Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1
Информатика. Базовый курс: Учебное пособие для вузов / Под ред. Симоновича С.В. – СПб.: Питер, 2007. – 640 с.
Информатика: Учебник / Под ред. Макаровой Н.В. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 768 с.
Информатика: Учебное пособие / Под ред. Хеннера Е.К. – М.: Академия, 2004. – 848 с.
Острейковский В.А. Информатика: Учебник. – М.: Высшая школа, 2000. – 511 с.
Алексеев А.П. Информатика 2001. – М.: Солон-Р, 2001. – 364 с.
Акулов О.А., Медведев Н.В. Информатика. Базовый курс: Учебник. – М.: Омега-Л, 2008. – 574 с.
Маринин В.И., Черкесова Л.В. Информатика: Учебное пособие. – Новочеркасск, ЮРГТУ, 2004. – 300 с.
Косиченко М.Ю., Князев Д.Н., Веселовская Л.П., Филиппенко Г.Г. Информатика: Учебное пособие. Часть 1. – Новочеркасск, ЮРГТУ, 2008. – 84 с.
Информатика. Экспресс-подготовка к интернет-тестированию: Учебное пособие / Под ред. Рубальской О.Н. – М.: Финансы и статистика; Инфра-М, 2010. – 240 с.
Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2004. – М.: Олма-Пресс, 2004. – 734 с.
Информатика для химиков-технологов: Учебное пособие для вузов / Под ред. Гордеева Л.С., Корнюшко В.Ф. – М.: Высшая школа, 2006. – 286 с.
Фаронов В.В. Turbo Pascal: Учебное пособие для вузов. – СПб.: Питер, 2007. – 367 с.
ВТ – вычислительная техника
ЭВМ – электронно-вычислительная машина
ПК – персональный компьютер
ПО – программное обеспечение
инф. – информация или информационный
комп. – компьютер или компьютерный
пр. – программа или программный
алг. – алгоритм или алгоритмический
ус. – устройство
выч. – вычислительный
оп-р – оператор
Информатика (англ. computer science – компьютерная наука) – наука о средствах и методах сбора, передачи, обработки и хранения информации с помощью вычислительной техники. Цель информатики – научить студента грамотно применять компьютер для решения задач на старших курсах и для автоматизации работ в своей будущей профессии.
Предмет изучения информатики составляют аппаратные и программные средства вычислительной техники, а также средства их взаимодействия между собой и с человеком. Основная задача информатики – систематизация приёмов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.
Основными направлениями информатики считаются:
Алгоритмизация.
Программирование.
Моделирование.
Вычислительная техника.
Сети ЭВМ.
Web-дизайн.
Компьютерная безопасность.
Информационные технологии.
Вычислительная математика.
Компьютерная графика.
Мультимедиа.
Базы и банки данных.
Искусственный интеллект.
Кибернетика.
Автоматизированные и информационные системы.
Прикладная информатика.
Информационная система (ИС) – организованная совокупность средств и технологий, реализующих процесс работы с информацией.
Автоматизированная система (АС) – система программно-аппаратных средств, позволяющих решать задачи с минимальным участием человека.
Информационная технология (ИТ) – процесс, использующий средства и методы работы с данными для получения информации нового качества.
Сигнал – физический процесс, передающий сведения о событии или состоянии объекта наблюдения.
Существует множество определений информации, но наиболее приемлемым считается следующее определение.
Информация – отражение окружающего мира в виде некоторых знаков или сигналов. Информация является одним из фундаментальных свойств вселенной наряду с материей и энергией.
Информация может быть представлена в виде:
чисел;
текста;
таблиц;
формул;
рисунков;
диаграмм;
графиков;
анимации;
звука;
видео, и т.д.
Наиболее важными формами информации являются:
Знания.
Сообщения.
Наиболее важными свойствами информации являются:
Информационный процесс – это последовательность действий, выполняемых над информацией.
Основными видами информационных процессов являются:
Обработка информации (преобразование).
Хранение информации (запись на носитель).
Отображение информации (воспроизведение).
Единицами измерения информации являются:
Единицы хранения информации на компьютерном носителе бывают:
а) Логический диск – именованная область хранения данных, размеченная специальным образом. Хранение данных на диске организуется в файловой структуре.
б) Каталог (папка, директория) – именованная область на диске для хранения других именованных областей.
в) Файл – именованная область на диске для хранения произвольной информации.
Система счисления (СС) – представление числа определенным набором символов. Системы счисления бывают:
Алфавит СС – набор цифр, из которых составляются числа в данной системе.
Основание позиционной СС – возводимое в степень целое число, которое равно количеству цифр в данной системе.
Пример 1.
Двоичная СС включает алфавит из двух цифр: 0 и 1.
Восьмеричная СС включает алфавит из 8 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7.
Десятичная СС включает алфавит из 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9.
Шестнадцатеричная СС включает алфавит из 16 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E и F.
Пример 2. .
Целые числа от 0 до 20 в различных позиционных СС представлены в таблице 1.
Таблица 1
|
10-я |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
2-я |
0 |
1 |
10 |
11 |
100 |
101 |
110 |
111 |
1000 |
1001 |
1010 |
1011 |
1100 |
1101 |
1110 |
1111 |
10000 |
10001 |
10010 |
10011 |
10100 |
|
8-я |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
16-я |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
В ВТ используется кодирование в двоичной СС, т.е. последовательностью 0 и 1.
Для перевода целого числа из одной СС в другую надо выполнить следующий алгоритм:
Пример. Перевести число 19 из десятичной в двоичную СС.
1) ;
|
3) 1 = 1 2; 1 = 1 2; 0 = 0 2; 0 = 0 2; 1 = 1 2;
4) .
Компьютер – электронное устройство, предназначенное для автоматизации работы с информацией. Компьютер также часто называют электронно-вычислительной машиной (ЭВМ).
По количеству пользователей компьютеры делятся на:
а) Сверхбольшие (супер-ЭВМ, суперкомпьютеры).
б) Большие (мэйнфрэймы).
в) Малые (мини-ЭВМ).
г) Сверхмалые (микро-ЭВМ, микрокомпьютеры).
Персональные ЭВМ (ПЭВМ) или персональные компьютеры, которые бывают:
а) Настольные (десктопы).
б) Портативные (ноутбуки, нетбуки, лэптопы).
в) Карманные (КПК, карманные персональные компьютеры, палмтопы).
Аппаратное обеспечение (англ. hardware) – совокупность устройств, входящих в состав компьютера или подключаемых к нему, а также сопутствующей документации.
Согласно архитектуре фон Неймана компьютер должен включать 5 базовых компонентов:
Персональный компьютер (ПК) – компьютер для обслуживания одного рабочего места.
Магистрально-модульный принцип функционирования ПК означает, что к системной шине (магистрали) могут подключаться различные устройства, называемые модулями.
Упрощённая схема аппаратной конфигурации ПК представлена на рисунке 1.
Терминал
Системная шина (магистраль)
ПЗУ
УВв
УВыв
Процессор
АЛУ
Рег.
УУ
Кэш
Рисунок 1
Обозначения:
АЛУ – арифметико-логическое устройство;
УУ – устройство управления;
Рег. – регистры;
Кэш – кэш-память;
УВв – устройство ввода;
УВыв – устройство вывода;
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.
ОЗУ
ВЗУ
Память
Устройства настольного ПК по степени использования делятся на:
а) Системный блок.
б) Монитор.
в) Клавиатура.
г) Мышь.
Все аппаратные средства ПК по отношению к системному блоку делятся на:
По назначению устройства ВТ относят к следующим категориям:
Кроме того, иногда также выделяют следующие категории:
Устройства обмена информацией.
Устройства обработки информации.
Компьютерные носители информации (в основном диски).
Обслуживающие устройства.
Системный блок служит для обеспечения бесперебойной и надежной работы ПК.
В системном блоке находятся:
материнская плата;
процессор;
винчестер;
дисководы;
ПЗУ;
ОЗУ;
блок питания;
системная шина;
контроллеры;
разъёмы, и т.д.
Устройство обработки информации – устройство, позволяющее производить вычисления и преобразования над информацией. К устройствам обработки условно можно отнести:
Обслуживающее устройство не участвует в работе с информацией и выполняет дополнительные функции по обслуживанию компьютера. К обслуживающим устройствам можно отнести:
Запоминающее устройство (память ЭВМ) – устройство в компьютере, позволяющее записывать, хранить и считывать информацию. Компьютерная память бывает:
Внешняя.
К внутренней памяти относятся:
Оперативная память (ОЗУ, оперативное запоминающее устройство).
Кэш-память (устройство процессорной памяти), и т.д.
К внешней памяти относятся внешние запоминающие устройства (ВЗУ), среди которых выделяются:
а) НЖМД (накопитель на жёстком магнитном диске).
б) НГМД (накопитель на гибком магнитном диске).
в) НОД (накопитель на оптическом диске), и т.д.
Соответственно к дискам, на которых можно хранить информацию, относятся:
Гибкие магнитные диски (дискета).
Оптические компакт-диски (CD-ROM, CD-R, CD-RW).
Цифровые универсальные диски (DVD).
Магнитооптические диски, и т.д.
Устройство ввода информации – устройство, позволяющее вводить информацию из некомпьютерной формы в память компьютера. К устройствам ввода относятся:
Мышь – устройство для более удобного ввода управляющих команд и манипулирования перемещением по экрану.
Сканер – устройство для ввода плоского изображения с бумаги или других поверхностей.
Манипуляторы (трекбол, трекпад, тачпад или сенсорный планшет, пенмаус).
Игровые устройства (джойстик, геймпад).
Устройства для графического ввода информации (графический планшет или дигитайзер, стилус, световое перо).
Устройства для ввода объёмных изображений (цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, Web-камера, TV-тюнер).
Устройства для ввода звуковой информации (цифровой микрофон, цифровой диктофон, MIDI-клавиатура).
Устройства для ввода результатов измерений (таймер, GPS-навигатор), и т.д.
Устройство вывода информации – устройство, позволяющее выводить информацию в некомпьютерной форме из памяти компьютера. К устройствам вывода относятся:
Устройство обмена информацией – устройство, позволяющее передавать и получать информацию. К устройствам обмена относятся:
Каталог (папка, директория) – именованная область внешней памяти для хранения других именованных областей.
Файл – именованная область внешней памяти для хранения произвольной информации. Файл имеет:
Сокращённое имя файла.
Расширение – набор символов, означающих назначение файла.
Маска файла – обозначение имён нескольких файлов, которое может включать символы:
“?” (один любой символ);
“*” (несколько любых символов).
Пример.
turbo.exe
Иванов1.pas
turbo.*
*.pas
tur??.exe
tur*.ex?
*.*
путь доступа к файлу;
сокращённое имя файла.
Общий вид полного имени файла таков:
<имя диска> \ <имя каталога 1> \ … \ <имя каталога N> \ <собственное имя> . <расширение>
Пример.
С:\PASCAL\USER1\turbo.exe
A:\КОСМОС\ВЕНЕРА\Исследования.doc
В файлах наиболее часто хранятся:
Программное обеспечение (ПО, англ. software) – совокупность программных средств, которые могут применяться для управления компьютером, а также сопутствующей документации.
Программный продукт – комплекс компьютерных программ, использующихся как промышленный товар. Как правило, программный продукт предоставляет широкий спектр возможностей по определенной тематике.
По сфере использования на ПК программы бывают:
Системная программа – программный продукт, предоставляющий вспомогательные услуги по взаимодействию с файловой системой и аппаратным обеспечением. К наиболее известным разновидностям системного ПО относятся:
Менеджер файлов (программа-оболочка, оболочка ОС) – программа, предоставляющая удобные средства для управления файловой структурой компьютера (Norton Commander, Far Manager, Total Commander, Проводник).
Утилита – программа для дополнения и улучшения возможностей других программ (Norton Utilities).
Архиватор (программа-упаковщик) – программа для упаковки и распаковки совокупности информации (WinRar, WinZip, Arj).
Компьютерный вирус – программа, которая внедряет свои копии в другие программы и выполняет нежелательные действия на компьютере.
Антивирус (антивирусная программа) – программа для выявления компьютерных вирусов и борьбы с ними (Антивирус Касперского, Doctor Web, Norton AntiVirus, NOD32, Avast).
Прикладная программа – программный продукт, облегчающий решение задач в определенной сфере деятельности. К наиболее известным разновидностям прикладного ПО относятся:
а) Редакторы текстов программ.
б) Текстовые процессоры.
в) Редакторы формул.
Табличный процессор – программа для создания и обработки электронных таблиц (MSO Excel, OOO Calc).
Система управления базами данных (СУБД) – программное средство для создания и обработки баз данных (MSO Access, dBase, Paradox, FoxPro, Oracle).
Графический редактор – программа для создания и обработки графических изображений (Paint, Adobe Photoshop, Corel Draw, 3DS Max). Среди графических редакторов выделяют:
а) Растровые.
б) Векторные.
в) Трёхмерные.
Программа презентационной графики – программа для создания и обработки электронных презентаций (MSO PowerPoint, OOO Impress).
Cистема автоматизированного проектирования (САПР) – программное средство для создания и обработки чертежей, а также для проектирования трёхмерных деталей и подготовки конструкторской документации (AutoCad, Компас, ArchiCad, SolidWorks).
Система мультимедиа – программа, позволяющая обрабатывать видео, звук, рисунки, текст и др. виды информации (Windows Media Player).
Математическая система – программа для математической обработки числовых данных и для проведения аналитических преобразований (Mathcad, MatLab, Maple).
Экспертная система – программа, содержащая знания экспертов в некоторой сфере деятельности и выдающая советы по действиям в конкретных ситуациях (Project Expert).
Браузер – программа для просмотра Web-сайтов в сети Интернет и для просмотра других гипертекстовых документов (Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox, Google Chrome).
Компьютерная сеть (вычислительная сеть) – соединение компьютеров для обмена информацией и совместного решения задач. Компьютерные сети бывают:
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – компьютерная сеть, в которой соединяемые компьютеры находятся на достаточно близком расстоянии. ЛВС бывают:
Сервер – компьютер, предоставляющий услуги по сети и выполняющий функции управляющего центра сети.
Рабочая станция (клиентский компьютер) – компьютер, получающий нужные услуги по сети.
Канал связи – физическая среда передачи данных в сети. К каналам связи относятся:
Топология сети – усреднённая геометрическая схема соединений компьютеров в сети. К сетевым топологиям относятся:
Звездообразная:
Шинная:
Глобальная вычислительная сеть (ГВС) – компьютерная сеть, в которой соединяемые компьютеры могут находиться на большом расстоянии друг от друга.
Интернет (Internet) – глобальная сеть, соединяющая другие компьютерные сети.
Web-сайт – набор взаимосвязанных Web-страниц Интернета, относящихся к одной тематике.
В Интернете используются следующие сервисные службы:
Электронная почта (E-Mail).
Служба передачи файлов (FTP).
Служба удалённого доступа (Telnet).
Службы телеконференций (UseNet).
Службы обмена сообщениями (IRC, ICQ).
Поисковые системы (Rambler, Yandex, Google), и т.д.
Модель – искусственный аналог объекта исследования, обладающий существенными свойствами оригинала.
Алгоритм – конечная последовательность действий, однозначно приводящая к решению задачи.
Алгоритм имеет следующие свойства:
Блок-схема – графическое изображение алгоритма. Блок-схема состоит из блоков, представляющих собой геометрические фигуры, соединённые линиями. Основные блоки приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Название |
Фигура |
Назначение |
|
1. Пуск-останов |
Начало или конец алгоритма |
|
|
2. Ввод-вывод |
Ввод исходных данных или вывод результатов |
|
|
3. Процесс |
Выполнение вычислений или группы действий |
|
|
4. Решение |
Выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от условия |
|
|
5. Соединитель |
Связь с другой частью алгоритма |
|
|
6. Модификация |
Задание счётчика циклов |
|
|
7. Предопределённый процесс |
Выполнение описанных ранее действий |
К базовым структурам алгоритмов относятся:
Серия 1
Серия N
Алгоритм разветвляющейся структуры (ветвление) – алгоритм, в котором происходит переход к одной из нескольких ветвей или к другой части алгоритма:
Серия 1
Серия 2
да
нет
Условие
Алгоритм циклической структуры (повторение) – алгоритм, в котором производится многократное повторение однотипных действий.
Цикл – многократно повторяющийся участок алгоритма. Циклы делятся на:
Тело цикла
нет
да
Условие
Цикл с постусловием (условие выхода из цикла проверяется в конце после действий в теле цикла):
Тело цикла
да
нет
Условие
Цикл с параметром (цикл выполняется фиксированное количество раз, определяемое параметром цикла):
Тело цикла
Параметр = Нач. зн., Кон. зн., Шаг
Массив – упорядоченный набор нумерованных величин одинакового типа. Различают следующие виды массивов:
или .
Двумерные массивы (матрицы).
.
Многомерные массивы (тензоры).
Элемент массива – величина, входящая в состав массива.
Индекс – порядковый номер элемента в массиве.
Размерность массива – количество элементов в массиве.
Измерение массива – количество индексов у элемента массива.