме этих систем счисления используются 8-ричные и 16-ричные СС.

В 16-ричной СС основанием является F, т. к. цифры обозначения используются следующие: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E.

ИНФОРМАЦИЯ В ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ И СИСТЕМАХ

Обмен информацией происходит не только среди людей. Совре­менная жизнь не представляется без различных устройств и машин, которые облегчают работу и заменяют человека при выполнении многих задач. Между тем работа машин невозможна без процессов обработки информации.

В технических устройствах и системах прием, обработка и передача информации осуществляется с помощью сигналов. Сигналы отражают физические характеристики изучаемых объектов и процессов. Посредством сигналов информация может передаваться на короткие большие расстояния. Информация в виде сигнала может различным образом перерабатываться, сохраняться, уничтожаться и т. п. Различают несколько видов сигналов: звуковые, которые можно слышать при работе милицейской сирены; световые, передающие информацию от пульта дис­танционного управления к телевизору, а также электри­ческие. При передаче ин­формации посредством элек­трического сигнала значе­ние информации выражает­ся в параметрах электриче­ского тока — в силе тока и напряжении.

Существующие в техни­ческих устройствах сигналы делятся на непрерывные (или аналоговые) и дискретные.

Непрерывность сигнала означает возможность его изменения на любую малую величину в любой заданный малый промежуток времени (см. выше рис.).

Образование аналогового сигнала происходит, например, при получении первичной информации с датчиков, связанных с изучае­мым объектом или внешней средой. Полученный сигнал обычно требует дальнейшей его обработки. Это может быть передача, пре­образование или сохранение.

Продемонстрировать аналоговую обработку сигнала можно, рас­сматривая процесс преобразования сигнала, идущего от микрофона к динамику. Микрофон преобразует звуковой сигнал в слабый электри­ческий, выходной характеристикой которого является напряжение.

Микрофон и динамик применяются для усиления звукового сигнала. Для этого целенаправленное усиление аналогового электри­ческого сигнала до требуемой величины. Получив, таким образом, необходимый сигнал, динамик его преобразовывает в более сильный звуковой.

Примером аналоговой передачи сигнала является передача речи по телефонным проводам: речевая информация преобразуется в аналоговые электрические сигналы, которые по проводам переда­ются абоненту, а затем обратно преобразуются в речевую информа­цию. Аналоговое сохранение информации является также довольно распространенным явлением. Это, например, запись звукового сиг­нала на магнитный носитель.

До семидесятых годов XX века технические устройства работали только с аналоговыми сигналами. Аналоговыми являлись и способы их обработки.

С появлением в семидесятых годах XX века микропроцессора — основного элемента ЭВМ, а также микросхем с высокой степенью интеграции стали получать распространение дискретные и цифро­вые сигналы и соответствующие способы их обработки.

Дискретность сигнала означает возможность его измерения толь­ко на конечном отрезке, в строго определенные моменты времени, т. е. сам сигнал представляет собой не непрерывную функцию, а по­следовательность дискретных значений (см. рис.).

Дискретные значения функции, полученные в дискретные мо­менты времени, имеют приближенные числовые значения. В случае, когда наличие приближенных значений не удовлетво­ряет поставленной задаче, производят округление имеющихся зна­чений с заданной степенью точности. И тогда уже вместо прибли­женных значений получаются определенные конечные числовые значения.

Дискретный сигнал, значения которого выра­жены определенными ко­нечными числами, назы­вается цифровым.

Для обработки, хране­ния, передачи цифровых сигналов также сущест­вуют специальные техни­ческие устройства. Бур­ное развитие вычисли­тельной техники, средств телекоммуникации непо­средственно связано с об­работкой именно цифро­вых сигналов, поскольку цифровая связь имеет множество преимуществ по сравнению с ана­логовой.

Широкое применение цифрового способа хранения информации находит запись различного рода информации на аудио - и видео­компакт-дисках (CD-ROM).

С цифровой передачей данных мы сталкиваемся при обмене ин­формацией между компьютерами с помощью модема или при рабо­те с факсимильными средствами связи.

Несмотря на то что цифровая обработка информации приобре­тает все большее распространение, отказаться от аналоговой невоз­можно. Еще остается достаточно много систем и устройств, в кото­рых информация может передаваться только в виде аналогового сигнала. В связи с этим решаются различные вопросы, ищутся спо­собы преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот.

При преобразовании исходного аналогового сигнала в цифро­вой появляется определенная погрешность. Но, уменьшая шаг по оси времени и функции сигнала, можно достичь уменьшения погрешности. Использование современных высоко­скоростных технических средств обработки и хранения цифровых сигналов позволяет значительно упростить и удешевить процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой. А также устра­нить недостатки, присущие аналоговой передаче сигнала, напри­мер влияние шумов. В результате даже такие традиционные области использования аналоговых сигналов, как телефонная связь и радио­вещание, переходят на цифровую форму обработки и передачи сиг­налов.

Этот процесс получил наибольшее развитие с появлением гло­бальных компьютерных сетей.

Таким образом, мы рассмотрели существующие виды информа­ции. Зрительная и звуковая, посредством которой общаются люди, а также информация в виде сигналов непосредственно связаны ме­жду собой. Преобразования информации из одного вида в другой показывают, насколько важен и непрерывен процесс обмена ин­формацией. Применение технических устройств делает этот про­цесс неотъемлемой частью нашей жизни.

Вопросы по теме лекции 1:

1.  Вещественно-энергетическая и информационная картины мира.

2.  Информация как мера упорядоченности в неживой природе.

3.  Информация и энтропия.

4.  Информационные процессы в живой природе, обществе и технике: получение, передача, преобразование, хранение использование информации.

5.  Информационные процессы в управлении. Системы с обратной связью.

6.  Информация и знания.

7.  Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний. Единицы измерения количества информации.

8.  Кодирование информации с помощью знаковых систем.

9.  Естественные и искусственные языки.

10.  Двоичное кодирование информации.

11.  Кодирование аналоговой (непрерывной) графической и звуковой информации методом дискретизации.

12.  Системы счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления. Двоичная система счисления. Двоичная: арифметика. Системы счисления, используемые в компьютере.

Лекция 2. Основы логики и логические основы компьютера

Основные понятия математической логики

Существуют высказывания, которые можно проверить, истинны они или ложны. Операции над подобными высказываниями относятся к классической математической логике. Математическая логика включает математические методы исследования способов рассуждений и умозаключений. Будем обозначать результат истинного высказывания «Т» (true – истина), результат ложного высказывания «F» (false – ложь). Высказывания будем обозначать латинскими буквами (А, B, C, D и т. д.).

Рассмотрим основные операции над высказываниями. Приведем их в таблице 2.5.

Таблица 2.5

Основные операции исчисления высказываний

№ п/п	Наименование операции и краткий смысл	Высказывания	Запись операции	Результат операции
А	В
1.	Конъюнкция (соединение двух высказываний в одно: логическое «и»)	T T F F	T F F T	A&B	T F F F
2.	Дизъюнкция (соединение двух высказываний в одно: логическое «или»)	T T F F	T F F T	АВ	T T F T
3.	Импликация (общее высказывание, заключающееся в следовании одного высказывания из другого): А (посылка) влечет (имплицирует) В (заключение)	T T F F	T F F T	АВ	T F T T
4.	Логическое отрицание	T F	- -	A	F T

Для иллюстрации использования операций над высказываниями при решении логических задач приведем примеры:

1). А= «T», B= «F». Чему равно логическое выражение:

(АВ)&(B)A=? .

Решение: «T»&«T»«T» = «T», т. е. логическое выражение истинно.

2). А&В= «T», С=«F». Чему равно логическое выражение:

((AC) &(CB)) CA=?.

Решение: («F»&«T»)«F»«T» = «F»«F»«T» = «T», т. е. логическое выражение истинно.

3). А=«Маша любит Петю»=«Т», B=«Петя не студент»=«Т», С= «Маша любит студента» - «F». Чему равно логическое выражение: A&BС=? .

Решение: («T»&«T»)«F» = «Т». То есть высказывание не верно, а верно A&BС= «Маша не любит студента».

Частью математической логики является булева алгебра. В ней имеем дело вместо «ложь» и «истина», соответственно, с операциями над «0» и «1». Булева алгебра названа в честь немецкого ученого Дж. Буля, разработавшего аппарат символической логики (гг.).

Основные понятия теории множеств. Операции над множествами

Множество – это набор, совокупность каких либо объектов, называемых его элементами, обладающими общими для них всех характеристическими свойствами. По определению Г. Кантора: «Множество – есть многое мыслимое как единое». Это соответствует определению системы с точки зрения кибернетики.

Если класс объектов, на которых определяются любые множества обозначить U (Универсум), то любое рассматриваемое множество А принадлежит этому множеству, т. е. АU. Если рассматривать множества как области на поверхности или в пространстве, то элементами этих множеств могут служить бесконечное множество точек {x}, принадлежащих некоторой области (множеству). Часто оперируют со счетными множествами, состоящими из конечного числа элементов. Понятия таких множеств дают в начальных классах школы. Действия над счетными множествами и множествами, состоящими из бесконечного числа элементов (точек) аналогичны.