Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Конкурс'
В соответствии с приказом Управления образования от 12 августа 2013 года № 1138-а «О проведении конкурса сочинений «Люблю тебя, мой край родной!» и «К...полностью>>
'Урок'
Организация рабочего места, использование инструментов и приспособлений для выполнения эл.работ, применение индивидуальных средств защиты. Соблюдение ...полностью>>
'Документ'
Пройдите по ссылке (http: rarus.ru/press/events/#regionwebinars-forclients) и ознакомьтесь со всем перечнем вебинаров на ближайший месяц. Если Вас инт...полностью>>
'Документ'
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строит...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Калининградский государственный технический университет»

О.М. Топоркова

ИНФОРМАТИКА

Допущено (рекомендовано) ученым советом ФГБОУ ВПО «КГТУ»

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,

обучающихся в бакалавриате по направлениям подготовки:

«Информатика и вычислительная техника»;

«Прикладная информатика»









Калининград

Издательство ФГБОУ ВПО «КГТУ»

2014

УДК 004(075)

Рецензенты:

доцент, кандидат технических наук В.В. Капустин

доцент, кандидат педагогических наук Н.Б. Розен

Топоркова О.М.

Информатика: учебное пособие/ О.М. Топоркова. - Калининград: Издательство ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2014. – 91 с.

Изложены основные понятия информатики, существенные для ее начального изучения: системы счисления и правила выполнения простейших арифметических операций в них, правила перевода чисел между различными системами счисления, кодирование дискретного сигнала, измерение информации, структурные основные элементы компьютера и их взаимодействие в процессе функционирования.

Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки: Информатика и вычислительная техника; Прикладная информатика.

Ил. 15, табл. 37, список лит. - 6 наименований

Кафедра систем управления и вычислительной техники

Учебное пособие рекомендовано к изданию методической комиссией факультета автоматизации производства и управления 17.02.2014, протокол № 2.

УДК 004(075)

© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Калининградский государственный технический университет»

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Понятие информатики является относительно новым в лексиконе современного человека. Несмотря на повсеместное употребление, его содержание остается не проясненным до конца в силу своей новизны. Интуитивно ясно, что оно связано с информацией, а также с ее обработкой на компьютерах. Это подтверждается существующей легендой о происхождении данного слова: считается, что оно составлено из двух слов - ИНФОРмация и автоМАТИКА (как наука, изучающая автоматы, в частности, для преобразования информации).

Вследствие широкого распространения компьютеров и информационного бума, который переживает человечество, с азами информатики должен быть знаком всякий грамотный современный человек; вот почему ее преподавание включено в курс средней школы и продолжается в высшей школе.

Данное учебное пособие раскрывает понятие информатики через основополагающие компоненты - информацию и компьютер - и состоит из четырех частей.

В первой части определяются понятия информатики, информационного общества, информации.

Во второй части вводится понятие сигнала как материального носителя информации, описываются виды и преобразования сигнала. Рассматриваются способы кодирования дискретного сигнала, принятые в информатике для решения различных прикладных задач. Поскольку при кодировании используются различные системы счисления, приводятся те их них, которые применимы в современной информатике, даются правила перевода из одной системы счисления в другую, разбираются правила сложения в двоичной системе счисления.

В третьей части рассматриваются различные подходы к измерению информации и к оценке ее качества.

В четвертой части приводится структура компьютера и принципы функционирования ЭВМ, заложенные в проекте Принстонской машины, рассматриваются элементы структурной схемы компьютера и принципы их функционирования.

1. Основные понятия информатики и информации

1.1. Информатизация общества

Современное общество характеризуется резким ростом объемов информации, циркулирующей во всех сферах человеческой деятельности. Это привело к информатизации общества.

Под информатизацией общества понимают организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав физических и юридических лиц на основе формирования и использования информационных ресурсов – данных и знаний в различной форме представления.

Целью информатизации является создание информационного общества, когда большинство людей занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации. Для решения этой задачи возникают новые направления в научной и практической деятельности членов общества. Так возникли информатика и информационные технологии.

Характерные черты информационного общества:

  1. решена проблема информационного кризиса, когда устранено противоречие между информационной лавиной и информационным голодом;

  2. обеспечен приоритет информации перед другими ресурсами;

  3. главной формой развития общества является информационная экономика;

  4. в основу общества закладывается автоматизированная генерация, хранение, обработка и использование знаний с помощью новейшей информационной техники и технологии;

  5. информационные технологии приобретают глобальный характер, охватывая все сферы социальной деятельности человека;

  6. формируется информационное единство всей человеческой цивилизации;

  7. с помощью средств информатики реализован свободный доступ каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации;

  8. реализованы гуманистические принципы управления обществом и воздействия на окружающую среду.

Возможны и негативные тенденции, сопровождающие процесс информатизации общества:

  1. все большее влияние приобретают средства массовой информации;

  2. информационные технологии могут разрушить частную жизнь человека;

  3. существенное значение приобретает проблема качественного отбора достоверной информации;

  4. некоторые люди испытывают сложности адаптации к информационному обществу.

В настоящий момент ближе всех к информационному обществу находятся США, Япония, Англия, страны Западной Европы.

1.2. Понятие информатики

Следует отметить, что определений информатики в современной литературе множество. Это происходит оттого, что данная область знаний относительно новая и соответствующий понятийный аппарат не совсем устоялся. Анализ определений позволил выделить их существенную часть и сформулировать то определение, которое приведено ниже.

Информатика – область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и других средств вычислительной техники. Более конкретно с информатикой связывают одно из следующих понятий или их комбинацию:

  1. информатика - это совокупность средств (технических, программных, интеллектуальных) преобразования информации:

  • в состав технических (аппаратных) средств (hardware) входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, модемы и т.д.), линии связи, средства оргтехники и т.п., т.е. те материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем главенствующую роль в этом списке играет компьютер. По своей специфике компьютер нацелен на решение очень широкого круга задач по преобразованию информации, при этом выбор конкретной задачи при использовании компьютера определяется программным средством, под управлением которого функционирует компьютер;

  • к программным средствам (продуктам) (software) относятся операционные системы, интегрированные операционные оболочки, системы программирования и проектирования программных продуктов, различные прикладные пакеты, такие, как текстовые и графические редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т.д. Конкретное применение каждого программного продукта специфично и служит для решения определенного круга задач прикладного или системного характера;

  • интеллектуальные средства информатики (brainware) соответствуют математическим методам, моделям и типовым алгоритмам, которые являются базисом, положенным в основу проектирования и изготовления любого программного или технического средства в силу их исключительной сложности и, как следствие, невозможности умозрительного подхода к созданию.

Перечисленные выше три ресурсных компонента информатики играют разную роль в процессе информатизации общества. Так, совокупность программных и технических средств, имеющихся в том или ином обществе, позволяет сделать его информационным, когда каждый член общества имеет возможность получить практически любую (исключая, естественно, секретную) интересующую его информацию (такие потребители информации называются конечными пользователями). В то же время, сложность технических и программных систем заставляет использовать имеющиеся технические и программные продукты, а также нужные методы, модели и алгоритмы для проектирования и производства новых и совершенствования старых технических и программных систем. В этом случае можно сказать, что средства преобразования информации используются для производства себе подобных. Тогда их пользователем является специалист в области информатики и информационных технологий, а не конечный пользователь;

  1. информатика - это отрасли производства для создания технических и программных средств. Наиболее известными фирмами для изготовления технических средств информатики являются IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard, для производства программных продуктов - Microsoft, Lotus, Borland;

  2. информатика - это фундаментальная наука, которая занимается разработкой методов, моделей и алгоритмов преобразования информации, т.е. созданием brainware. Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике;

  3. информатика - это прикладная наука, позволяющая путем объединения технических, программных и интеллектуальных средств автоматизировать конкретные информационные процессы в той или иной предметной области, т.е. создавать информационные технологии.

Таким образом, главная функция информатики состоит в разработке методов и средств преобразования информации с использованием компьютера и в применении их при организации технологического процесса преобразования информации.

Выполняя свою функцию, информатика решает следующие задачи:

  • исследует информационные процессы в различных системах;

  • разрабатывает информационную технику и создает новейшие технологии преобразования информации на основе результатов, полученных в ходе исследования информационных процессов;

  • решает научные и инженерные проблемы создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой деятельности.

1.3. Понятие и характерные черты информации

Как видно из определения информатики, ее функций и задач, приведенных выше, одним из ключевых понятий информатики является информация.

Информация – это сведения об окружающем мире (объекте, процессе, явлении, событии и т.д.), которые являются объектом преобразования (включая хранение, передачу и т.д.) и используются для принятия решения.

Мы постоянно пользуемся информацией. Например, выходя утром из дома, мы слушаем по радио прогноз погоды на день и принимаем решение о том, понадобится ли нам зонт. В этом случае информация, содержащаяся в прогнозе, влияет на наше решение, которое рождается в недрах собственного сознания, например, в форме фразы: «возьму-ка я зонтик, поскольку давление понижается». Так же и преподаватель использует ответ студента на экзамене в качестве информации, которая позволяет принять решение об оценке.

Характерные черты информации:

  1. Это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии. Примером является применяемая в сельском хозяйстве агротехника выращивания овощных культур без привлечения земельных ресурсов - гидропоника, которая использует вместо земли растворы, насыщенные полезными для растений веществами. Здесь потребность в земле снижается до нуля. Таким образом, владея подобной технологией, т.е. обладая соответствующей информацией, можно выращивать овощные культуры.

  2. Информация вызывает к жизни новые производства. Так, изобретенный в первой половине 20-го века лазерный луч (в 1964 году ученые Ч. Таунс, Н.Г. Басов и А.М. Прохоров получили Нобелевскую премию по физике за это изобретение) послужил началу развития лазерной связи.

  3. Информация является товаром, который остается у продавца после продажи, что делает информацию очень выгодным товаром, поскольку одну и ту же информацию можно многократно продавать.

  4. Информация придает дополнительную ценность другим ресурсам. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним. Автомобиль последней модели, в котором воплощены научно-технические разработки ученых и инженеров, т.е. новая информация, более дорогой, чем его предшественники.

  5. Информация может накапливаться. Речь идет не о простом количественном пополнении объемов информации, а о формировании новых знаний, что позволяет развивать общество, поскольку владея определенными знаниями, человек может генерировать новую информацию. Именно таким образом учеными совершаются открытия в области науки, инженерами создаются новые технические изобретения. Чем больше знает человек и чем качественнее эти знания, тем большее количество новой информации он может сформировать.

Как следует из определения, с информацией связаны три понятия (их взаимосвязь показана на рис. 1.1):

  • источник информации – элемент окружающего мира, сведения о котором являются объектом преобразования;

  • потребитель информации – элемент окружающего мира, который использует информацию для принятия решения;

  • сигнал – материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю.

Рис. 1.1. Схема взаимосвязи основных понятий информации

Так, источником информации, которую в данный момент получает читатель настоящего учебного материала, является информатика как сфера человеческой деятельности; потребителем – сам читатель, а сигналом – текст на электронном (или бумажном) носителе. Будучи прочитанной и запомненной студентом, данная информация приобретет еще один носитель – биологический, когда она «записывается» в память обучаемого. Очевидно, что источник и потребитель в этом случае не меняются.

Уже отмечалось, что информационный ресурс существует в виде данных и знаний: данные – это полученные путем наблюдения и зафиксированные факты, дискретно, т.е. через отдельные свойства, описывающие источник информации (говорят – предметную область (ПО)); знания – это закономерности источника информации (понятия, сведения, принципы, связи, законы), приобретенные в результате практической деятельности; они позволяют специалистам ставить и решать задачи в этой предметной области.

Примером данных могут служить сведения о результатах сдачи сессии студентами и о последующих решениях деканата - это некоторый набор фактов. Например, студент Х имеет двойку по дисциплине Y; студента Х отчисляют из вуза.

Если на основании множества фактов делается обобщение следующего вида: каждый студент, не сдавший экзамен, т.е. имеющий двойку, отчисляется из вуза, то это уже выявленная закономерность, т.е. знание.



Похожие документы:

  1. Сборник статей Санкт-Петербург 2014 удк 01: 62 ббк 13. 18

    Сборник статей
    ... » [16], допущенное УМО по образованию в области прикладной информатики в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности «Прикладная информатика (по областям) и другим ...
  2. Учебно-методический комплекс дисциплины мировая художественная культура направления подготовки: 45. 03. 01 «Филология»

    Учебно-методический комплекс
    ... явно велики – храм все-таки предназначался для героя, титана. Поэтому архитектура ... учебных пособий, специальной литературы по данной теме; – подготовка к практическому занятию; – подготовка к дискуссии по определенным проблемам основных направлений ...
  3. А. В. Соколов введение в теорию

    Документ
    ... Российской Федерации по высшему образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности Культурологии ... СССР было создано Отде­ление информатики, вычислительной техники и автома­тизации, организован ...
  4. Методические указания и задания для выполнения контрольных работ для студентов, обучающихся по заочной форме специальности 151031 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования 2012 г

    Методические указания
    ... для выполнения контрольных работ для студентов обучающихся по заочной форме учебной дисциплины «Электротехника и электроника» предназначена для ... ЭВМ, их место в структуре вычислительной техники для комплексной автоматизации управления производством, в ...
  5. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования под редакцией д-ра пед. наук проф. е.сполат

    Документ
    ... учебного пособия для студентов педагогических вузов и системы повышения квалификации педагогических кадров Москва ACADEMA 2002 УДК 37 ...

Другие похожие документы..