Лекция №1 Тема: Основные понятия информатики. Цель и задачи курса, понятия и структуры информационного процесса. Информатика и информация. Свойства информации.
Информатика – это комплексная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики.
Объектом информатики выступают автоматизированные, основанные на ЭВМ и телекоммуникационной технике, информационные системы (ИС) различного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и использования на практике.
Предметом информатики как новой фундаментальной науки выступает информационный ресурс (ИР) — его сущность, законы функционирования, механизмы взаимодействия с другими ресурсами общества и воздействия на социальный прогресс. Информация — это совокупность разнообразных данных, сведений, сообщений, знаний, умений и опыта, необходимых кому-либо. Любой информации присущи определенные свойства, позволяющие ее правильно интерпретировать: достоверность, полнота, ценность, актуальность, ясность и понятность.
Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неверных решений.
Информация полная, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполнота информации сдерживает принятие решений, может повлечь ошибки.
Ценность информации зависит от того, какие задачи можно решить с ее помощью.
Актуальную информацию важно иметь при работе в изменившихся условиях. Информатика – область научных знаний, связанных с получением, хранением, преобразованием, передачей и использованием информации. Важность изучения информатики связана с тем, что эта наука не только позволяет понять принципы работы и возможности использования ЭВМ, но и дает представление о законах и методах предоставления информации при общении людей и в жизни общества. Сложность обучения связана с быстрым прогрессом технических устройств и программного обеспечения.
Основная литература: 1, 2, 3, 4.
Дополнительная литература: 11, 12
Лекция 2 Тема: История развития компьютерной техники и технологий. Классификация ЭВМ.
В 1642 г. франц. Математик и философ Блез Паскаль сконструировал первую суммирующую машину, которая состояла из и восьми движущихся дисков с прорезями и могла суммировать числа до восьми знаков. Начало эры компьютеров связано с именем английского математика Чарльза Бэббиджа, который создал модель универсальной вычислительной машины.
Развитие вычислительной техники принято рассматривать с точки зрения смены поколений компьютеров:
- Первое поколение – 1945 – 1956 годы. Технические предпосылки появления первого поколения компьютеров: электронные вакуумные лампы, цифровое кодирование информации, создание устройств искусственной памяти на электростатических трубках. В компьютерах первого поколения использовался принцип фон Неймана. Низкая производительность.
- Второе поколение – 1956 – 1963 годы. Характеризуется применением для создания компьютеров транзисторов и памяти на ферритовых сердечниках, увеличением быстродействия, возникновением новых технологий программирования.
- Третье поколение – 1964 – 1971 годы. Основой послужили интегральные микросхемы, что позволило уменьшить стоимость и размеры.
- Четвертое поколение – с 1971 года и по настоящее время. Появление микропроцессора, и появление персональных компьютеров, отличительной особенностью которых стали небольшие размеры и низкая стоимость.
Классификация ЭВМ по назначению – один из наиболее ранних методов классификации, связан с применением компьютеров. По этому принципу различают большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро – ЭВМ и ПК, которые подразделяют на профессиональные и бытовые. К другим видам классификации компьютеров относят классификацию по уровню специализации, классификацию по типоразмерам, классификацию по совместимости, классификацию по типу используемого процессора.
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 8
Дополнительная литература: 11, 12
Лекция 3 Тема: Системы счисления. Способы представления числовой и символьной информации. Кодирование числовой информации (прямой, обратный, дополнительный коды). Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Под системой счисления принято понимать совокупность приемов обозначения (записи) чисел. Наиболее совершенными являются позиционные системы счисления, т. е. системы, в которых значение каждой цифры в изображении числа зависит от ее положения (позиции) в ряду других чисел, изображающих число.
Базис системы счисления – это последовательность n- мерных ключевых чисел, каждое из которых задает значение цифры «по месту», например: базис двоичной системы счисления – 2n…16, 8, 4, 2, 1 (24, 23, 22, 21, 2о)
восьмеричной 8n …. 512, 64, 8, 1
в общем виде qn = qn,… q3 = q3, q2 = q2, q1 = q, q0 = 1, где q – целое число и q ≠ 1
Число q называют основанием системы.
Связь между системами счисления
Алгоритм 1. Для того, чтобы исходное целое число А q заменить равным ему целым числом Вр, необходимо число Аq разделить по правилам - q арифметики на новое основание р. Цифрами искомого числа Вр являются остатки от деления, выписанные так, чтобы последний остаток являлся бы цифрой старшего разряда числа Вр (число р перед делением должно быть записано в системе с основанием q).
Алгоритм 2. Для того, чтобы данное целое число Аq заменить равным ему числом Вр, достаточно цифру старшего разряда числа Аq умножить по правилу р – арифметики на основание q . К полученному произведению прибавить цифру следующего разряда числа Аq . Полученную сумму вновь умножить на по правилам р – арифметики, вновь к полученному произведению прибавить цифру седующего (более младшего) разряда. Так поступают до тех пор, пока не будет прибавлена младшая цифра числа Аq .
Алгоритм рекомендуется при р > q.
Алгоритм 3. Для того, чтобы исходную правильную дробь 0,Аq заменить равной ей правильной дробью 0,Вр , нужно 0, Аq умножить на новое основание р по правилам арифметики, целую часть полученного произведения считать цифрой старшего разряда искомой дроби. Дробную часть полученного произведения вновь умножить на р, целую часть полученного результата считать следующей цифрой искомой дроби. Эти операции продолжать до тех пор, пока дробная часть не окажется равной нулю либо не будет достигнута требуемая точность.
Алгоритм 4. Для того, чтобы исходную правильную дробь 0,Аq заменить равной ей правильной дробью 0,Вр, необходимо цифру младшего разряда дроби 0,Аq разделить на основание р по правилам р – арифметики, к полученному частному прибавить цифру следующего (более старшего) разряда и далее поступать так же, как и с первой взятой цифрой. Эти операции продолжать до тех пор, пока не будет прибавлена цифра старшего разряда искомой дроби. После этого полученную сумму еще раз разделить на р и к результату приписать запятую и нуль целых.
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 8
Дополнительная литература: 11, 12,13
Лекция 4 Тема: Технические и программные средства реализации информационных процессов. Архитектура и принципы работы ЭВМ. Аппаратное обеспечение ЭВМ. Структура компьютера. Вирусы. Антивирусные программы.
Электронная вычислительная машина (ЭВМ), компьютер – это совокупность технических устройств и программных продуктов, предназначенных для выполнения различного рода логических, арифметических и аналитических задач.
Архитектура ЭВМ – это абстрактное определение машины в терминах основных функциональных модулей, языка, структур данных, этот термин используется для описания для описания возможностей, предоставляемых ЭВМ.
Свойства компьютерных вирусов
Вирус - программа, обладающая способностью к самовоспроизведению.
Классификация вирусов. Признаки появления вирусов. Методы борьбы с вирусами.
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 5, 6
Дополнительная литература: 11
Лекция 5 Тема: Программное обеспечение ПЭВМ. Классификация программного обеспечения. Издательские системы. Системы управления базами данных. Комплекты офисных приложений. Системы компьютерного проектирования. Интеллектуальные и экспертные системы
Для работы компьютера необходим целый набор программ, осуществляющий выполнение требуемых задач - программное обеспечение. Программное обеспечение (ПО) компьютера делят на три класса: системное, инструментальное и прикладное.
Системными называют программы, предназначенные для разработки, отладки и поддержки выполнения других программ. К системным программам относятся операционные системы, сервисные системы и системы технического обслуживания. Сервисные системы расширяют возможности операционных систем, выполняют ряд дополнительных услуг и образуют оболочки, утилиты и программы, изменяющие внешний вид и функционирование операционной системы. Системы технического обслуживания предназначены для проверки, отладки и тестирования устройств компьютера и поиска неисправностей. Они используются в работе специалистов, контролирующих техническую работу компьютера.
Инструментальными называют программы, которые используются для создания программного обеспечения. К ним относятся системы программирования, работающие на установленном языке программирования; системы управления базами данных и программы управления искусственным интеллектом.
Прикладными называют программные средства, предназначенные для выполнения конкретных однотипных задач.
Издательские системы. Отличие текстовых процессоров и издательских систем.
Технические средства современного офиса.
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 5
Дополнительная литература: 11, 12
Лекция 6 Тема: Понятие операционных систем (ОС). Работа в среде современных ОС. Основные элементы графического пользовательского интерфейса Windows. Организация и средства человеко-машинного интерфейса, мультисреды и гиперсреды. Программные оболочки.
Операционная система (ОС) это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для того, чтобы обеспечить пользователям и программам (прикладным и системным) удобный способ общения (интерфейс) с устройством клавиатуры.
Процесс считывания ОС называется загрузкой. В функции операционной системы входят:
- осуществление диалога с пользователем; ввод, вывод и управление данными; планирование и организация процесса обработки программ;
- распределение ресурсов (оперативной и сверхбыстрой памяти, процессора, внешних устройств); запуск программ на выполнение;
- всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
- передача информации между различными внутренними устройствами;
- программная поддержка работы периферийных устройств
Наиболее распространенными ОС в среде персональных компьютеров являются MS-DOS; MS WINDOWS 95-98, NT фирмы Microsoft; OS/2 фирмы IBM; UNIX; Linux.
Операционная система MS-DOS (дисковая операционная система) выполняет подключение оперативной памяти, запуск управляющих программ, драйверов устройств ввода и вывода информации и многое другое.
К основным достоинствам этой ОС относятся: развитый командный язык; возможность организации многоуровневых каталогов; возможность подключения пользователем дополнительных драйверов внешних устройств. DOS является модульной программой.
Операционной программой над DOS является оболочка Norton Command. Операционная оболочка – это программа, расширяющая возможности операционной системы и представляющая пользователю дополнительные услуги по обработке информации.
В настоящее время особое место среди операционных систем занимает операционная система Windows-95/98. Она обладает наибольшей универсальностью, имеет самое широкое распространение и, соответственно, имеет особую поддержку со стороны производителей программного обеспечения.
Операции с файловой структурой
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 5
Дополнительная литература: 11
Лекция 7 Тема: Понятие информационных технологий. Современные компьютерные технологии в среде Windows.
Информационные технологии (ИТ) и информационные системы, соотношение между ними. Виды информационных технологий. ИТ обработки данных. Автоматизация офиса. ИТ управления. ИТ поддержки принятия решений.
Возможность использования в одном документе объектов различной природы. (OLE — Object Linking and Embedding).
Внедрение объектов. Связывание объектов. Технологии Point-and-Click, Double Click, Drag-and-Drop, Plug-and-play. Технологии эффективного обмена данными в среде Windows (ClipBoard, OLE, DDE).
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9
Дополнительная литература:11
Лекция 8 Тема: Текстовые процессоры
Текстовый редактор – это программа обработки текста, которая используется для создания новых документов (писем, отчетов, бюллетеней) или изменения уже существующих.
Современные текстовые peдaктоpы (в том числе и редактор Word) иногда называются текстовыми процессорами, пocкoльку содержат очень большое количество функций обработки текста.
Microsoft Word позволяет вводить, редактировать, форматировать и оформлять текст, грамотно размещать его на странице. С помощью этой программы можно вставлять в документ графику, таблицы и диаграммы, а также автоматически исправлять орфографические и грамматические ошибки. Текстовый редактор Word обладает и многими другими возможностями, значительно облегчающими создание и редактирование документов.
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 5, 9
Дополнительная литература: 4,5, 6
Лекция 9 Тема: Электронные таблицы
Вычислительные возможности Microsoft Ехсеl позволяют создавать любые документы, содержащие текстовые и числовые данные, рисунки, диаграммы.
При запуске программы Microsoft Ехсеl появляется рабочая книга. Книга в Microsoft Ехсеl представляет собой файл, используемый для обработки и хранения данных. Листы служат для организации и анализа данных. Одновременно на нескольких листах данные можно вводить, править, производить с ними вычисления. Имена листов находятся на ярлычках, расположенных в нижней части окна книги. Для перехода с одного листа на другой необходимо указать соответствующий ярлычок. Название текущего листа всегда выделено жирным шрифтом. Листы можно переименовывать, вставлять, удалять, перемещать или копировать в пределах одной книги или из одной книги в другую.
Пересечение строк и столбцов образует ячейку. Каждая ячейка имеет свой определенный адрес, который складывается из названия столбца и названия строки. Например, А2, С5, Еl и т. д.
В Microsoft Ехсеl существует понятие текущей ячейки. Текущая ячейка - это ячейка, которая в данный момент способна воспринимать ввод с клавиатуры. Текущая ячейка отображается двумя способами:
-в самой таблице она подсвечена жирной линией, которая называется табличным курсором;
-номер ячейки отображается в строке формул, которая расположена над панелью, содержащей названия столб
Взаимодействие пользователя с программой Microsoft Excel происходит с помощью следующих компонентов: меню приложений; панели инструментов; стоки формул; строки состояния.
Формулы представляют собой последовательность значений, ссылок на ячейки, имен, функций или операторов и вычисляют новое значение на основе существующих. Формула всегда начинается со знака равенства (=).
Возможность использования формул и функций является одним из важнейших свойств табличного процессора. Это, в частности, позволяет проводить статистический анализ числовых значений в таблице.
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 8, 10,
Дополнительная литература: 4,5,11
Лекция 10 Тема: Алгоритмизация и программирование. Модели решения функциональных и вычислительных задач.
Алгоритм — это метод (способ) решения задачи, записанный по определенным правилам, обеспечивающим однозначность его понимания и механического исполнения при всех значениях исходных данных (из некоторого множества значений).
Или более коротко: алгоритм — это строго определенная последовательность действий, необходимых для решения данной задачи. Основные свойства алгоритма: дискретность, определенность, результативность, массовость алгоритма. Способы описания алгоритмов: словесно-формульное описание алгоритма, графическое описание алгоритма, способ, использующий псевдокоды, запись алгоритма на одном из языков программирования (Pascal, Basic и т. п.) Алгоритмические структуры: линейные; разветвляющиеся; циклические. Вспомогательные алгоритмы. (Понятие вспомогательного алгоритма. Вычисление значений функции с помощью вспомогательного алгоритма.)
Программа – это упорядоченный список команд, необходимых для решения некоторой задачи. Для создания программ используют те или иные системы программирования.
Под системой программирования понимают совокупность языка программирования и виртуальной машины, обеспечивающей выполнение на реальной машине программ, составленных на этом языке.
Языком программирования называют систему обозначений, служащую в целях точного описания алгоритмов для ЭВМ или, по крайней мере, достаточную для автоматического нахождения такого алгоритма. Эти языки являются искусственными языками со строго определенным синтаксисом
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 5
Дополнительная литература: 11, 12
Лекция 11 Тема: Основы и методы защиты информации. Информационная безопасность и ее составляющие Защита от несанкционированного вмешательства в информационные процессы.
Защита информации методами криптографического преобразования заключается в изменении ее составных частей (слов, букв, слогов, цифр) с помощью специальных алгоритмов либо аппаратных решений и кодов ключей, то есть в приведении ее к неявному виду (шифрование). Для ознакомления с шифрованной информацией применяется обратный процесс - дешифрование (расшифровка).
Использование криптографии - один из распространенных методов, значительно повышающих безопасность передачи данных в сетях ЭВМ, данных, хранящихся в удаленных устройствах памяти, и при обмене информацией между удаленными объектами. Для преобразования (шифрования) обычно используется некоторый алгоритм или устройство, реализующее заданный алгоритм, которые могут быть известны широкому кругу лиц. В настоящее время некоторые методы шифрования хорошо проработаны и являются классическими. Множество современных методов защитных преобразований можно классифицировать на четыре большие группы: перестановки, замены (подстановки), аддитивные и комбинированные методы.
Методы перестановки и подстановки обычно характеризуются короткой длиной ключа, а надежность их защиты определяется сложностью алгоритмов преобразования. Аддитивным методам присущи простые алгоритмы преобразования, а их криптостойкость основана на увеличении длины ключа.
Все перечисленные методы относятся к симметричному шифрованию. В симметричных криптоалгоритмах для зашифровки и расшифровки сообщения используется один и тот же блок информации - ключ, который должен храниться в тайне и передаваться способом, исключающим его перехват. Шифрование методами перестановки и замены (подстановки)
Контрольные вопросы:
1. Что такое криптография
2. Перечислите криптографические методы защиты информации
Основная литература: 1, 2, 3, 4, 5
Дополнительная литература: 11, 12
Лекция 12 Тема: Компьютерные сети, сетевые и телекоммуникационные технологии. Общие сведения о сетях, предпосылки и необходимость сетевого взаимодействия компьютеров. Работа в Internet.
Вычислительная сеть – сложная система программных и аппаратных компонентов, взаимосвязанных друг с другом. Среди аппаратных средств можно выделить компьютеры и коммуникационное оборудование. Программные компоненты: операционные системы и сетевые приложения.
Все устройства, подключенные к сети можно разделить на 3 группы: рабочие станции, серверы сети, коммуникационные узлы. Серверы сети по выполняемым функциям делятся на файловый сервер, сервер баз данных, сервер прикладных программ, коммуникационный сервер, сервер доступа, факс-сервер, сервер резервного копирования данных. Коммуникационные узлы: повторители, коммутаторы (мосты), маршрутизаторы, шлюзы.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
