En kort föreläsningskurs om datavetenskap. Komplettera föreläsningsanteckningar om datavetenskap. Information och former för dess presentation

Federal Agency for Education

Statens läroanstalt för högre yrkesutbildning

Samara State Technical University

Föreläsningar om datavetenskap

för 1:a års heltidsstuderande

specialiteter 1004 och 1805

Samara 2008

FÖRELÄSNING 6. ALGORITMER. ALGORITMISERING. ALGORITMISKA SPRÅK 19

FÖRELÄSNING nr 1 HISTORIA OM DATATEKNIKENS UTVECKLING. GRUNDBEGRIP: INFORMATION, INSAMLING, ÖVERFÖRING, INFORMATIONSBEHANDLING

Det första omnämnandet av en dator finns i Leonardo da'Vincis verk (ritningar av en "logisk maskin"). Den första implementeringen av en programmerbar maskin anses vara en vävstol (stavar och stansade tejper för att ändra ordningen på vävtrådar - typen av tyg).

Den första praktiska användningen av en dator var beräkningen av artilleritabeller på 1920-30-talet. Kontaktorer, en 3-våningsbyggnad, flera dussin programmerare, ungefär en månads programmering, flera timmars beräkningar.

Första ELEKTRONISK dator - USA, analog maskin, programmering genom att koppla block till en krets som är lämplig för uppgiften.

Ytterligare utveckling - datorer på radiorör, inhemska - Ural, transistor inhemska BESM-4, M-200 (upp till 10 6 operationer / sek), västra IBM IBM kommer till Sovjetunionen från sociala. länder (Ungern, Bulgarien, Östtyskland) som en EU-dator. ES-dator är en kraftfull maskin för "kollektiv" användning. Lagarbete tvingas på grund av diskrepansen mellan hastigheten på CPU:n och kringutrustningen.

När multitasking-läge med ett varierande antal uppgifter visas, visas terminaler och displaystationer. Användningen av maskiner börjar bli verkligt gemensam. Terminaler skaffar sig intelligens och växer in i persondatorer. Electronics-60 100, Iskra, IBM.

Om flygtekniken utvecklades lika snabbt som datoranvändning (prestanda, effektivitet, kostnadseffektivitet, kostnadsreduktion), kunde vem som helst (för ungefär 10 år sedan) fritt köpa ett flygplan av typen Boeing 760, fylla en hink bensin och flyga jorden runt om 20 minuter.

Parallell utveckling av maskiner för individuellt bruk:

PROMIN: 100 steg av programmerbart minne (fickräknare Electronics B3-38)

NAIRI: språkprogrammering på hög nivå, input/output – elektrisk skrivmaskin 120 tecken/min eller hålband.

Utveckling av programmeringstekniker.

Programmering i maskinkoder - programmerare-trollkarl. Ingen vet eller förstår "hur han gör det" (sinne).

Maskinorienterade språk (nairi).

Ofta upprepade kommandokedjor ger upphov till tolkar och översättare.

Universella högnivåalgoritmiska språk FORTRAN, ALGOL, PL-1, BASIC, Pascal.

Problemorienterade programmeringsspråk.

Delphi visuella programdesignsystem, programmering utan programmering.

Utveckling av informationsbärare.

Magnetisk trumma – BESM.

Magnetband, magnetskivor – EU.

5-tums disketter från 180 kB - Iskra, upp till 720 kB.

7 MB hårddisk – Spark.

CD- och DVD-skivor.

Flash minneskort.

Utveckling av input/output verktyg

Perforerad fotografisk film, kassaband med siffror i normaliserad form, programmerare-justeringskonsol - Ural.

Hålkort, hålband, ATsPU – BESM

Samma med e-post. skriva mosa. eller systemprogrammeringsmonitor - EC. Senare visningsstationer för tangentbord och monitor.

Exotisk: olika typer av stift för att sticka special. penna, flerlagers bildskärmar för fingerstickning, ljuspenna.

Skrivare: matris, elektrotermisk, bläckstråle, laser.

Plotter, plottrar: flatbädd, rullpenna, bläckstråle.

Bildskärmar och grafikkort: 320x200 monokrom: svart, grön, röd; färg 320x200, 640x480, 1024x768, ...; CGA–colorgraphicadapter 4 färger, EGA–enhancedgraphicadapter 12 färger, VGA–videographicadapter 256 färger, SVGA–supervideographicadapter4*10 6 färger.

Termin "Informatik"(franska) informatik) kommer från franska ord information(information) och automatique(automation) och betyder bokstavligen "informationsautomatisering".

Den engelska versionen av denna term är också utbredd - "Datavetenskap", vilket bokstavligen betyder "datavetenskap".

1978 tilldelade International Scientific Congress officiellt konceptet "Informatik" områden relaterade till utveckling, skapande, användning och logistiskt underhåll av informationsbehandlingssystem, inklusive datorer och deras programvara, såväl som organisatoriska, kommersiella, administrativa och sociopolitiska aspekter av datorisering - massimplementering datorutrustning på alla områden i människors liv.

Datavetenskap är alltså baserad på datateknik och är otänkbart utan den.

Datavetenskap är en vetenskaplig disciplin med ett brett spektrum av tillämpningar. Dess huvudsakliga riktningar:

utveckling av datorsystem och programvara;

informationsteori, som studerar processerna i samband med sändning, mottagning, omvandling och lagring av information;

metoder för artificiell intelligens som låter dig skapa program för att lösa problem som kräver vissa intellektuella ansträngningar när de utförs av en person (logisk slutledning, inlärning, talförståelse, visuell perception, spel, etc.);

systemanalys, som består av att analysera syftet med det designade systemet och fastställa de krav som det måste uppfylla;

metoder för datorgrafik, animation, multimedia;

medel för telekommunikation, inklusive globala datornätverk som förenar hela mänskligheten till en enda informationsgemenskap;

olika tillämpningar som omfattar produktion, vetenskap, utbildning, medicin, handel, jordbruk och alla andra typer av ekonomiska och sociala aktiviteter.

Datavetenskap anses vanligtvis bestå av två delar:

tekniska medel;

programvara.

Tekniska medel, det är datorhårdvara, på engelska betecknas med ordet Hårdvara, som bokstavligen översätts som "fasta produkter".

Och för programvara ett mycket framgångsrikt ord valdes (eller snarare skapades) programvara(bokstavligen - "mjuka varor"), vilket betonar likvärdigheten programvara och själva maskinen och samtidigt betonar programvarans förmåga att modifieras, anpassas och utvecklas.

Utöver dessa två allmänt accepterade grenar av datavetenskap, finns det en annan betydande gren - algoritmiska verktyg. För henne har den ryske akademikern A.A. Dorodnitsin föreslog namnet Brainware(från engelska hjärna- intelligens). Denna gren är förknippad med utvecklingen av algoritmer och studiet av metoder och tekniker för deras konstruktion.

Du kan inte börja programmera utan att först utveckla en algoritm för att lösa problemet.

Datavetenskapens roll i samhällsutvecklingen är oerhört stor. Början på en revolution inom området för ackumulering, överföring och bearbetning av information är förknippad med det. Denna revolution, efter revolutioner i behärskning av materia och energi, påverkar och omvandlar radikalt inte bara den materiella produktionens sfär, utan också de intellektuella och andliga sfärerna i livet.

Tillväxten i produktionen av datorutrustning, utvecklingen av informationsnätverk och skapandet av ny informationsteknik leder till betydande förändringar inom alla samhällsområden: inom produktion, vetenskap, utbildning, medicin, etc.

Tillverkningsår: 2007

Storlek: 905 kb

Format: doc

Beskrivning:

En bra kurs med föreläsningar om datavetenskap för det första året, som kommer att hjälpa en nybörjare att bemästra grundläggande begrepp om datavetenskap.

1. Vad är datavetenskap.
Den här punkten i föreläsningen talar om vikten av datavetenskap som vetenskap, pratar om information, hur den mäts, hur den lagras och överförs över avstånd.
2. Vad består en dator av?
Beskrivning av komponenterna i en dator och principerna för deras funktion.
3. Kriterier för klassificering av datorer.
En kort historisk bakgrund om datorteknikens historia. Generationer av datorer.
4. Allt om nummersystem.
Beskrivning av binära, oktala, decimala och hexadecimala talsystem och metoder för konvertering från ett system till ett annat.
5. Logikens algebra.
Sektion för diskret matematik och logiska operationer.
6. Vad är mjukvara.
Klassificering och syfte olika program.
7. Algoritmer.
Grunderna i att rita upp grafiska och verbala algoritmer.

Statens budgetutbildande institution

Gymnasial yrkesutbildning

Zlatoust Medical College

FÖRELÄSNINGSKURS

GENOM DISCIPLINER

"Datavetenskap"

för studenter inom alla specialiteter

2014

Recenserad

vid ett möte i centralkommittén

Protokoll nr ____________

Från "____" _________ 2013

Ordförande i cykelkommissionen

_____________________________

Godkänd

metodologiska råd

Protokoll nr ____________

Från "____" _________ 2013

Ordförande i Metodrådet

____________

Förord

Denna manual är avsedd för studenter och andra användare som studerar disciplinen "Datavetenskap"

Manualen innehåller ett förord, inledning, tre avsnitt och en avslutning. Det första avsnittet undersöker begreppet information, liksom typer av information och måttenheter för information. Hårdvara och mjukvara övervägs också. Grunderna för datorsäkerhet. Det andra avsnittet diskuterar mjukvara, tillämpningsprogram, beskriver MS Excel-programmet och kalkylbladens struktur, ger information om MS Word-processorer och beskriver tekniken för att arbeta med databaser Microsoft Access i designläge. Det tredje avsnittet innehåller information om lokala och globala datornätverk, tjänster som tillhandahålls av Internet och Internetadressering.

Introduktion

Ämnet "Informatik" är akademisk disciplin, som studerar teknologier för att skapa, lagra, reproducera och bearbeta data (information) med hjälp av datorteknik, samt principerna för driften av dessa verktyg och metoder för att hantera dem.

Att studera disciplinen "Informatik" har följande mål:

bildande av allmänna idéer om möjligheterna att använda datorteknik;

bekantskap med grunderna för modern informationsteknik (insamling, bearbetning, lagring och överföring av information) och trender i deras utveckling;

utbildning i användning av modern informationsteknik i yrkesverksamhet och analys av erhållna resultat,

utveckling av algoritmiska tänkande färdigheter;

behärska tekniker för att arbeta med moderna standardprogramvarupaket (MS Excel, MS Word och MS Access), som ger omfattande informationsbehandlingsmöjligheter.

Som ett resultat av att studera disciplinen måste studenterna:

Känna till:

enhet personlig dator, kringutrustning, struktur för persondatorprogramvara;

grunderna för att använda systemprogramprodukter för att lösa professionella problem på elektroniska datorer.

Kunna:

arbeta med olika typer av information med hjälp av en dator och annat informationsmedia Och kommunikationsteknik;

organisera dina egna informationsaktiviteter och planera deras resultat;

använda program grafiska redaktörer elektroniska datorer i yrkesverksamhet;

arbeta med professionella programvarupaket på elektroniska datorer;

upprätta teknisk dokumentation för underhåll och drift av elektrisk utrustning;

Avsnitt 1. Informationskulturens grunder.

Ämne 1.1. Tekniska hjälpmedel för informationsstöd.

Informatisering av samhället.

Informatisering är en komplex social process förknippad med betydande förändringar i befolkningens livsstil. Det kräver seriösa ansträngningar på många områden, inklusive att eliminera datoranalfabetism, skapa en kultur för att använda ny informationsteknik, etc.

Drivkraften bakom samhällsutvecklingen bör vara produktionen av informationsprodukter snarare än materiella. I informationssamhället förändras inte bara produktionen utan också hela levnadssättet, värdesystemet och betydelsen av kulturell fritid i förhållande till materiella värden. I informationssamhället produceras och konsumeras intelligens och kunskap, vilket leder till att andelen mentalt arbete ökar. En person kommer att behöva förmågan att vara kreativ, och efterfrågan på kunskap ökar. Den materiella och tekniska basen för samhällets information kommer att vara olika typer av system baserade på datateknik och dator nätverk, informationsteknik, telekommunikation.

Informatisering av samhället är en organiserad social, ekonomisk, vetenskaplig och teknisk process för att skapa optimala förutsättningar för att möta informationsbehov och förverkliga rättigheterna för medborgare, statliga organ, lokala myndigheter, organisationer, offentliga föreningar baserad på bildandet och användningen av informationsresurser

Informationssamhället är ett samhälle där majoriteten av arbetarna är engagerade i produktion, lagring, bearbetning och försäljning av information, särskilt dess högsta form - kunskap.

Målet med informatisering är att förbättra människors livskvalitet genom att öka produktiviteten och underlätta deras arbetsvillkor.

De viktigaste kriterierna för utveckling informationssamhälleär följande:

Tillgänglighet av datorer;

Utvecklingsnivå för datornätverk;

Innehav av informationskultur, d.v.s. kunskaper och färdigheter inom informationsteknologiområdet.

Framväxten och utvecklingen av datorer är en nödvändig komponent i processen för informatisering av samhället. Informatisering av samhället är en av lagarna för moderna sociala framsteg. Vid informatering av samhället ägnas den största uppmärksamheten åt en uppsättning åtgärder som syftar till att säkerställa att tillförlitlig, heltäckande och aktuell kunskap används fullt ut i alla typer av mänsklig verksamhet. För att säkerställa tillgängligheten för kommunikation med en dator på naturligt språk kommer den att utrustas med multimediaverktyg, främst ljud och bild. I framtiden bör bärbara datorer bli mer miniatyr, medan hastigheten på deras mikroprocessorer bör vara densamma som på moderna superdatorer. De måste ha en platt skärm med bra upplösning. Deras externa lagringsenheter - magnetiska diskar - kommer att vara portabla och ha en kapacitet på mer än 100 GB.

För att säkerställa ett högkvalitativt och omfattande informationsutbyte mellan datorer kommer nya kommunikationskanaler att användas:

Infraröda kanaler inom synhåll.

TV-kanaler.

Trådlös teknologi för höghastighets digital kommunikation med en frekvens på 10 MHz.

Det viktigaste integrerad del informationskultur modern manär en kommunikativ kultur som använder modern informationsteknik. Utvecklingen av nätverksinformationsteknik har gjort informationsresurserna i det globala datornätverket Internet potentiellt tillgängliga för majoriteten av mänskligheten. Förmågan att få nödvändig information från nätverket blir en integrerad del av en persons informationskultur.

Således har en person en informationskultur om:

har en förståelse för informations- och informationsprocesser, strukturen hos en dator och dess programvara;

vet hur man använder informationsmodellering när man löser problem med hjälp av en dator;

kan mata in information från tangentbordet med tillräcklig hastighet och arbeta med grafiskt gränssnitt program som använder musen;

vet hur man skapar och redigerar dokument, inklusive multimediapresentationer;

kan bearbeta numerisk information med hjälp av kalkylblad;

vet hur man använder databaser för att lagra och söka information;

vet hur man använder informationsresurser i ett datornätverk;

följer etiska standarder vid publicering av information på Internet och i processen att kommunicera via Internet.

Information och former för dess presentation

Begreppet information är ett grundläggande begrepp inom datavetenskap. All mänsklig aktivitet är en process för att samla in och bearbeta information, fatta beslut baserat på den och implementera dem. Med tillkomsten av modern datorteknik började information fungera som en av de viktigaste resurserna vetenskapliga och tekniska framsteg.

En person uppfattar information med hjälp av sinnena, lagrar och bearbetar den med hjälp av hjärnan och centrala nervsystemet. Överförd information berör vanligtvis vissa föremål eller oss själva och är förknippad med händelser som inträffar i världen omkring oss.

Inom vetenskapen är information ett primärt och odefinierbart begrepp.

Informationsbegreppet förutsätter närvaron av en materiell informationsbärare, en informationskälla, en informationssändare, en mottagare och en kommunikationskanal mellan källan och mottagaren. Begreppet information används inom alla områden: vetenskap, teknik, kultur, sociologi och vardagsliv. Den specifika tolkningen av de element som är förknippade med informationsbegreppet beror på metoden för en viss vetenskap, syftet med studien eller helt enkelt på våra idéer.

Termen "information" kommer från det latinska informatio - förklaring, presentation, medvetenhet. The Encyclopedic Dictionary (M.: Sov. Encyclopedia, 1990) definierar information i historisk evolution: initialt - information som överförs av människor muntligt, skriftligt eller på andra sätt (med konventionella signaler, tekniska medel, etc.); sedan mitten av 1900-talet - ett allmänt vetenskapligt begrepp, inklusive utbyte av information mellan människor, människa och maskin, utbyte av signaler i djur- och växtvärlden (överföring av egenskaper från cell till cell, från organism till organism).

En snävare definition ges inom teknik, där detta begrepp omfattar all information som är föremål för lagring, överföring och transformation.

Den mest generella definitionen sker inom filosofin, där information förstås som en återspegling av den verkliga världen. Information som en filosofisk kategori anses vara en av materiens attribut, vilket återspeglar dess struktur.

I den evolutionära serien, materia, energi, information, skiljer sig varje efterföljande manifestation av materia från den föregående genom att det var svårare för människor att känna igen, isolera och använda den i sin rena form. Det var svårigheten att identifiera materiens olika manifestationer som troligen avgjorde mänsklighetens indikerade sekvens av kunskap om naturen.

Förknippade med informationsbegreppet är begrepp som signal, meddelande och data.

En signal (från latinets signum - tecken) är vilken process som helst som bär information.

Ett meddelande är information som presenteras i en specifik form och avsedd att överföras.

Data är information som presenteras i en formaliserad form och avsedd för behandling tekniska medel till exempel en dator.

Det finns två former av informationspresentation - kontinuerlig och diskret. Eftersom signaler är informationsbärare kan fysiska processer av olika karaktär användas som de senare. Till exempel processen elektrisk ström i en krets, processen för mekanisk rörelse av en kropp, processen för ljusutbredning, etc. Information representeras (reflekteras) av värdet av en eller flera parametrar i en fysisk process (signal), eller en kombination av flera parametrar.

En signal kallas kontinuerlig om dess parameter, inom specificerade gränser, kan anta vilka mellanvärden som helst. En signal kallas diskret om dess parameter, inom specificerade gränser, kan anta individuella fasta värden.

Det är nödvändigt att skilja mellan kontinuiteten eller diskretiteten hos signalen i termer av nivå och tid. Bilden visar i grafform:

a) kontinuerlig signal i nivå och tid;

6) signal Hdn, diskret i nivå och kontinuerlig i tid;

c) kontinuerlig i nivå och diskret i tidssignal HND;

d) signal Hdd, diskret i nivå och tid.

Slutligen kan all mängd information som omger oss grupperas enligt olika kriterier, det vill säga klassificeras efter typ. Till exempel, beroende på ursprungsområdet, kallas information som återspeglar processerna och fenomenen i den livlösa naturen elementär, processerna i djur- och växtvärlden - biologiska, mänskliga samhället - sociala.

Enligt metoden för överföring och perception särskiljs följande typer av information: visuell - överförd av synliga bilder och symboler, auditiv - av ljud, taktil - av förnimmelser, organoleptisk - av lukter och smak, maskin - utfärdad och uppfattad av dator teknik osv.

Begreppet informationskvantitet

Mängden information är det numeriska kännetecknet för en signal, vilket återspeglar graden av osäkerhet (ofullständig kunskap) som försvinner efter att ha tagit emot ett meddelande i form av en given signal. Detta mått på osäkerhet i informationsteori kallas entropi. Om, till följd av att ett meddelande har tagits emot, fullständig klarhet uppnås i någon fråga, sägs det att fullständig eller uttömmande information har mottagits och behovet av att erhålla ytterligare information Nej. Och omvänt, om osäkerheten förblir densamma efter att ha mottagits meddelandet, mottogs ingen information (noll information).

Ovanstående överväganden visar att det finns ett nära samband mellan begreppen information, osäkerhet och val. Varje osäkerhet förutsätter alltså möjligheten att välja, och all information, som minskar osäkerheten, minskar möjligheten att välja. Med fullständig information finns det inget val. Partiell information minskar antalet val, vilket minskar osäkerheten.

Exempel. En person kastar ett mynt och tittar på vilken sida det landar på. Båda sidorna av myntet är lika, så det är lika troligt att den ena eller andra sidan kommer upp. Denna situation tillskrivs initial osäkerhet, kännetecknad av två möjligheter. Efter att myntet faller uppnås fullständig klarhet och osäkerheten försvinner (blir noll).

Det givna exemplet hänvisar till en grupp händelser i relation till vilka en ”ja-nej”-fråga kan ställas. Mängden information som kan erhållas när man svarar på en ja-nej-fråga kallas för en bit (engelsk bit - kort för binary digit - binary unit). En bit är den minsta informationsenheten, eftersom det är omöjligt att få information mindre än 1 bit. Vid mottagning av information på 1 bit reduceras osäkerheten med 2 gånger. Således ger varje myntkast oss 1 bit information.

Andra modeller för att erhålla samma mängd information kan vara en elektrisk glödlampa, en tvålägesbrytare, en magnetkärna, en diod etc. Tillståndet för dessa objekt betecknas vanligtvis med siffran 1, och avstängt tillstånd med siffran 0. Betrakta systemet som är ett resultat av att kasta två mynt, resultaten erhålls oberoende av varandra. Låt oss beteckna utseendet på "svansar" som 1 och utseendet på "huvuden" som 0. För ett sådant system är följande tillstånd möjliga:

Frågor för bedömning:

Grundläggande begrepp inom datavetenskap. Ämne och uppgifter datavetenskap.

Informatisering av samhället.

Informationsteknik i vardagen, i affärer, i ledningen.

Datorteknik för informationsbehandling.

Informationsbegreppet, informationens egenskaper.

Begreppet mängden information. Enheter för datavolymmätning.

Historien om datorteknikens utveckling.

Generationer av datorer.

Datorarkitektur, von Neumann-principen.

Datorenhet.

Huvudenheter på moderkortet. Klockfrekvens MP.

Dator RAM och permanent minne. Minnesenheter.

Förening systemenhet: moderkort, CPU, kontroller, interna minnesenheter.

Systemenhetens sammansättning: HDD, CD-enhet, diskettenhet, flashminne.

Systemenhetens sammansättning: expansionskort (videokort, ljudkort, nätverkskort).

Kringutrustning: tangentbord, manipulatorer.

Kringutrustning: CRT-skärmar, LCD-skärmar, plasmapaneler.

Kringutrustning: skrivare, skannrar, modem.

Programvara. Programvaruklassificering.

Klassificering av applikationsprogramvara.

Systemprogramvara: systemprogramvarunivåer, grundläggande systemprogramvara.

Syfte operativ system. OS-funktioner (lista).

Konceptet med Windows OS. Windows OS-objekt.

Organisation av datautbyte. Arbeta med Windows OS-objekt.

Formatering och inspelning på magnetiska skivor. Syftet med FAT-tabellen. Defragmentering.

Standard Windows-applikationer.

Dataarkivering. Arkivera program och deras möjligheter.

Virus och skadlig programvara.

Antivirusprodukter.

Grafiska redaktörer, huvudsakliga egenskaper och syfte.

Raster och vektorgrafik.

Ordbehandlare MS Word. MS Word-programgränssnitt.

Mata in och formatera text i MS Word. Infoga en bild i MS Word.

Skapa och formatera tabeller i MS Word.

Infoga symboler och matematiska formler i MS Word.

Presentation av data på ett diagram i MS Word.

Teknik för att arbeta med stilar och mallar i MS Word.

MS Excel-programgränssnitt.

Mata in, redigera och formatera data i MS Excel-kalkylbladsceller.

Beräkningar i MS Excel med formler.

Beräkningar i MS Excel med hjälp av funktioner.

Rita grafer i MS Excel.

Skapa diagram i MS Excel.

Begreppet ett datornätverk. Lokalt och globalt nätverk.

Klassificering av datornät (efter överföringsteknik, efter storlek, efter hanteringsmetod).

Globalt internet.

Internetinformationsresurser. Sök information.

Metoder och egenskaper för Internetanslutningar.

Arbetsprinciper E-post. Mailservertjänster.

RYSKA FEDERATIONENS TRANSPORTMINISTERIE

AVDELNING FÖR KOMMUNIKATION

KRSNOYARSK INSTITUTE OF RAILWAY TRANSPORT – GREEN AV GOI VPO "IRKUTSK STATE COMMUNICATION UNIVERSITY"

KURS I INFORMATIONSVETENSKAP

Lärobok för ingenjörsstudenter

Krasnojarsk 2012

UDC 681.3.06 BBK 32-973-01

Egorushkin, I.O. Föreläsningskurs i datavetenskap. Del 1: Lärobok/I.O. Egorushkin. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk Institute of Railway Transport - gren av statens utbildningsinstitution för högre yrkesutbildning "Irkutsk State Transport University", 2012. 79 s.: ill.

En kurs med föreläsningar om datavetenskap för 1 termin presenteras, utvecklad på basis av FEPO-standarden, inklusive följande disciplinära moduler:

a) begreppet information, generella egenskaper processer för insamling, överföring, bearbetning och lagring av information;

b) Tekniska metoder för genomförande informationsprocesser; datorhårdvara;

c) programvara för implementering av informationsprocesser; G) informationsteknologi: (textbehandlingstekniker och

tabellinformation).

Denna föreläsningskurs är avsedd för att bemästra den teoretiska delen av disciplinen "Informatik" (föreläsningskurs) av ingenjörsstudenter. Manualen består av nio föreläsningar som ingår i 1:a terminsprogrammet, utvecklade utifrån FEPO-standarden.

Il. 15. Bibliografi: 3 titlar.

Recensenter: Gaidenok N.D. – Doktor i tekniska vetenskaper, professor vid institutionen för elektriska järnvägar

Rogalev A.N. – Ph.D., docent, Institutionen för matematisk modellering och informatik, IGURE SFU

Publicerad genom beslut av det metodologiska rådet för KrIZhT



FÖRELÄSNING 1. INFORMATION OCH FORMELLA PRESENTATIONER.................................
1.1.Meddelanden, data, signaler...................................
1.2 Mått och enheter för presentation, mätning och lagring av information...................
1.3.Informationstyper och egenskaper........................................... ......................................................... ...............
FÖRELÄSNING 2. ALLMÄNNA KARAKTERISTIKA FÖR INSAMLINGSPROCESSER,
BEHANDLING, ÖVERFÖRING OCH ACKUMULERING AV INFORMATION...................................
2.1.Mätning av information................................................... ...................................................................... ............................
2.2.Uppfattning av information................................................... ...................................................................... ............ ....
2.3.Insamling av information........................................... ...................................................................... ............................
2.4 Överföring av information................................................ ............................................................ ............................
2.5.Informationsbearbetning.................................................. ............................................................ ............................
INFORMATION OCH LOGISKA GRUNDLÄGGANDE FÖR DATORN......................................... ........
2.6.Siffersystem................................................... ............................................................ ............................
2.7. Positionsnummersystem......................................... ............................................................... .
FÖRELÄSNING 3. INFORMATION OCH LOGISKA GRUNDLÄGGANDE DATORER

3.1.Siffersystem (slut)........................................... ......................................................
3.1.1. Binärt talsystem...........................................................................
3.1.2. Andra positionsnummersystem....................................................
3.1.3. Blandade talsystem.....................................................................
INFORMATIK SOM VETENSKAP................................................... ................................................................ ...
3.2. Ämnesområde datavetenskap som vetenskap................................... ............................
3.3 Kort historik över utvecklingen av datavetenskap......................................... ............................................
3.4 Begreppet informationssamhället........................................... ..........................................
3.5.Mål och mål för kursen "Informatik"................................... ............................................................ ...
FÖRELÄSNING 4. DATOR SOM INFORMATIONSVERKTYG...................
4.1. Datorutvecklingens historia................................................ ............................................................ ............
4.2 Datorns huvudsakliga egenskaper........................................... ..........................................................
4.3 Klassificering av datorer................................................... ...................................................................... ............................
FÖRELÄSNING 5. DATOR SOM INFORMATIONSVERKTYG
(SLUT)............................................... ................................................................ ............................
5.1 Allmänna principer för att bygga moderna datorer........................................... ..........
5.2.Datorprogramvara och funktioner........................................... ..........
5.3 Sammansättning och syfte med PC:ns huvudelement, deras egenskaper................................... .
5.3.1. Allmän information om datorer och deras klassificering ..........................................
5.3.2. Strukturplan PC...............................................................................
5.3.3. Externa PC-enheter............................................................................
5.3.4. PC-lagringsenheter................................................................

FÖRELÄSNING 6. OPERATIVSYSTEM GRAFIK
WINDOWS DRIFTSMILJÖ........................................... ......................


6.1.MSDOS-operativsystem........................................... ......................................................
6.2.NortonCommander Shell................................................... ............................................................ ...
6.3. Grundläggande tekniska mekanismer i Windows........................................... ..........
6.4.Skapa objekt, hantera objekt, objekts egenskaper...................................
6.5.Navigering genom filsystemet. Operationer med filer.Söka efter filer.
Konfigurera operativsystemsparametrar.......................................... ...................... .
6.6. Översikt över Windows-applikationer. Samarbete av applikationer..................................
6.7. Diskunderhållsprogram.Dataarkivering.Program-
arkivarier ................................................... ...................................................................... ............................................................
6.8.FarManager-skal................................................... ............................................................ ............................

FÖRELÄSNING 7. PROGRAMVARA FÖR INFORMATIONSBEHANDLING56

FÖRELÄSNING 8. PROGRAMVARA FÖR INFORMATIONSBEHANDLING

(SLUT)............................................... ................................................................ ............................
8.1.Ansökningsprogram................................................... ............................................................ ............ ....
8.2.Programmeringssystem................................................... ............................................................ ............
8.3.Programvaruklassificering................................................... ......................
8.4.Problemorienterad PPP................................... ............................................
8.5.Integrerad IFR................................................... ............................................................ ............................
FÖRELÄSNING 9. GRUNDLÄGGANDE FÖR TEXT- OCH TABELLBEHANDLING
INFORMATION................................................. ................................................... ........................
9.1.Microsoft Word-textbehandlare................................................... ............................................
9.1.1. Starta och stänga av Word.............................................................
9.1.2. Huvudmeny och verktygsfält.........................................................
9.1.3. Öppna och spara dokument.............................................................
9.1.4. Formatera dokument..........................................................................
9.1.5. Skriva ut ett dokument................................................................................................
9.2.MicrosoftExcel-kalkylbladsprocessor.................................................. .......................................
9.2.1. Grundläggande om kalkylblad......................................................
9.2.2. MS Excel kalkylbladsgränssnitt. Huvudsakliga skillnader
mellan Word och Excel ................................................... ............................................................ ........... ..........
LITTERATUR................................................. ................................................................ ..........

FÖRELÄSNING 1. INFORMATION OCH FORMER FÖR DESS PRESENTATION

I Inom vetenskapen är information ett primärt och odefinierbart begrepp. Det förutsätter närvaron av en materiell informationsbärare, en informationskälla, en informationssändare, en mottagare och en kommunikationskanal mellan källan och mottagaren. Begreppet information används inom alla områden: vetenskap, teknik, kultur, sociologi och vardagsliv. Den specifika tolkningen av de element som är förknippade med informationsbegreppet beror på metoden för en viss vetenskap, syftet med studien eller helt enkelt på våra idéer.

Termen "information" kommer från latinets informatio - förklaring, presentation, medvetenhet. The Encyclopedic Dictionary (M.: Sov. Encyclopedia, 1990) definierar information i historisk evolution: initialt - information som överförs av människor muntligt, skriftligt eller på andra sätt (med konventionella signaler, tekniska medel, etc.); sedan mitten av nittonhundratalet - ett allmänt vetenskapligt begrepp som innefattar utbyte av information mellan människor, människor

Och automatiskt, utbyte av signaler i djur- och växtvärlden (överföring av egenskaper från cell till cell, från organism till organism).

En snävare definition ges inom teknik, där detta begrepp omfattar all information som är föremål för lagring, överföring och transformation av information.

I evolutionär serie materia → energi → information var och en

nästa manifestation av materia skiljer sig från den föregående genom att det var svårare för människor att känna igen, isolera och använda den i dess rena form. Det var svårigheten att identifiera materiens olika manifestationer som troligen avgjorde mänsklighetens indikerade sekvens av kunskap om naturen.

1.1. Meddelanden, data, signaler

MED Begreppet information förknippas med begrepp som signal, budskap och

En signal (från latinets signum - tecken) är vilken process som helst som bär information.

Det finns två former av informationspresentation – kontinuerlig och diskret. Eftersom signaler är informationsbärare kan fysiska processer av olika karaktär användas som de senare.

Information representeras (reflekteras) av värdet av en eller flera parametrar i en fysisk process, eller en kombination av flera parametrar.

En signal kallas kontinuerlig om dess parameter, inom specificerade gränser, kan ta vilka mellanvärden som helst. En signal kallas diskret om dess parameter, inom specificerade gränser, kan ta vissa fasta värden.

Ett meddelande är information som presenteras i en specifik form och avsedd att överföras.

Ur praktisk synvinkel presenteras information alltid i form av ett meddelande. Informationsmeddelandet är relaterat till källan till meddelandet, Förbi-

meddelandemottagare och kommunikationskanal.

Meddelandet från källan till mottagaren sänds i material- och energiform (elektrisk, ljus, ljudsignaler etc.). En person uppfattar budskap genom sinnena. Informationsmottagare inom teknik uppfattar meddelanden med hjälp av olika mät- och inspelningsutrustning. I båda fallen är mottagningen av information associerad med en förändring i tid av någon kvantitet som kännetecknar mottagarens tillstånd. I denna mening kan ett informationsmeddelande representeras av en funktion x(t), som kännetecknar förändringen över tid i material- och energiparametrarna i den fysiska miljö där informationsprocesser utförs.

Funktionen x (t) tar alla reella värden inom intervallet för förändringar i tiden t. Om funktionen x(t) är kontinuerlig, så finns det en kontinuerlig eller analog information, vars källa vanligtvis är olika naturliga föremål (till exempel temperatur, tryck, luftfuktighet), föremål för tekniska produktionsprocesser (till exempel neutronflöde i kärnan, tryck och temperatur på kylvätskan i kretsarna i en kärnreaktor ), etc. Om funktionen x (t) diskret, så har informationsmeddelandena som används av en person karaktären av diskreta meddelanden (till exempel larmsignaler som sänds genom ljus- och ljudmeddelanden, språkmeddelanden som sänds skriftligt eller med hjälp av ljudsignaler; meddelanden som överförs med gester etc.).

I modern värld information bearbetas vanligtvis på datorer. Därför är datavetenskap nära besläktad med verktyg - dator.

En dator är en anordning för att konvertera information genom att utföra en programstyrd sekvens av operationer. En synonym för dator är en dator, oftare en elektronisk dator (dator).

Data är information som presenteras i en formaliserad form och avsedd för behandling med tekniska medel, till exempel en dator.

Därför tillsammans med villkoren informationsinmatning, informationsbehandling, informationslagring, informationssökning termer som används datainmatning, databehandling, datalagring m.m.

1.2. Mått och enheter för presentation, mätning och lagring av information

För teoretisk datavetenskap spelar information samma roll som materia i fysiken. Och precis som ett ämne kan tilldelas ett ganska stort antal egenskaper (massa, laddning, volym, etc.), så finns det för information, om än inte så stor, men en ganska representativ uppsättning egenskaper. Både för materiens egenskaper och för informationens egenskaper finns det måttenheter som gör att viss information kan tilldelas nummer - informationens kvantitativa egenskaper.

Idag den mest kända följande metoder mätinformation:

volym; entropi; algoritmisk.

Volumetrisk är det enklaste och råaste sättet att mäta information. Motsvarande kvantitativ bedömning av information kan naturligtvis kallas informationsvolym.

Mängden information i ett meddelande är antalet tecken i meddelandet.

Eftersom till exempel samma nummer kan skrivas på många olika sätt (med olika alfabet):

"tjugoett" 21 11001

då är denna metod känslig för formen av presentation (inspelning) av meddelandet. I datateknik all bearbetad och lagrad information, oavsett dess karaktär (nummer, text, display), presenteras i binär form (med ett alfabet som består av endast två tecken 0 och 1). Denna standardisering möjliggjorde införandet av två standardmåttenheter: bitar och bytes. En byte är åtta bitar. Dessa måttenheter kommer att diskuteras mer i detalj senare.

Informationsmängdär en numerisk egenskap hos en signal som reflekterar grad av osäkerhet(ofullständig kunskap), som försvinner efter att ha tagit emot meddelandet i form av denna signal. Detta mått på osäkerhet i informationsteori kallas entropi. Om, till följd av att ett meddelande har tagits emot, uppnåtts fullständig klarhet i någon fråga, sägs det att fullständig eller uttömmande information har mottagits och att det inte finns något behov av att inhämta ytterligare information. Och omvänt, om osäkerheten förblir densamma efter att ha mottagit meddelandet, betyder det att ingen information mottogs (noll information).

Ovanstående överväganden visar att mellan begreppen information

tion, osäkerhet och val det finns ett nära samband. Så,

all osäkerhet förutsätter valmöjlighet och all information som minskar osäkerheten minskar valmöjligheten. Med fullständig information finns det inget val. Partiell information minskar antalet val, vilket minskar osäkerheten.

Exempel. En person kastar ett mynt och tittar på vilken sida det landar på. Båda sidorna av myntet är lika, så det är lika troligt att den ena eller andra sidan kommer upp. Denna situation tillskrivs initial osäkerhet, kännetecknad av två möjligheter. Efter att myntet faller uppnås fullständig klarhet och osäkerheten försvinner (blir noll).

I algoritmisk informationsteori (avsnitt av teorin om algoritmer) föreslås det algoritmisk metod utvärdering av informationen i meddelandet. Denna metod kan kortfattat karakteriseras av följande resonemang.

Alla kommer att hålla med om att ordet 0101...01 är mer komplext än ordet 00..0, och ordet där 0 och 1 är valda från experimentet - kasta ett mynt (där 0 är ett vapen, 1 är ett svans) är mer komplex än båda de föregående.

Datorprogrammet som producerar ett ord från alla nollor är extremt enkelt: skriv ut samma tecken. För att få 0101...01 behöver du ett lite mer komplext program som skriver ut symbolen mittemot den som nyss skrivits ut. En slumpmässig sekvens som inte har några mönster kan inte produceras av något "kort" program. Längden på programmet som producerar den kaotiska sekvensen måste vara nära längden på det sista.

Ovanstående resonemang antyder att vilket meddelande som helst kan tilldelas en kvantitativ egenskap som återspeglar komplexiteten (storleken) hos programmet som gör att det kan produceras.

Eftersom det finns många olika datorer och olika programmeringsspråk ( olika sätt algoritmens uppgifter), sedan ges de av någon specifik datormaskin, till exempel en Turing-maskin, och den antagna kvantitativa egenskapen - komplexiteten hos ett ord (meddelande) - definieras som det minsta antalet interna tillstånd i Turingmaskin krävs för att reproducera den. Även inom algoritmisk informationsteori används andra metoder för att specificera komplexitet.

1.3. Typer och egenskaper hos information

Låt oss uppehålla oss mer i detalj vid avslöjandet av begreppet information. Tänk på följande lista:

genetisk information; geologisk information; väderinformation; falsk information (desinformation); fullständig information; ekonomisk information; Teknisk information etc.

Förmodligen är alla överens om att denna lista inte innehåller alla typer av information, precis som den givna listan är till liten nytta. Denna lista är inte systematiserad. För att artklassificering ska vara användbar måste den baseras på något system. Vanligtvis när

klassificering av objekt av samma karaktär, används en eller annan egenskap (kanske en uppsättning egenskaper) hos objekt som grund för klassificering.

Som regel kan objektens egenskaper delas in i två stora klasser: externa och inre egenskaper.

Interna egenskaper– dessa är egenskaper som är organiskt inneboende i ett objekt. De är vanligtvis "dolda" för objektets elev och manifesterar sig indirekt under interaktion av detta objekt med andra.

Externa egenskaper– det här är egenskaper som kännetecknar ett objekts beteende när det interagerar med andra objekt.

Låt oss förklara detta med ett exempel. Massa är en inre egenskap hos substans (materia). Det visar sig i interaktion eller under någon process. Det är här som fysikbegrepp uppstår, som gravitationsmassa och tröghetsmassa, som skulle kunna kallas materiens yttre egenskaper.

En liknande fastighetsindelning kan ges till kännedom. För vilken information som helst kan tre interaktionsobjekt specificeras: informationskällan, mottagaren av informationen (dess konsument) och objektet eller fenomenet som denna informationen reflekterar. Därför kan vi urskilja tre grupper av externa egenskaper, varav de viktigaste är egenskaperna hos information ur konsumentens synvinkel.

Kvalitet på information– en allmänt positiv egenskap hos information som återspeglar graden av dess användbarhet för användaren.

Kvalitetsnivå– en av informationens viktiga positiva egenskaper (ur konsumentens perspektiv). Vilken negativ egenskap som helst kan ersättas med dess motsats, positiv.

Oftast övervägs kvalitetsindikatorer som kan uttryckas i siffror, och sådana indikatorer är kvantitativa egenskaper hos informationens positiva egenskaper.

Som framgår av ovanstående definitioner, för att bestämma en uppsättning kritiska kvalitetsindikatorer, är det nödvändigt att utvärdera information från konsumentens synvinkel.

I praktiken ställs konsumenten inför följande situationer: viss information motsvarar hans begäran, hans krav, och sådan information kallas relevant; någon gör det inte och kallas irrelevant; all information är relevant, men den räcker inte för att konsumenternas behov; om den mottagna informationen är tillräcklig är det naturligt att kalla sådan information fullständig, den mottagna informationen är otidig (till exempel föråldrad);

En del av den information som erkänns som relevant av konsumenten kan visa sig vara opålitlig, det vill säga innehålla dolda fel (om konsumenten upptäcker några fel klassificerar han helt enkelt den skadade informationen som irrelevant), informationen är otillgänglig;

information är föremål för "oönskad" användning och förändring av andra konsumenter; informationen har en form och volym som är obekväm för konsumenten.

En genomgång av ovanstående situationer tillåter oss att formulera följande fördelning av informationsegenskaper.

Relevans är informationens förmåga att möta konsumentens behov (förfrågningar).

Fullständighet är egenskapen hos information att uttömmande (för en given konsument) karakterisera det reflekterade objektet och (eller) processen.

Aktualitet– informationens förmåga att tillgodose konsumentens behov vid rätt tidpunkt.

Tillförlitlighet är egenskapen hos information att inte ha dolda fel. Tillgänglighet är en egenskap hos information som kännetecknar möjligheten till dess

mottagits av denna konsument.

Säkerhet är en egenskap som kännetecknar omöjligheten av obehörig användning eller modifiering.

Ergonomi är en egenskap som kännetecknar bekvämligheten med formen eller volymen av information ur en given konsuments synvinkel.

Dessutom kan information klassificeras i termer av dess användning i följande typer: politisk, teknisk, biologisk, kemisk, etc. d. Detta är i huvudsak en klassificering av information efter behov.

Slutligen, när man allmänt karakteriserar informationens kvalitet, används ofta följande definition: Logiskt, som på ett adekvat sätt återspeglar de objektiva naturlagarna, samhället och tänkandet - detta är vetenskaplig information Notera att den sista definitionen inte kännetecknar förhållandet ”information – konsument”, utan förhållandet ”information – reflekterat objekt/fenomen”, det vill säga detta är redan en grupp av externa egenskaper hos information. Den viktigaste här är egenskapen adekvans. .

Tillräcklighet är egenskapen hos information att unikt motsvara det visade objektet eller fenomenet. Adekvans visar sig vara en intern egenskap hos information för konsumenten, som visar sig genom relevans och tillförlitlighet.

Bland informationens interna egenskaper är de viktigaste informationsvolymen (mängden) och dess interna organisation och struktur. Enligt metoden för intern organisation är information indelad i två grupper:

1. Data eller en enkel, logiskt oordnad insamling av information.

2. Logiskt ordnade, organiserade uppsättningar av data. Dataordning uppnås genom att införa en del

strukturer (därav den ofta använda termen datastruktur).

I den andra gruppen är information organiserad på ett speciellt sätt - kunskap. Kunskap är, till skillnad från data, information inte om något enskilt specifikt faktum, utan om hur alla fakta av en viss typ är uppbyggda.

Slutligen låg egenskaperna hos information som är förknippade med processen för dess lagring utanför vårt synfält. Den viktigaste egenskapen här är överlevnadsförmåga - informationens förmåga att behålla sin kvalitet över tid. Till detta kan du också lägga till egenskapen unikhet. Information som lagras i en enda kopia kallas unik.

Sålunda har vi beskrivit informationens huvudsakliga egenskaper, och därför har vi bestämt grunden för att klassificera den efter typ.