методич пособие по инф на базе 9 кл 1 курс

Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Краснодарский краевой базовый медицинский колледж»
министерства здравоохранения краснодарского края
Курс лекций по дисциплине
«Информатика»
для студентов 1 курса на базе 9 классов
Краснодар, 2012
Введение
Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. Сегодня в
мире нет ни одной отрасли науки и техники, которая развивалась бы столь же
стремительно, как информатика. Каждые два года происходит смена
поколений аппаратных и программных средств вычислительной техники.
Фактически за последние годы произошла революция в области передачи,
накопления и обработки информации. Эта революция, затрагивает и
коренным образом преобразует все области человеческой жизни, включая и
медицину. Значительное увеличение возможностей компьютерной техники,
развитие информационных сетей, создание новых информационных
технологий приводят к радикальным изменениям во всех сферах общества: в
производстве, науке, образовании, медицине и т.д.
Современному поколению столь же невозможно представить мир без
персональных компьютеров, как и без телевизора или автомобиля. Но, чтобы
успевать за развитием средств вычислительной техники, необходимо
непрерывное самообразование и самосовершенствование. А для
профессионального применения вычислительной техники нужно нечто
большее — личная целеустремленность и постоянное желание узнавать о
том, что происходит в мире информационных технологий. Информатика
является образовательной учебной дисциплиной, которая обеспечивает
общеобразовательный уровень подготовки студентов медицинского
колледжа.
На I курсе на базе 9 классов всех специальностей студенты ККБМК
изучают учебную дисциплину «Информатика». Данная дисциплина
предполагает получение, как теоретических знаний, так и практических
умений и навыков.
Теоретическая часть курса Информатика усваивается студентами в
ходе лекционных занятий и во время самостоятельной внеаудиторной
работы.
Необходимость разработки данного пособия обусловлена тем, что
студенты I курса не всегда успевают подробно записывать текст лекции со
слов преподавателя, который ограничен аудиторным временем занятия. В
пособии каждая тема изучаемого материала раскрыта более полно, с
соответствующими разъяснениями.
В пособии удалось вместить весь курс по дисциплине «Информатика»
для студентов I курса на базе 9 классов всех специальностей. Поэтому у
студентов отпадает необходимость пользоваться большим количеством
учебников, чтобы усвоить изучаемую тему. В конце каждой лекции имеются
контрольные вопросы, позволяющие студенту выполнить самооценку
степени успеваемости теоретического материала.
В пособие имеется список литературы.
Лекция №1
Тема: «Введение в информатику. Основные этапы развития
информационного общества»
Цель лекции: изучить основные этапы развития информационного
общества.
План лекции:
1. Понятие информации.
2. Этапы развития информации.
3. Речь.
4. Письменность.
5. Книгопечатание.
6. Средства связи.
7. Информатика.
8. Информационный кризис.
9. Информационное общество.
Роль информатики в современном мире постоянно возрастает. Это
связано с тем, что без компьютерного обеспечения трудно обходиться, и
многим знание и умение работать с компьютером и информацией
необходимо
Понятие информации
Информация – это знания, данные, сведения, сообщения об
окружающем нас мире, зафиксированные на материальных носителях.
Со временем возникновения
человечества происходит развитие и
накапливание информации, при этом часть ее устаревает и становится
неактуальной. Рассмотрим этапы развития информации.
Этапы развития информации
Время
Этап
Материальные носители
Более 1 млн. лет назад
Речь
(Мозг человека)
30 тыс. лет назад
Письменность
Камень, кость, дерево, глина,
папирус, шелк, бумага
XV век
Книгопечатание
Книга
С конца XIX века
Средства связи
Электро - магнитные
колебания
С середины ХХ века
Информатика
Компьютерные носители
информации: перфоленты,
перфокарты, магнитные
карты, магнитные ленты,
магнитные диски (гибкие и
жесткие), оптические диски,
flash-накопители
Человеческая цивилизация началась более миллиона лет назад с того
момента, когда люди научились создавать орудия труда и охоты. С этого
времени и до середины ХХ века технический прогресс был историей
подчинения человеку все более могучих сил природы – от тягловых
животных до атомной энергетики.
Как же за все это время и в каких формах происходит развитие и обмен
накопленной информации?
Речь
Формирование трудовых коллективов потребовало создания способа
сохранения и передачи накопленного
опыта. Первым носителем
человеческих знаний стала речь, выделившая человека из животного мира, а
первыми информационными работниками – мудрые старики (старейшины,
аксакалы). Конечно, такой способ хранения и передачи информации имеет
немало недостатков – многое забывается, при пересказе сведения могут
искажаться, смерть человека может быть причиной утери важных знаний.
Письменность
Следующим важнейшим шагом в информационных технологиях стало
создание письменности. Истоки ее уходят примерно на 30 тысяч лет назад,
когда наряду с давно уже существовавшими наскальными изображениями
появились выгравированные на кости лунные календари, изготовленные в
Древнем Вавилоне. С камня и кости начался процесс поиска и
совершенствования материальных носителей информации: дерево, глина,
папирус, шелк, бумага.
Одновременно с процессом накопления информации шел процесс
формирования общественной профессиональной группы работников
информации. Жрецы, переписчики и толкователи рукописных книг
захватили и тысячелетиями сохраняли за собой роль посредников между
накопленными знаниями и заинтересованными в них потребителями
информации.
Книгопечатание
Колоссальную
демократизирующую
роль
сыграла
первая
информационная революция – открытие книгопечатания. Печатный
станок практически одновременно был создан на Руси Иваном Федоровым и
в Германии Иоганном Гутенбергом. Первыми книгами, напечатанными
большим тиражом, были «Библия» и «Азбука». Теперь профессиональные
знания можно было быстро тиражировать и распространять на больших
территориях. Книга положила начало Эпохе Просвещения (XVI – XVIII в.)
Знания
превращались
в
технологические
процессы,
создались
информационные
предпосылки
роста
производительных
сил,
реализовавшихся в промышленной революции (XVIII – XIX в.)
Средства связи
С конца XIX века было сделано большое количество изобретений,
позволяющих передавать информацию очень быстрым способом на далекие
расстояния (телефон, радио). Также были разработаны способы передачи не
только текстовой информации, но и звуковой и графической (запись звука,
изображения, передача их с помощью телевидения). Этот этап в развитии
информации
назовем
средства
связи,
которые
продолжают
совершенствоваться и поныне.
Информатика
Вплоть до середины ХХ века развитие цивилизации шло по линии
развития материального производства. В середине ХХ века положение
изменилось. Развился так называемый информационный кризис. В
результате бурного развития экономики и науки количество накопленной
информации, необходимой для успешного их функционирования, превысило
резервы
традиционного
метода
управления
ими.
Произошел
«информационный взрыв», при котором время удвоения объема накопленной
информации сокращается до 2-3 лет.
Пропускной способности мозга всех работающих оказалось
недостаточно. Время возникновения этого информационного барьера для
каждой науки, отрасли хозяйства или общественной жизни неизбежно.
Впервые в условия информационного кризиса попали специалисты по
атомной физике в сороковых годах (время создания атомной бомбы).
Изучаемые и рассчитываемые ими явления описывались столь сложными
уравнениями, что для приближенных расчетов потребовались бы целые
армии вычислителей на арифмометрах. И здесь на помощь ученым пришли
только что созданные электронно-вычислительные машины. То, что
вычислитель на арифмометре считал полгода, первые модели ЭВМ
вычисляли за 3 часа. Так с конца 40-ых годов началось триумфальное
применение компьютеров в различных областях деятельности человека. В
это же время - в середине ХХ века возникает новая наука, связанная с
компьютером – информатика. Изобретение компьютера и появление
информатики являются второй информационной революцией.
Информатика – это наука, изучающая способы получения, хранения,
преобразования, передачи и использования информации с помощью
компьютера.
Компьютерные материальные носители сначала были бумажными –
перфоленты, перфокарты. Далее появляются магнитные ленты, затем гибкие
и жесткие магнитные диски. Позже – лазерные диски, flash-накопители.
Информационный кризис
Итак, основной причиной изобретения компьютера и появления
информатики явился информационный кризис, который развился в середине
ХХ века сначала при обработке научно-технической информации, затем
охватил управление экономикой, технологическими процессами, сферы
образования, медицины и другие. Кроме резкого роста объема информации,
информационный кризис имеет и другую сторону – «информационный
голод». То есть невозможность быстро найти нужную информацию.
Например, в 60-ых годах ученые химики половину рабочего времени тратили
на поиск необходимой информации, а примерно 70% изобретений
дублировали друг друга, так как традиционный способ их опубликования –
печатные издания запаздывают на месяцы и годы. И с этой стороной
информационного кризиса успешно помогают справляться компьютеры.
Например, во всемирной компьютерной сети Интернет можно быстро найти
новую полезную информацию.
Информационное общество
Постепенно обработка информации становится ключевым сектором
общественного производства, который имеет важную оборонную,
социальную и экономическую роль. Все большее количество работников
занимаются
обработкой
информации.
Происходит
переход
от
индустриального общества к информационному.
Контрольные вопросы:
1. Назовите и охарактеризуйте этапы развития информации за
историю развития человечества?
2. Назовите основные достоинства и недостатки каждого этапа
развития информации?
3. Опишите информационные революции в истории человечества.
4. Что называется информацией?
5. Что называется информатикой?
6. Что явилось основной причиной изобретения компьютера?
7. Что такое информационный кризис?
8. Что такое информационный голод?
9. Приведите примеры информационного кризиса в нескольких
областях деятельности человека?
Лекция №2
Тема: «Информационные ресурсы общества»
Цель лекции: познакомиться с понятием информационных ресурсов,
разновидностями информационных ресурсов.
План лекции:
1. Проблема создания, сохранения и эффективного использования
информационных ресурсов.
2. Основные понятия.
3. Схема создания и развития ИРО.
4. Проблемы исследования ИРО.
5. Понятие информационных ресурсов.
6. Классификация информационных ресурсов.
7. Национальные информационные ресурсы.
Проблема создания, сохранения и эффективного использования
информационных ресурсов.
Для развития любого человеческого общества необходимы
материальные, инструментальные, энергетические и информационные
ресурсы. Настоящее время - это период, характеризующийся небывалым
ростом объема информационных потоков. Это относится как к экономике,
так и к социальной сфере. Информация – является решающим фактором,
определяющим развитие технологии и ресурсов в целом.
Информационный кризис начала 70-х годов ХХ века проявился в
снижении эффективности информационного обмена:
- резко возрос объем публикуемых данных;
- между группами разных специалистов стало трудно общаться;
- возрос объем неопубликованной информации;
- выросла проблема межязыкового обмена в мире.
Парадокс социальной коммуникации в условиях информационного
кризиса - явление информационного “тромбоза”, т.е. информационного
“взрыва”
(лавинообразного
роста
объемов
социоинформации),
сопровождающегося информационным “голодом” (физиологическими
ограничениями человека в восприятии и переработке информации и
трудностями в выделении нужной информации из общего потока).
Существенным шагом на пути разрешения информационного кризиса
стало создание в 1971 микропроцессора.
Таким образом, самой актуальной и острой в мире является проблема
создания, сохранения и эффективного использования информационных
ресурсов (ИР). Произошло формирование еще одного самостоятельного вида
общественного ресурса - информационного, позволяющего экономить
большинство других ресурсов общества. Дальнейший прогресс общества в
значительной
степени
связан
сегодня
с
совершенствованием
информационной
инфраструктуры,
эффективностью
формирования,
размещения и использования информационных ресурсов и продуктов.
Основные понятия
Понятие “ информационного ресурса общества ” (ИРО) является одним
из ключевых понятий социальной информатики.
Понятие ИР находится в стадии формирования, трудность его
однозначного определения связана с неоднозначностью и сложностью таких
понятий как “знания”, “информация”, “данные” и т.д.
ИРО могут быть определены как накопленные в обществе знания,
подготовленные для целесообразного социального использования .
Представим схему создания и развития ИРО :
Проблемы исследования ИРО
Основными проблемами исследований в области ИР общества
являются :
- проблема раскрытия сущности ИР как формы представления знаний,
определение
и
исследование
закономерностей
формирования,
преобразования и распространения различных видов ИР в обществе.
- проблема разработки методологии количественной и качественной
оценки имеющихся в обществе ИР, а также прогнозирования потребностей
общества в этих ресурсах;
- проблема создания методов исследования структуры и топологии
распределения различных видов ИР по регионам России, а также в
глобальном масштабе.
Понятие информационных ресурсов. Классификация
информационных ресурсов.
Ресурсы бывают:
Информационные ресурсы - отдельные документы и отдельные
массивы документов, документы и массивы документов в информационных
системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других
информационных системах). Информационные ресурсы остаются
«несжигаемыми», ими можно пользоваться многократно, они копируются без
ограничений.
Классификация информационных ресурсов
Надо понимать, что документы и массивы информации, о которых
говорится в этом законе, не существуют сами по себе. В них в разных формах
представлены знания, которыми обладали люди, создававшие их. Таким
образом, информационные ресурсы – это знания, подготовленные людьми
для социального использования в обществе и зафиксированные на
материальном носителе.
Информационные ресурсы общества, если их понимать как знания,
отчуждены от тех людей, которые их накапливали, обобщали,
анализировали, создавали и т.п. Эти знания материализовались в виде
документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных программ, а
также произведений искусства, литературы, науки.
Информационные ресурсы страны, региона, организации должны
рассматриваться как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости
запасам сырья, энергии, ископаемых и прочим ресурсам.
К концу 20-го века человечество получило беспрецедентные
возможности для оперативного общения, коллективного накопления,
распространения и использования информации. Технологические средства
для этого предоставляет глобальная компьютерная сеть Internet, название
которой известно сегодня сотням миллионов людей нашей планеты.
Электронный документооборот, в целом, и системы групповой работы
с документацией, в частности, пользуются сегодня заслуженной
популярностью, поскольку позволяют заметно сократить материальные и
временные затраты при работе с документами. В основе работы групповых
систем лежат локальные и глобальные компьютерные сети.
Контрольные вопросы:
1. Какова проблема создания, сохранения и эффективного использования
информационных ресурсов?
2. Изобразите схему создания и развития ИРО?
3. Каковы проблемы исследования ИРО?
4. Что такое информационные ресурсы?
5. Какова классификация информационных ресурсов?
6. Какие национальные информационные ресурсы вы знаете?
Лекция №3
Тема: «Информация. Информационные процессы»
Цель лекции: познакомиться с понятиями информации, информационных
процессов.
План лекции:
1. Понятие «информатика».
2. Основные подходы к определению понятия информация.
3. Виды информации.
4. Свойства информации.
5. Основные информационные процессы.
6. Хранение, передача и обработка информации
Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и
переработки информации, принятия решений на ее основе и их выполнения.
Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и
перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы.
Процесс решения в уме математической задачи, процесс перевода текста с
одного языка на другой - все это обработка информации. Процессы
обработки информации составляют суть умственной деятельности человека.
Человек думает, вычисляет, говорит, слушает, читает, пишет. При этом он
всегда имеет дело с информацией.
Понятие «информатика»
Информатика как наука сформировалась в 60-х годах ХХ века,
благодаря мощному рывку в развитии вычислительной техники - созданию
ЭВМ.
Информатика - это наука, изучающая все аспекты получения,
хранения, преобразования, передачи и использования информации.
В информатике можно выделить три части: Hardware (устройства
ЭВМ), Software (программирование), Brainware (алгоритмы и теоретические
методы решения задач на ЭВМ).
Объект изучения информатики - информация.
Основные подходы к определению понятия информация
1-й подход (обыденный). В обыденной жизни под информацией
понимают содержание всякого рода сообщений, сведения о чем-либо,
которые передают и получают люди. Информация пополняет знания
человека.
2-й подход (даются определения). Информация - это сведения об
окружающем
мире
и
протекающих
в
нём
процессах.
Информация - это отражение предметного мира с помощью знаков и
сигналов.
Информация – это любая совокупность сигналов, воздействий или
сведений, которые система или объект воспринимает извне (входная
информация), выдает в окружающую среду (выходная информация) или
хранит в себе (внутренняя информация).
Информация - мера уменьшения неопределённости знания.
Информация - продукт взаимодействия данных и методов их обработки,
адекватных решаемой задаче.
3-й подход (неопределяемое базовое понятие). Понятие
"информация" (от латинского informatio - сведения, разъяснения), наряду с
понятиями "вещество", "энергия", "пространство" и "время" легло в основу
современной научной картины.
Виды информации
По
способам
По
восприятия
представления
Визуальная
Аудиальная
Тактильная
Обонятельная
Вкусовая
Текстовая
Числовая
Графическая
Звуковая
Комбинированная
форме
По типу сигнала
Аналоговая
(непрерывная)
Знаковая
(дискретная)
Свойства информации
1. Объективность (информация объективна, если она не зависит
от чьего-либо мнения, суждения).
2. Достоверность (информация достоверна, если она отражает
истинное положение дел).
3. Полнота (информация полна, если ее достаточно для
понимания и принятия решения).
4. Актуальность (информация актуальна, своевременна, если
она важна, существенна для настоящего времени).
5. Полезность (оценивается по тем задачам, которые мы можем
решить с ее помощью).
6. Понятность (информация понятна, если она выражена на
языке, доступном для получателя).
7. Доступность (информация доступна, если мы можем её
получить).
Информатика
также
изучает
возможность
автоматизации
информационных процессов компьютерными средствами. Синонимом слова
"компьютер" является "электронно-вычислительная машина" или ЭВМ.
Персональный компьютер - один из видов компьютеров наряду с
многопроцессорными и мультисистемными компьютерами. Сущность же
компьютера - это транзисторная технология, которая реализована во всей
современной радиотехнике. Более того, процессор как основа компьютера
также не является уникальным явлением, так как процессоры сегодня могут
иметь как телефоны, телевизоры, так и другие бытовые устройства.
Информация (в переводе с латинского informatio - разъяснение,
изложение) - это ключевое понятие современной науки, которое стоит в
одном ряду с такими как "вещество" и "энергия". Существует три основные
интерпретации
понятия
"информация".
Научная интерпретация. Информация - исходная общенаучная категория,
отражающая структуру материи и способы ее познания, несводимая к
другим,
более
простым
понятиям.
Абстрактная интерпретация. Информация - некоторая последовательность
символов, которые несут как вместе, так в отдельности некоторую
смысловую нагрузку для исполнителя.
Основные информационные процессы.
Хранение, передача и обработка информации
Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и
переработки информации, принятия решений на ее основе и их выполнения.
Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов, газет,
сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т.д. Человек
воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и
перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы.
Процесс решения в уме математической задачи, процесс перевода текста с
одного языка на другой - все это обработка информации. Процессы
обработки информации составляют суть умственной деятельности человека.
Человек думает, вычисляет, говорит, слушает, читает, пишет. При этом он
всегда имеет дело с информацией.
Связанные с информацией процессы происходят не только в мире,
имеющем отношение к деятельности человека, но также и в живой природе и
технике. Организация живой природы, сообществ и популяций основана на
постоянном обмене информацией, переработке информации, получаемой из
неживой природы. Курица и ее цыплята постоянно обмениваются звуками,
чтобы держаться вместе, чтобы курица могла в любой момент защитить
своих деток . По данным науки, даже невылупившийся цыпленок уже
слышит свою маму и сам подает ей сигналы из яйца. Если одна из пчел
нашла богатое нектаром поле, то через некоторое время десятки членов
пчелиной семьи устремляются в это место. Совершенно очевидно, что
происходит передача информации, и это организует сообщество на
конкретные согласованные действия. Сезонные изменения в растительном
мире - результат информационного процесса. Температура воздуха и почвы,
длина светового дня - сигналы внешней среды, значимые для выживания
растения. Все перечисленные в примерах действия и процессы можно
объединить под общим названием - информационные процессы.
Информационный процесс - это совокупность последовательных
действий, производимых над информацией с целью получения результата.
Среди всех информационных процессов можно выделить наиболее общие. К
ним относятся передача, хранение и обработка информации.
Получаемая потребителем информация всегда поступает из некоторого
источника. В этом случае говорят о передаче информации. Информация
передается по каналу передачи, направляясь от источника к приемнику.
Канал передачи - это некоторое среда, которая осуществляет доставку
информации. Природа информационных каналов - колебательные движения
среды: звуковые, световые, электромагнитные волны и пр. С открытием
радиоволн и созданием устройств, их генерирующих и улавливающих, в деле
передачи информации произошли революционные изменения.
Информация передается в виде последовательности сигналов,
составляющих информационное сообщение. Физический смысл сигнала, с
помощью которого передается информация, может не совпадать со смыслом
передаваемой информации. Восприятие информации немыслимо без
определенных предварительных соглашений и знаний, без которых сигнал
будет восприниматься лишь как сообщение о некотором факте, который
непонятно как интерпретировать. В одном случае воздетые вверх руки
выражают эмоциональный всплеск по поводу одержанной победы, а в
другом - обозначают капитуляцию противника. Для достижения
взаимопонимания необходима предварительная договоренность о значениях
сигналов.
В процессе передачи информация может теряться, искажаться из-за
помех и вредных воздействий. Причины таких воздействий могут быть как
технического характера - перегрузки, вибрации, электрические и магнитные
поля, перепады температур, давления, влажности окружающей среды, так и
следствием человеческого вмешательства .
Обработка информации - процесс получения новой информации на
базе уже имеющейся. Преобразование информации может быть связано с
изменением ее содержания или формы представления. В последнем случае
говорят о кодировании информации. Например, шифрование информации
или перевод текстов на другой язык.
Упорядочивание информации (расписания), поиск нужной информации
в информационном массиве (номер телефона в телефонной книге) являются
другими вариантами обработки. Редактирование текста, математические
вычисления, логические умозаключения - примеры процедур получения
новой информации.
Обработка
информации
может
производиться
формально,
руководствуясь правилами по заданному алгоритму. Либо применяется
эвристический подход, при котором создаётся новая система действий или
открываются неизвестные ранее закономерности изучаемой информации.
Контрольные вопросы:
1. Как вы понимаете термин "информация"?
2. Что общего и чем отличаются бытовое понятие этого термина и
его научные трактовки?
3. Приведите примеры, подтверждающие наличие и общность
информационных процессов в живой природе, обществе, технике?
4. В чем проявляется информационная деятельность человека?
5. В какой форме можно передать информацию от человека к
человеку, от чего зависит выбор этой формы?
6. Что такое носитель информации, и какие требования к нему
предъявляются?
Лекция №4
Тема: «Арифметические и логические основы работы компьютера»
Цель лекции: познакомиться с арифметической и логической работой
компьютера, с понятием система счисления.
План лекции:
1. Понятие системы счисления.
2. Позиционные и непозиционные системы счисления.
3. Перевод числа из одной системы счисления в другую.
4. Арифметические операции.
5. Логические основы работы компьютера.
6. Схема И.
7. Схема ИЛИ.
8. Схема НЕ.
9. Схема И-НЕ.
10. Схема ИЛИ- НЕ.
Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную
в числовой форме. Вся остальная информация (например, звук, видео,
графические изображения и т.д.) перед обработкой на компьютере должна
быть преобразована в числовую форму. Так, чтобы привести к цифровому
виду (оцифровать) музыкальный звук, можно через небольшие промежутки
времени измерять интенсивность звука на определенных частотах,
представляя результаты каждого измерения в числовой форме. Затем, с
помощью специальной компьютерной программы осуществляются
необходимые преобразования полученных данных: наложение звуков от
различных источников друг на друга (эффект оркестра), изменение
тональности отдельных звуков и т.п. После чего, окончательный результат
преобразуется обратно в звуковую форму.
Система счисления — это способ записи чисел с помощью заданного
набора специальных знаков (цифр).
Двоичная система счисления. В этой системе всего две цифры - 0 и 1.
Двоичная система счисления позволяет закодировать любое натуральное
число - представить его в виде последовательности нулей и единиц. В
двоичном виде можно представлять не только числа, но и любую другую
информацию: тексты, картинки, фильмы и аудиозаписи. Инженеров
двоичное кодирование привлекает тем, что легко реализуется технически.
Десятичная система счисления. Пришла в Европу из Индии, где она
появилась не позднее VI века н.э. В этой системе 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9, но информацию несет не только цифра, но и место, на котором цифра
стоит (то есть ее позиция).
Восьмеричная система счисления. В этой системе счисления 8 цифр: 0,
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Шестнадцатеричная система счисления. Запись числа в восьмеричной
системе счисления достаточно компактна, но еще компактнее она получается
в шестнадцатеричной системе. В качестве первых 10 из 16
шестнадцатеричных цифр взяты привычные цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, а
вот в качестве остальных 6 цифр используют первые буквы латинского
алфавита: A, B, C, D, E, F.
Существуют позиционные и непозиционные системы счисления. В
непозиционных системах вес цифры (т.е. тот вклад, который она вносит в
значение числа) не зависит от ее позиции в записи числа. Так, в римской
системе счисления в числе ХХХII (тридцать два) вес цифры Х в любой
позиции равен просто десяти.
В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в
зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр,
изображающих число. Например, в числе 757,7 первая семерка означает 7
сотен, вторая – 7 единиц, а третья – 7 десятых долей единицы.
Сама же запись числа 757,7 означает сокращенную запись выражения
700 + 50 + 7 + 0,7 = 7 * 102 + 5 * 101 + 7 * 100 + 7 * 10-1 = 757,7.
Любая позиционная система счисления характеризуется своим
основанием.
Основание позиционной системы счисления — это количество
различных знаков или символов, используемых для изображения цифр в
данной системе. За основание системы можно принять любое натуральное
число — два, три, четыре и т.д. Следовательно, возможно бесчисленное
множество позиционных систем: двоичная, троичная, четверичная и т.д.
Запись чисел в каждой из систем счисления с основанием q означает
сокращенную запись выражения
an-1 qn-1 + an-2 qn-2+ ... + a1 q1 + a0 q0 + a-1 q-1 + ... + a-m q-m, где ai – цифры
системы счисления; n и m – число целых и дробных разрядов,
соответственно.
Перевод числа из одной системы счисление в другую
1. Перевод восьмеричных и шестнадцатеричных чисел в двоичную
систему очень прост: достаточно каждую цифру заменить
эквивалентной ей двоичной триадой (тройкой цифр) или тетрадой
(четверкой цифр).
То есть, чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную
или шестнадцатеричную, его нужно разбить влево и вправо от запятой на
триады (для восьмеричной) или тетрады (для шестнадцатеричной) и каждую
такую
группу
заменить
соответствующей
восьмеричной
(шестнадцатеричной) цифрой.
Двоичные
триады
Восьмиричные
цифры
000 001 010 011 100 101 110 111
0
1
2
3
4
5
6
7
Для перевода из восьмеричной системы в двоичную каждую цифру
числа надо преобразовать в группу из трех двоичных разрядов (триаду), а
при преобразовании шестнадцатеричного числа – в группу из четырех
разрядов (тетраду).
2. Перевод целого числа из десятичной системы в любую другую
систему счисления.
При переводе целого десятичного числа в систему с основанием q его
необходимо последовательно делить на q до тех пор, пока не останется
остаток, меньший или равный q–1. Число в системе с основанием q
записывается как последовательность остатков от деления, записанных в
обратном порядке, начиная с последнего.
Пример: Перевести число 75 из десятичной системы в двоичную,
восьмеричную и шестнадцатеричную:
Ответ: 7510 = 1 001 0112 = 1138 = 4B16.
3. Перевод числа из двоичной (восьмеричной, шестнадцатеричной)
системы в десятичную.
При переводе числа из двоичной (восьмеричной, шестнадцатеричной)
системы в десятичную надо это число представить число в развернутом виде
и сложить.
Арифметические операции
1. Сложение
Рассмотрим сложение чисел в двоичной системе счисления. В его
основе лежит таблица сложения одноразрядных двоичных чисел:
0+0= 0
0+1= 0
1+0= 1
1 + 1 = 10
Важно обратить внимание на то, что при сложении двух единиц
происходит переполнение разряда и производится перенос в старший разряд.
Переполнение разряда наступает тогда, когда значение числа в нем
становится равным или большим основания. Для двоичной системы
счисления, это число равно двум. Сложение многоразрядных двоичных чисел
происходит в соответствии с вышеприведенной таблицей сложения с учетом
возможных переносов из младших разрядов в старшие. В качестве примера
сложим в столбик двоичные числа 1102 и 112.
Проверим правильность вычислений сложением в десятичной системе
счисления. Переведем двоичные числа в десятичную систему счисления и
затем их сложим.
1102 = 1•22 + 1•21 + 0•20 = 610
112 = 1•21 + 1•20 = 310
610 + 310 = 910
Теперь переведем результат двоичного сложения в десятичное число.
10012 = 1•23 + 0•22 + 0•21 + 1•20 = 910
Сравним результаты, сложение выполнено правильно.
2. Вычитание
Рассмотрим вычитание двоичных чисел. В его основе лежит таблица
вычитания одноразрядных двоичных чисел. При вычитании из меньшего
числа (0) большего (1) производится заем из старшего разряда. В таблице
заём обозначен 1 с чертой.
Вычитание многоразрядных двоичных чисел происходит в
соответствии с вышеприведенной таблицей вычитания с учетом возможных
заемов в старших разрядах. В качестве примера произведем вычитание
двоичных чисел 1102 и 112.
3. Умножение
В основе умножения лежит таблица:
Умножение многоразрядных двоичных чисел происходит в
соответствии с вышеприведенной таблицей умножения по обычной схеме,
применяемой в десятичной системе счисления с последовательным
умножением множимого на очередную цифру множителя. В качестве
примера произведем умножение двоичных чисел 1102 и 112.
Логические основы работы компьютера
Для описания того, как функционируют аппаратные средства
компьютера очень удобен математический аппарат алгебры логики,
поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в
которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже
два: "1" и "0".
Логический элемент компьютера – это часть электронной логичеcкой
схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.
Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы
И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и другие (называемые также вентилями), а
также триггер.
С помощью этих схем можно реализовать любую логическую
функцию, описывающую работу устройств компьютера. Обычно у вентилей
бывает от двух до восьми входов и один или два выхода, единица кодируется
более высоким уровнем напряжения, чем ноль (или наоборот).
Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое
выражает его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно
электронная схема в нем реализована. Это упрощает запись и понимание
сложных логических схем.
Работу логических элементов описывают с помощью таблиц
истинности. Таблица истинности это табличное представление логической
схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания
значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением
истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих
сочетаний.
Схема И
Схема И реализует конъюнкцию двух или более логических
значений. Условное обозначение на структурных схемах схемы И с двумя
входами и её таблица истинности представлены ниже.
x y x&y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех
входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет ноль, на выходе
также будет ноль. Операция конъюнкции на функциональных схемах
обозначается знаком "&" (читается как "амперсэнд"), являющимся
сокращенной записью английского слова and.
Схема ИЛИ
Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию двух или более логических
значений. Условное обозначение на структурных схемах схемы ИЛИ с
двумя входами и её таблица истинности представлены ниже.
x y xvy
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов
больше или равна 1. Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет
единица, на её выходе также будет единица. Связь между выходом z этой
схемы и входами x и y описывается соотношением: z = x v y (читается как " x
или y").
Схема НЕ
Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Условное
обозначение схемы НЕ и её таблица истинности представлены ниже.
x
0
1
1
0
Если на входе схемы 0, то на выходе 1. Когда на входе 1, на выходе 0.
Схема И – НЕ
Схема И-НЕ состоит из элемента И и инвертора и осуществляет
отрицание результата схемы И. Условное обозначение схемы И-НЕ и её
таблица истинности представлены ниже.
x y
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
Схема ИЛИ – НЕ
Схема ИЛИ-НЕ состоит из элемента ИЛИ и инвертора и
осуществляет отрицание результата схемы ИЛИ. Условное обозначение
схемы ИЛИ-НЕ и её таблица истинности представлены ниже.
x y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Контрольные вопросы:
1. Что такое система счисления?
2. Что такое позиционные и непозиционные системы счисления?
3. Как перевести число в десятичную систему счисления?
4. Как перевести число из десятичной в другие системы счисления?
5. Каковы арифметические операции в позиционных системах
счисления?
6. Что такое логический элемент?
7. Что такое таблица истинности?
8. Какие логические схемы вам известны?
Лекция №5
Тема: «Подходы к понятию информации и измерению информации»
Цель лекции: познакомить с понятием информации, научить измерять
информацию.
План лекции:
1. Содержательный подход к понятию информация.
2. Алфавитный подход к понятию информация.
3. Единицы измерения информации.
4. Вероятностный подход к понятию информация.
Как уже было сказано, информацию об окружающем нас реальном
мире мы получаем в виде набора символов или сигналов. Но если эти
символы или сигналы никому не понятны, то информация бесполезна.
Необходим язык общения - знаковый способ представления информации.
Основа языка - алфавит - некоторый конечный упорядоченный набор
символов или сигналов. Необходимо уметь измерять информацию и знать
чем ее можно измерить.
При всем многообразии подходов к определению понятия информации,
с позиций измерения информации нас интересуют два из них: определение К.
Шеннона, применяемое в математической теории информации, и
определение А. Н. Колмогорова, применяемое в отраслях информатики,
связанных с использованием компьютеров (computer science).
Содержательный подход к понятию информация.
В содержательном подходе возможна качественная оценка
информации: новая, срочная, важная и т.д. Согласно Шеннону,
информативность сообщения характеризуется содержащейся в нем полезной
информацией - той частью сообщения, которая снимает полностью или
уменьшает неопределенность какой-либо ситуации. Неопределенность
некоторого события - это количество возможных исходов данного события.
Так, например, неопределенность погоды на завтра обычно заключается в
диапазоне температуры воздуха и возможности выпадения осадков.
Содержательный подход часто называют субъективным, так как
разные люди (субъекты) информацию об одном и том же предмете
оценивают по-разному. Но если число исходов не зависит от суждений
людей (случай бросания кубика или монеты), то информация о наступлении
одного из возможных исходов является объективной.
Алфавитный подход к понятию информация.
Алфавитный подход основан на том, что всякое сообщение можно
закодировать с помощью конечной последовательности символов некоторого
алфавита. С позиций computer science носителями информации являются
любые последовательности символов, которые хранятся, передаются и
обрабатываются с помощью компьютера. Согласно Колмогорову,
информативность последовательности символов не зависит от содержания
сообщения, а определяется минимально необходимым количеством символов
для ее кодирования. Алфавитный подход является объективным, т.е. он не
зависит от субъекта, воспринимающего сообщение. Смысл сообщения
учитывается на этапе выбора алфавита кодирования либо не учитывается
вообще. На первый взгляд определения Шеннона и Колмогорова кажутся
разными, тем не менее, они хорошо согласуются при выборе единиц
измерения.
Количество информации - это мера уменьшения неопределенности.
1 БИТ – такое кол-во информации, которое содержит сообщение,
уменьшающее неопределенность знаний в два раза. БИТ- это наименьшая
единица измерения информации
Единицы измерения информации:
1байт = 8 бит
1Кб (килобайт) = 210 байт = 1024 байт
1Мб (мегабайт) = 210 Кб = 1024 Кб
1Гб (гигабайт) = 210 Мб = 1024 Мб
Рассмотрим, как можно подсчитать количество информации в сообщении,
используя содержательный подход.
Пусть в некотором сообщении содержатся сведения о том, что произошло
одно из N равновероятных событий. Тогда количество информации х,
заключенное в этом сообщении, и число событий N связаны формулой: 2x =
N. Решение такого уравнения с неизвестной х имеет вид: x=log2N. То есть
именно такое количество информации необходимо для устранения
неопределенности из N равнозначных вариантов. Эта формула носит
название формулы Хартли. Получена она в 1928 г. американским инженером
Р. Хартли. Процесс получения информации он формулировал примерно так:
если в заданном множестве, содержащем N равнозначных элементов,
выделен некоторый элемент x, о котором известно лишь, что он принадлежит
этому множеству, то, чтобы найти x, необходимо получить количество
информации, равное log2N.
Если N равно целой степени двойки (2, 4, 8, 16 и т.д.), то вычисления
легко произвести "в уме". В противном случае количество информации
становится нецелой величиной, и для решения задачи придется
воспользоваться таблицей логарифмов либо определять значение логарифма
приблизительно (ближайшее целое число, большее ).
При вычислении двоичных логарифмов чисел от 1 до 64 по формуле
x=log2N поможет следующая таблица.
N
x
N
x
N
x
N
x
1
0,00000 17 4,08746 33 5,04439 49 5,61471
2
1,00000 18 4,16993 34 5,08746 50 5,64386
3
1,58496 19 4,24793 35 5,12928 51 5,67243
4
2,00000 20 4,32193 36 5,16993 52 5,70044
5
2,32193 21 4,39232 37 5,20945 53 5,72792
6
2,58496 22 4,45943 38 5,24793 54 5,75489
7
2,80735 23 4,52356 39 5,28540 55 5,78136
8
3,00000 24 4,58496 40 5,32193 56 5,80735
9
3,16993 25 4,64386 41 5,35755 57 5,83289
10 3,32193 26 4,70044 42 5,39232 58 5,85798
11 3,45943 27 4,75489 43 5,42626 59 5,88264
12 3,58496 28 4,80735 44 5,45943 60 5,90689
13 3,70044 29 4,85798 45 5,49185 61 5,93074
14 3,80735 30 4,90689 46 5,52356 62 5,95420
15 3,90689 31 4,95420 47 5,55459 63 5,97728
16 4,00000 32 5,00000 48 5,58496 64 6,00000
При алфавитном подходе, если допустить, что все символы алфавита
встречаются в тексте с одинаковой частотой (равновероятно), то количество
информации, которое несет каждый символ (информационный вес одного
символа), вычисляется по формуле: x=log2N, где N - мощность алфавита
(полное количество символов, составляющих алфавит выбранного
кодирования). В алфавите, который состоит из двух символов (двоичное
кодирование), каждый символ несет 1 бит (21) информации; из четырех
символов - каждый символ несет 2 бита информации(22); из восьми символов
- 3 бита (23) и т.д. Один символ из алфавита мощностью 256 (2 8) несет в
тексте 8 битов информации. Как мы уже выяснили, такое количество
информации называется байт. Алфавит из 256 символов используется для
представления текстов в компьютере. Один байт информации можно
передать с помощью одного символа кодировки ASCII. Если весь текст
состоит из K символов, то при алфавитном подходе размер содержащейся в
нем информации I определяется по формуле:
, где x информационный вес одного символа в используемом алфавите.
Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице - 35 строк, в
каждой строке - 50 символов. Рассчитаем объем информации, содержащийся
в книге.
Страница содержит 35 x 50 = 1750 байт информации. Объем всей
информации в книге (в разных единицах):
1750 x 100 = 175000 байт.
175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.
170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.
Вероятностный подход к измерению информации
Формулу для вычисления количества информации, учитывающую
неодинаковую вероятность событий, предложил К. Шеннон в 1948 году.
Количественная зависимость между вероятностью события р и количеством
информации в сообщении о нем x выражается формулой: x=log2 (1/p).
Качественную связь между вероятностью события и количеством
информации в сообщении об этом событии можно выразить следующим
образом - чем меньше вероятность некоторого события, тем больше
информации содержит сообщение об этом событии.
Рассмотрим некоторую ситуацию. В коробке имеется 50 шаров. Из них 40
белых и 10 черных. Очевидно, вероятность того, что при вытаскивании "не
глядя" попадется белый шар больше, чем вероятность попадания черного.
Можно сделать заключение о вероятности события, которые интуитивно
понятны. Проведем количественную оценку вероятности для каждой
ситуации. Обозначим pч - вероятность попадания при вытаскивании черного
шара, рб - вероятность попадания белого шара. Тогда: р ч=10/50=0,2;
рб40/50=0,8. Заметим, что вероятность попадания белого шара в 4 раза
больше, чем черного. Делаем вывод: если N - это общее число возможных
исходов какого-то процесса (вытаскивание шара), и из них интересующее нас
событие (вытаскивание белого шара) может произойти K раз, то вероятность
этого события равна K/N. Вероятность выражается в долях единицы.
Вероятность достоверного события равна 1 (из 50 белых шаров вытащен
белый шар). Вероятность невозможного события равна нулю (из 50 белых
шаров вытащен черный шар).
Количественная зависимость между вероятностью события р и
количеством информации в сообщении о нем x выражается формулой:
. В задаче о шарах количество информации в сообщении о
попадании
белого
шара
и
черного
шара
получится:
.
Рассмотрим некоторый алфавит из m символов:
и
вероятность выбора из этого алфавита какой-то i-й буквы для описания
(кодирования) некоторого состояния объекта. Каждый такой выбор
уменьшит степень неопределенности в сведениях об объекте и,
следовательно, увеличит количество информации о нем. Для определения
среднего значения количества информации, приходящейся в данном случае
на один символ алфавита, применяется формула
.
Пример. Пусть при бросании несимметричной четырехгранной
пирамидки вероятности выпадения граней будут следующими: p 1=1/2, p2=1/4,
p3=1/8, p4=1/8, тогда количество информации, получаемое после броска,
можно рассчитать по формуле:
Для
симметричной
четырехгранной
пирамидки
количество
информации будет: H=log24=2(бит).
Заметим, что для симметричной пирамидки количество информации
оказалось больше, чем для несимметричной пирамидки. Максимальное
значение количества информации достигается для равновероятных событий.
Задача1: Какое количество информации будет содержать зрительное
сообщение о цвете вынутого шарика, если в непрозрачном мешочке
находится 50 белых, 25красных, 25 синих шариков
1) всего шаров 50+25+25=100
2) вероятности шаров 50/100=1/2, 25/100=1/4, 25/100=1/4
3)I= -(1/2 log21/2 + 1/4 log21/4 + 1/4 log21/4) = -(1/2(0-1) +1/4(0-2) +1/4(0-2)) =
1,5 бит.
Количество информации достигает max значения, если события
равновероятны, поэтому количество информации можно рассчитать по
формуле
Задача2: В корзине лежит 16 шаров разного цвета. Сколько
информации несет сообщение, что достали белый шар?
т.к. N = 16 шаров, то I = log2 N = log2 16 = 4 бит.
Контрольные вопросы:
1. Какие подходы к измерению информации вам известны?
2. Что такое содержательный подход к измерению информации?
3. Что такое алфавитный подход к измерению информации?
4. Что такое вероятностный подход к измерению информации?
5. Какова основная единица измерения информации?
6. Сколько байт содержит 1 Кб информации?
7. Приведите формулу подсчета количества информации при
уменьшении неопределенности знания?
8. Как подсчитать количество информации, передаваемое в
символьном сообщении?
Лекция №6
Тема: «Информационные объекты различных видов»
Цель лекции: изучить основные понятия и виды
информационных
объектов.
План лекции:
1. Термины информация и информатика.
2. Три основные интерпретации понятия "информация".
3. Информационная картина мира.
4. Информационный объект.
5. Действия над информационными объектами.
Информация (от лат. informatio — осведомление, разъяснение,
изложение) — в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество
значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова —
сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В
настоящее время не существует единого определения термина информация.
С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается
своим специфическим набором признаков. Информация — совокупность
данных, зафиксированных на материальном носителе, сохранённых и
распространённых во времени и пространстве. Но существуют и
информационные объекты.
Информатика - это наука об организации процессов получения,
хранения, обработки и передачи информации в системах различной природы.
Информатика также изучает возможность автоматизации информационных
процессов компьютерными средствами. Персональный компьютер - один из
видов компьютеров наряду с многопроцессорными и мультисистемными
компьютерами. Сущность же компьютера - это транзисторная технология,
которая реализована во всей современной радиотехнике. Более того,
процессор как основа компьютера также не является уникальным явлением,
так как процессоры сегодня могут иметь как телефоны, телевизоры, так и
другие бытовые устройства.
Существует три основные интерпретации понятия "информация".
Научная интерпретация. Информация - исходная общенаучная
категория, отражающая структуру материи и способы ее познания,
несводимая к другим, более простым понятиям.
Абстрактная
интерпретация.
Информация
некоторая
последовательность символов, которые несут как вместе, так в отдельности
некоторую смысловую нагрузку для исполнителя.
Конкретная интерпретация. В данной плоскости рассматриваются
конкретные исполнители с учетом специфики их систем команд и семантики
языка. Так, например, для машины информация - нули и единицы; для
человека - звуки, образы, и т.п.
Мы живем в реальном мире, окруженные разнообразными
материальными объектами. Наличие информации об объектах реального
мира порождает другой мир, неотделимый от сознания конкретных людей,
где существует только информация. Этому миру мы даем разнообразные
названия. Одно из таких названий — информационная картина мира.
Познание реального мира происходит через информационную картину
мира. Человек формирует собственное представление о реальном мире,
получая и осмысливая информацию о каждом реальном объекте, процессе
или явлении. Один из способов познания реального мира — это
моделирование, которое прежде всего связано с отбором необходимой
информации и построением информационной модели. Однако любая
информационная модель отражает реальный объект только в ограниченном
аспекте — в соответствии с поставленной человеком целью. Отсюда и
возникает определенная «ущербность» восприятия мира, если человек
изучает его только с одной стороны, определяемой одной целью.
Всестороннее познание окружающего мира возможно только тогда, когда
существуют разные информационные модели, соответствующие разным
целям.
Предположим, мы создали несколько информационных моделей для
одного объекта реального мира (рис. 1). Их количество определяется
количеством заданных целей.
Рис. Соотношение между объектами реального мира
и информационными моделями
Таким образом, модель – это некий самостоятельный объект, который
представляет собой совокупность информации.
Вспомнив понятие объекта, которое определяется как некоторая часть
окружающего мира, рассматриваемая как единое целое, можно высказать
предположение, что информационную модель, которая не имеет связи с
объектом-оригиналом, тоже можно считать объектом, но не материальным, а
информационным. Таким образом, информационный объект получается из
информационной модели путем «отчуждения» информации от объектаоригинала.
Информационный объект — это совокупность логически связанной
информации.
Тогда информационный мир будет представлять собой множество
разнообразных информационных объектов.
Рис. После разрыва связей с объектами реального мира остается
совокупность информационных объектов
Информационный объект, «отчужденный» от объекта-оригинала,
можно хранить на различных материальных носителях. Простейший
материальный носитель информации — это бумага. Есть также магнитные,
электронные, лазерные и другие носители информации.
С информационными объектами, зафиксированными на материальном
носителе, можно производить те же действия, что и с информацией при
работе на компьютере: вводить их, хранить, обрабатывать, передавать.
Однако технология работы с информационными объектами будет несколько
иная, нежели с информационными моделями. Создавая информационную
модель, мы определяли цель моделирования и в соответствии с ней выделяли
существенные признаки, делая акцент на исследовании. В случае с
информационным объектом мы имеем дело с более простой технологией, так
как никакого исследования проводить не надо. Здесь вполне достаточно
традиционных этапов переработки информации: ввода, хранения, обработки,
передачи.
При работе с информационными объектами большую роль играет
компьютер. Все, что создается в компьютерных средах, будет являться
информационным объектом.
Литературное произведение, газетная статья, приказ — примеры
информационных объектов в виде текстовых документов. Рисунки, чертежи,
схемы — это информационные объекты в виде графических документов.
Ведомость начисления заработной платы, таблица стоимости произведенных
покупок в оптовом магазине, смета на выполнение работ и прочие виды
документов в табличной форме, где производятся автоматические
вычисления по формулам, связывающим ячейки таблицы, — это примеры
информационных объектов в виде электронных таблиц. Результат выборки из
базы данных — это тоже информационный объект.
Довольно часто мы имеем дело с составными документами, в которых
информация представлена в разных формах. Такие документы могут
содержать и текст, и рисунки, и таблицы, и формулы, и многое другое.
Школьные учебники, журналы, газеты — это хорошо знакомые всем
примеры составных документов, являющихся информационными объектами
сложной структуры. Для создания составных документов используются
программные среды, в которых предусмотрена возможность представления
информации в разных формах.
Контрольные вопросы:
1. Что такое информация?
2. Что такое информатика?
3. Какие интерпретации понятия "информация"вам известны?
4. Что из себя представляет информационная картина мира?
5. Что такое информационный объект?
6. Какие действия над информационными объектами можно проводить?
Лекция №7
Тема: «Компьютер как исполнитель команд. Программный принцип
работы компьютера»
Цель лекции: научить грамотно использовать компьютер в учебном
процессе.
План лекции:
1. Понятие компьютера.
2. Структурная схема компьютера.
3. Общие принципы работы компьютера.
4. Современный компьютер.
5. Принципы работы компьютера.
Понятие компьютера
По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для
работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это
модель человека, работающего с информацией. Необходимо знать как и по
каким принципам работает компьютер.
Компьютер - это многофункциональное электронное автоматическое
устройство для накопления, обработки и передачи информации. Приведем
его структурную схему, где стрелками обозначены направления
информационных потоков.
Структурная схема компьютера
Общие принципы работы компьютера
Работа компьютера имитирует (моделирует) информационную
деятельность. Но компьютер - техническое устройство, поэтому для того,
чтобы он выполнил определенные действия, им нужно управлять.
Компьютер действует как автоматический формальный исполнитель
алгоритмов обработки информации. Это главное свойство любого
компьютера. Автоматизм в его работе означает, что некоторые свои действия
он выполняет без вмешательства человека в соответствии со следующими
общими принципами:
1) двоичное кодирование информации;
2) программное управление работой компьютера (идея Чарльза
Бэббиджа)
3) хранимая программа.
Современный компьютер.
Современный компьютер- это единство аппаратных средств (hardware)
и программного обеспечения (software). Компьютерная программа - это
закодированная информация о действиях, которые предписываются
выполнить компьютеру, алгоритм для исполнения компьютерам, записанный
или на языке машинных двоичных кодов, или на специальном языке
программирования. Чтобы на компьютере можно было решать задачи, нужна
совокупность программ - программное обеспечение, классификацию
которого отражает схема.
Человек вводит с клавиатуры команды компьютерной программы,
написанной им на языке программирования. Команды накапливаются в
оперативной памяти, автоматически переводясь в машинные коды благодаря
программе-переводчику - транслятору с языка программирования на языке
машинных кодов. Устройство управление (УУ) процессора воспринимает,
считывая из оперативной памяти, команду за командой, анализирует, а затем
организует ее выполнение, используя соответствующие устройства
компьютера. Эти устройства произведут действие: напечатают на бумаге,
выведут на экран, воспримут с клавиатуры, занесут на магнитный диск и т.д.
Для выполнения команд самим процессором в нем предусмотрено
арифметика - логическое устройство (АЛУ). Выполнив одну команду из
оперативной памяти, компьютер переходит к следующей команде и так, пока
не встретит команду на окончание работы или команду, если она
предназначается устройству, не подключенному к компьютеру, или
отсутствует в его системе команд, или содержит синтаксическую ошибку.
Если программа составлена правильно, то компьютер выполнит ее за
конечное число шагов и выдаст человеку результат решения задачи.
Выполнение команд компьютерам осуществляется с помощью электронных
схем, реализующих логические функции формальной, булевой алгебры,
например логические умножение, сложение, отрицание.
Кроме того, программы составляются программистами по алгоритмам
для решения определенных задач. Человек не объясняет исполнителюкомпьютеру свои цели и смысл команд программы. Очевидно, что
компьютер и не сможет понять смысла совершаемых им действий. Более
того, компьютер не обладает способностью к анализу результатов, например,
относительно их соответствия постановке задачи. Компьютер не может
обойтись без программы и исходных данных, подготовить которые под силу
только человеку. Таким образом, и с этой точки зрения решение задачи
компьютером - также формальное исполнение алгоритма ее решения,
закодированного и хранимого вместе с данными в оперативной памяти.
Принципы работы компьютера.
В основу построения подавляющего большинства компьютеров
положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г.
американским ученым Джоном фон Нейманом.
Принцип программного управления. Программа состоит из набора
команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной
последовательности.
Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика
команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в
нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды
программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым
организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных
ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к
следующей,
а
к
какой-то
другой,
используются
команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик
команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка
команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды
«стоп».
Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без
вмешательства человека.
Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в
одной и той же памяти, поэтому компьютер не различает, что хранится в
данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно
выполнять
такие
же
действия,
как
и
над
данными.
Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе
своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет
задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в
программе
организуется
выполнение
циклов
и
подпрограмм).
Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты
исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы
трансляции — перевода текста программы с языка программирования
высокого уровня на язык конкретной машины.
Принцип адресности. Структурно основная память состоит из
перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени
доступна
любая
ячейка.
Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к
запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или
менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных
имен.
Компьютеры, построенные на перечисленных принципах, относятся к
типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально
отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не
выполняться принцип программного управления, т. е. они могут работать без
счетчика команд, указывающего текущую выполняемую команду
программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти,
этим компьютерам необязательно давать ей имя. Такие компьютеры
называются не фон-неймановскими.
Контрольные вопросы:
1. Что такое компьютер?
2. Какова структурная схема компьютера?
3. Какие вы знаете общие принципы компьютера?
4. Что такое принцип программного управления?
5. Что такое принцип однородности памяти?
6. Что такое принцип адресности?
Лекция №8
Тема: «Архитектура компьютеров. Основные характеристики
компьютеров»
Цель лекции: объяснить, как применять в работе основные характеристики
компьютеров и их многообразие.
План лекции:
1. Архитектура компьютера.
2. Структура компьютера.
3. Классическая архитектура.
4. Многопроцессорная архитектура.
5. Многомашинная вычислительная система.
6. Архитектура с параллельными процессорами.
7. Системный блок.
8. Материнская плата.
9. Монитор.
10. Клавиатура.
При рассмотрении компьютерных устройств, принято различать их
архитектуру и структуру.
Архитектурой компьютера называется его описание на некотором
общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей
программирования, системы команд, системы адресации, организации
памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные
связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера:
процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств.
Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость
с точки зрения пользователя.
Структура компьютера — это совокупность его функциональных
элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные
устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших
схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных
схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом
уровне детализации.
Наиболее распространены следующие архитектурные решения.
Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно
арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток
данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток
команд — программа. Это однопроцессорный компьютер. К этому типу
архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей
шиной. Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей
шиной, называемой также системной магистралью.
Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с
гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов
магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и
шину управления.
Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре
компьютера через специальные контроллеры — устройства управления
периферийными устройствами.
Контроллер — устройство, которое связывает периферийное
оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая
процессор от непосредственного управления функционированием данного
оборудования.
Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких
процессоров означает, что параллельно может быть организовано много
потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут
выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины,
имеющей общую оперативную память и несколько процессоров,
представлена на рисунке.
Архитектура многопроцессорного компьютера
Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько
процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей
оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер
в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система
применяется достаточно широко. Однако эффект от применения такой
вычислительной системы может быть получен только при решении задач,
имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько
слабо
связанных
подзадач,
сколько
компьютеров
в
системе.
Преимущество в быстродействии многопроцессорных и многомашинных
вычислительных систем перед однопроцессорными очевидно.
Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ
работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных
может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку
команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только
на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются
одновременно на различных однотипных наборах данных. Структура таких
компьютеров представлена на рисунке.
Архитектура с параллельным процессором. В современных машинах
часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений.
Существуют и такие архитектурные решения, которые радикально
отличаются от рассмотренных выше.
Современный персональный компьютер состоит из нескольких
основных конструктивных компонентов:
 системного блока;
 монитора;
 клавиатуры;
 манипуляторов.
Системный блок
Системный блок – самый главный блок компьютера. К нему
подключаются все остальные блоки, называемые внешними или
периферийными устройствами. В системном блоке находятся основные
электронные компоненты компьютера. ПК построен на основе СБИС
(сверхбольших интегральных схем), и почти все они находятся внутри
системного блока, на специальных платах (плата - пластмассовая пластина,
на которой закреплены и соединены между собой электронные компоненты СБИСы, микросхемы и др.). Самой важной платой компьютера является
системная плата. На ней находятся центральный процессор, сопроцессор,
оперативное запоминающее устройство – ОЗУ и разъемы для подключения
плат-контроллеров внешних устройств.
В системном блоке размещаются:
 блок питания - устройство, преобразующее переменное
напряжение электросети в постоянное напряжение различной
полярности и величины, необходимое для питания системной платы и
внутренних устройств. Блок питания содержит вентилятор, создающий
циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока.
системная плата (материнская плата);
 магистраль (системная шина);
 процессор;
 звуковая карта;
 видеокарта (графическая карта);
 накопители на жёстких магнитных дисках;
 накопители на гибких магнитных дисках;
 оптические, магнитооптические и пр. накопители;
 накопитель CD-ROM, DVD-ROM;
Материнская плата
Основной частью любой компьютерной системы является материнская
плата с главным процессором и поддерживающими его микросхемами.
Функционально материнскую плату можно описать различным образом.
Иногда такая плата содержит всю схему компьютера (одноплатные). В
противоположность одноплатным, в шиноориентированых компьютерах
системная плата реализует схему минимальной конфигурации, остальные
функции реализуются с помощью многочисленных дополнительных плат.
Все компоненты соединяются шиной. В системной плате нет видеоадаптера,
некоторых видов памяти и средств связи с дополнительными устройствами.
Эти устройства (платы расширения) добавляются к системной плате путем
присоединения к шине расширения, которая является частью системной
платы.
Первая материнская плата была разработана фирмой IBM, и показана в
августе 1981 года (PC-1). В 1983 году появился компьютер с увеличенной
системной платой (PC-2). Максимум, что могла поддерживать PC-1 без
использования плат расширения - 64К памяти. PC-2 имела уже 256К, но
наиболее важное различие заключалось в программировании двух плат.
Системная плата PC-1 не могла без корректировки поддерживать наиболее
мощные устройства расширения, таких, как жесткий диск и улучшенные
видеоадаптеры.
Материнская плата — это комплекс различных устройств
поддерживающий работу системы в целом. Обязательными атрибутами
материнской платы являются базовый процессор, оперативная память,
системный
BIOS, контролер
клавиатуры,
разъемы
расширения.
Материнская плата внутри компьютера - главная монтажная деталь, к
которой крепятся остальные компоненты.
Монитор — устройство визуального отображения информации (в виде
текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).
Совсем недавно подавляющее большинство мониторов были
сконструированы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и принцип их
работы аналогичен принципу работы телевизора с такой трубкой. Мониторы
бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветного
изображения. Современные компьютеры комплектуются цветными
графическими мониторами.

Клавиатура компьютера — устройство для ввода информации в
компьютер и подачи управляющих сигналов. Содержит стандартный набор
клавиш печатной машинки и некоторые дополнительные клавиши —
управляющие и функциональные клавиши, клавиши управления курсором и
малую цифровую клавиатуру.
Контрольные вопросы:
1. Что такое архитектура компьютера?
2. Что такое структура компьютера?
3. Дайте определение классической архитектуры?
4. Что такое многопроцессорная архитектура?
5. Что такое многомашинная вычислительная система?
6. Что такое архитектура с параллельными процессорами?
7. Что такое системный блок, монитор, материнская плата, клавиатура?
Лекция № 9
Тема: «Виды программного обеспечения компьютеров. Антивирусные
программы»
Цель лекции: научить применять в работе основные характеристики
компьютеров и их многообразие, работать с антивирусными программами.
План лекции:
1. Места хранения информации.
2. Программные средства.
3. Свойства компьютерных вирусов.
4. Классификация вирусов.
5. Признаки появления вирусов.
6. Методы защиты от компьютерных вирусов.
Информация в компьютере хранится в файлах. Для удобства поиска
нужного файла и размещения информации, относящейся к какой-либо задаче
(теме, пользователю), создаются каталоги (директории).
Файл - поименованная область памяти компьютера, где может
храниться информация (тексты программ, документы, готовые к выполнению
программы и т. д.). Имя файла состоит из двух частей: собственно имени
файла и расширения от одного до трех символов, указывающего тип файла.
Папка (директория, каталог) - это специальное место на диске, в
котором хранятся имена файлов, сведения о размере файлов, времени их
последнего обновления и т. д.
Программное обеспечение - совокупность программных средств для
обеспечения нормальной работы вычислительной системы, подразделяется
на общее и прикладное программное обеспечение.
Программные средства
Виды программного обеспечения: – системное, сетевое и пр.
профессиональное; – пользовательское.
Понятие о пакетах прикладных программ профессионального
назначения.
Обеспечивающие информационные технологии - являются
инструментарием обработки информации и классифицируются
по
классам решаемых задач. Наример: Word. – обеспечивающая ИТ для
создания текстов документов, Exel- для ведения таблиц, Access – для
разработки баз данных, более сложные среды- Delphi , C++. Платформой
для них является Пк на базе процессоров Pentium, Celeron и ОС Windows
пакет MSОffice.
Функциональные ИТ – это модификация, обеспечивающих ИТ, при
которой реализуется какая-либо из предметных технологий – это
трансформация
некоторого общеупотребительного инструментария в
специальный.
ИТ – (обеспечивающие и функциональные) – составляют основу
любой
информационной
системы.
Предметные
технологии
(обеспечивающие) являются основой для создания функциональных ИТ,
но и функция ИТ влияет на изменение предметники ИТ. Например,
пластиковая карточка, как носитель финансовой информации,
принципиально меняет предметнику ИТ, предоставляя возможности,
которые без этого носителя
не существовали (оплата товаров в
магазинах, получение денег в банкоматах и др.).
Свойства компьютерных вирусов
Формальное определение этого понятия до сих пор не придумано, и
есть серьезные сомнения, что оно вообще может быть дано. Многочисленные
попытки дать «современное» определение вируса не привели к успеху.
Поэтому мы ограничимся рассмотрением некоторых свойств компьютерных
вирусов, которые позволяют говорить о них как о некотором определенном
классе программ.
Прежде всего, вирус - это программа. Вирус может перевернуть
изображение на вашем мониторе, но не может перевернуть сам монитор.
Классификация вирусов
В настоящее время известно более 5000 программных вирусов, их
можно классифицировать по следующим признакам:
 среде обитания
 способу заражения среды обитания
 воздействию
 особенностям алгоритма
В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на сетевые,
файловые, загрузочные и файлово-загрузочные. Сетевые вирусы
распространяются по различным компьютерным сетям. Файловые вирусы
внедряются главным образом в исполняемые • модули, т. е. в файлы,
имеющие расширения СОМ и ЕХЕ. Файловые вирусы могут внедряться и в
другие типы файлов, но,, как правило, записанные в таких файлах, они
никогда не получают управление и, следовательно, теряют способность к
размножению. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска
(Boot-сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного
диска (MasterBootRe-cord). Файлово-загрузочные вирусы заражают как
файлы, так и загрузочные сектора дисков.
По способу заражения вирусы делятся на резидентные и
нерезидентные. Резидентный вирус при заражении (инфицировании)
компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть,
которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам
заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т. п.) и внедряется в них.
Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до
выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не
заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.
По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды:
–
неопасные, не мешающие работе компьютера, но уменьшающие
объем свободной оперативной памяти и памяти на дисках, действия таких
вирусов проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах

опасные вирусы, которые могут привести к различным
нарушениям в работе компьютера

очень опасные, воздействие которых может привести к
потере программ, уничтожению данных, стиранию информации в системных
областях диска.
Признаки появления вирусов
При заражении компьютера вирусом важно его обнаружить. Для этого
следует знать об основных признаках проявления вирусов. К ним можно
отнести следующие:
• в прекращение работы или неправильная работа ранее успешно
функционировавших программ
• медленная работа компьютера
• невозможность загрузки операционной системы
• исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого
• изменение даты и времени модификации файлов
• изменение размеров файлов
• неожиданное значительное увеличение количества файлов на диске
• существенное уменьшение размера свободной оперативной памяти
• вывод на экран непредусмотренных сообщений или изображений
• подача непредусмотренных звуковых сигналов
• частые зависания и сбои в работе компьютера
Следует отметить, что вышеперечисленные явления необязательно
вызываются присутствием вируса, а могут быть следствием других причин.
Поэтому всегда затруднена правильная диагностика состояния компьютера.
Методы защиты от компьютерных вирусов
Для защиты от вирусов можно использовать:
• общие средства защиты информации, которые полезны также и как
страховка от физической порчи дисков,
неправильно работающих
программ или ошибочных действий пользователя;
• профилактические меры, позволяющие уменьшить вероятность
заражения вирусом;
• специализированные программы для защиты от вирусов.
Общие средства защиты информации полезны не только для защиты от
вирусов.
Несмотря на то, что общие средства защиты информации очень важны
для защиты от вирусов, все же их недостаточно. Необходимо и применение
специализированных программ для защиты от вирусов. Эти программы
можно разделить на несколько видов: детекторы, доктора (фаги), ревизоры,
доктора-ревизоры, фильтры и вакцины (иммунизаторы).
Программы детекторы позволяют обнаруживать файлы, зараженные
одним из нескольких известных вирусов. Эти программы проверяют, имеется
ли в файлах на указанном пользователем диске специфическая для данного
вируса комбинация байтов.
Некоторые детекторы умеют ловить "невидимые" вирусы, даже когда
они активны. Для этого они читают диск, не используя вызовы DOS. Правда,
этот метод работает не на всех дисководах.
Большинство программ-детекторов имеют функцию "доктора", т.е. они
пытаются вернуть зараженные файлы или области диска в их исходное
состояние. Те файлы, которые не удалось восстановить, как правило,
делаются неработоспособными или удаляются.
Большинство программ-докторов умеют "лечить" только от некоторого
фиксированного набора вирусов, поэтому они быстро устаревают. Но
некоторые программы могут обучаться не только способам обнаружения, но
и способам лечения новых вирусов.
Ни один тип антивирусных программ по отдельности не дает полной
защиты от вирусов. Лучшей стратегией защиты от вирусов является
многоуровневая, "эшелонированная" оборона. Средствам разведки в
"обороне" от вирусов соответствуют программы-детекторы, позволяющие
проверять вновь полученное программное обеспечение на наличие вирусов.
На переднем крае обороны находятся программы-фильтры. Эти программы
могут первыми сообщить о работе вируса и предотвратить заражение
программ и дисков. Второй эшелон обороны составляют программыревизоры, программы-доктора и доктора-ревизоры. Самый глубокий эшелон
обороны - это средства разграничения доступа. Они не позволяют вирусам и
неверно работающим программам, даже если они проникли в компьютер,
испортить важные данные.
Контрольные вопросы:
1. Что такое ПО?
2. Какое программное обеспечение вы знаете?
3. Что такое компьютерный вирус?
4. Перечислите основные типы компьютерных вирусов?
5. Каково действие программного вируса (этапы)?
6. Какие существуют методы защиты компьютера?
7. Перечислите средства антивирусной защиты?
8. Назовите примеры антивирусных программ?
Лекция №10
Тема: «Понятие об информационных системах и автоматизации
информационных процессов»
Цель лекции: изучить понятие информационных систем и автоматизации
информационных процессов.
План лекции:
1. Понятие информационной системы.
2. Процессы, протекающие в информационных системах.
3. Классификация информационных систем по функциональному признаку.
4. Классификация информационных систем по уровням управления.
5. Автоматизированные информационные системы .
6. Виды обеспечения автоматизированных информационных систем.
Сегодня информацию рассматривают как один из основных ресурсов
развития общества, а информационные системы и технологии как средство
повышения производительности и эффективности работы людей. Наиболее
широко информационные системы и технологии используются в
производственной, управленческой и финансовой деятельности, хотя
начались подвижки в сознании людей, занятых и в других сферах,
относительно необходимости их внедрения и активного применения. Это
определило угол зрения, под которым будут рассмотрены основные области
их
применения.
Главное
внимание
уделяется
рассмотрению
информационных систем и технологий с позиций использования их
возможностей для повышения эффективности труда работников
информационной сферы производства и поддержки принятия решений в
организациях.
Понятие информационной системы
Система – это совокупность элементов, взаимодействующих друг с
другом, образующих определенную целостность, единство.
Архитектура системы – совокупность свойств системы,
существенных для пользователя.
Элемент системы – часть системы, имеющая определенное
функциональное назначение. Элементы, состоящие из простых
взаимосвязанных элементов, часто называют подсистемами.
Организация
системы
–
внутренняя
упорядоченность,
согласованность взаимодействия элементов системы, проявляющаяся, в
частности, в ограничении разнообразия состояния элементов в рамках
системы.
Структура системы – состав, порядок и принципы
взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства
системы. Если отдельные элементы системы разнесены по разным
уровням и характеризуются внутренними связями, то говорят об
иерархической структуре системы.
Информационные системы обеспечивают сбор, хранение,
обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия
решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы
и создавать новые информационные продукты.
Информационная система — это взаимосвязанная совокупность
средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и
выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Разница между компьютерами и информационными системами:
Компьютеры,
оснащенные
специализированными
программными
средствами, являются технической базой и инструментом для
информационных систем. Информационная система немыслима без
персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.
Процессы, протекающие в информационных системах
Информационный процесс – процесс создания, сбора, обработки,
накопления, хранения, поиска, распространения и потребления
информации.
Информационный ресурс – это отдельные документы и отдельные
массивы документов, документы и массивы документов в
информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках
данных, других видах информационных систем)
Процессы, обеспечивающие работу информационной системы
любого назначения, условно можно представить состоящими из
следующих блоков:
• ввод информации из внешних или внутренних источников;
• обработка входной информации и представление ее в удобном
виде;
• вывод информации для представления потребителям или передачи
в другую систему;
• обратная связь — это информация, переработанная людьми данной
организации для коррекции входной информации.
Информационные
процессы
реализуются
с
помощью
информационных процедур, реализующих тот или иной механизм
переработки входной информации в конкретный результат.
Различают следующие типы информационных процедур:
1. Полностью формализуемые, при выполнении которых алгоритм
переработки информации остается неизменным и полностью определен
(поиск, учет, хранение, передача информации, печать документов, расчет
на моделях).
2. Неформализуемые информационные процедуры, при выполнении
которых создается новая уникальная информация, причем алгоритм
переработки исходной информации неизвестен (формирование множества
альтернатив выбора, выбор одного варианта из полученного множества).
3. Плохо формализованные информационные процедуры, при
выполнении которых алгоритм переработки информации может
изменяться и полностью не определен (задача планирования, оценка
эффективности вариантов экономической политики).
Свойства информационных систем:
1) любая информационная система может быть подвергнута
анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения
систем;
2) информационная система является динамичной и развивающейся;
3) при построении информационной системы необходимо
использовать системный подход;
4) выходной продукцией информационной системы является
информация, на основе которой принимаются решения;
5) информационную систему следует воспринимать как человекомашинную систему обработки информации.
Классификация информационных систем по функциональному
признаку
Функциональный признак определяет назначение подсистемы, а
также ее основные цели, задачи и функции.
В хозяйственной практике производственных и коммерческих
объектов типовыми видами деятельности, которые определяют
функциональный признак классификации информационных систем,
являются производственная, маркетинговая, финансовая, кадровая
деятельность.
Классификация информационных систем по уровням управления
Выделяют:
• информационные системы оперативного (операционного) уровня –
бухгалтерская, банковских депозитов, обработки заказов, регистрации
билетов, выплаты зарплаты;
• информационная система специалистов – офисная автоматизация,
обработка знаний (включая экспертные системы);
• информационные системы тактического уровня (среднее звено) –
мониторинг, администрирование, контроль, принятие решений;
• стратегические информационные системы – формулирование
целей, стратегическое планирование.
Автоматизированные информационные системы
Классификация автоматизированных информационных систем.
По направлению деятельности различают:
• производственные системы;
• административные системы (человеческих ресурсов);
• финансовые и учетные системы;
• системы маркетинга.
Производственные системы подразделяются на:
• автоматизированные системы управления производством;
• автоматизированные системы управления технологическими
процессами;
• автоматизированные системы управления техническими
средствами.
Виды обеспечения автоматизированных информационных
систем
Автоматизированная система – система, состоящая из персонала и
комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая
информационную технологию установленных функций.
Техническое обеспечение — комплекс технических средств,
предназначенных для работы информационной системы, а также
соответствующая документация на эти средства и технологические
процессы.
Математическое и программное обеспечение — совокупность
математических методов, моделей, алгоритмов и программ для
реализации целей и задач информационной системы, а также нормального
функционирования комплекса технических средств.
Контрольные вопросы:
1. Что такое информационные процессы?
2. Какие информационные процессы вам известны?
3. Что такое информационная система?
4. Какими свойствами обладает информационная система?
5. Как можно классифицировать информационные системы по
функциональному признаку?
6. Как можно классифицировать информационные системы по уровням
управления?
7. Какие виды обеспечения автоматизированных информационных
систем вам известны?
Лекция №11
Тема: «Возможности электронных таблиц»
Цель лекции: изучить основные понятия электронной таблицы и
возможности ее применения.
План лекции:
1. Назначение и функциональные возможности электронных таблиц.
2. Основные возможности электронных таблиц.
3. Основные элементы окна MS Excel.
4. Структура электронных таблиц.
5. Способы адресации ячеек.
6. Конструирование формул и управление вычислениями.
Идея создания электронной таблицы возникла довольно давно: в 1979
г. Первая ЭТ предназначалась для рационализации скучных экономических
вычислений и не отличалась множеством функций. Времена шли, один
табличный процессор заменялся другим, более совершенным, но наиболее
удачным и популярным стал табличный процессор Excel, разработанный
компанией Microsoft.
Программа Excel обладает следующими возможностями:
 позволяет
проводит
численные
эксперименты
с
математическими моделями;
 ЭТ можно использовать как простою базу данных;
 позволяет нам создавать сложные и красиво оформленные
документы (реклама, план, графики работ).
ЭТ - это прикладная программа, для обработки числовой информации,
связанная и с текстовыми документами, и с БД.
Назначение и функциональные возможности
электронных таблиц
Табличный процессор MS Excel (электронные таблицы) – одно из
наиболее часто используемых приложений интегрированного пакета MS
Office, мощнейший инструмент в умелых руках, значительно упрощающий
рутинную повседневную работу. Основное назначение MS Excel – решение
практически любых задач расчетного характера, входные данные которых
можно представить в виде таблиц. Применение электронных таблиц
упрощает работу с данными и позволяет получать результаты без
программирования расчётов. В сочетании же с языком программирования
Visual Basic for Application (VBA), табличный процессор MS Excel
приобретает универсальный характер и позволяет решить вообще любую
задачу, независимо от ее характера.
Особенность электронных таблиц заключается в возможности
применения формул для описания связи между значениями различных ячеек.
Расчёт по заданным формулам выполняется автоматически. Изменение
содержимого какой-либо ячейки приводит к пересчёту значений всех ячеек,
которые с ней связаны формульными отношениями и, тем самым, к
обновлению всей таблицы в соответствии с изменившимися данными.
Основные возможности электронных таблиц
1. Проведение однотипных сложных расчётов над большими
наборами данных;
2. Автоматизация итоговых вычислений;
3. Решение задач путём подбора значений параметров;
4. Обработка
(статистический
анализ)
результатов
экспериментов;
5. Проведение поиска оптимальных значений параметров
(решение оптимизационных задач);
6. Подготовка табличных документов;
7. Построение диаграмм (в том числе и сводных) по имеющимся
данным;
8. Создание и анализ баз данных (списков).
Загрузку программы MS Excel можно выполнить следующими
способами:
1. Двойным щелчком по ярлыку Microsoft Excel на рабочем столе,
если ярлык там находится.
2. Выполнением последовательности команд Пуск, Программы,
Стандартные, ярлык Microsoft Excel.
3. Выполнением последовательности команд Пуск, Найти, Файлы
и папки. В появившемся диалоговом окне в строке Имя ввести Microsoft
Excel (имя файла ярлыка программы MS Excel) и щелкнуть по кнопке Найти.
После окончания поиска выполнить двойной щелчок по ярлыку Microsoft
Excel. По завершению загрузки MS Excel закрыть окно поиска.
Загрузка процессора MS Excel заканчивается появлением на экране
монитора окна приложения с открытым рабочим листом по имени Лист1
стандартной рабочей книги с именем по умолчанию Книга1.
При создании своей рабочей книги необходимо выполнить следующие
действия:
1. Щелчком левой кнопки мышки развернуть меню Сервис,
щёлкнуть левой кнопкой мышки по строке Параметры… и в
появившемся диалоговом окне щёлкнуть мышкой по закладке Общие.
В окошечке Листов в новой книге: установить требуемое число листов
и щёлкнуть по кнопке OK.
2. На панели инструментов Стандартная щёлкнуть по кнопке
Создать.
3. Щелчком левой кнопки мышки развернуть меню Файл и
щёлкнуть мышкой по строке Сохранить как…. В появившемся окне
щёлкнуть по стрелке окна Мои документы. В раскрывшемся меню
щёлкнуть по строке с адресом вашего каталога, а затем в нижнем окне
Имя файла вместо стандартного имени записать название своей
рабочей книги, после чего щёлкнуть по кнопке Сохранить. В
последующем при работе с этим файлом такие действия не выполнять,
если не требуется замена имени файла, а достаточно периодически
щёлкать по кнопке Сохранить на панели инструментов Стандартная.
Основные элементы окна MS Excel
Основными элементами рабочего окна являются:
1. Строка заголовка (в ней указывается имя программы) с
кнопками управления окном программы и окном документа (Свернуть,
Свернуть в окно или Развернуть во весь экран, Закрыть);
2. Строка основного меню (каждый пункт меню представляет
собой набор команд, объединенных общей функциональной
направленностью) плюс окно для поиска справочной информации.
3. Панели инструментов (Стандартная, Форматирование и др.).
4. Строка формул, содержащая в качестве элементов поле Имя и
кнопку Вставка функции (fx), предназначена для ввода и
редактирования значений или формул в ячейках. В поле Имя
отображается адрес текущей ячейки.
5. Рабочая область (активный рабочий лист).
6. Полосы прокрутки (вертикальная и горизонтальная).
7. Набор ярлычков (ярлычки листов) для перемещения между
рабочими листами.
8. Строка состояния.
Структура электронных таблиц
Файл, созданный средствами MS Excel, принято называть рабочей
книгой. Рабочих книг создать можно столько, сколько позволит наличие
свободной памяти на соответствующем устройстве памяти. Открыть рабочих
книг можно столько, сколько их создано. Однако активной рабочей книгой
может быть только одна текущая (открытая) книга.
Рабочая книга представляет собой набор рабочих листов, каждый из
которых имеет табличную структуру. В окне документа отображается только
текущий (активный) рабочий лист, с которым и ведётся работа. Каждый
рабочий лист имеет название, которое отображается на ярлычке листа в
нижней части окна. С помощью ярлычков можно переключаться к другим
рабочим листам, входящим в ту же рабочую книгу.
Чтобы переименовать рабочий лист, надо дважды щёлкнуть мышкой на
его ярлычке и заменить старое имя на новое или путём выполнения
следующих команд: меню Формат, строка Лист в списке меню,
Переименовать. А можно и, установив указатель мышки на ярлык активного
рабочего листа, щёлкнуть правой кнопкой мыши, после чего в появившемся
контекстном меню щёлкнуть по строке Переименовать и выполнить
переименование. В рабочую книгу можно добавлять (вставлять) новые листы
или удалять ненужные. Вставку листа можно осуществить путём выполнения
команды меню Вставка, строка Лист в списке пунктов меню. Вставка листа
произойдёт перед активным листом. Выполнение вышеизложенных действий
можно осуществить и с помощью контекстного меню, которое
активизируется нажатием правой кнопки мышки, указатель которой должен
быть установлен на ярлычке соответствующего листа. Чтобы поменять
местами рабочие листы нужно указатель мышки установить на ярлычок
перемещаемого листа, нажать левую кнопку мышки и перетащить ярлычок в
нужное место.
Рабочий лист (таблица) состоит из строк и столбцов. Столбцы
озаглавлены прописными латинскими буквами и, далее, двухбуквенными
комбинациями. Всего рабочий лист содержит 256 столбцов, поименованных
от A до IV. Строки последовательно нумеруются числами от 1 до 65536.
На пересечении столбцов и строк образуются ячейки таблицы. Они
являются минимальными элементами, предназначенными для хранения
данных. Каждая ячейка имеет свой адрес. Адрес ячейки состоит из имени
столбца и номера строки, на пересечении которых расположена ячейка,
например, A1, B5, DE324. Адреса ячеек используются при записи формул,
определяющих взаимосвязь между значениями, расположенными в разных
ячейках. В текущий момент времени активной может быть только одна
ячейка, которая активизируется щелчком мышки по ней и выделяется
рамкой. Эта рамка в Excel играет роль курсора. Операции ввода и
редактирования данных всегда производятся только в активной ячейке.
На данные, расположенные в соседних ячейках, образующих
прямоугольную область, можно ссылаться в формулах как на единое целое.
Группу ячеек, ограниченную прямоугольной областью, называют
диапазоном. Наиболее часто используются прямоугольные диапазоны,
образующиеся на пересечении группы последовательно идущих строк и
группы последовательно идущих столбцов. Диапазон ячеек обозначают,
указывая через двоеточие адрес первой ячейки и адрес последней ячейки
диапазона, например, B5:F15. Выделение диапазона ячеек можно
осуществить протягиванием указателя мышки от одной угловой ячейки до
противоположной ячейки по диагонали. Рамка текущей (активной) ячейки
при этом расширяется, охватывая весь выбранный диапазон.
Способы адресации ячеек
В MS Excel имеются три способа адресации ячеек: относительная, как
показано выше (A7), абсолютная и смешанная. Признаком абсолютной
адресации является знак $.
Если знак $ предшествует имени столбца и номеру строки $C$12,
$A$2:$d$24, то это будет абсолютный адрес ячейки или диапазона ячеек.
Абсолютная адресация применяется в случаях, когда в формулах необходимо
осуществлять ссылку на одну и ту же ячейку (один и тот же диапазон ячеек).
Если знак $ предшествует имени столбца $B7, то это будет абсолютный
адрес столбца. Если знак $ предшествует номеру строки D$23, то это будет
абсолютный адреса строки. Это примеры смешанной адресации.
Для изменения способа адресации при редактировании формулы нужно
выделить ссылку на ячейку и нажать клавишу F4. При одном нажатии будет
абсолютный адрес ячейки. При двух нажатиях будет абсолютный адрес
строки. При трёх нажатиях будет абсолютный адрес столбца. При четырёх
нажатиях будет относительный адрес ячейки.
Отдельная ячейка может содержать данные, относящиеся к одному из
следующих основных типов: число, дата и время, текст или формула, а
также оставаться пустой.
Конструирование формул и управление вычислениями
Вычисления в таблицах процессора MS Excel осуществляется при
помощи формул. Формула может содержать числовые константы, ссылки на
ячейки и функции Excel, соединённые знаками математических операций.
Скобки позволяют изменять стандартный порядок выполнения действий
(операций). Если ячейка содержит формулу, то в ней отображается текущий
результат вычисления по этой формуле. Если сделать ячейку текущей
(активной), то формула отобразится в строке формул.
Для редактирования формулы следует дважды щёлкнуть на
соответствующей ячейке. При этом ячейки (диапазоны ячеек), от которых
зависит значение формулы, выделяются цветными рамками, а сами ссылки
отображаются в ячейке и в строке формул тем же цветом. Редактирование
формулы (функции) можно осуществлять и в строке формул. Для этого
нужно сделать активной ячейку с формулой и указатель мыши установить в
нужном месте формулы.
Все диалоговые окна табличного процессора MS Excel, которые
требуют указания адресов ячеек (диапазонов), содержат кнопки,
присоединённые к соответствующим полям. При щелчке по такой кнопке
диалоговое окно сворачивается до минимально возможного размера, что
облегчает выбор нужной ячейки (диапазона ячеек) выделением с помощью
мышки.
Контрольные вопросы:
1. Перечислите назначение и функциональные возможности электронных
таблиц?
2. Какие основные возможности электронных таблиц вам известны?
3. Какие основные элементы окна MS Excel вам знакомы?
4. Структура электронных таблиц?
5. Перечислите способы адресации ячеек?
6. Как происходит конструирование формул и управление
вычислениями?
Лекция №12
Тема: «Глобальная сеть интернет»
Цель лекции: познакомиться с понятием интернет, изучить поисковые
системы и освоить технологии поиска информации в глобальной сети.
План лекции:
1. Основные понятия.
2. Инфраструктура сети (структура и принципы построения сети
Интернет)
3. Способы доступа.
4. Службы (сервисы или услуги) сети.
5. Поиск информации в сети.
В истории человечества насчитывается три информационные
революции: первая была вызвана изобретением письменности, вторая —
книгопечатанием. Сейчас мы находимся в начале третьей информационной
революции, которая в перспективе должна качественно изменить все условия
жизни человека. Она связанна с появлением глобальной информационной
компьютерной сети Интернет, по праву считающейся одним из самых
впечатляющих созданий современной техники. Эта сеть образовалось
буквально на наших глазах в течение двух последних десятилетий XX века
путем объединения множества локальных и территориальных компьютерных
сетей.
Основные понятия
Интернет - это глобальная компьютерная сеть, в которой размещены
различные службы или сервисы (E-mail, Word Wide Web, FTP, Usenet, Telnet
и т.д.). Компьютерные сети предназначены для передачи данных, а
телефонные сети и радиосети - для передачи голоса, телевизионные сети для передачи изображения.
В зависимости от расстояний между ПК различают локальные,
территориальные и корпоративные вычислительные сети. Конвергенция
телекоммуникационных сетей (компьютерных, радио, телефонных и
телевизионных сетей) обеспечивает возможность качественной передачи
данных, голоса и изображения по единым (мультисервисным) сетям нового
поколения (сетям Internet).
Глобальная сеть Интернет была создана в 1990 году на базе сети
ARPANet, которую создало подразделение ARPA (Advanced Research Projects
Agency) Министерства Обороны США совместно с университетскими
учеными в 1969 году. Эта сеть была экспериментальной сетью для
исследования методов построения высоконадежной национальной
компьютерной сети (сети сетей) устойчивой к локальным повреждениям при
ядерной войне.
ARPANet была создана с применением технологии коммутации
пакетов на основе Internet Protocol - IP или семейства протоколов (стека)
TCP/IP т.е. основана на самостоятельном продвижении пакетов в сети.
ARPANET - это первая сеть с пакетной коммутацией, которая связывала
исследовательские лаборатории университетов в Лос-Анджелесе, СантаБарбаре с лабораториями Стэндфордского университета и Университета
штата Юта в Солт-Лейк Сити.
Именно применение сетевых протоколов (сетевого программного
обеспечения) TCP/IP обеспечило нормальное взаимодействие компьютеров с
различными программными и аппаратными платформами в сети и, кроме
того, стек TCP/IP обеспечил высокую надежность компьютерной сети (при
выходе из строя нескольких компьютеров сеть продолжала нормально
функционировать).
Протоколы TCP/IP обеспечили абсолютную децентрализацию глобальной
сети Интернет, ни одно государство не контролирует ее работу. Интернет
развивается демократично, к Интернет может подключиться любая
компьютерная сеть или отдельный компьютер. Единого владельца и центра
управления сети Интернет не существует.
Инфраструктура сети (структура и принципы построения сети
Интернет)
Интернет - это множество компьютеров (хостов) и различных
компьютерных сетей, объединенных сетью, которые взаимодействуют при
помощи протоколов связи TCP/IP. Вся информация в Интернет хранится на
Web-серверах. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями
или каналами общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным
аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам,
в том числе спутниковым линиям связи), составляют базовую часть сети
Интернет.
Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными
программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск
в базах данных и выполнять другие задачи. Доступ отдельных пользователей
к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется через Internet провайдеров (Internet Service Provider - ISP) или корпоративную сеть.
Провайдеры располагают компьютерной сетью, которая имеет
постоянное соединение с Интернет. Компьютеры, входящие в сеть
провайдера и служащие для подключения абонентов к Интернету,
называются серверами доступа или маршрутизаторами.
В качестве маршрутизаторов чаще всего используются компьютеры с
сетевой операционной системой UNIX или аппаратные маршрутизаторы.
Структура глобальной сети Internet и более подробное описание сети
изложено в разделе
Способы доступа
Доступ в Internet, как правило, получают через Internet - провайдеров. В
настоящее время существует множество способов соединения с сетью
Интернет. Способ подключения компьютера к сети Интернет зависит от
используемого пользователем уровня услуг, которые он хочет получить от
провайдера (поставщика услуг), от скорости и качества передачи данных.
Способы подключения к Интернет можно классифицировать по
следующим видам:
 коммутируемый доступ;
 доступ по выделенным линиям;
 доступ по широкополосной сети (DSL - Digital Subscriber Line);
 доступ к Интернет по локальной сети;
 спутниковый доступ в Интернет;
 доступ к Интернет с использованием каналов кабельной
телевизионной сети;
 беспроводные технологии.
Службы (сервисы или услуги) сети
Наиболее распространенными функциональными службами в Интернет
являются:
1) Электронная почта E-mail - служба электронного общения в режиме
оффлайн;
2) Распределенная система гипермедиа Word Wide Web (WWW);
3) Передача файлов - FTP;
4) Поиск данных и программ - Archie;
5) USENET, News - телеконференции, группы новостей (доски
объявлений) или дискуссионные группы по различным темам;
6) Поиск данных по ключевым словам WAIS (WAIS реализует
концепцию распределенной информационно-поисковой системы);
7) Whois - адресная книга сети Internet. По запросу пользователь может
получить информацию о владельцах доменных имен;
8) Доступ к компьютерам в режиме удаленного терминала - Telnet;
9) Gopher - служба доступа к информации с помощью иерархических
каталогов (иерархических меню).
10) Службы для электронного общения в режиме онлайн: мессенджеры
и VoIP сервис.
Все услуги предоставляемые сетью Internet можно разделить на две
категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз
данных сети. Фактически все службы (услуги) сети построены по принципу
клиент-сервер. Сервером в сети называется компьютер или программа
способные предоставлять некоторые сетевые услуги клиентам по их
запросам.
К клиентским программам относятся:
 браузеры - программы для просмотра Web-серверов;
 ftp-клиенты;
 telnet-клиенты;
 почтовые клиенты;
 WAIS-клиенты.
Поиск информации в сети
Поиск информации в Интернете является искусством. Средствами для
нахождения информации в Интернете являются справочно-поисковые
системы. Все существующие типы справочно-поисковых систем в Интернете
могут быть разделены на следующие группы:
 системы Web-поиска;
 системы поиска FTP-файлов;
 системы поиска в архивах Gopher;
 системы поиска в Usenet;
 каталоги;
 порталы.
Каждая поисковая система индексирует страницы серверов особым
способом, приоритеты в поиске по индексам тоже отличаются от других
систем, поэтому запрос по ключевым словам и выражениям в каждой из
поисковых систем может дать разные результаты.
Обобщение и систематизация изученного материала:
1. Что такое Интернет?
2. Какой прибор используют для подключения к Интернету?
3. Как по-другому называют Интернет?
4. Выделите достоинства Интернета и обоснуйте свое мнение?
5. А в чем же недостатки Интернета?
6. Как происходит поиск информации в сети?
7. Какие службы сети вам известны?
8. В чем состоит структура сети Интернет?
Лекция № 13
Тема: «Методы и средства создания сайта»
Цель лекции: изучить основные понятия, методы и средства создания сайта.
План лекции:
1. Необходимость сайта.
2. Понятие сайта.
3. Цели создания сайта.
4. Разработка технического задания.
5. Регистрация домена.
6. Разработка сайта - важнейший этап создания сайта.
7. Размещение сайта на хостинге.
Необходимость сайта
Web-сайт - это Ваш электронный офис. Сайты создаются для
различных целей. Но так как Интернет стал средой для экономической
деятельности, то сайты в основном создаются для ведения бизнеса, т.е.
получения прибыли.
Известно, что в настоящее время существует два основных
направления использования Интернет в бизнесе: Internet как средство
коммуникации, источник справочной информации, средство рекламы и
маркетинга для ведения бизнеса (хозяйственной деятельности) вне
электронных сетей и Internet как инструмент ведения электронного бизнеса,
основанного на принципах сетевой экономики.
В первом случае сайты создаются для формирования имиджа
компании, ведения эффективной рекламы и маркетинговых исследований с
целью поиска новых покупателей и увеличение объема продаж, а также
для информационной и сервисной поддержки клиентов.
Во втором случае – сайты выполняют все вышеуказанные функции и,
кроме того, являются инструментом ведения электронного или сетевого
бизнеса. Кроме того, сайты необходимы при дистанционном обучении,
которое является одной из форм получения высшего образования.
Понятие сайта
Web - сайт – это набор Web-страниц и файлов связанных между собой
гиперссылками. Web-страницы или гипертекстовые документы представляют
собой текст, в котором содержатся специальные команды, называемые
тегами (tags). Эти теги обеспечивают форматирование элементов страницы и
позволяют размещать на ней графические объекты, рисунки, гиперссылки и
т.д.
Web-страницы создаются с помощью специального языка HTML.
HTML или Hyper Text Markup Language является языком разметки
гипертекста, разметка осуществляется с помощью тегов. Сегодня кроме
HTML применяются и другие языка разметки: WML, XML.
В настоящее время для создания интерактивных сайтов применяются
различные современные технологии:, PHP, ASP, Perl, JSP, CSS, базы данных
DB2, MsSQL, Oracle, Access и т.д. Как осуществляется передача Web-страниц
в Интернет?
Возможность работы с Web-страницами обеспечивает один из видов
сервиса Internet, который называется World Wide Web или сокращенно
WWW. В основу World Wide Web был положен протокол прикладного
уровня http, который обеспечивает прием и передачу Web-страниц.
WWW работает по принципу клиент-серверы: серверы Internet, по запросу
клиента, который осуществляется с помощью Web-броузера, установленного
на компьютере пользователя, направляют ему копии документов. Получив
затребованные документы, Web-броузер ПК пользователя, интерпретирует
данные и отображает содержание документов на экране.
Для создания Веб–сайта компании необходимо:
1. Определить цель создания сайта
2. Разработать ТЗ
3. Зарегистрировать домен сайта в определенной зоне (com, ru, ua, net
и т.д.)
4. Разработать сайт
5. Разместить сайт на хостинге
6. Зарегистрировать в поисковых системах и тематических каталогах
7. Выполнить поисковую оптимизацию сайта
8. Осуществлять постоянную поддержку сайта
Цели создания сайта
Сайты создаются для различных целей, например: для ведения
электронного бизнеса, для поддержки учебного процесса, для
предоставления информации, предоставления финансовых услуг и т.д.
Разработка технического задания
В техническом задании учитываются все этапы разработки и
сопровождения сайта, цели и назначение сайта, его дизайн, методы
навигации, указывается язык разметки страниц и т.д.
Обычно сайт должен включать:
1. Информацию о компании, реквизиты: почтовый адрес. Телефон,
адрес электронной почты
2. Каталог предлагаемой продукции или услуг
3. Информационный раздел (новости, статьи, аналитические обзоры по
тематике предлагаемой продукции или услуг)
4. Гостевую книгу
5. Способы оплаты
6. Счетчики числа посетителей (счетчики рейтингов).
Регистрация домена
Регистрация домена осуществляется в выбранной пользователем зоне
ua, ru, com, net, info и так далее. В зависимости от назначения сайта
выбирается его зона регистрации. Для регистрации сайта желательно
выбрать домен второго уровня, например www.lessons-tva.info, хотя можно
работать и с доменом третьего уровня, например tva.jino.ru.
Домен второго уровня регистрируется у регистратора – организации
занимающейся
администрированием
доменных
имен,
например
http://www.imhoster.net/domain.htm. Домен третьего уровня приобретается,
как правило, вместе с хостингом у хостинговой компании. Имя сайта
выбирают исходя из вида деятельности, названия компании или фамилии
владельца сайта.
Разработка сайта - важнейший этап создания сайта
Разработка сайта это сложный и трудоемкий процесс. При разработке
сайта необходимо уделять большое внимание содержимому, структуре и
дизайну (графическому оформлению) Web-страниц, а также структуре Webсайта и методам навигации по Web-узлу.
Главное на сайте – это его содержание или контент,
структурированность информации, навигация, а затем графическое
оформление или дизайн сайта. Другими словами дизайн сайта определяется
содержанием материалов, которые будут на нем публиковаться.
Для разработки сайта используются различные средства: конструкторы
сайтов (дизайнеры), WebCoder 1.6.0.0, профессиональные приложения:
Macromedia HomeSite Plus v5.1 for Windows XP, Macromedia Dreamweaver,
Microsoft FrontPage и т.д. Для создания сайтов целесообразно использовать
редакторы на русском языке Macromedia Dreamweaver 8.0.1 или FrontPage
2003.
В редакторе FrontPage существуют мастера, которые позволяют легко
создавать Web-сайт, и шаблоны Web-страниц и Web-узлов, содержащие
разметку (структуру) и дизайн необходимые для быстрого создания как Webстраниц, так и Web-сайтов. С помощью FrontPage можно также создавать
Web-страницы и Web-сайты на базе пустой страницы и пустого Web-узла.
При создании сайта необходимо оптимизировать его для поисковых систем,
так как целевой посетитель приходит на сайты в основном с поисковых
систем, поэтому необходимо стремиться к высокому рейтингу в поисковых
системах.
Особое внимание необходимо уделять таким мета - тегам как Тitle
(заголовок), Keywords (ключевые слова) и Description (описание), а также
расположению ключевых слов в тексте Web-страниц
Размещение сайта на хостинге
Один из важнейших этапов создания сайта является размещение его на
хостинге. Веб-хостинг - это место для размещения сайта на сервере в сети
Internet, который предоставляет доступ к Web-страницам посетителям сайта.
Серверы предлагают как платные, так и бесплатные хостинги. Отличие этих
хостингов состоит в качестве предоставляемых услуг. Для обучения
выбирайте бесплатные хостинги и только после приобретения навыков
ведения электронного бизнеса или коммерции, размещайте свои сайты на
платных хостингах.
Для размещения сайта на хостинге необходимо зарегистрироваться на
одном из серверов, который предоставляет услуги по размещению. Интернет-
адрес или доменный адрес сайта зависит от того, какой Вы уровень домена
приобрели. При работе в Internet используются не доменные имена, а
универсальные указатели ресурсов, называемые URL (Universal Resource
Locator).
URL - это адрес любого ресурса (документа, файла) в Internet, он указывает, с
помощью какого протокола следует к нему обращаться, какую программу
следует запустить на сервере и к какому конкретному файлу следует
обратиться на сервере. Общий вид URL: протокол://хост-компьютер/имя
файла (например: http://www.lessons-tva.info/book.html).
Для загрузки файлов сайта на сервер можно использовать файловый
менеджер (команду загрузить) из раздела управление сайтом на сервере, на
котором Вы размещаете сайт. Сначала с помощью файлового менеджера
создайте на сервере директорию (папку), в которую будете помещать файлы
или выберите готовую папку на сервере.
Загрузить файлы на сервер можно и с помощью браузера (Internet
Explorer) по протоколу ftp, например ftp://www.lessons-tva.info/. Далее
появится диалоговое окно с запросом ввести пароль, после ввода пароля и
нажатия кнопки "ОК" в окне просмотра будут отображены все Ваши
директории на сервере.
Далее откройте папку, где будут размещены файлы сайта и скопируйте
их туда одним из методов. Адрес FTP-сервера указывается в персональных
данных, которые вы получите после регистрации на сервере. Чтобы
соединение по FTP-протоколу происходило быстрее необходимо
предварительно
войти
в
свой
аккаунт
по
протоколу
http.
Но лучше всего для загрузки файлов использовать WC или Total Commander
для этого в меню "СЕТЬ" выбрать команду "Новое FTP - соединение" и в
появившемся диалоговом окне "Соединиться" ввести FTP-адрес (например,
ftp://www.lessons-tva.info/). Затем по запросу ввести пароль и на одной из
панелей WC появятся папки, расположенные на сервере, в одну из них
необходимо поместить (скопировать) файлы.
Далее Вы присвойте имя этому соединению и сохраните его. Это имя
будет помещено в опцию "Соединиться с FTP-сервером" в меню "СЕТЬ".
При повторном соединении (например, при обновлении страничек) Вы
выбираете это имя, далее на запрос вводите пароль и соединяетесь с
директорией, в которой находятся странички и файлы Вашего сайта.
Обобщение и систематизация изученного материала:
1. Что должен включать в себя сайт?
2. Зачем нужны сайты?
3. Что такое глобальная компьютерная сеть?
4. Как вы поняли понятие сайта?
5. .Какие поисковые системы вы знаете (узнали)?
6. Какие этапы создания сайта вам знакомы?
Список литературы
Основная:
1. «Информатика и ИКТ». Учебник.10 кл. Базовый уровень/ Под ред.
проф. Н.В. Макаровой //СПб.: Питер, 2008.
2. «Информатика и ИКТ». Учебник.11 кл. Базовый уровень/ Под ред.
проф. Н.В. Макаровой //СПб.: Питер, 2008.
Дополнительная:
1. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии.
Учебник 10–11 кл. – М., 2002.
2. http://lib.rin.ru/doc/i/15981p.html