Понятие информации

Вопрос 1. Понятие информации. Виды информации. Роль информации. Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Основные информационные процессы: хранение, передача и обработка информации.

Информация – это сведения об окружающем нас мире, его объектах и процессах. Каждый день человек сталкивается с самой разной информацией: при чтении газет, при просмотре телевизора, при переходе через дорогу, при разговоре с друзьями по телефону и т. д.

Информацию можно классифицировать разными способами:

1.  По способу передачи и восприятия: визуальная, аудиальная (слуховая), тактильная (ощущения), органолептическая (запах и вкус);

2.  По назначению: массовая (новости, музыка), специальная (технические сведения, экономические прогнозы) и личная.

3.  По форме представления:

Ø  знаковая (текстовая, табличная, графическая, табличная);

Ø  в виде жестов или сигналов;

Ø  устная словесная.

В нашем, информационном обществе информация играет важнейшую роль в жизни человека. Обладая полной информацией, человек получает существенное преимущество перед остальными.

Для обмена информацией с другими людьми человек использует разговорные языки — русский, английский, китайский и др. Языки, с помощью которых мы общаемся, называются естественными. В основе языка лежит алфавит, то есть набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов).

Наряду с естественными языками были разработаны формальные (служебные) языки (системы счисления, язык алгебры, языки программирования и др.). Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса.

К формальным языкам можно также отнести: азбуку Морзе, химические формулы, ноты, дорожные знаки.

Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах. Основных информационных процесса три:

1)  Хранение – это процесс распространения информации во времени. Этот процесс используется для того, чтобы информация могла быть использована в будущем времени. С понятием хранения информации связано понятие носителя информации — объекта, на который информация может быть сохранена. Носители бывают самыми разными от самых простых (тетрадь, книга, школьный журнал) до компьютерных (дискеты, диски и т. п.)

2)  Передача – процесс распространения информации в пространстве. Этот процесс имеет место, когда, например, нужно, чтобы другой человек имел ту де информацию, что и мы. С понятием передачи информации связаны такие понятие, как источник и приёмник информации, а также понятие канала связи.

3)  Обработка - это процесс изменения формы представления информации или её содержания. Примером обработки может являться решение задачи учеником. Здесь имеется условие (входная информация), на основании которого ученик производит необходимые вычисления (преобразование) и получает ответ (выходная информация).

Вопрос 2. Измерение информации. Единицы измерения информации. Алфавитный подход к измерению информации: алфавит, мощность алфавита, информационный вес символа.

Хорошо известно, что для измерения таких величин, как например, масса, время, расстояние существуют эталонные единицы. Для расстояния – это метр, для массы – килограмм, для времени – секунда. Для измерения информации также имеются свои единицы.

Наименьшей единицей измерения информации является — 1 бит.

1 байт = 8 битов

1 килобайт (Кб) = 1024 байтов

1 мегабайт (Мб) = 10 Кб

1 гигабайт (ГБ) = 1024 Мб

Для того чтобы измерить текстовую или графическую информацию был изобретён специальный подход, называемый алфавитным.

Рассмотрим на примере измерение текстовой информации в компьютере.

Для начала, скажем, что вся информация (тексты, музыка, рисунки, фильмы и т. д.), хранящаяся в компьютере, специально закодирована с помощью двоичных кодов различной длины. Двоичный код — это код, в котором могут быть использованы только два знака — 0 и 1. Каждый знак двоичного кода имеет информационный вес (размер), равный 1 биту.

При кодировании текста с помощью алфавитного подхода используются такие понятия, как алфавит, мощность алфавита и информационный вес одного символа данного алфавита.

Алфавит — это набор букв, знаков препинания, цифр, скобок и др. символов, используемых в тексте. В алфавит также следует включить пробел, т. е. пропуск между словами.

Мощность алфавита (N) — полное число символов в алфавите. Так, например, мощность алфавита в русском языке равна 54 символа (33 буквы, 10 цифр, 11 знаков препинания, включая скобки и пробел).

Информационный вес символа (i) — это величина, которая показывает, сколько битов отведено на кодирование 1 символа из алфавита определённой мощности.

Допустим, в некотором алфавите всего 2 буквы (например, это буквы A и Б). Мощность такого алфавита будет равна символа. Тогда букву A мы можем закодировать двоичным знаком 0, а букву Б — двоичным знаком 1. Т. к. на кодирование каждого символа ушло только по одному двоичному знаку, то информационный вес каждого символа будет равен биту.

Допустим, что теперь нам нужно закодировать не 2 буквы, а уже 4 (А, Б, В, Г). Мощность алфавита станет , а информационный вес одного символа из такого алфавита станет равным битам (см. таблицу).

Символ	А	Б	В	Г
Двузначный двоичный код	00	01	10	11

Т. к. из двузначного двоичного кода можно составить 4 возможных комбинации, то это значит, что для кодирования 4 символов потребуется 2 бита на каждый символ.

Используя 3 двоичные цифры можно составить уже 8 различных комбинаций.

Символ	А	Б	В	Г	Д	Е	Ё	Ж
Трёхзначный двоичный код	000	001	010	011	100	101	110	111

Следовательно, если мощность алфавита равна , то информационный вес одного символа равен битам.

Мощность алфавита (N) и информационный вес одного символа из этого алфавита (i) связаны формулой:

Также информационный вес символа называют разрядностью двоичного кода. Для приведённых выше трёх примеров коды были одноразрядными, двухразрядными и трёхразрядными соответственно.

Зная сколько символов в конкретном тексте, а также, сколько бит отводится на один символ, мы может узнать информационный вес всего текста по формуле , где n — это число символов в тексте.

Вопрос 3. Кодирование текста и чисел в памяти компьютера. Понятие кодировочной таблицы. Таблицы ASCII и Unicode. Кодирование и декодирование текста. Информационный объём текста. Система счисления. Виды систем счисления

Преобразование информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую называется кодированием. Тексты, числа, рисунки и вся другая информация находятся в компьютере в закодированном виде.

При кодировании текста в памяти компьютера используются специальные кодировочные таблицы.

Кодировочная таблица — это таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие уникальные двоичные коды.

Кодирование символов в таких таблицах происходит в соответствии с алфавитным подходом. Т. е. количество символов в таблице напрямую влияет на информационный вес каждого символа. В настоящее время в компьютере используются в основном две кодировочные таблицы ASCII и Unicode.

Кодировочная таблица ASCII одержит 256 символов, каждый из которых представлен в виде восьмиразрядного кода, т. е. весит 8 бит (). Таблица ASCII состоит из двух частей. Первая часть (символы от 0 до 127) — является стандартной и отводится для цифр и букв латинского алфавита. Вторая половина таблицы (символы от 128 до 255) предназначена для хранения символов национальных алфавитов.

Вторая кодировочная таблица — Unicode используется гораздо чаще, т. к. позволяет кодировать символы всех национальных языков. Таблица Unicode, также как и таблица ASCII, делится на несколько частей, в каждой из которых хранятся символы разных языков. При использовании таблицы Unicode пользователь, при переключении языка клавиатуры, обращается к разным разделам этой таблицы. Она содержит 65536 символов, каждый из которых, в соответствии с алфавитным подходом, имеет информационный вес — 16 бит.

В настоящее время создаётся новая кодировочная таблица, в которую помимо символов Unicode будут добавлены также символы «мертвых» языков. Каждый символ будет иметь вес в 21 бит, что означает наличие в таблице 2 097 152 символов.

При наборе текста мы используем устройство ввода информации — клавиатуру. На клавишах нанесены изображения букв, цифр, знаков препинания и других символов. Каждый раз, нажимая на клавишу с символом, мы посылаем в компьютер двоичный код этого символа. Этот процесс называется кодированием, т. е. переводом информации в форму, понятную компьютеру. После того, как клавиша была нажата, двоичный сигнал попадает в кодировочную таблицу, где находит себе соответствующее графическое изображение символа. После этого символ появляется на экране монитора. Этот процесс называется декодированием, т. е. переводом информации в понятную уже для нас форму.

Набранный текст сохраняется в виде текстового документа в файле. Каждый текстовый файл имеет свой информационный объём, который вычисляется как произведение информационного веса одного символа на количество таких символов во всём тексте.

Числа в компьютере записываются с использованием особых знаковых систем — систем счисления. Система счисления — это определённые правила записи чисел и выполнения действий с ними. Человек в своих расчётах использует десятичную систему счисления (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9). Системы счисления бывают позиционными и непозиционными.

В компьютере для представления чисел используется двоичная система счисления, т. е. система, в которой применяются только два знака — 0 и 1. Прежде чем совершать операции с числами, процессор сначала каждое из них переводит в двоичный код, после чего происходят вычисления, по окончанию которых двоичные числа снова переводятся в десятичную запись.

Числа для вычислений и числа, встречающиеся в тексте, кодируются принципиально разно. Так, например, при работе с программой Блокнот число 12 будет иметь текстовый смысл, и кодироваться как 00110т. е. совмещением кодов для 1 и для 2 из таблицы ASCII). При работе с программой Калькулятор число 12 будет иметь запись 1100.

Вопрос 4. Кодирование изображений. Векторный и растровый подходы. Свойства векторного рисунка. Графический примитив. Свойства растрового рисунка. Палитра цветов. Глубина цвета. Информационный объём изображений.

Изображения, как и вся остальная представленная в компьютера информация, находится в закодированном состоянии в виде последовательностей 1 и 0 разной длины. Существует два принципиально разных способа кодирования графических изображений в памяти компьютера — векторный и растровый.

При векторном подходе изображение состоит из готовых геометрических примитивов.

Геометрические примитивы — это простейшие объекты векторного рисунка (линии, прямоугольники, овалы), из которых строится изображение. Размер и форма графического примитива определяются математическими формулами.

При совмещении нескольких векторных примитивов получается один большой рисунок, можно снова «разобрать» на примитивы.

Растровое изображение состоит из множества разноцветных точек, которые также называются пикселями.

Пиксель — это наименьшая единица растрового рисунка, которая может быть раскрашена разным цветом в зависимости от присвоенного ей двоичного кода.

Сравнение растрового и векторного изображений:

Изображение	Критерии сравнения
Из чего состоит	Область применения	Программная среда	Чувствительность к изменению размеров	Занимает места в памяти компьютера
Растровое	Точки (пиксели)	Фотография, картины.	Paint, Photoshop	При уменьшении – теряет чёткость. При увеличение – появляется рябь	Сравнительно много
Векторное	Примитивы	Чертежи, схемы, диаграммы.	CorelDraw, Word	Не теряет качества	Сравнительно мало

Для измерения объёма растрового рисунка, также как и для текста, применяется алфавитный подход. В качестве алфавита используется палитра цветов, в которую внесены все цвета, при помощи которых создаётся рисунок. Каждая точка в рисунке, также как и символ в тексте, имеет свой информационный вес, напрямую зависящий от количества цветов в палитре. Так, например, если в палитре 8 цветов, то каждая точка рисунка будет занимать в памяти бита, т. к. . Информационный вес одной точки (в битах) принято также называть глубиной цвета. Чем больше глубина цвета, тем больше разных цветов может быть использовано в рисунке и тем изображение будет качественнее.

Чтобы определить информационный вес всего рисунка, нужно умножить число точек на информационный вес каждой точки.

Вопрос 5. Технология работы с текстовыми документами. Текстовые редакторы и текстовые процессоры: назначение и основные возможности. Объекты текстового документа. Редактирование и форматирование текстового документа. Аппаратное обеспечение обработки текстовой информации.

Одной из первых возможностей, которой был наделён персональный компьютер, является обработка текстовой информации. На сегодняшний день компьютер является самым удобным средством для создания текстовых документов. С помощью компьютера можно не просто напечатать текст, но и внести в него необходимые изменения, добавить таблицы или рисунки, проверить правописание.

Для работы с текстом в составе прикладного программного обеспечения компьютера имеются два класса программ: текстовые редакторы и текстовые процессоры.

Текстовые редакторы — это простейшие программы, при помощи которых можно осуществлять только набор и редактирование текста. К таким программам относится программа Блокнот.

Текстовые процессоры — это более сложные программы. Кроме функций набора и редактирования текста, они позволяют выполнять его оформление (форматирование), а также внедрение в текст различных объектов. Самым распространённым текстовым процессором является прикладная программа Microsoft Office Word.

Текстовый документ, создаваемый с помощью текстового процессора, состоит из следующих объектов:

1)  Текст — основа текстового документа. В свою очередь, текст делится на:

Ø  символ — наименьшая единица текста (буква, цифра, знак препинания, пробел)

Ø  слово — любая последовательность символов, ограниченная с обоих концов пробелами или знаками препинания.

Ø  предложение — любая последовательность символов между двумя точками.

Ø  строка — любая последовательность символов между левой и правой границами абзаца;

Ø  абзац — любая последовательность символов, заканчивающаяся знаком «конец абзаца» .

2)  Таблица;

3)  Рисунок.

4)  Диаграмма и др.

Работа с вышеназванными элементами называется редактированием и форматированием текстового документа.

Редактирование — это преобразование документа. Удаление или добавление символов, изменение других объектов текста.

Форматирование — изменение внешнего вида объектов документа, не ведущее к изменению содержания.

При форматировании символов, изменяются его размер, шрифт, начертание, цвет.

При форматировании абзацев, можно изменить выравнивание текста, междустрочный интервал, отступы слева и справа; можно создать красную строку.

Кроме того, современные текстовые процессоры имеют возможность проверки текста на ошибки.

Для работы с текстовыми документами с помощью компьютера необходимо следующее аппаратное обеспечение: клавиатура, мышь, монитор, принтер, сканер или цифровой фотоаппарат для добавления изображений в документ.

Вопрос 6. Основные этапы обработки информации компьютером: аппаратное обеспечение компьютера, производительность компьютера. Центральный процессор: назначение и характеристики. Компьютерная память: характеристики, назначение, виды памяти. Накопители и носители. Объём информационных носителей.

Компьютер является универсальным инструментом для обработки информации. Для этого в компьютере предусмотрены четыре важных этапа ввод, хранение, преобразование, вывод, и информации.

Аппаратное обеспечение компьютера — это система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, преобразование и вывод информации.

Производительность компьютера — это характеристика, показывающая скорость выполнения компьютером операций обработки информации (число операций в секунду).

Центральный процессор — это устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера. Процессоры были изобретены в 1971 году и вошли в состав компьютеров только с началом IV поколения ЭВМ. Работа процессора характеризуется двумя характеристиками:

  1)  Тактовая частота — количество тактов в секунду. Такт — это интервал времени между началами двумя соседних тактовых импульсов. Тактовая частота измеряется в герцах (Гц). Современные компьютеры имеют тактовую частоту в несколько ГГц.

  2)  Разрядность — это размер минимальной порции информации, которую может обработать процессор за один такт. Разрядность измеряется в битах. Сегодня распространены процессоры с разрядностью 32 и 64 бит.

Помимо центрального процессора (ЦП) в компьютере применяются также сопроцессоры — вспомогательные процессоры, которые берут на себя часть работы ЦП.

В процессе работы компьютера все программы и данные хранятся в компьютерной памяти. Память компьютера — это все устройства, предназначенные для хранения информации. С данными в памяти компьютера можно производить два действия — чтение (считывание) и запись. Память компьютера характеризуется двумя важными характеристиками: объёмом и быстродействием (скорость чтения/записи данных). Различают два разных вида памяти — внутренняя и внешняя.

Внутренняя память имеет небольшой объём и высокое быстродействие. К внутренней памяти относятся: постоянная память, оперативная память и кэш-память.

Внешняя память имеет большой объём и низкое быстродействие. К внешней памяти относятся магнитная память (гибкие и жёсткие диски, магнитные ленты), оптическая память (CD и DVD диски) и флэш-память.

Внешняя память компьютера представлена носителями информации и накопителями — устройствами, которые производят чтение/запись данных с носителей.

Кроме объёма и быстродействия компьютерная память характеризуется также следующими характеристиками:

  1)  Энергозависимость и энергонезависимость.

  2)  Плотность записи (для магнитных и оптических дисков).

  3)  Способ доступа к данным на внешних носителях (прямой или последовательный).

Каждый носитель информации имеет свой объём. Информационный объём дискеты — 1,44 Мбайт, CD — 700 Мбайт, DVD — 4,7 Гбайт. Информационный объём других носителей (жесткие диски, флэш-карты, магнитные ленты) меняется в зависимости от появления новых моделей этих носителей.

Вопрос 7. Устройства ввода информации, устройства вывода информации: понятие, виды, назначение и основные характеристики устройств. Контроллеры и драйверы устройств.

Основное назначение компьютера — обработка информации. Для выполнения этой задачи в компьютере организованы 4 процесса: ввод, вывод, преобразование и хранение информации. Для обеспечения функций ввод и вывода информации используются специальные устройства.

Устройства ввода информации — это аппаратные средства для преобразования информации из формы понятной человеку, в форму, воспринимаемую компьютером (двоичный код). Эти устройства кодируют информацию.

Устройства ввода информации

	Устройство	Назначение	Виды	Характеристики
Клавиатура	Ввод чисел и текста, управление компьютером		Количество клавиш
Манипуляторы	Мышь	Управление компьютерными объектами	Механическая, оптическая, лазерная	Разрешение (отвечает за точность перемещения указателя)
Трекбол	Управление компьютерными объектами («неподвижная мышь»)		Разрешение (отвечает за точность перемещения указателя)
Тачпад	Управление компьютерными объектами (заменяет мышь в ноутбуках)		Разрешение (отвечает за точность перемещения указателя)
Игровые устройства	Управление в компьютерных играх	Джойстик, руль и т. д.
Сенсорные устройства	Сенсорный экран	Ввод информации с помощью прикосновения пальцем к экрану
Световое перо	Создание изображений в графическом редакторе при проведении пером по экрану монитора
Графический планшет	Создание рисунков с помощью «цифрового листа» с их последующим перенесением в компьютер
Устройства сканирования	Сканер	Ввод изображений и текстов		Глубина цвета, разрешение
Устройство распознавания символов	Считывание данных со штрих-кодов
	Микрофон	Ввод звуковой информации

Устройства вывод информации — аппаратные средства для преобразования компьютерного (двоичного) представления информации в форму, понятную человеку. Эти устройства декодируют информацию.

Устройства вывода информации

Устройство	Назначение	Виды	Характеристика
Монитор	Вывод визуальной информации	Мониторы на электронно-лучевой трубке или на жидких кристаллах	Разрешение (число точек на дюйм), размер диагонали, зернистость.
Принтер	Вывод информации на бумажные носители	Матричный, струйный, лазерный	Скорость печати, разрешение, цвет
Плоттеры (графопостроители)	Печать изображений больших форматов	Планшетные, барабанные	Разрешение, формат бумаги,
Устройства вывода звука	Воспроизведение звуковой информации	Наушники, колонки
Цифровые проекторы	Демонстрация визуальной информации		Разрешение

Устройства ввода и вывода подключаются к разъёмам системного блока с помощью специальных электрических проводов. Внутри системного блока установлен контроллер — управляющий блок для каждого подключаемого устройства. В составе программного обеспечения компьютера обязательно присутствуют драйверы устройств — программы, позволяющие операционной системе управлять устройствами ввод/вывода информации.

Вопрос 8. Взаимодействие устройств компьютера: системный блок, системная плата, компоненты системной платы, информационная магистраль. Принцип программного управления, принцип открытой архитектуры компьютера.

Все устройства компьютера, относящиеся к его аппаратному обеспечению, являются взаимосвязанными и образуют целую систему.

Все самые основные устройства компьютера объединены в одном блоке, называемом системным. Системный блок — важнейшая часть персонального компьютера. Устройства системного блока расположены в специальном корпусе, который может быть двух типов — tower (вертикальный) и desktop (горизонтальный). К устройствам системного блока относятся:

  1.  Системная (материнская) плата. На ней размещены важнейшие микросхемы, микропроцессор. Системная плата позволяет связывать в единое целое все внутренние устройства ПК.

  2.  Процессор — устройство, которое преобразует информацию и управляет всеми остальными устройствами компьютера.

  3.  Информационная магистраль (шина) — устройство, при помощи которого информация передаётся от одного устройства к другому.

  4.  Порты — устройства, при помощи которых к системному блоку подключаются все внешние устройства. Различают следующие порты:

  а)  Проводные — LPT, COM, USB.

  б)  Беспроводные — ИК-порт, Bluetooth.

  5.  Дисководы.

  6.  Внутренняя память компьютера.

  7.  Электронные схемы, обеспечивающие взаимодействия связь различных компонентов компьютера. К таким схемам относятся видеокарта, звуковая карта, модем, сетевая карта и пр.

  8.  Электромеханическая часть компьютера — система охлаждения, индикация, блок питания, система защиты.

  9.  Слоты расширения — гнёзда для подключения дополнительных устройств — плат (адаптеров), например модема или ТВ-тюнера.

В самом начале компьютерной истории были предложены принципы, лежащие в основе работы компьютера до сих пор. Одними из таких принципов являются принцип программного управления и принцип открытой архитектуры компьютера.

Принцип программного управления. В соответствии с ним работа компьютера происходит по специальному алгоритму, записанному на понятном ему языке (программа). Поступающие в компьютер программы находятся в закодированном виде в оперативной памяти. При работе компьютера команды, которые необходимо выполнить, и данные, которые им требуются, считываются по очереди из памяти и поступают в процессор, где они расшифровываются, а затем выполняются.

Принцип открытой архитектуры. Согласно этому принципу, компьютер состоит из разных блоков. Каждый блок, в случае его неисправности или устаревания, может быть заменён на новый. При этом новый блок будет полностью совместим с остальными блоками. Слоты расширения на материнской плате позволяют добавлять новые устройства, тем самым, совершенствуя компьютер.

Вопрос 9. Программное обеспечение персонального компьютера. Программа: понятие, назначение. Виды программного обеспечения. Объекты операционной системы Windows: файл, папка, графический интерфейс. Объекты графического интерфейса.

Компьютер выполняет всю свою работу на основании команд, заложенных в его память. Эти команды записаны на понятном компьютеру машинном языке и называются программами.

Программа — это упорядоченная последовательность команд (инструкций), необходимых компьютеру для решения поставленной задачи.

Программирование — это процесс составления программы для компьютера.

С помощью программ компьютер способен выполнять ту или иную работу с информацией.

Каждая программа хранится во внешней памяти, после запуска попадает в оперативную память и обрабатывается процессором.

Программное обеспечение — это все программы, хранящиеся во внешней памяти компьютера.

Системное ПО — это ПО при помощи которого происходит взаимодействие человека, всех устройств и программ компьютера. Самой важной частью системного ПО является операционная система. Сервисные программы предназначены для обслуживания компьютера. К ним относятся программы проверки оборудования, антивирусные программы, программы защиты от хакеров и т. д.

Прикладное программное обеспечение — это ПО, обеспечивающее выполнение пользователем прикладных задач: работа с текстом, графикой, вычислениями и т. д. Прикладное ПО общего назначение предназначено для большинства пользователей, т. к. нужны каждому пользователю: текстовые и графические редакторы, табличные процессоры, игры, коммуникационные программы и т. д. Прикладное ПО специального назначения предназначено для профессиональной деятельности. К ним относятся бухгалтерские, математические, физические, архитектурные и другие программы.

Инструментальное ПО — это программное обеспечение, при помощи которого создаются новые программы.

Операционная система — это набор программ, управляющих оперативной памятью, процессором, внешними устройствами, файлами и ведущих диалог с пользователем. В настоящее время самой распространённой операционной системой (ОС) является система Windows.

Объектами операционной системы являются:

  1.  Файл — документ, сохранённый во внешней памяти и имеющий уникальное имя.

  2.  Папка — объект, предназначенный для объединения файлов и других папок в группы.

  3.  Графический интерфейс. Интерфейс — форма взаимодействия пользователя и операционной системы. Интерфейс может быть текстовым и графическим. При текстовом интерфейсе пользователь общается с ОС при помощи текстовых команд, вводимых с клавиатуры. Графический интерфейс представляет собой взаимодействие пользователя и компьютера с использованием графических средств. К объектам графического интерфейса относятся: окно, Рабочий стол, меню, значки, панели инструментов и т. д.

Вопрос 10. Понятие файла и папки. Параметры. Операции. Понятие файловой системы. Понятие об архивировании и защите от вирусов.

Все данные, которые при помощи программ обрабатывает компьютер, хранятся в виде файлов. Файл — это совокупность данных, сохранённая во внешней памяти под уникальным именем.

Каждый файл имеет следующие параметры:

  1.  Имя. Имя файла состоит собственно имени и расширения, разделяемых точкой (Школа. txt)

  1)  Собственно имя задаётся пользователем, создающим файл и может состоять не более чем из 255 символов, за исключением специальных символов

\ / * ? : " < > |

  2)  Расширение файла указывает на его тип. При открытии файла, операционная система обращается к его расширению, узнаёт тип хранящийся в файле информации, а затем запускает программу, позволяющую обработать такой тип данных. Основные расширения:

Ø  doc, txt — текстовые файлы;

Ø  bmp. jpeg, gif — рисунки;

Ø  avi — видеоданные;

Ø  mp3, mid — звуковые файлы;

Ø  exe, com — программные файлы.

  2.  Размер. Размер свидетельствует об объёме содержащейся в файле информации, а также о том, сколько места на диске занимает это файл. Размер выражается в байтах, Кайтах, Мбайтах и т. д.

  3.  Значок (графическое изображение) — графический объект, с помощью которого обозначается программа, в которой был создан файл.

  4.  Дата и время создания; Дата и время изменения. Эти параметры автоматически регистрируются операционной системой.

Пользователь может выполнять следующие действия над файлами: создание, сохранение, закрытие, открытие, переименование, перемещение, копирование, удаление.

Папка — объект Windows, предназначенный для объединения файлов и других папок в группы. Папка имеет такие же параметры, что и файл. С папками можно производить те же действия, что и с файлами, кроме сохранения.

Файловая система — это совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними. Различают простую (одноуровневую) и многоуровневую (иерархическую) файловую систему. При одноуровневой системе файлы хранятся на диске без помещения в папку. Например, A:\tetris. exe — это полное имя файла, хранящегося на диске A:. Многоуровневая система предполагает наличие на диске каталогов (папок) и вложенных каталогов в них. Например A:\GAMES\tetris. exe — это полное имя файла, хранящегося на диске A: в папке GAMES.

Хранящиеся во внешней памяти файлы можно архивировать, т. е. сжимать для уменьшения их размера с использованием для этого специальных методов архивирования. Программы, отвечающие за архивацию данных, называются архиваторами. Наиболее известными из них являются WinRAR и WinZIP.

Вирусом называется программа, которая является вредоносной, т. е. выполняющей действия, влияющие отрицательно на работу компьютера. Вирус, заражая файл, приписывает к нему также «ложный» программный код. При чтении заражённого файла вредоносный код выполняется и происходит сбой в работе компьютера. Для борьбы с вирусами используются антивирусные программы, которые определяют наличие в файле вирусного кода и удаляют его, оставляя только нужную часть файла. Данная операция называется «лечением» файлов.

Вопрос 11. Технология обработки информации в элект­ронных таблицах. Структура электронной таб­лицы. Типы данных: числа, формулы, текст. Правила записи формул. Основные встроенные функции. Абсолютные и относительные ссылки. Графическое представление данных. Виды диаграмм. Объекты диаграммы.

В составе ПО у современных компьютеров имеется специальный инструмент для выполнения вычислений — электронные таблицы (ЭТ). Программа, которая работает с электронными таблицами, называется табличным процессором (ТП).

Табличный процессор — это прикладная программа, которая позволяет производить вычисления в электронных таблицах, а также выполняет построение различных диаграмм.

Одним из самых распространённых ТП является прикладная программа Microsoft Excel. Документы, с которыми работает данная программа состоят из таблиц и диаграмм.

Электронная таблица состоит из следующих объектов:

1)  Столбец. Всего в таблице 256 столбцов, каждый из которых именуется латинской буквой или сочетанием букв (A, B,…, AC, AD).

2)  Строка. Всего в таблице 65536 строк, каждая из которых нумеруется цифрами.

3)  Ячейка. Каждая ячейка образуется на пересечении строки и столбца и имеет уникальное имя (адрес), складывающееся из имени столбца и номера строки (A1, B2, C3 и т. д.). В одни ячейки заносятся исходные данные, а в других, в свою очередь, происходят все необходимые вычисления и отображаются результаты расчётов.

4)  Диапазон ячеек. Диапазон ячеек — это любая прямоугольная часть таблицы. Диапазон состоит из нескольких ячеек и имеет адрес, складывающийся из адреса верхнеё левой ячейки и адреса нижней правой ячейки (A1:C2, A10:D15).

В ячейках электронной таблицы могут храниться данные следующих типов:

1)  Числа. По умолчанию числа выравниваются в ячейке по правому краю. Числа могут быть представлены в простом или в экспоненциальном формате, например: 195,2 или 1,95E+02. Также пользователь может вручную изменить формат числа на любой другой (дробный, процентный, денежный, логический и др.) или определить число десятичных знаков в записи числа.

2)  Формулы. Формулы — главный инструмент для вычислений. Формулы как и числа вписываются в отдельные ячейки. Каждая формула должна начинаться со знака равенства (=). После знака (=) следуют аргументы, которыми могут являться числа (=2+3) или ссылки на ячейки, содержащие числа (=A1+B1). В формула используются знаки математических операций (сложение «+», вычитание «–», умножение «*», деление «/», возведение в степень «^»). После ввода формулы следует нажать клавишу Enter и в ячейке, куда вводилась формула, появится результат вычислений. Если в записи формул участвуют ссылки на другие ячейки, то в случае записи новых чисел в эти ячейки, изменяется и числовое значение в ячейке с формулой. Готовые формулы также можно редактировать.

3)  Текст. Тексты в электронных таблицах служат для пояснения числовых данных и не участвуют в вычислениях. Например, формула =школа*2 не будет иметь смысла. По умолчанию текст выравнивается в ячейке по левому краю, что позволяет отличить его от числа при внешнем сходстве.

Помимо формул в электронных таблицах существует другой инструмент — функции. Они отличаются от формул тем, что являются готовыми, т. е. пользователю не приходиться составлять математических выражений. Функция также, как и формула начинается со знака равенства, затем следует название функции, после чего в скобках указываются аргументы функции (числа, с которыми функция будет проводить вычисления). Основные функции:

1)  =СУММ();

2)  =СРЗНАЧ();

3)  =МИН()

4)  =МАКС()

5)  =ПИ() — функция не имеет аргументов;

6)  =ЦЕЛОЕ().

При работе с формулами и функциями пользователь делает ссылки на ячейки, которые могут быть относительными или абсолютными. Относительная ссылка (=H2) — это ссылка, которая изменяется при копировании формулы в другие ячейки. Абсолютная ссылка (=$H$2) — это ссылка, которая не будет меняться при копировании формулы.

Вторым объектом, с которым работает табличный процессор, является диаграмма. Диаграммы применяются для наглядного представления данных и бывают разных видов (столбчатая, круговая, график). Каждая диаграмма строится на основании данных, хранящихся в ячейках. Построение диаграммы происходит пошагово с помощью специального Мастера диаграмм. На каждом шаге определяются различные параметры диаграммы.

Каждая диаграмма имеет область построения, оси X и Y, ряды данных, заголовок, подписи по осям.

Вопрос 12. Модели. Понятие и назначение модели. Моделирование. Цель моделирования. Материальные и информационные модели. Классификация информационных моделей. Компьютерное математическое моделирование. Основные этапы компьютерного математического моделирования. Формализация.

Человек в процессе познания окружающего мира создаёт модели тех объектов, которые его окружают. К созданию модели объекта (оригинала) человек прибегает в том случае, когда невозможно использовать сам объект. Например, планета Земля и глобус или карта, человек и манекен, жилой дом и чертёж и т. д.

Модель — это аналог (заместитель) реального объекта-оригинала, отражающий некоторые его характеристики.

Моделирование — это исследование объектов путём построения и изучения их моделей. Прежде чем создавать модель, должна быть определена цель моделирования. Исходя из цели выбирается, какие свойства реального объекта будет наследовать новая модель. Например, при создании моделей дома — чертежа, макета и детской игрушки — преследуются разные цели, и, поэтому каждая из трёх моделей будет по-своему похожа на настоящий дом.

Все модели можно разделить на 2 группы: материальные и информационные. Материальные модели являются предметом, отражающим форму реального объекта (чучело птицы, манекен, глобус, игрушечный автомобиль и т. п.). Информационная модель — это целенаправленно отобранная информация об объекте, представленная в некоторой форме (рисунок, фотография, характеристика человека, рассказ и каком-либо событии и т. п.). Наука информатика изучает только информационные модели. Существуют следующие формы представления информационных моделей:

Ø  жесты и сигналы;

Ø  устная, словесная;

Ø  символьная (текст, числа, специальные символы);

Ø  графическая;

Ø  табличная.

По форме представления все информационные модели делятся на знаковые, образные, и образно-знаковые.

Компьютер является мощным средством для проведения моделирования. С помощью различных прикладных программ можно создать любую информационную модель. Отдельное место в компьютерном моделировании отводится математическому моделированию, т. к. проведении всех необходимых расчётов, компьютер способен быстрее человека получить требуемый результат.

При математическом моделировании происходят расчёты, необходимые для принятия определённых решений. Математическое моделирование применяется в экономике, физике, машиностроении, космонавтики и других областях. Например, при создании скафандра, сначала рассчитываются все нагрузки на человека, находящегося в космосе. После того, как будут получены расчёты, происходит принятие решения относительно будущего строения скафандра.

Компьютерное математическое моделирование проходит в 4 тапа:

1)  Постановка задачи — описание задачи, постановка цели моделирования и формализация задачи (выделение количественных характеристик моделируемого объекта);

2)  Разработка модели — создание информационной модели с помощью математических формул, создание компьютерной модели с использованием прикладной программы (например, электронных таблиц).

3)  Компьютерный эксперимент — проведение расчётов по определённому плану.

4)  Анализ результатов моделирования — подведение итогов. Если полученный результат не удовлетворяет условию задачи, то происходит возврат на предыдущие этапы.

Вопрос 13. Базы данных (БД). Понятие. Структурирование данных. Назначение БД. Объекты табличной базы данных. Типы данных. Система управления базами данных (СУБД). Назначение. Инструменты СУБД. Основные этапы создания БД. Поиск информации в базе данных.

База данных — это организованная совокупность данных определённого назначения. Рассмотрим простейшие примеры баз данных (БД):

школьный журнал, в котором хранится информация об учениках, их оценках, о родителях и пр.; каталог книг в школьной библиотеке, где на карточках хранятся сведения о каждой книге: автор, название, год издания и др.; база данных видеопроката, в которой собрана информация о названии фильмов, их режиссёрах, длительности и т. д.

Во всех приведённых выше примерах БД соблюдены следующие правила:

в каждой БД хранится информация только по одному классу объектов (ученики, книги, фильмы); информация в БД является структурированной и записана в удобной форме (таблица для школьного журнала, отдельная карточка для каждой книги);

Структурирование — это объединение данных по определённым параметрам.

Назначение БД состоит в удобном представлении данных и возможности поиска необходимой информации.

Большинство БД выполнены в табличной форме и состоят из следующих объектов:

Поле (столбец) — объект, предназначенный для хранения значений параметра реального объекта или процесса. Каждое поле имеет своё уникальное имя и свой формат (тип) данных. Поля могут быть числовыми, текстовыми (символьными), дата, денежными, логическими. Запись (строка) — совокупность логически связанных полей для одного объекта. Таблица — совокупность полей и записей БД. Каждая таблица имеет имя, структуру и характеризуется количеством записей.

Современные компьютеры имеют в составе ПО прикладные программы для работы с базами данных — системы управления базами данных (СУБД). Одной из самых распространённых СУБД является СУБД Microsoft Access.

Система управления базами данных — это программа, которая позволяет создавать базы данных, управлять ими и выполнять поиск необходимой информации. СУБД имеет следующие инструменты:

Инструменты для создания таблиц и дальнейшей работы с ними (Режим Конструктора и Режим Просмотра); Инструменты для управления отображением БД (Формы). Пользователь может вводить данные в таблицу не напрямую, а через форму. Также с помощью формы можно просматривать или удалять записи. Инструменты для вывода данных (Отчёты). Отчёт представляет собой документ, предназначенный для печати данных из БД. Инструменты обработки (поиска) данных (запросы). Запросы позволяют выбирать из множества записей только те, которые нужны пользователю.

Создание БД с помощью СУБД происходит в 2 этапа:

1)  Создание структуры БД:

а)  определение параметров, характеризующих свойства объектов; в дальнейшем эти параметры будут служить полями в БД;

б)  назначение каждому полю уникального имени;

в)  определение типа данных (формата) для каждого поля.

2)  Заполнение БД информацией, т. е. создание записей.

В СУБД имеются специальные инструменты, предназначенные для поиска информации в БД — запросы. Запросы позволяют сформировать выборку из всех данных, куда войдут только нужные нам записи. Чтобы выполнить поиск с помощью запроса, нужно задать условие поиска и записать его в виде логического выражения. Логическое выражение может принимать выражение ИСТИНА или ЛОЖЬ. Простое логическое выражение состоит из названия поля, значения поля и операции отношения между ними (=, <>, >, <, >=, <=).

Сложное логическое выражение состоит из нескольких связанных между собой простых выражений. Для связи простых выражений используются операции И, ИЛИ. При выполнении запроса (поиска), СУБД просматривает все записи в БД и те, для которых заданное логическое выражение принимает значение ИСТИНА, попадают в выборку.

Вопрос 14. Компьютерные сети. Понятие. Назначение. Виды. Организация и функционирование компьютерных сетей: аппаратное обеспечение сети, адреса. Интернет. Ресурсы сети Интернет: всемирная паутина (WWW), электронная почта, поисковые системы, интерактивное общение.

Для обеспечения процесса передачи информации используется специальное приспособление под названием компьютерная сеть.

Компьютерная сеть — система компьютеров, связанных каналами передачи информации. При помощи компьютерных сетей люди могут передавать информацию на расстоянии без использования информационных носителей.

Компьютерные сети делятся на локальные, глобальные.

Локальная сеть — это сеть, компьютеры которой расположены на небольшом друг от друга расстоянии. Например, компьютерная сеть в школе, на предприятии, в больнице — это всё локальные сети (ЛС). ЛС бывают двух видов: одноранговыми и с выделенным сервером.

В одноранговых сетях отношения компьютеров построены по принципу «равный к равному». В сетях с выделенным сервером работа всех компьютеров контролируется одним главным компьютером. Сервер — это компьютер, который является «хранилищем» информации и организует работу других сетевых компьютеров. Также к северу подключается общее оборудование.

Для объединения компьютеров в локальную сеть каждый компьютер должен иметь сетевую плату и подключаться специальным сетевым проводом к общему сетевому концентратору. Помимо дополнительного аппаратного обеспечения, требуется также наличие сетевого программного обеспечения. Кроме того, каждый компьютер, включённый в компьютерную сеть должен иметь свой уникальный IP-адрес, состоящий из 4-х трёхзначных секций, разделённых точками (например, 192.162.000.001).

Глобальные сети предназначены для объединения компьютеров на большом расстоянии, начиная с города, области, страны и заканчивая целым миром. Устройство глобальной сети основано на наличии хост-компьютера (более мощного узлового сервера), к которому с помощью проводной или беспроводной технологии подключаются компьютеры пользователей. Первая глобальная компьютерная сеть была создана в США в 1969 году и носила название APRAnet. Позже стали появляться другие глобальные сети. В начале 1990-х годов глобальные сети по всему миру объединились в одну сеть — Интернет.

Интернет — это глобальная сеть, объединяющая многие компьютерные сети и включающая миллионы компьютеров по всему миру. Сеть Интернет предоставляет своим пользователям следующие услуги:

  1)  Всемирная паутина (World Wide Web) — это система взаимосвязанных гипертекстовых документов, благодаря которым пользователи получают доступ к различным ресурсам сети. Ресурсы собраны на сайтах. Чтобы получить доступ к определённому сайту, нужно указать его адрес. Например, http://www. *****, где

Ø  http — гипертекстовый протокол;

Ø  www — название службы;

Ø  yandex — доменное имя компьютера;

Ø  .ru — географический домен.

  2)  Электронная почта – система обмена письмами между адресатами при помощи специальной службы. Каждый пользователь имеет свой уникальный почтовый адрес, состоящий из логина (компьютерного псевдонима) и названия почтовой службы, разделяемых специальный знаком @ («собакой»).

  3)  On-line общение – общение в режиме реального времени (чат, конференции, Интернет пейджер (ICQ)).

  4)  FTP-архивы – служба передачи файлов по сети.

  5)  Поисковые системы — позволяют найти нужную информацию во Всемирной паутине.

Вопрос 15. Алгоритм. Понятие алгоритма. Алгоритмизация. Исполнитель алгоритма. Система команд исполнителя. Свойства алгоритма. Способы за­писи алгоритмов: естественный язык, алгоритмический язык, язык блок-схем, язык программирования.

Появление понятия «алгоритм» связывают с именем учёного аль-Хорезми (825 г.).

Алгоритм — это последовательность команд, строгое выполнение которых приходит к решению поставленной задачи. На основании таких алгоритмов организована работа любого человека при выполнении им какого-либо задания (сборка мебели, решение математической задачи, наклеивание обоев). Окружающие нас устройства, в том числе и компьютер, также выполняют свою работу по заранее составленному алгоритму.

Алгоритмизация — процесс разработки алгоритма для решения задачи.

Исполнитель алгоритма — это объект, для которого предназначен конкретный алгоритм. Исполнителями алгоритмов могут являться: человек, группа людей, животное или прибор.

Каждый исполнитель умеет выполнять ограниченный круг действий. Действия, которые может выполнить исполнитель, называются системой команд исполнителя (СКИ). В силу ограниченности СКИ, исполнитель не сможет выполнить непонятную ему команду.

Алгоритм для исполнителя должен обладать следующими свойствами:

  1)  Дискретность — алгоритм должен состоять из последовательных шагов;

  2)  Понятность — алгоритм должен быть записан на понятном исполнителю языке и, включать только те команды, которые знакомы исполнителю.

  3)  Точность — каждая команда должна восприниматься исполнителем однозначно.

  4)  Результативность (конечность) — выполнение алгоритма должно завершиться за конечное число шагов.

  5)  Массовость — один и тот же алгоритм должен быть понятен двум одинаковым исполнителям.

Существует несколько способов записи алгоритмов:

  1)  Словесный — самый простой способ, т. к. запись происходит на естественном языке.

  2)  Язык блок-схем — способ записи алгоритмов при помощи геометрических фигур и стрелок:

	— начало или завершение работы исполнителя;
	— ввод исходных данных и вывод полученных результатов;
	— проведение операций (вычислений);
	— проверка условия с последующим выполнение одного из двух действий.

  3)  Алгоритмический язык — учебный язык, в котором используется следующая символика:

o  алг — заголовок алгоритма;

o  нач — начало действий;

o  кон — окончание действий;

o  нц — начало цикла;

o  кц — окончание цикла;

o  если … то … иначе — проверка условия и выполнение одного из двух действий;

o  цел, вещ — описание величин, используемых в задаче;

  4)  Язык программирования. Для того, чтобы компьютер мог решать какие-либо задачи, его работа также организована с использованием разных алгоритмов. После составления нужного алгоритма, он записывается с помощью языка программирования (Pascal, Basic и др.) и получается программа. В компьютере используется множество различных программ, выполняя которые он решает порученные ему задания.

Вопрос 16. Основные алгоритмические структуры: следование, ветвление; цикл. Виды ветвлений и виды циклов. Изображение на блок-схемах и запись алгоритмическом языке.

Алгоритм — это последовательность команд, строгое выполнение которых приходит к решению поставленной задачи. Работа любого исполнителя (человека, машины, компьютера, робота и т. д.) основана на алгоритме.

Все алгоритмические структуры подразделяются на три категории: линейная, ветвление и цикл.

Линейный алгоритм – это алгоритм, действуя по которому исполнитель совершает ряд последовательных действий, каждое из которых не может быть заменено другим действием. Например, сборка мебели из отдельных частей.

Блок-схема	Алгоритмический язык
	алг линейный цел a, b,c нач действие 1 действие 2 …………… действие n кон

Ветвление — это вид алгоритма, работая по которому исполнитель при определённых обстоятельствах может совершать одни действия вместо других. Например, переход через улицу. В алгоритме с ветвлением есть условие, при выполнении которого исполнитель совершает одно действие, а при невыполнении — другие. Такое ветвление называется полным. Если в случает невыполнении условия никаких действий не происходит, то такое ветвление называется неполным. Возможно использование вложенных ветвлений.

Полное ветвление	Неполное ветвление
	алг ветв цел a, b,c нач если условие то д1 иначе д2 кв кон		алг ветв цел a, b,c нач если условие то д1 кв кон

Вложенное условие
	алг ветв цел a, b,c нач если условие 1 то д1 иначе если условие 2 то действие 1 иначе действие 2 кв кв кон

Циклический алгоритм — это алгоритм, который предполагает совершение одного и того же действия несколько раз. Например, процесс наполнение бочки водой из будет повторяться до тех пор, пока бочка не будет наполнена. Циклические алгоритмы бывают трёх видов:

  1)  Цикл с параметром — когда число повторений известно;

  2)  Цикл с предусловием — когда перед каждый очередным повторением происходит проверка условия, и в случае его выполнения, происходит следующее повторение, а в противном случае цикл – завершается.

  3)  Цикл с постусловием — проверка условия завершения цикла происходит не перед очередным действием, а после его.

Цикл с параметром	Цикл с предусловием
	алг цикл цел a, b,c нач нц для i от 1 до 5 действие кц кон		алг цикл цел a, b,c нач i:=1 пока i<=5, повторить нц действие i:=i+1; кц кон

Цикл с постусловием
	алг цикл цел a, b,c нач i:=1 повторить нц действие i:=i+1; кц пока i<=5, кон