Лекция: Основы информационных технологий

Введение в курс
«Основы информационных
технологий» (ОИТ)
Серебрякова
Людмила Михайловна
канд. ф.-м. н., доцент кафедры
информационных технологий
ОИТ_1
1
Цели, задачи, структура курса
Цель:


уровень квалифицированного пользователя ПК,
научиться оформлять курсовые и дипломные работы.
Задачи:

Ознакомиться с основными принципами построения и
функционирования вычислительной техники (ВТ);

Приобрести теоретические знания и практические навыки по
использованию средств вычислительной техники (СВТ) и
основного программного обеспечения (ПО);

Развить навыки самостоятельной работы в освоении новых
информационных технологий (ИТ) и СВТ.
ОИТ_1
2
В результате изучения ОИТ необходимо:
Знать:




терминологию и основные понятия современных ИТ;
общие принципы функционирования СВТ,
Назначение ПО персональных компьютеров (ПК);
тенденции развития информационных технологий и
систем.
Уметь:



работать на ПК под управлением операционных
систем (ОС) семейства Microsoft Windows;
работать с текстовыми, графическими и табличными
редакторами, готовить электронные документы;
осуществлять поиск профессионально значимой
информации в глобальной сети Internet.
ОИТ_1
3
Структура курса: 1-й, 2-й семестры, 84 уч. часа
1-й сем. - 54 часа (18 ч. - лекции и 36 ч. - ПЗ),
2-й сем. - 30 часов (16 ч. - лекции и 14 ч. - ПЗ).
Экзамен - 2-й сем.
Разделы курса:

Введение в ОИТ.

Состав и ПО ПЭВМ (ОС Windows XP, станд. приложения,
файловый менеджер, архиваторы, антивирусные программы,
ППП Microsoft Office 2007).

Технологии обработки текстовой информации и электронных
таблиц (текстовый процессор Word, табличный процессор
Excel, программы-переводчики и словари).

Элементы компьютерной графики (PowerPoint, CorelDraw).

Технологии систематизации информации. Базы данных на
примере СУБД Access.

Компьютерные сети и сетевые технологии (Internet Explorer).
ОИТ_1
4
Литература:
Любые книги по информатике, ОИТ, работе в ОС MS
Windows XP, MS Office 2007.
Информатика, ОИТ:



Степанов А.Н. Информатика: учебник для вузов
(гуманитарных и соц.-экономических направлений).
СПб., Питер, 2008. – 765 с.
Симонович С.В. Информатика. Базовый курс. Учеб. для
ВУЗов (инженерно-технических направлений). СПб.,
Питер, 2010. – 640 с.
Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика:
учебное пособие для студентов пед. вузов. М.,
Академия, 2004. – 848 с.
ОИТ_1
5
Работа в ОС MS Windows XP, MS Office 2007:





Сибрина Т.П., Полонский А.М. Компьютер для офиса.
Приемы грамотной и эффективной работы. СПб: БВХПетербург, 2008. – 528 с.
Пташинский В.С. Офисные программы, необходимые
каждому. М.: Эксмо, 2010. – 288 с.
Баловсяк Н.В. Видеосамоучитель Office 2007 (+CD).
СПб.: Питер, 2008. – 320 с.
Современные офисные технологии. Microsoft Windows
XP. Microsoft Office 2007: учеб.-метод. пособие /
И.В.Брезгунова и др. – Минск, РИВШ, 2010. – 162 с.
Левкович О.А., Шелкоплясов Е.С., Шелкоплясова Т.Н.
Основы компьютерной грамотности: учеб. Пособие. Мн.,
ТетраСистемс, 2005. – 528 с.
ОИТ_1
6
Информация, информатика,
информационные технологии
Слово «информация» происходит от лат. informatio –
разъяснение, изложение, представление, понятие.
С течением времени понятие «информация» изменялось.
С середины XX в. термин «информация» становится
широким общенаучным понятием, включая в себя:
 обмен сведениями между людьми;
 обмен сведениями между человеком и машиной;
 обмен сведениями между машиной и машиной;
 обмен сигналами в животном и растительном мире;
 передачу признаков от организма к организму, от клетки
к клетке (генетическая информация) и т.д.
ОИТ_1
7
Информация
Определения информации в различных науках
существенно отличаются:
• биология - специфика живого,
• физика - взаимодействие физических систем,
квантовый мир,
• теория принятия решений (эффективность),
• бизнес (прибыль), философия, кибернетика и т. д.
Опр.: Информация — любые сведения об
объектах и явлениях окружающего нас мира,
воспринимаемые человеком или
специальными приборами и содержащиеся в
сообщении, сигнале или памяти.
ОИТ_1
8
Опр.: Информация — Отображение в
человеческом сознании знаний и фактов
(сведений, данных), используемых или
встречающихся в различных областях
человеческой деятельности.
Опр.: Информация — это нематериальный
смысл, извлекаемый человеком из
сообщения.
Замечание: Сообщение – это материальная
форма информации.
ОИТ_1
9
Информатика
Термин "'информатика" (informatique, франц.) был принят
французской академией наук как эквивалент понятия
«обработка информации» в начале 60-х гг.
Информация + Автоматика = Обработка информации
В США - термин "computer science".
Кратко: информатика - наука о законах и методах
организации информационных процессов, в т. ч. с
помощью компьютеров.
Опр.: Информатика — комплекс наук, изучающих
структуру и общие свойства информации и вопросы,
связанные с процессами сбора, хранения, поиска,
передачи, преобразования и использования информации
в различных сферах человеческой деятельности.
ОИТ_1
10
Информатика — фундаментальная и
естественная наука.
Информатика как прикладная дисциплина:
 методы проектирования устройств и систем
обработки информации;
 технологии использования этих устройств и
систем для решения научных и практических
задач;
 методы взаимодействия человека с этими
устройствами и системами.
Информатика как отрасль экономики:
 производство технических средств обработки и
передачи информации;
 обработка информации;
 производство и реализация программных средств
и систем.
ОИТ_1
11
Информационные технологии (ИТ)




Технология = ноу-хау
Технология – комплекс научных и инженерных
знаний, воплощенных в приемах труда и различных
факторах производства для создания продукта или
услуги.
Инф. технология – совокупность методов и
технических средств сбора, хранения, обработки,
передачи и представления информации.
ИТ включают в себя:
Обработка текста (текстовые процессоры, издат.
системы, системы сканирования и распознавания,
речевого ввода текста),
ОИТ_1
12










Графические процессоры
Табличные процессоры,
СУБД,
Системы обработки статистической (Statistica) и
финансовой информации,
Сетевые и интернет-технологии,
Автоматизированные рабочие места (АРМ),
системы автоматизированного проектирования
(САПР),
Интегрированные пакеты прикладных программ,
Мультимедийные,
Гипертекстовые,
Экспертные системы, системы искусственного
интеллекта и т. д.
13
ОИТ_1
Возрастание роли информации в обществе
«Инф. общество», «инф. взрыв», «инф. коллапс».
Опр.: Инф. общество – это такое общество, где
большинство работающих занято
производством, переработкой и реализацией
информации.
Информация – условие успешной практической
деятельности (учеба, бизнес, торговля, биржи,
банки, реклама, туризм, управление),
коммуникации, общения (соц. сети) и т. д.
ОИТ_1
14
Компьютеризация – процесс оснащения
организаций, предприятий и рабочих мест
специалистов различными средствами ВТ,
объединения отдельных машин в
компьютерные сети, установка и освоение
современных программных систем.
Информатизация – широкое внедрение ИТ в
профессиональную деятельность специалистов
различного профиля, в учебную, научноисследовательскую, управленческую,
административную деятельность, в быт и досуг
человека.
ОИТ_1
15
ЭВМ (компьютер) – это
универсальное электронное
программно-управляемое устройство
для хранения, автоматической обработки и
передачи информации.




Универсальное = многофункциональное, для
решения широкого круга задач,
Электронное – на основе электрических
сигналов;
Программно-управляемое - обработка
информации по заложенным в ЭВМ программам;
Вывод результатов обработки в форме,
пригодной для восприятия человеком.
16
Измерение информации
Количество информации связывают с
количеством символов, ее отображающих
(т.е. без учета содержания информации.)
Р. Хартли заложил основы теории информации,
определив меру количества информации (для
ряда задач).
Формула Хартли:
Если объект может находиться в одном из N
равновероятных состояний, то количество
информации I, содержащееся в сообщении об
этом объекте, равно
I = lоg2N.
ОИТ_1
17
Минимальная единица измерения информации бит (bit, от англ. binary digit - двоичная цифра).
 Один бит - это количество информации,
содержащееся в сообщении типа «да» - «нет».
 Один бит - это количество информации,
содержащееся в одном знаке (цифре) двоичного
алфавита: 0 или 1.
Байт - это 8 последовательных взаимосвязанных
битов:
1 байт = 8 бит.
 Байт - основная единица количества
информации в вычислительной технике.
 С помощью одного байта можно выразить 28=256
различных числовых значений от 0 до 255.
ОИТ_1
18
Машинное слово - это несколько подряд
идущих байтов, обрабатываемых компьютером
как одно целое. Включает 4 (для 32-разрядных
ЭВМ) или 8 (для 64-разрядных ЭВМ) байт.
Другие единицы измерения информации:
 1 Кб (килобайт) = 210 б = 1024 б;
 1 Мб (мегабайт) = 210 Кб = 1024 Кб = ~1 млн. б;
 1 Гб (гигабайт) = 210 Мб = 1024 Мб = ~1 млрд.
б;
 1 Тб (терабайт) = 210 Гб = 1024 Гб = ~1 тыс.
млрд. б.
ОИТ_1
19
Объем
данных
Название
Примерный объем
печатного текста
1024 байт
Килобайт, Кб
0,5 страницы
1024 Кб
Мегабайт, Мб
500 страниц (книга)
1024 Мб
Гигабайт, Гб
~1000 книг
(библиотека)
1024 Гб
Терабайт, Тб
Несколько библиотек
ОИТ_1
20
Кодирование информации
Опр.: Кодирование - преобразование одного набора
знаков (сигналов) в другой набор знаков (сигналов) в
соответствии с правилами, заданными некоторым
кодом.
Код - совокупность условных знаков и правил, по
которым каждому из этих знаков присваивается
определенное значение.
Кодирование в узком смысле - преобразование
информации в цифровую форму. Декодирование процесс, обратный кодированию.
Формат данных – конкретный способ кодирования той
или иной разновидности информации в компьютере.
Способы кодирования информации: символьный,
лингвистический, табличный, графический, а также
их комбинации.
21
ОИТ_1
Символьный формат
Символ кодируется в 1 байт
(28=256 значений), иногда в 2
байта (216=65536 значений)
Кодировочные таблицы:
 Русиф. ASCII (16х16), ANSI
 КОИ-8 (Код Обмена
Информацией)
 Windows-1251
 UNICODE – двухбайтовые
(65536) символы (Internet)
В компьютере при кодировании
текста используется дв. или
шест. код, в вычислениях –
дв.-дес.

ОИТ_1
22
Графические форматы
Графические данные – двоичное кодирование
 Растровое представление. Растр – набор
цветных пронумерованных пикселей.
Разрешение – число пикселей по горизонтали и
вертикали:
640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024.
Цвет пикселя – 1 бит (черно-белое
изображение), 3 бита (8 оттенков цвета) и т. д.
Недостаток – большой объем памяти.
ОИТ_1
23
Векторное представление – с помощью
графических примитивов: окружность (центр,
радиус), линия (начало, конец),
прямоугольник…. Применение – чертежи,
схемы, диаграммы.
Достоинство – небольшой объем памяти.
Недостаток – нельзя работать с
изображениями высокого качества.
Цвет пикселя описывается цветовой
моделью:
 RGB(red-green-blue) - 3 байта, 256 значений
интенсивности.
 CMYК(cyan-magenta-yellow, голубой –
пурпурный - желтый).

ОИТ_1
24
Системы счисления
Опр.: Система счисления — это совокупность
правил наименования и изображения чисел с
помощью набора знаков (чаще всего цифр).
 непозиционные системы счисления:
количественное значение цифры не зависит
от ее места (позиции или разряда) в ряду
цифр, изображающих число (римская система
– 1=I, 2 = II, 5 = V, 7 = VII, 9 = IX,10 = Х, 11= XI,
19 = XIX, 50 = L, 100 = С, 500 = D и т.д.)
 позиционные системы счисления:
количественное значение цифры зависит от
ее места в ряду цифр числа.
ОИТ_1
25
Разряд цифры - место (позиция), которая отводится
данной цифре в записи числа (справа налево).
Пример: в числе 535 цифра 5 первого разряда
(справа) означает пять единиц, а цифра 5
третьего разряда (слева) означает пять сотен.
Основание позиционной с/с - количество различных
цифр (не менее 2), применяемых в данной с/с.
Наиболее используемые в ВТ:
Двоичная: основание 2, алфавит из двух цифр {0,1}.
Десятичная: основание 10, алфавит {0,1,2, …, 9}.
Шестнадцатеричная: основание 16, алфавит из
16-ти цифр {0,1,2, …, 9, A, B, C, D, E, F}.
ОИТ_1
26
В позиционной с/с с основанием Х любое число N(x)
можно представить в виде разложения по
степеням Х:
N(X)=Kn Xn+ Kn -1 Xn -1+ …+ K1 X1+ K0 X0+ K -1 X-1
+…+ K - m X-m,




где Х – основание с/с,
Кi – любая цифра из алфавита данной с/с,
n — число разрядов целой части;
m — число разрядов дробной части числа.
ОИТ_1
27
Примеры перевода из десятичной в
двоичную и шестнадцатиричную
4310 = 32+8+2+1 = 25+23+21+20 =
(0,1)
= 1*25+0*24+1*23 +0*22 +1*21+1*20 = 1010112,
4310 = 2*16+11 = 2*161+11*160 = 2В16
(0,1,2,…,9,А,В,С,D,E,F)
4310 = 5*8+3 = 5*81+3*80=5316 (0,1,2,…,7)
ОИТ_1
28
Запись первых чисел в разных с.с.
X=10 X=2
X=8 X=16 X=10
X=2
X=8
X=16
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
10000
10
11
12
13
14
15
16
17
20
8
9
A
B
C
D
E
F
10
0
1
10
11
100
101
110
111
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
ОИТ_1
29
Алгоритм и его свойства
Опр: Алгоритм — это конечная последовательность
команд (правил, инструкций, процедур), которая
однозначно раскрывает содержание и очередность
выполнения операций для систематического решения
определенного класса задач за конечное число
шагов.
Состав алг.: имя (часто, но не всегда), начало/конец,
тело алг. (команды между началом и концом алг.),
часто комментарии (!, апостроф`, служебное слово
rem)
Команда=инструкция, предписание
ОИТ_1
30
Этапы алгоритмизации задачи
Адекватная информационная модель объекта,
процесса.
Модель: наиболее существенные свойства и
признаки оригинала.




Разработка алгоритма.
Обоснование - установление той области
исходных данных, для которой применим данный
алг., обооснование того, что он даст правильный
результат (не возникнет зацикливания, деления на
нуль, вычисление логарифма или извлечения
корня из отриц. числа).
Представление – запись.
Анализ и тестирование
ОИТ_1
31
Опр.: Программа – это алгоритм, записанный на
одном из языков программирования.
Опр.: Язык программирования – это
совокупность средств и правил представления
различных алгоритмов в виде, пригодном для
его выполнения компьютером.
Опр.: Блок-схема алг. – это графическое
представление алг., наглядно
показывающее очередность и взаимосвязь
операций по его выполнению.
ОИТ_1
32
Блок-схема алгоритма
Внутри блоков записываются команды для
выполнения.
Линии перехода показывают очередность
выполнения команд.
Начало
Ch
Ch=Ch/10
нет
да
N>0
Цикл
Конец
Начало и Ввод и
конец
вывод
алг.
Действие Проверка Начало
(вычисле условия цикла
ние)
ОИТ_1
Вычис
ление
по
подпр.
Слия
ние
33
Типы алгоритмов
Команды алг. исполняются не обязательно в порядке
их записи, а в соответствии с логической структурой
алг.
Логическая структура любого алг. может быть
образована комбинацией трех базовых структур:
 Следование (действия выполняются строго
последовательно),
 Ветвление (развилка) – содержит условную
команду или команду выбора
 Повтор (цикл).
Алгоритмы:
линейный, разветвляющийся, циклический.
ОИТ_1
34
Линейный алгоритм
Линейный алгоритм - состоит
только из структур следования
(или безусловных команд), где
каждая команда выполняется
только один раз.
Задача 1. Вычислить площадь круга
по формуле S = πR2. Значение S
вывести на экран монитора.
Старт
Ввод R
Вычисление
S = πR2
Вывод S
Стоп
ОИТ_1
35
Алгоритмы с ветвлениями
Структура ветвления (развилка) –
содержит условную команду или
команду выбора.
Условие – любое высказывание,
которое может быть истинным
или ложным (логич. типа).
При тестировании число тестовых
задач должно быть не меньше
числа ветвей.
Если условие У вып.
То
Действие А
Иначе Действие В
Конец алгоритма
Полная форма:
Нет
У
Ветвей может быть много! Пример:
Задача 2. Найти наибольшее из трех
(четырех, пяти и т. д.) заданных
чисел.
ОИТ_1
Да
А
В
36
Пример разветвленного алгоритма
Старт
Задача 3.
Вычислить
Ввод х
функцию y = f(x)
Нет
Да
х> 0
для различных x,
y = cos x
если
ln x, x  0
y
cos x, x  0
y = lnx
Вывод x, y
Стоп
ОИТ_1
37
Пример
циклического
алгоритма
Старт
Ввод
значений
n, a1, ... an
i=1
S=0
Задача 4. Cоставить
блок-схему
алгоритма
вычисления суммы n
слагаемых
S = a1 + a2 + ... + an.
Значение суммы
вывести на печать.
Нет
i <= n
i=i+1
S = S + ai
Печать S
Да
Стоп
ОИТ_1
38