1.1 Основные методы и понятия теории информатики. Введение

ИНФОРМАТИКА

Допущено научно-методическим советом БТИ АлтГТУ
для внутривузовского использования в качестве учебного пособия «Информатика»

для студентов технических и экономических специальностей всех форм обучения

Бийск 2010

УДК 681.332(076.5)

ББК 32.973

С 28

Издание подготовлено авторским коллективом в составе: Ю.А. Галенко (научное и общее редактирование; введение; гл. 5); Г.И. Севодина (гл. 3 и 7); В.В. Смирнов (гл. 1); Л.И. Трутнева (гл. 2 и 7); В.В. Царегородцева (гл. 3); Н.В. Павлова (гл. 4); В.Д. Лисица (гл. 6)

Рецензенты: профессор кафедры ИУC к.т.н. Кудряшова О.Б.

доцент кафедры информатики БПГУ им. В.М. Шукшина к.ф.-м..н. Чупин А.Н.

Галенко Ю.А.

Информатика: учебное пособие по курсу для студентов технических и экономических специальностей / Г.И. Севодина, В.В. Смирнов, Л.И. Трутнева, В.В. Царегородцева, Н.В. Павлова, В.Д. Лисица Ю.А. Галенко; под ред. Ю.А Галенко; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. – 142 с.

В настоящем учебном пособии рассмотрены: основные темы дисциплины «Информатика»; основные понятия и методы теории информатики и кодирования; технические средства реализации информационных процессов; алгоритмизация, технологии и языки программирования; компьютерные сети и защита информации; модели решения функциональных и вычислительных задач.

Пособие предназначено для студентов первого курса технических и экономических специальностей.

УДК 681.332(076.5)

ББК 32.973

Рассмотрено и одобрено на заседании научно-методического совета Бийского технологического института

Протокол № от 2010 г.

©Коллектив авторов, 2010

© БТИ АлтГТУ, 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 5

1 ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ ОБРАБОТКА... 6

1.1 Основные методы и понятия теории информатики.. 6

1.2 Логические основы компьютера.. 14

1.3 Элементы теории кодирования данных.. 18

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ.. 28

2.1 Важнейшие этапы истории вычислительной техники.. 28

2.2 Классификация ЭВМ.... 29

2.3 Классическая архитектура ЭВМ.... 32

2.4 Вычислительные системы с открытой архитектурой.. 34

2.5 Функциональная организация персонального компьютера.. 37

2.6 Накопители информации.. 45

2.7 Устройства ввода информации.. 49

2.8 Устройства вывода информации.. 52

2.9 Устройства обмена данными.. 55

3 Программное обеспечение ПК... 58

3.1 Системное программное обеспечение. 59

3.2 Служебное программное обеспечение. 71

3.3 Прикладное программное обеспечение. 78

3.4 Жизненный цикл программного обеспечения.. 84

4 ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ... 86

4.1 Классификация информационных источников, требующих защиту.. 86

4.2 Уровни формирования режима информационной безопасности.. 87

4.3 Политика информационной безопасности.. 87

4.4 Средства защиты информации.. 87

4.5 Методы защиты информации.. 88

4.6 Защита государственной тайны... 95

5 Основные понятия моделирования... 97

5.1 Понятия модели и моделирования.. 97

5.2 Объект исследования.. 97

5.3 Способы классификации моделей.. 98

5.4 Основные этапы разработки и исследования модели.. 102

5.6 Модели данных.. 105

6 АЛГОРИТМЫ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ... 107

6.1 Понятие алгоритма. Свойства алгоритма.. 107

6.2 Способы записи алгоритма.. 108

6.3 Основные алгоритмические конструкции.. 110

6.4 Основные алгоритмы... 111

6.5 Языки и методы программирования.. 114

6.6 Парадигмы программирования.. 116

6.7 Интерпретаторы и компиляторы... 118

6.8 Системы программирования.. 119

7 КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ И ТЕХНОЛОГИИ... 120

7.1 Основные положения сетевой передачи информации.. 120

7.2 Классификация компьютерных сетей.. 120

7.3 Локальные сети и их топология.. 121

7.4 Физическая среда передачи сигналов.. 124

7.5 Коммуникационное оборудование. 126

7.6 Сетевые стандарты... 127

7.6.1 Эталонная модель ISO/OSI. 127

7.6.2 Стандарт IEEE Project 802.. 130

7.7 Передача данных по сети.. 131

7.8 INTERNET как иерархия сетей.. 132

7.9 Системы информационного поиска в сети INTERNET.. 138

ЛИТЕРАТУРА... 140

ВВЕДЕНИЕ

Широкое использование информационных технологий во всех сферах человеческой деятельности является характерной особенностью современного общества. Мировая история не знает другой отрасли науки и технологий, развивающейся столь стремительными темпами и являющейся столь востребованной, как информатика.

В связи с этим в системе высшего образования появился и интенсивно развивается широкий спектр специальностей, связанных с информационными технологиями, а информатика заняла свое достойное место среди базовых дисциплин и стала неотъемлемой компонентой учебных планов всех специальностей высших учебных заведений.

Высокие темпы развития информационных технологий, вместе с тем, осложняют преподавание информатики. Различная трактовка используемых терминов, различие подходов авторов к излагаемому материалу и быстрое устаревание сведений привели к ситуации, когда отсутствует единое учебное пособие, содержащее необходимую информацию по всем разделам дисциплины «Информатика». Дополнительные проблемы создает существенное различие объемов преподавания для разных специальностей при едином стандарте дисциплины.

По замыслу авторов весь материал дисциплины делится на две части. Предлагаемое учебное пособие должно объединить обязательную часть наиболее устоявшегося теоретического материала по всем разделам информатики. Предполагается, что по вопросам, касающимся аппаратных средств, программного обеспечения и их практического применения будут выпускаться отдельные пособия, в связи с необходимостью их частого изменения. По этой причинеавторы не стремятся к детальному и исчерпывающему изложению в данном учебном пособии технических характеристик и возможностей всех аппаратных средств и программных продуктов. Вместе с тем в данной учебной разработке отражены не только все основные принципы и положения информатики как науки, но и современные аспекты и тенденции развития информационных технологий.Содержание учебного пособия соответствует основным положениям государственных образовательных стандартов по информатике, а его компактность создаст дополнительные удобства для
читателя.

Содержание учебного пособия – это, в основном, теоретический материал по всем разделам изучаемой дисциплины, или несколько расширенный вариант лекционного курса по информатике для студентов технических и экономических специальностей Бийского технологического института (филиала) Алтайского государственного технического университета.

1 ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ ОБРАБОТКА