Лекции информатике 1 курс вуз. Полный конспект лекций по информатике

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Златоустовский медицинский техникум

КУРС ЛЕКЦИЙ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Информатика»

для студентов всех специальности

2014г.

Рассмотрено

на заседании ЦК

Протокол № ____________

От «____» _________ 2013г.

Председатель цикловой комиссии

_____________________________

Одобрено

методическим советом

Протокол № ____________

От «____» _________ 2013г.

Председатель методического совета

____________

Предисловие

Настоящее пособие предназначено для студентов и других пользователей, изучающих дисциплину “Информатика”

Пособие включает предисловие, введение, три раздела и заключение. В первом разделе рассмотрено понятие информации, а также виды информации, единицы измерения информации. Так же рассматриваются аппаратные и программные средства компьютера. Основы компьютерной безопасности. Во втором разделе рассматривается программное обеспечение, прикладные программные средства, дана характеристика программы MS Excel и структура электронных таблиц, изложены сведения о процессорах MS Word , изложена технология работы с базами данных Microsoft Access в режиме конструктора. В третьем разделе содержаться сведения о локальных и глобальных компьютерных сетях, услугах, предоставляемых Интернетом, адресации в Интернете.

Введение

Предмет “Информатика” – это учебная дисциплина, изучающая технологии создания, хранения, воспроизведения и обработки данных (информации) средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Изучение дисциплины “Информатика” имеет следующие цели:

формирование общих представлений о возможностях использования средств вычислительной техники;

ознакомление с основами современных информационных технологий (сбора, обработки, хранения и передачи информации) и тенденциями их развития;

обучение применению современных информационных технологий в профессиональной деятельности и проведению анализа полученных результатов,

развитие навыков алгоритмического мышления;

овладение приемами работы с современными типовыми пакетами прикладных программ (MS Excel, MS Word и MS Access), обеспечивающих широкие возможности обработки информации.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

устройство персонального компьютера, периферийные устройства, структуру программного обеспечения персонального компьютера;

основы применения системных программных продуктов для решения профессиональных задач на электронно-вычислительных машинах.

Уметь:

работать с разными видами информации с помощью компьютера и других информационных средств и коммуникационных технологий;

организовывать собственную информационную деятельность и планировать ее результаты;

использовать программы графических редакторов электронно-вычислительных машин в профессиональной деятельности;

работать с пакетами прикладных программ профессиональной направленности на электронно-вычислительных машинах;

оформлять техническую документацию по обслуживанию и эксплуатации электрооборудования;

Раздел 1. Основы информационной культуры.

Тема 1.1. Технические средства информационного обеспечения.

Информатизация общества.

Информатизация - это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьезных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и др.

Движущей силой развития общества должно стать производство информационного, а не материального продукта. В информационном обществе изменяется не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастает значимость культурного досуга по отношению к материальным ценностям. В информационном обществе производятся и потребляются интеллект, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастает спрос на знания. Материальной и технологической базой информации общества, станут различного рода системы, на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, информационной технологии, телекоммуникационной связи.

Информатизация общества - организованный социально - экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов

Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формы – знаний.

Цель информатизации - улучшение качества жизни людей за счет повышения производительности и облегчения условий их труда.

Основными критериями развитости информационного общества являются следующие:

Наличие компьютеров;

Уровень развития компьютерных сетей;

Владение информационной культурой, т.е. знаниями и умениями в области информационных технологий.

Появление и развитие компьютеров – это необходимая составляющая процесса информатизации общества. Информатизация общества является одной из закономерностей современного социального прогресса. При информатизации общества основное внимание уделяется комплексу мер, направленных на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех видах человеческой деятельности. Для обеспечения доступности общения с компьютером на естественном языке он будет оснащен средствами мультимедиа, в первую очередь аудио – и видео- средствами. В перспективе портативные компьютеры должны стать более миниатюрными, при том быстродействие их микропроцессоров должно быть таким, как на современных супер ЭВМ. Они должны иметь плоский дисплей с хорошей разрешающей способностью. Их внешние запоминающие устройства – магнитные диски – будут портативными, иметь емкость более 100 Гбайт.

Для обеспечения качественного и повсеместного обмена информацией между компьютерами будут использоваться новые каналы связи:

Инфракрасные каналы в пределах прямой видимости.

Телевизионные каналы.

Беспроводная технология высокоскоростной цифровой связи на частоте 10 Мгц.

Важнейшей составной частью информационной культуры современного человека является коммуникативная культура с использованием современных информационных технологий. Развитие сетевых информационных технологий сделало информационные ресурсы глобальной компьютерной сети Интернет потенциально доступными большинству человечества. Умение получать необходимую информацию из сети становится неотъемлемой частью информационной культуры человека.

Таким образом, человек обладает информационной культурой, если:

имеет представление об информации и информационных процессах, устройстве компьютера и его программном обеспечении;

умеет использовать информационное моделирование при решении задач с помощью компьютера;

умеет с достаточной скоростью вводить информацию с клавиатуры и работать с графическим интерфейсом программ с помощью мыши;

умеет создавать и редактировать документы, в том числе мультимедийные презентации;

умеет обрабатывать числовую информацию с помощью электронных таблиц;

умеет использовать базы данных для хранения и поиска информации;

умеет использовать информационные ресурсы компьютерной сети;

соблюдает этические нормы при публикации информации в Интернете и в процессе общения с помощью Интернета.

Информация и формы ее представления

Понятие информации является основополагающим понятием информатики. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе решений и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического прогресса.

Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы. Передаваемая информация обычно касается каких-то предметов или нас самих и связана с событиями, происходящими в окружающем нас мире.

В рамках науки информация является первичным и неопределяемым понятием.

Понятие информации предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и приемником. Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной науки, цели исследования или просто от наших представлений.

Термин «информация» происходит от латинского informatio - разъяснение, изложение, осведомленность. Энциклопедический словарь (М.: Сов. энциклопедия, 1990) определяет информацию в исторической эволюции: первоначально - сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т. д.); с середины XX века - общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире (передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму).

Более узкое определение дается в технике, где это понятие включает в себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Наиболее общее определение имеет место в философии, где под информацией понимается отражение реального мира. Информацию как философскую категорию рассматривают как один из атрибутов материи, отражающий ее структуру.

В эволюционном ряду вещество р энергия р информация каждое последующее проявление материи отличается от предыдущего тем, что людям было труднее его распознать, выделить и использовать в чистом виде. Именно сложность выделения различных проявлений материи обусловила, наверное, указанную последовательность познания природы человечеством.

С понятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и данные.

Сигнал (от латинского signum - знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Сообщение - это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

Данные - это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

Различают две формы представления информации - непрерывную и дискретную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве последних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического перемещения тела, процесс распространения света и т. д. Информация представляется (отражается) значением одного или нескольких параметров физического процесса (сигнала), либо комбинацией нескольких параметров.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные значения.

Следует различать непрерывность или дискретность сигнала по уровню и во времени. На рисунке в виде графиков изображены:

а) непрерывный по уровню и во времени сигнал Хнн;

6) дискретный по уровню и непрерывный во времени сигнал Хдн;

в) непрерывный по уровню и дискретный во времени сигнал Хнд;

г) дискретный по уровню и во времени сигнал Хдд.

Наконец, все многообразие окружающей нас информации можно сгруппировать по различным признакам, т. е. классифицировать по видам. Например, в зависимости от области возникновения информацию, отражающую процессы и явления неодушевленной природы, называют элементарной, процессы животного и растительного мира - биологической, человеческого общества - социальной.

По способу передачи и восприятия различают следующие виды информации: визуальную - передаваемую видимыми образами и символами, аудиальную - звуками, тактильную - ощущениями, органолептическую - запахами и вкусом, машинную - выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники, и т. д.

Понятие количества информации

Количеством информации называют числовую характеристику сигнала, отражающую ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Эту меру неопределенности в теории информации называют энтропией. Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. И, наоборот, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).

Приведенные рассуждения показывают, что между понятиями информация, неопределенность и возможность выбора существует тесная связь. Так, любая неопределенность предполагает возможность выбора, а любая информация, уменьшая неопределенность, уменьшает и возможность выбора. При полной информации выбора нет. Частичная информация уменьшает число вариантов выбора, сокращая тем самым неопределенность.

Пример. Человек бросает монету и наблюдает, какой стороной она упадет. Обе стороны монеты равноправны, поэтому одинаково вероятно, что выпадет одна или другая сторона. Такой ситуации приписывается начальная неопределенность, характеризуемая двумя возможностями. После того, как монета упадет, достигается полная ясность, и неопределенность исчезает (становится равной нулю).

Приведенный пример относится к группе событий, применительно к которым может быть поставлен вопрос типа «да-нет». Количество информации, которое можно получить при ответе на вопрос типа «да-нет», называется битом (англ. bit - сокращенное от binary digit- двоичная единица). Бит - минимальная единица количества информации, ибо получить информацию меньшую, чем 1 бит, невозможно. При получении информации в 1 бит неопределенность уменьшается в 2 раза. Таким образом, каждое бросание монеты дает нам информацию в 1 бит.

В качестве других моделей получения такого же количества информации могут выступать электрическая лампочка, двухпозиционный выключатель, магнитный сердечник, диод и т. п. Включенное состояние этих объектов обычно обозначают цифрой 1, а выключенное - цифрой 0. Рассмотрим систему, получающуюся при бросании двух монет, результаты получаются независимо друг от друга. Обозначим выпадение «решки» как 1, а появление «орла» как 0. Для такой системы возможны следующие состояния:

Вопросы для зачета:

Основные понятия информатики. Предмет и задачи информатики.

Информатизация общества.

Информационные технологии в быту, в бизнесе, в управлении.

Компьютерные технологии обработки информации.

Понятие информации, свойства информации.

Понятие количества информации. Единицы измерения объема данных.

История развития вычислительной техники.

Поколения ЭВМ.

Архитектура ЭВМ, принцип фон-Неймана.

Устройство ЭВМ.

Основные устройства на материнской плате. Тактовая частота МП.

Оперативная и постоянная память компьютера. Устройства памяти.

Состав системного блока: материнская плата, центральный процессор, контроллеры, устройства внутренней памяти.

Состав системного блока: жесткий диск, дисковод для компакт-дисков, дисковод для гибких дисков, флэш-память.

Состав системного блока: платы расширения (видеокарта, звуковая плата, сетевая карта).

Периферийные устройства: клавиатура, манипуляторы.

Периферийные устройства: ЭЛТ-мониторы, ЖК-мониторы, плазменные панели.

Периферийные устройства: принтеры, сканеры, модемы.

Программное обеспечение. Классификация программного обеспечения.

Классификация прикладного ПО.

Системное программное обеспечение: уровни системного ПО, базовое системное ПО.

Назначение операционной системы. Функции ОС (перечислить).

Понятие ОС Windows. Объекты ОС Windows.

Организация обмена данными. Работа с объектами ОС Windows.

Форматирование и запись на магнитных дисках. Назначение таблицы FAT . Дефрагментация.

Стандартные приложения Windows .

Архивация данных. Программы-архиваторы, их возможности.

Вирусы и вредоносные программы.

Антивирусные средства.

Графические редакторы, основные характеристики и назначение.

Растровая и векторная графика.

Текстовый процессор MS Word. Интерфейс программы MS Word.

Ввод и форматирование текста в MS Word. Вставка рисунка в MS Word.

Создание и форматирование таблиц в MS Word.

Вставка символов и математических формул в MS Word.

Представление данных на диаграмме в MS Word.

Технология работы со стилями и шаблонами в MS Word.

Интерфейс программы MS Excel.

Ввод, редактирование и форматирование данных в ячейках электронной таблицы MS Excel.

Вычисления в MS Excel с использованием формул.

Вычисления в MS Excel с использованием функций.

Построение графиков в MS Excel.

Построение диаграмм в MS Excel.

Понятие компьютерной сети. Локальная и глобальная сеть.

Классификация компьютерных сетей (по технологии передачи, по размеру, по способу управления).

Глобальная сеть Интернет.

Информационные ресурсы Интернета. Поиск информации.

Способы и характеристики подключений к Интернету.

Принципы работы электронной почты. Сервисы почтовых серверов.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Лекции по информатике

для студентов 1 курса дневного обучения

специальностей 1004 и 1805

Самара 2008

ЛЕКЦИЯ 6. АЛГОРИТМЫ. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ 19

ЛЕКЦИЯ №1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: ИНФОРМАЦИЯ, СБОР, ПЕРЕДАЧА, ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

Первое упоминание о вычислительной машине встречается в трудах Леонардо да’Винчи (чертежи «логической машины»). Первой реализацией программируемой машины считается ткацкий станок (стержни и перфоленты для изменения порядка переплетения нитей – типа ткани).

Первое практическое применение вычислительной машины – расчет артиллерийских таблиц в 1920-30х годах. Контакторы, 3-х этажное здание, несколько десятков программистов, около месяца программирования, несколько часов счета.

Первая ЭЛЕКТРОННАЯ вычислительная машина – США, аналоговая машина, программирование путем соединения блоков в схему, соответствующую задаче.

Дальнейшее развитие – ЭВМ на радио лампах, отечественная - Урал, транзисторные отечественные БЭСМ-4, М-200 (до 10 6 операций/сек), западнаяIBM.IBMприходит в СССР из соц. стран (Венгрия, Болгария, ГДР) как ЕС-ЭВМ. ЕС-ЭВМ – мощная машина «коллективного» пользования. Коллективность вынужденная из-за несоответствия быстродействия ЦП и периферии.

При появлении мультизадачного режима с переменным количеством задач, появляются терминалы и дисплейные станции. Использование машин становится действительно коллективным. Терминалы приобретают интеллект и отпочковываются в персональные ЭВМ. Электроника-60,100, Искра, IBM.

Если бы авиационная техника развивалась так же быстро как вычислительная (производительность, эффективность, экономичность, снижение стоимости), в настоящее время (примерно 10 лет назад) любой желающий мог бы свободно купить самолет типа Боинг760, залить ведро бензина и облететь вокруг земного шара за 20 минут.

Параллельное развитие машин индивидуального использования:

ПРОМИНЬ: 100 шагов программируемой памяти (карманный калькулятор Электроника Б3-38)

НАИРИ: программирование на языке высокого уровня, ввод/вывод – электрическая пишущая машинка 120 символов/мин или перфолента.

Развитие техники программирования.

Программирование в кодах машины – программист-колдун. Никто не знает и не понимает «как он это делает» (проминь).

Машино ориентированные языки (наири).

Часто повторяющиеся цепочки команд порождают интерпретаторы и трансляторы.

Универсальные алгоритмические языки высокого уровня FORTRAN,ALGOL,PL-1,BASIC,Pascal.

Проблемно ориентированные языки программирования.

Системы визуального конструирования программ Delphi, программирование без программирования.

Развитие носителей информации.

Магнитный барабан – БЭСМ.

Магнитные ленты, магнитные диски – ЕС.

Дискеты 5 дюймов от 180кБ – Искра, до 720кБ.

Жесткий диск 7 МБ – Искра.

СDиDVDдиски.

Флэш-карты памяти.

Развитие средств ввода вывода

Перфорированная фотопленка, кассовая лента с числами в нормализованном виде, пульт программиста-наладчика – Урал.

Перфокарты, перфоленты, АЦПУ – БЭСМ

То же и эл. пиш. маш. или монитор программиста-системщика – ЕС. Позднее клавиатура и монитор дисплейных станций.

Экзотика: различного типа сколки для тыканья спец. карандашом, многослойные экраны мониторов для тыканья пальцем, световое перо.

Принтеры: матричные, электротепловые, струйные, лазерные.

Графопостроители, плоттеры: планшетные, рулонные перьевые, струйные.

Мониторы и графические карты: 320х200 монохром: черные, зеленые, рыжие; цветные 320х200, 640х480, 1024х768, …;CGA–colorgraphicadapter4 цвета,EGA–enhancedgraphicadapter12 цветов,VGA–videographicadapter256 цветов,SVGA–supervideographicadapter4*10 6 цветов.

Термин "информатика" (франц.informatique ) происходит от французских словinformation (информация) иautomatique (автоматика) и дословно означает"информационная автоматика" .

Широко распространён также англоязычный вариант этого термина - "Сomputer science" , что означает буквально"компьютерная наука" .

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации - массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

Инфоpматика - научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её основные направления:

pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;

теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

методы искусственного интеллекта, позволяющие создавать программы для решения задач, требующих определённых интеллектуальных усилий при выполнении их человеком (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать;

методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

средства телекоммуникации, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Информатику обычно представляют состоящей из двух частей:

технические средства;

программные средства.

Технические средства , то естьаппаратура компьютеров , в английском языке обозначаются словомHardware , которое буквально переводится как"твёрдые изделия" .

А для программных средств выбрано (а точнее, создано) очень удачное словоSoftware (буквально -"мягкие изделия" ), которое подчёркивает равнозначность программного обеспечения и самой машины и вместе с тем подчёркивает способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться, развиваться.

Помимо этих двух общепринятых ветвей информатики выделяют ещё одну существенную ветвь - алгоритмические средства . Для неё российский академик А.А. Дородницин предложил названиеBrainware (от англ.brain - интеллект). Эта ветвь связана с разработкой алгоритмов и изучением методов и приёмов их построения.

Нельзя приступить к программированию, не разработав предварительно алгоритм решения задачи.

Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. С ней связано начало революции в области накопления, передачи и обработки информации. Эта революция, следующая за революциями в овладении веществом и энергией, затрагивает и коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни.

Рост производства компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах общества: в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.