М о с к в а Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана

Предисловие

Предлагаемое вниманию читателя учебное пособие написано в соответствии с программой дисциплины «Информатика», которая преподается студентам первого курса на кафедре «Компьютерные системы и сети» МГТУ имени Н.Э. Баумана. Информатика как предмет входит в естественнонаучный цикл дисциплин российской высшей школы и является базовым компонентом федерального государственного образовательного стандарта учебных планов подготовки дипломированных специалистов по направлению «Информатика и вычислительная техника».

В настоящее время преподавание информатики в средней школе проводится с разной степенью детализации изучения отдельных разделов. Наряду с различной квалификацией учителей и разнородным оснащением кабинетов информатики это приводит к тому, что первокурсники технических вузов по-разному подготовлены к обучению в таком вузе, хотя практически все они имеют дома персональные компьютеры. Разумеется, при написании учебного пособия было учтено данное обстоятельство, поэтому каждая новая тема излагается по принципу «от простого к сложному», с подробным объяснением основных понятий и многочисленными примерами. Вместе с тем автор надеется, что эта работа не покажется искушенному читателю слишком простой, и он найдет в ней довольно много интересной для себя информации.

Во введении анализируется предмет информатики и определяется ее место в ряду других научных дисциплин.

Первая глава посвящена рассмотрению основного понятия информатики, а именно информации. В ней конкретизируются ее свойства, изучаются различные подходы к измерению количества информации. Здесь же вводится

понятие энтропии и исследуется ее связь с информацией. Наконец, устанавливается различие между терминами «информация» и «данные», которые в обиходе мы привыкли считать синонимами, и рассматриваются различные типы данных.

Во второй главе изучаются системы счисления, их взаимосвязь и способы перевода чисел из одной системы счисления в другую. Рассматриваются машинные коды чисел, применяемые для представления последних и реализации арифметических действий в компьютере. Приводятся способы размещения чисел в разрядной сетке компьютера, а также основные методы выполнения арифметических операций.

В третьей главе изучены основные понятия алгебры логики. В качестве примеров использования этого математического аппарата рассмотрены логические элементы, реализующие булевы функции, а также приведены функциональные схемы некоторых блоков компьютера.

В конце каждой главы предлагаются контрольные вопросы, правильные

и уверенные ответы на которые позволят читателю убедиться в том, что он твердо усвоил основное содержание соответствующего раздела. Автор также надеется, что этому будет способствовать и словарь основных терминов, приведенный в конце учебника.

и теории автоматов – математического аппарата, с помощью которого в формализованном виде описывается функционирование основных блоков и компьютера в целом. Будут рассмотрены вопросы представления и обработки информации с целью формирования у читателя общего понятия о функционировании компьютера, способы и устройства машинного хранения информации, а также системы, функционирование которых основано на использовании больших информационных хранилищ. Особое внимание будет

уделено проблемам передачи информации, а также информационным сетям, их типам и функционированию вычислительных сетей.

Введение

Термин «информатика» (informatique) возник во Франции в конце 60-х годов ХХ века путем слияния двух слов: информация (information) и автоматика (automatique) и подразумевает компьютерную обработку информации. В США и в англоязычных странах для обозначения области информационной деятельности с помощью человеко-машинных систем переработки информации несколько ранее был принят термин «вычислительная наука» (computer science). В нашей стране под информатикой первоначально понималась лишь «научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации – от неформальных процессов обмена научной информацией при непосредственном устном и письменном общении ученых и специалистов до формальных процессов обмена посредством научной литературы». (Словарь по кибернетике, 1979 год).

В некотором смысле предшественницей информатики можно считать кибернетику – науку об управлении, получении, преобразовании и передаче информации в кибернетических системах, под которыми понимаются системы любой природы: административные, биологические, социальные, технические и др. Можно точно указать время появления нового научного направления в современном понимании – в 1948 году вышла сразу же ставшая научным бестселлером книга американского математика Норберта Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». В ней речь идет о

возможности создания общей теории управления, а проблемы управления и связи для различных систем рассматриваются с единых позиций.

Кибернетика – слово греческого происхождения и может быть переведено как «искусство управления». Однако этот термин в научном смысле впервые использовал еще в первой половине XIX века французский физик Ампер, разрабатывая единую систему классификации всех наук. Он обозначил так тогда еще не существовавшую гипотетическую науку управления людьми и обществом, которая, по его мнению, обязательно должна была появиться.

Необходимо отметить, что развитие кибернетики в нашей стране искусственно тормозилось почти все 50-е годы ХХ века. Например, первое издание упомянутой книги Винера на русском языке появилось только в 1958 году, а в философском словаре 1959 года издания кибернетика все еще определялась как «буржуазная лженаука». Это замедлило развитие вычислительной техники в СССР, хотя именно в те же годы у нас были реализованы передовые по тем временам проекты создания вычислительных машин под руководством С.А. Лебедева.

Возникновение кибернетики совпало по времени с построением электронных цифровых вычислительных машин первого поколения, благодаря которым стало возможным решение очень сложных вычислительных задач. Универсальность компьютерных вычислений позволяла надеяться на открытие универсальных схем управления, но этого в полной мере не произошло. Тем не менее, полученные при кибернетическом подходе знания о разнообразных системах управления, общие принципы их функционирования, которые частично удалось при этом выявить, оказались весьма продуктивными. Идеи кибернетики оказались плодотворными для биологии, химии и многих других наук.

Во многом благодаря кибернетике возникла структурная лингвистика с разделением последней на математическую и прикладную лингвистику.

Следует выделить такое направление как техническая кибернетика, в состав которой входит теория автоматического управления – теоретический фундамент автоматики. Исследовательская и практическая работа в этом направлении позволила получить важнейшие результаты, без которых в современном обществе был бы невозможен технический прогресс. Сегодня кибернетику можно рассматривать как прикладную информатику при создании различных автоматических и автоматизированных систем управления, от управления автономным объектом до мощных систем управления отраслями промышленности, коллективами людей и т.д. Таким образом, источниками современной информатики, прежде всего, являются документалистика, изучающая и оптимизирующая документы и документальные системы, и кибернетика.

Становление информатики совпало по времени с бурным развитием вычислительной техники, с появлением все более мощных и совершенных электронных вычислительных машин, а затем и персональных компьютеров. Современный компьютер – мощный инструмент обработки разнородной информации, а информация, в свою очередь, – главный объект изучения информатики. Отсюда понятно положительное влияние постоянного быстрого совершенствования вычислительных средств на темпы развития современной информатики и на ее содержание. С другой стороны, достижения информатики благотворно воздействуют на прогресс в области вычислительной техники.

Информатику в самом общем виде можно определить как науку о способах обработки информации с помощью компьютеров для использования последней в различных сферах человеческой деятельности. Под обработкой информации понимается ее сбор,

хранение, поиск, преобразование, передача и выдача. К настоящему времени в информатике выделились следующие составные части.

Теоретическая информатика с использованием математических методов изучает структуру и общие свойства информации и протекания информационных процессов. Она включает в себя такие дисциплины как математическая логика, вычислительные методы, моделирование, теория автоматов, теория алгоритмов, теория информации и ее кодирования и передачи, теория формальных грамматик и языков, исследование операций, искусственный интеллект. Последний из указанных разделов занимается компьютерной лингвистикой, машинным переводом, распознаванием образов, моделированием рассуждений, созданием экспертных систем и находится на стыке с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками.

Технические и программные средства информатизации позволяют воплотить теоретические достижения информатики на прикладном уровне. К ним относятся вычислительные устройства, вычислительные системы, а также системы обработки и передачи данных. В программном обеспечении выделяют системные, сетевые, универсальные и профессионально ориентированные средства с пакетами прикладных программ.

Информационные технологии и системы в рамках рассматриваемой классификации являются достаточно универсальными. Они занимаются решением вопросов анализа и оптимизации информационных потоков в различных системах, реализацией принципов структурирования, хранения и поиска информации. К ним относятся информационносправочные, информационно-поисковые системы, а также глобальные системы хранения и поиска информации, включая интернет.

Наконец, следует назвать социальную информатику, которая сравнительно недавно стала выделяться в отдельный раздел

информатики. Она занимается изучением информационных ресурсов как факторов социально-экономического и культурного развития современного информационного общества.

Из рассмотрения содержания информатики становится ясно, что она представляет собой очень широкую область научных знаний и расположена на пересечении нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин. Она связана:

- с математикой – через математическую логику, дискретную математику, теорию алгоритмов, математическое моделирование;

- с физикой, химией, биологией, электроникой, радиотехникой – через разработку аппаратных средств информатизации;

- с кибернетикой – через теорию информации и теорию управления;

- с лингвистикой – через теорию формальных языков и знаковых систем;

- с философией и психологией – через теорию познания.

Важная роль информатики заключается в том, что она, по существу, является научным фундаментом процесса информатизации современного общества. Потребность в ней как образовательной дисциплине заключается в социальном заказе на подготовку специалистов с новым мировоззрением. Оно основано на понимании роли информации, знании новейших и перспективных информационных и вычислительных технологий, систем и сетей.

В предлагаемом курсе будут рассмотрены основные темы, характеризующие содержание информатики.

1. Основные понятия теории информации

1.1. Понятие информации, ее свойства

Со словом ИНФОРМАЦИЯ каждый из нас встречается очень часто. Человек живет среди себе подобных, окружающий мир является для нас постоянным источником разных сведений, которые мы получаем при общении с другими людьми, с животными, от различных приборов, предметов, из книг и газет, наблюдая происходящие явления и процессы и т.д. При этом восприятие осуществляется с помощью пяти известных органов чувств: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание; главными в данном процессе являются глаза – свыше 80% информации поступает человеку через них.

Что же такое информация? Ведь есть люди, которых мы никогда не встретим, страны, в которых никогда не побываем, книги, которые никогда не будут прочитаны нами. А это все – потенциальные источники информации. Следовательно, информация существует не сама по себе, а становится для нас таковой только после того, как мы получим ее.

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает осведомление, сообщение, сведения о ком или о чем-либо. Можно сказать, чтоинформация – это сведения или знания, которыми живые существа или приборы обмениваются в процессе своего функционирования . При этом необходимо учитывать важный аспект, связанный с получением информации: воспринимая ее, мы тем самым узнаем что-то новое о конкретной предметной области, другими словами, уменьшаем степень неполноты наших знаний.

Информация принадлежит к исходным, неопределяемым понятиям науки. Точно так же, например, в планиметрии не определяются такие

базовые понятия как точка, прямая и плоскость. Являясь отражением процессов реального мира, сущность информации раскрывается в связи с действиями, в которых она принимает самое непосредственное участие: передача, прием, хранение, преобразование, выдача. В рамках нашего рассмотрения мы остановимся на такой формулировке:

Информация – получаемые сведения об объектах и явлениях, которые уменьшают степень неполноты знаний о них.

При таком подходе ясно, что очень важными являются способы получения и обработки разнородной информации, которая постоянно сопутствует нашей жизнедеятельности. Однако существует ряд свойств, которые присущи любой информации, независимо от способов ее получения

и представления, то есть являются универсальными . Что же это за свойства, делающие информацию таковой?

Предположим, вы читаете предложение: «Дважды два – четыре». Вряд ли для кого-то из вас здесь содержится информация, потому, что этот факт вы

и так знаете уже давно. Следовательно, информация должна быть новой .

А теперь другое высказывание: «Дважды два – пять». И здесь нет никакой информации, так как это не соответствует действительности. Следовательно, информация должна быть достоверной .

Если бы сейчас читатель-первокурсник стал детально знакомиться с правилами начисления пенсий, то почти ничего не запомнил бы – эти сведения для него совершенно неинтересны, так каксейчас и в обозримом будущем они вряд ли ему понадобятся. Следовательно, информация должна бытьсвоевременной .

Предложение: «Ich wurde in Potsdam geboren» для некоторых из вас также не содержит никакой информации, поскольку, не зная немецкого языка, вы не поймете, о чем в нем идет речь. Следовательно, информация должна быть понятной .

Пятое свойство информации является идеальным, то есть таким, к которому нужно стремиться, но которого достичь нельзя. Действительно, вряд ли кто-то из нас может узнать все обо всем или даже абсолютно все о чем-то конкретном, но любознательный человек всегда старается узнать как можно больше об интересующем его предмете или явлении. Следовательно, информация должна бытьвсеобъемлющей илиполной .

Итак, на «бытовом» уровне мы выделили пять свойств информации, а именно: она должна быть новой, достоверной, своевременной, понятной и всеобъемлющей. Вообще-то этих свойств больше, приведем их перечень, вовсе не претендующий на полноту.

Адекватность – определенный уровень соответствия образа, создаваемого на основе полученной информации, реальному объекту или явлению.

Актуальность – степень сохранения полезности информации к моменту ее использования.

Достаточность – свойство полученной информации содержать минимальный, но достаточный для ее использования набор показателей.

Достоверность – свойство информации отражать с заданной точностью реальные объекты или явления.

Доступность – свойство информации соответствовать уровню ее восприятия пользователем.

Репрезентативность – свойство информации, связанное с правильностью ее отбора для всестороннего отражения свойств объекта или явления.

Своевременность – свойство информации поступать к моменту ее использования.

Точность – степень близости получаемой информации к реальному состоянию объекта или явления.

Устойчивость – свойство информации реагировать на изменения исходных данных без уменьшения требуемой точности.

Перечисленные свойства информации требуют некоторых уточнений. Во-первых, их набор характеризуеткачество информации – совокупность ее потребительских показателей, определяющих возможность эффективного использования информации. Во-вторых, следует различать такие свойства как адекватность, достоверность, репрезентативность, точность и устойчивость, актуальность и своевременность, поскольку перечисленные характеристики определяются как на этапе проектирования, так и при функционировании информационных систем, то есть на разных стадиях использования и обработки информации. В-третьих, присутствует некоторая терминологическая неоднозначность, связанная с неисчерпаемостью самого понятия информации, например, вместо доступности точнее выглядит термин понятность информации, так как в первом случае речь может идти о невозможности по каким-либо причинам получения требуемой информации. Наконец, в-четвертых, предложенный список свойств, как отмечалось, не является полным; так можно справедливо утверждать, что информация, например, должна быть полезной, интересной, ведь если она кажется человеку таковой, то он легче и прочнее запоминает ее.

1.2. Измерение информации

Мы привыкли к единицам измерения различных величин, с которыми нам часто приходится сталкиваться: километр, грамм, час, рубль, доллар и т.д. А как и в каких единицах измерять знания? Ведь информация – это знания, которыми…

Предположим, перед читателем две книги, в которых, очевидно, содержатся определенные знания. Пусть в первой книге триста страниц, а во второй – сто. Значит ли это, что в более толстой книге для вас в три раза больше различных сведений, чем во второй? Вряд ли. Например, первая книга – это сборник русских народных сказок, многие из которых знакомы вам с детства, а вторая книга – самоучитель игры на гитаре, которую вы хотите освоить. Ясно, что в этом случае во второй книге для вас содержится гораздо больше информации, то есть при измерении последней нельзя действовать прямолинейно, а надо учитывать различные параметры, например, содержание.

Информация передается в пространстве и времени от источника к получателю в виде сообщения , под которым можно понимать некоторую форму ее представления с помощью определенных знаков. Такое сообщение может быть выражено средствами естественных или искусственных языков. Первые являются языками общения, возникшими естественным путем и представляющими собой совокупность алфавита, лексики, грамматики, а также фонетики. Вторые являются специально созданнымисемиотическими системами (семиотика – наука о свойствах знаков и знаковых систем) и выступают в роли специализированных знаковых систем для записи информации.

С точки зрения семиотики информационное сообщение рассматривается на трех уровнях. На синтаксическом уровне исследуются внутренние свойства сообщений, а именно отношения, которые сложились между знаками и отражают структуру существующей знаковой системы. (Синтактика – раздел семиотики, изучающий синтаксис знаковых систем). Внешние свойства изучаются на семантическом и прагматическом уровнях. В первом случае анализируются отношения между знаками и обозначаемыми ими понятиями – предметами, действиями, качествами и т.д. Другими словами, в роли объекта изучения на данном этапе выступаетсмысловое

содержание информационного сообщения, а также его связь с источником информации. (Семантика – раздел семиотики, изучающий интерпретацию высказываний знаковых систем). Во втором случае анализируетсяпотребительское содержание сообщения, то есть его связь с получателем информации. (Прагматика – раздел семиотики, изучающий восприятие осмысленных выражений знаковых систем как средств общения между источником и потребителем информации).

В соответствии с этим формируются и три направления решения проблем представления и передачи информации, а также измерения ее количества. Необходимо отметить, что современная теория информации занимается в основном проблемами синтаксического уровня, абстрагируясь от смыслового содержания. При этом центральным понятием является «количество информации», под которым понимается мера частоты использования знаков для формирования сообщений. Мы также сосредоточимся именно на данном направлении, тем более что оно гораздо легче поддается формализации. Однако сначала приведем классификацию методов измерения информации (рисунок 1.1) и дадим обзор двух других уровней рассмотрения внешних свойств информационных сообщений с точки зрения измерения количества информации, содержащейся в них.

Согласно этим целям, содержание курса школьной информатики должно отражать все аспекты предметной области науки, в частности:

Мировоззренческий аспект, связанный с формированием системно-информационного подхода к анализу окружающего мира, роли информации в управлении, общих закономерностях информационных процессов;

Пользовательский аспект, связанный с практической подготовкой учащихся в сфере использования новых информационных технологий;

Алгоритмический аспект, связанный с развитием процедурного мышления школьников.

Все эти три аспекта отражены в данной программе в следующих содержательных линиях:

5. Новые информационные технологии обработки информации.

Эти линии носят сквозной характер, т.е. изучаются на всех этапах курса (со 2 по 11 класс). Материал курса делится на три уровня, учитывающих возраст учащихся и их подготовку:

1 уровень: начальный (пропедевтический) – 2-6 класс;

2 уровень: базовый – 7-9 класс;

3 уровень: профильный – 10-11 класс.

Курс рассчитан на преподавание в объеме 68 годовых часов (2 недельных часа), которые вводятся в учебный план за счет школьного компонента. Содержание курса требует обязательного наличия компьютерной техники.

Программа курса для 2-9 классов полностью соответствует обязательному минимуму содержания образования (уровень А), а в старших классах планируется углубленное изучение по профилям для подготовки школьников к профессиональной деятельности.

При составлении программы были использованы программы курса «Информатика в играх и задачах» (Горячев А.В., Школа 2100), базового курса «Информатика» Семакина И., Шеина Т., а также планирование по учебникам под редакцией профессора Макаровой Н.В. Учебные пособия этих авторов рекомендуется использовать при изучении данного курса.

Начальный (пропедевтический) уровень

1. Информация. Информационные процессы. Языки представления информации.

1) Информация и ее роль в жизни человека. Информационные процессы. Способы представления информации. Кодирование информации. Язык передачи информации. Виды информационных процессов.

Учащиеся должны знать:

Какую роль играет информация в жизни человека;

Понятие «кодирование» информации;

Виды информационных процессов;

Приводить примеры различных видов информации;

Кодировать символьную информацию средствами какого-либо алфавита;

Определять вид информационного процесса, происходящего в конкретной ситуации.

2. Информационное моделирование.

1) Объекты: признаки, состав, сравнение, классификация. Информационные модели объектов. Графические информационные модели. Множества. Пересечение, объединение, вложенность множеств.

Учащиеся должны знать:

Понятия «существенный признак», «классификация» и уметь их объяснять;

Некоторые виды графических моделей: графы, деревья, множества;

Определять существенные признаки предмета;

Описывать состав предмета (в т.ч. в виде схемы);

Определять признак, по которому проведена классификация;

Выполнять классификацию предметов по заданному существенному признаку;

Определять и описывать простые случаи взаимного расположения множеств.

2) Основные понятия логики. Высказывание. Истинность и ложность высказывания. Логические операции отрицания, конъюнкции, дизъюнкции. Методы решения логических задач (табличный, метод кругов Эйлера).

Учащиеся должны знать:

Понятия «высказывания», «истинное высказывание», «ложное высказывание»;

Действие логических операций «неверно, что», «и», «или»;

Методы решения логических задач (табличный, кругов Эйлера);

Определять истинность и ложность высказывания;

Приводить примеры истинных и ложных высказываний;

Решать задачи методом таблиц и кругов Эйлера;

Строить выигрышную стратегию в играх типа «Цепочка».

3. Алгоритмизация и программирование.

1) Понятие алгоритма. Исполнители алгоритмов. Система команд исполнителя. Линейные, разветвляющие и циклические алгоритмы. Вспомогательные алгоритмы (процедуры).

Учащиеся должны знать:

Понятия «алгоритм», «исполнитель алгоритма», «программа»;

Виды алгоритмов;

Основные команды исполнителя Черепашка (язык ЛОГО);

Определять вид готового алгоритма;

Находить ошибки в алгоритме решения задачи;

Определять тип алгоритмической структуры, необходимой для решения несложной задачи;

Составлять алгоритм, используя СКИ учебного исполнителя.

2) Координаты клетки. Числовая ось, отрицательные числа. Координатная плоскость. Координаты точки. Алгоритмы с использованием координат.

Учащиеся должны знать:

Понятия «координаты клетки», «координаты точки»;

Правило определения и записи координат клетки на шахматной доске, точки на координатной плоскости;

Определять координаты заданных клеток, точек;

Отмечать клетки, точки с заданными координатами;

Использовать команды учебных исполнителей для работы с координатами.

2) Симметричные фигуры. Ось симметрии. Симметричные точки на координатной плоскости. Правила построения симметричных фигур. Лабиринты. Правило выхода из лабиринта.

Учащиеся должны знать:

Понятия «симметричная фигура», «ось симметрии»;

Определять, является ли фигура симметричной;

Достраивать фигуру до симметричной, используя данную ось симметрии;

Строить фигуру, симметричную данной относительно данной оси симметрии;

Находить выход из лабиринта.

4. Компьютер как средство обработки информации.

1) Краткая история вычислительной техники. Состав персонального компьютера. Освоение клавиатуры компьютера. Представление информации в компьютере.

Учащиеся должны знать:

Какими средствами вычислительной техники пользовались люди до появления компьютеров;

Название и назначение основных частей персонального компьютера;

Назначение основных клавиш на клавиатуре;

Способ представления информации в компьютере;

Пользоваться клавиатурой компьютера для работы с экранным меню, ввода текстовой информации;

Пользоваться мышью.

2) Хранение информации. Диски и файлы. Имя файла, типы файлов. Файловая система. Дерево диска. Действия с файлами в оболочках операционных систем.

Учащиеся должны знать:

Основные виды носителей для хранения информации;

Понятия «файл», «каталог», «папка», «дерево диска»;

Правила написания имен файлов (в ОС MS-DOS);

Основные типы расширений имен файлов;

Определять правильность имени файла, тип файла по его расширению;

Находить нужные файлы или папки на диске, запускать или просматривать их;

Создавать каталоги, копировать, переименовывать и удалять файлы с помощью программ-оболочек (типа Norton Commander).

1) Обработка текстовой информации на компьютере. Текстовые редакторы. Набор, редактирование, сохранение и распечатка текста. Десятипальцевый слепой метод письма.

Учащиеся должны знать:

Назначение текстового редактора и сферы его применения;

Возможности простых текстовых редакторов: Микрон, Блокнот;

Понятия «редактирование текста», «фрагмент текста»;

Набирать текст в текстовом редакторе, пользуясь десятипальцевым методом письма;

Редактировать набранный текст;

Сохранять текст на диске;

Распечатывать текст из файла на принтере.

2) Обработка графической информации на компьютере. Графические редакторы. Построение изображений с помощью инструментов графического редактора. Создание графических моделей в ГР.

Учащиеся должны знать:

Назначение графического редактора и сферы его применения;

Возможности простых графических редакторов: Художник, Paint;

Понятия «панель инструментов», «палитра»;

Создавать рисунок в графическом редакторе, используя основные инструменты;

Редактировать рисунок;

Сохранять рисунок на диске.

3) Передача информации в компьютерных сетях. Электронная почта. Глобальная сеть Интернет. Гипертексты, переход по гиперссылкам. Адресация в Интернет.

Учащиеся должны знать:

Возможности компьютерных сетей;

Понятия «электронное письмо», «электронная почта», «гиперссылка»;

Правила работы с браузером Internet Explorer;

Находить нужные странички в Интернете по заданному адресу;

Пользоваться электронным почтовым ящиком в Интернете для передачи текстовых файлов и писем с вложениями (графическими файлами).

Базовый уровень

1. Информация. Информационные процессы. Языки представления информации.

1) Информация и ее виды. Действия с информацией. Информационные процессы. Язык как средство представления информации. Измерение информации: содержательный и алфавитный подходы. Единицы измерения информации.

Учащиеся должны знать:

Что такое информационные процессы;

Какие существуют носители информации;

Функции языка как способа представления информации; что такое естественный и формальный языки;

Как определяется единица измерения информации – бит при алфавитном и содержательном подходе;

Что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт;

В каких единицах измеряется скорость передачи информации;

Приводить примеры информации информационных процессов из области человеческой деятельности, живой природы и техники;

Приводить примеры сообщений, несущих 1 бит информации;

Измерять информационный объем текста;

Пересчитывать количество информации в различных единицах.

2) Предыстория информатики. История чисел и систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Двоичная арифметика.

Учащиеся должны знать:

Основные открытия в области хранения, передачи и обработки информации;

Что такое система счисления, в чем различие между позиционными и непозиционными системами счисления;

Переводить целые числа из десятичной системы счисления в другие системы и обратно;

Выполнять арифметические действия над числами в двоичной системе счисления.

2. Информационное моделирование.

1) Понятие объекта, модели объекта. Материальные и информационные модели. Системные модели. Формы представления информационных моделей. Адекватность модели. Словесные, графические, табличные и математические модели. Компьютерное моделирование.

Учащиеся должны знать:

Понятия «модель», «информационная модель», «система», «адекватность модели»;

Формы представления информационных моделей;

Приводить примеры материальных и информационных моделей;

Проводить системный анализ объекта с целью построения его информационной модели;

В несложных случаях формализовать «плохо поставленную» задачу и построить модель для ее решения;

Проводить компьютерный эксперимент над несложной моделью;

Ориентироваться в таблично-организованной информации.

3. Алгоритмизация и программирование.

1) Кибернетика – модели управления. Процессы управления. Обратная связь. Формальный исполнитель. Понятие алгоритма и его свойства. Виды алгоритмов. Алгоритмы работы с величинами.

Учащиеся должны знать:

Что такое кибернетика, предмет и задачи этой науки;

Сущность кибернетической схемы управления обратной связью;

Что такое алгоритм управления;

В чем состоят основные свойства алгоритма;

Способы записи алгоритмов: словесный, блок-схема;

Виды алгоритмов;

При анализе простых ситуаций управления определять механизм прямой и обратной связи;

Пользоваться языком блок-схем, понимать описания алгоритмов на формальном алгоритмическом языке.

2) Языки программирования высокого уровня: их классификация, понятие о синтаксисе и семантике. Введение в язык программирования Паскаль.

Учащиеся должны знать:

Назначение языков программирования;

Правила представления данных на языке программирования Паскаль;

Правила записи основных операторов: ввода, вывода, присваивания, цикла, ветвления;

Правила записи программы;

Работать в среде Турбо-Паскаль;

Составлять несложные программы решения вычислительных задач;

Программировать диалог;

Осуществлять отладку и тестирование программы.

4. Компьютер как средство обработки информации.

1) История развития ЭВМ. Виды современных компьютеров. Архитектура персонального компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти. Магистрально-модульный принцип построения компьютера. Понятие о программном управлении компьютером. Язык машинных команд.

Учащиеся должны знать:

Правила техники безопасности работы на компьютере;

Состав основных устройств компьютера, их назначение и информационное взаимодействие;

Основные характеристики компьютера в целом и его узлов;

Структуру внутренней памяти компьютера;

Типы и свойства устройств внешней памяти;

Сущность программного управления работой компьютера;

Включать и выключать компьютер;

Пользоваться клавиатурой и мышью.

2) Элементы формальной и математической логики. Логические основы работы компьютера. Логические элементы.

Учащиеся должны знать:

Что называется «высказыванием»;

Что такое логические операции, как они выполняются;

Что такое «логический элемент»;

Определять истинность высказываний;

Записывать логические выражения с использованием логических операций инверсии, конъюнкции, дизъюнкции, импликации;

Составлять схему по логическому выражению;

Строить таблицу истинности для логического выражения или схемы.

3) Виды программного обеспечения. Системное ПО. Операционные системы: организация диалога с пользователем, файловая система, управление устройствами.

Учащиеся должны знать:

Назначение программного обеспечения и его состав;

Принципы организации информации на дисках: что такое файл, каталог, файловая структура;

Виды и возможности операционных систем;

Ориентироваться в интерфейсе ОС Windows’95;

Выполнять основные операции с дисками, папками, файлами: форматирование, проверку на наличие ошибок, поиск, копирование, перемещение, удаление, переименование;

Работать с сервисными программами: архиваторами; антивирусными программами.

5. Информационные технологии обработки информации.

1) Тексты в компьютерной памяти: кодирование символов, текстовые файлы. Работа с магнитными дисками и принтерами. Текстовые редакторы и принципы работы с ними.

Учащиеся должны знать:

Способы представления символьной информации в памяти компьютера;

Виды программ для обработки текстов и назначение текстовых процессоров;

Основные режимы работы текстового процессора;

Набирать и редактировать текст в текстовом редакторе Word;

Выполнять форматирование текста, применять элементы оформления;

Сохранять текст на диске, загружать его с диска, выводить на печать.

2) Компьютерная графика: области применения, технические средства, принципы кодирования изображения. Графические редакторы и принципы работы с ними. Редактор презентаций.

Учащиеся должны знать:

Способы представления изображений в памяти компьютера; понятие о пикселе, растре, кодировке цвета, видеопамяти;

Какие существуют области применения компьютерной графики;

Компьютерные средства обработки графики;

Назначение графических редакторов и их возможности;

Назначение основных компонентов среды графического редактора: рабочего поля, меню инструментов; графических примитивов, палитры и пр.;

Принципы работы редактора слайд-фильмов (презентаций);

Строить несложные изображения с помощью графических редакторов Paint, CorelDraw;

Сохранять рисунки на диске, загружать с диска, выводить на печать;

Создавать презентацию, используя вставку текстов, рисунков, встроенную анимацию; демонстрировать готовую презентацию.

3) Базы данных: основные понятия, типы данных. Системы управления базами данных и принципы работы с ними. Просмотр, редактирование, поиск в БД. Проектирование БД.

Учащиеся должны знать:

Что такое база данных, СУБД, информационная система;

Что такое реляционная БД, ее элементы (поля, записи, ключи); типы и форматы полей;

Структуру команд поиска и сортировки информации в базах данных;

Открывать готовую базу данных СУБД Access;

Организовывать поиск информации в БД;

Редактировать содержимое полей БД;

Сортировать записи БД;

Добавлять и удалять записи в БД;

Проектировать собственную БД.

4) Табличные расчеты и электронные таблицы. Принципы работы с электронными таблицами. Моделирование и решение задач в электронных таблицах.

Учащиеся должны знать:

Что такое электронная таблица и табличный процессор;

Основные информационные единицы электронной таблицы: ячейки, строки, столбцы, блоки и способы их идентификации;

Какие типы данных заносятся в электронную таблицу; как табличный процессор работает с формулами;

Основные функции (математические, статистические), используемые при записи формул в ЭТ;

Графические возможности табличного процессора;

Использовать табличный процессор Excel для решения несложных задач;

Заполнять таблицу данными и формулами;

Редактировать и форматировать ячейки таблицы;

Выполнять операции с фрагментами ЭТ;

Получать диаграммы средствами табличного процессора.

5) Компьютерные сети: виды, структура, принципы функционирования, технические устройства. Виды телеобработки: электронная почта, телеконференция, «всемирная паутина». Этика поведения в компьютерной сети. Методы защиты информации. Правовая охрана программ и данных.

Учащиеся должны знать:

Что такое компьютерная сеть, различие между локальными и глобальными сетями;

Назначение основных технических и программных средств функционирования сетей: каналов связи, модемов, серверов, протоколов;

Назначение основных видов услуг глобальных сетей;

Что такое Интернет, какие возможности предоставляет пользователю «всемирная паутина»;

Этику поведения в компьютерной сети; методы защиты своих данных;

Осуществлять обмен информацией в локальной сети компьютерного класса;

Использовать браузер Internet Explorer поиска страниц по их адресам;

Осуществлять поиск информации в одной из поисковых систем по ключевой фразе;

Пользоваться почтовой программой Outlook Express для отправки и получения писем.

ПРОФИЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

1. Математическое моделирование и программирование:

Математическое моделирование в электронных таблицах;

Основы объектно-ориентированного программирования на языке Visual Basic;

Проектирование в среде Auto Cad;

Работа в среде Math Cad;

Обработка изображений в редакторе Photo Shop;

Основы языка разметки гипертекста HTML.

2. Компьютерная графика и дизайн:

Графические информационные модели;

Деловая графика в электронных таблицах;

Обработка изображений в редакторах Corel Draw, Photo Shop;

Компьютерные презентации;

Система верстки Microsoft Publisher;

Создание объемных изображений, работа в 3D-studio;

Дизайн Web-сайтов, работа с Front Page.

3. Компьютерное делопроизводство, экономика и бухгалтерия:

Технология обработки текстовой информации, текстовый процессор Word;

Правила оформления деловых бумаг, шаблоны;

Ведение баз данных в СУБД Access;

Выполнение расчетов в ЭТ Excel;

Планирование событий в Microsoft Outlook;

Ведение бухучета на компьютере; 1С-бухгалтерия;

Поиск информации в Интернет, ведение деловой переписки по электронной почте.

Тематическое планирование

по информатике для 2-го класса

Тема Часы1. Вводные уроки. 8 ч.1) ТБ в кабинете информатики. Информатика, информация. Виды информации, информационные процессы. 2) Прием и передача информации. 3) Язык передачи информации. Кодирование информации.2. Знакомство с компьютером.10 ч.1) Путешествие в музей вычислительной техники (история ЭВМ).

2) Портрет персонального компьютера (устройство ПК).

3) Освоение клавиатуры компьютера. Работа с экранным меню, курсором.

4) Компьютер и счет.

5) Компьютер и грамотность.3. Объекты. Классификация.14 ч.1) Признаки предметов.

2) Описание, состав предметов.

3) Сравнение предметов.

4) Действия предметов.

5) Классификация предметов.

6) Упорядочение предметов.4. Алгоритмизация.20 ч.1) Последовательность событий. Цепочки действий. Понятие алгоритма, исполнителя.

2) Линейные алгоритмы. Блок-схемы. Исполнитель алгоритмов - Робот.

3) Алгоритмы с вопросами.

4) Алгоритмы с повторениями.

5. Координаты.7 ч.1) Координатная сетка.

2) Алгоритмы с использованием координат.6. Симметрия, лабиринты.6 ч1) Симметрия.

2) Лабиринты.6. Резерв, повторение.3 ч.ВСЕГО:68 ч.

Тематическое планирование

по информатике для 3-го класса

ТемаЧасы1. Вводный урок. Правила поведения в кабинете ВТ. Взаимосвязь и назначение основных частей ПК (повторение).

2 ч.2. Объекты. Модели. Сортировка и поиск.6 ч.1) Понятие объекта. Модели объекта.

2) Упорядочение предметов. Словари, каталоги.

3) Адреса и поиск.

4) Схема состава.3. Множества.10 ч.1) Понятие множества, элементы множества.

2) Сравнение множеств, отображение множеств.

3) Вложенность множеств.

4) Пересечение множеств.

5) Объединение множеств.

6) Слова-кванторы.4. Логика.14 ч.1) Понятия "истина", "ложь".

2) Отрицание.

3) Логические операции "и", "или".

4) Графы, деревья.

5) Комбинаторика.

5. Алгоритмизация.20 ч.1) Понятие алгоритма, исполнителя (повторение). Система команд исполнителя.

2) Линейные алгоритмы. Работа с исполнителем "Машинист".

3) Разветвляющиеся алгоритмы. Исполнитель "Монах".

4) Циклические алгоритмы.

5) Задачи на переливание. Исполнитель "Переливашка".

6) Алгоритмический практикум. Работа с исполнителем "Кенгуренок" (пошаговое выполнение, программы, процедуры).6. Координаты.8 ч1) Координаты клетки (повторение).

2) Числовая ось, отрицательные числа.

3) Координатная плоскость. Алгоритмы с координатами.7. Закономерности.5 ч.1) Аналогия.

2) Закономерность.

3) Выигрышная стратегия.8. Повторение, резерв.3 ч.ВСЕГО:68 ч.

Тематическое планирование

по информатике для 5-го класса

ТемаЧасы

Информация. Виды информации. Языки, кодирование информации.

1) Вводный урок. Техника безопасности.

1 ч.2) Информация. Способы представления информации. Информационные объекты в жизни человека. Информационные модели.

2 ч.3) Информационные процессы. Динамические модели.2 ч.4) Языки представления информации. Кодирование информации.3 ч.5) Компьютер – универсальная машина для обработки информации. Состав ПК, клавиатура ПК.

Диски и файлы.

1) Хранение информации. Диски и файлы. Имя файла.

2) Файловая система, дерево диска.

3) Работа с файлами в оболочке Norton Commander.

Обработка текстовой информации

1) Программы-редакторы. Текстовый редактор "Микрон". Курсор в "Микроне". Назначение клавиш.

2 ч.2) Исправление ошибок в текстах. Клавиши редактирования.3 ч.3) Правила оформления текстов. 2 ч.4) Освоение десятипальцевого метода печати текста. Работа с клавиатурными тренажерами.

10 ч.4) Копирование в ТР "Микрон".2 ч.5) Форматирование абзацев.3 ч.2) Текстовые файлы в "Микроне". Чтение и запись.2 ч.3) Обобщающая работа (визитка, выпуск газеты).2 ч.

Передача информации в компьютерных сетях

1) Электронная почта. Пересылка текстовых файлов.

3 ч.2) Сайты в Интернете: поиск по адресу, переход по ссылке.3 ч.

Обработка графической информации в графическом редакторе.

1) Основные инструменты ГР "Художник".

2 ч.2) Копирование элементов рисунка. 2 ч.3) Решение логических задач в ГР.2 ч.

Множества. Логика.

1) Суждения, умозаключения. Решение задач методом таблиц.

3 ч.2) Множества (повторение). Решение задач методом кругов Эйлера.3 ч2) Решение различных логических задач.2 ч.

5 ч. ВСЕГО68 часов

Тематическое планирование

по информатике для 6-го класса

ТемаЧасы

Вводный урок. Техника безопасности в компьютерном классе.

Алгоритмы, исполнители.

1) Понятие алгоритма. Исполнители алгоритмов.

1 ч.2) Виды алгоритмов. Формы записи алгоритмов.3 ч.

Исполнитель Черепашка. Язык программирования Лого.

1) Команды движения и поворота.

2 ч. 2) Работа с цветом и пером.2 ч.3) Процедуры.4 ч.4) Команда "повтори".2 ч.5) Построение правильных многоугольников.3 ч.6) Окружности и дуги.3 ч. 7) Процедуры с параметром.4 ч.8) Работа с формами. Элементы мультипликации.4 ч.9) Координатное поле Черепашки. Перемещение по коорд. пл-ти.3 ч.10) Команда вывода на экран.2 ч.11) Вычисления значений арифметических выражений.1 ч.12 Команда "пусть". Вычислительные задачи.3 ч. 13) Команда "ждисписок". Составление диалоговых программ.4 ч.14) Логические выражения.2 ч.15) Команда выбора.5 ч.16) Рекурсивные процедуры.3 ч.

Обработка информации с помощью стандартных приложений Windows.

1) Работа с окнами. Пиктограммы, меню "Пуск".

3 ч. 2) Вычисления на калькуляторе. Текстовый редактор "Блокнот".3 ч.3) Основные инструменты ГР "Paint".4 ч.4) Передача писем с вложениями по электронной почте.2 ч.

Обзорное повторение по материалу учебного года, резерв.

4 ч.ВСЕГО68 часов

Тематическое планирование

по информатике для 7-го класса

ТемаЧасы

Человек и информация

1) Виды информации. Информационные процессы. Кодирование информации.

3 ч. 2) Измерение информации.4 ч.3) История информатики.2 ч.4) Системы счисления.6 ч.5) Информация и кибернетика. Черные ящики.2 ч.

Устройство компьютера

1) Архитектура персонального компьютера. ТБ при работе с компьютером.

2 ч.2) Принципы организации внутренней и внешней памяти.2 ч.3) Программное обеспечение компьютера. Системное ПО. Действия с файлами в ОС Windows.

5 ч.4) Работа с сервисными программами: архивация данных, антивирусная защита.

Текстовая информация и компьютер

1) Кодирование текстовой информации.

2 ч.2) Обработка информации в текстовом редакторе Word.8 ч.

Графическая информация и компьютер

1) Компьютерная графика: области применения, технические средства. Принципы кодирования изображения.

2 ч.2) Работа с ГР Paint.4 ч.3) Редактор презентаций Power Point.6 ч.

Передача информации в компьютерных сетях.

1) Аппаратное и программное обеспечение компьютерных сетей.

2 ч.2) Поиск информации в сети Интернет. Работа с Internet Explorer. 3 ч.2) Электронная почта: почтовые серверы, регистрация почтового ящика. Настройка и использование почтовой программы. Этика компьютерного общения.

4 ч.4) Способы защиты информации, антивирусная профилактика. 2 ч.

Обзорное повторение по материалу учебного года, резерв.

5 ч.ВСЕГО68 часов

Тематическое планирование

по информатике для 8-го класса

(учебник: Информатика, базовый курс, И. Семакин и др.)

Модели и таблицы

1) Что такое модель. Виды моделей. Понятие об информационной модели, информационной структуре.1 ч.

2 ч.2) Табличные модели. Реляционные базы данных.2 ч.3) СУБД. Знакомство с СУБД Access.2 ч.4) Организация поиска данных в БД с помощью логических выражений.

4 ч.5) Сортировка, удаление и добавление записей.2 ч.6) Проектирование и создание БД.3 ч.

Табличные вычисления на компьютере

1) Что такое электронная таблица. Принципы работы табличного процессора.

2 ч.2) Заполнение и оформление таблицы в Excel.2 ч.3) Работа с формулами. Сортировка данных.3 ч.4) Графическая обработка данных.3 ч.5) Математическое моделирование и решение задач в ЭТ.4 ч.

Информация и управление

1) Кибернетика – модели управления. Принципы обратной связи. Автоматизированные системы управления.

2 ч.2) Управление формальным исполнителем. Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Виды алгоритмов. Учебные исполнители.

Введение в программирование

1) Языки и системы программирования.

1 ч.2) Алгоритмы работы с величинами. Типы величин. Структура программы на языке Turbo Pascal.

3 ч.3) Команды присваивания, ввода и вывода данных. Арифметические выражения. Линейные вычислительные алгоритмы.

6 ч.4) Алгоритмы с ветвящейся структурой. Программирование ветвлений в Паскале.

7 ч.5) Виды циклов. Программирование циклов со счетчиком.8 ч.

Обзорное повторение по материалу учебного года, резерв.

5 ч.ВСЕГО68 часов

Тематическое планирование

по информатике для 9-го класса

(учебник: Информатика, базовый курс, И. Семакин и др.)

ТемаЧасыВводный урок. Техника безопасности при работе с компьютером.

Введение в программирование

1) О языках программирования и трансляторах.

2) Типы данных в Паскале. Структура программы и основные операторы (повторение).1 ч.

4 ч.3) Виды циклов. Программирование циклов с условием.8 ч.4) Массивы. Описание, заполнение, вывод на экран.4 ч.4) Решение задач с использованием массивов: замена элементов, поиск элементов, подсчет кол-ва элементов по условию, минимальный (максимальный) элемент.

8 ч.5) Процедуры и функции в Паскале.6 ч.5) Математическое моделирование и решение прикладных задач на Паскале.

Искусственный интеллект и базы знаний

1) Системы искусственного интеллекта.

1 ч.2) Базы знаний. Язык логического программирования Пролог.4 ч.

Как работает компьютер

1) Двоичная система счисления и двоичная арифметика.

4 ч.2) Структура памяти компьютера и представление чисел. 2 ч.3) Введение в формальную логику. Логические основы работы компьютера.

7 ч.3) Язык машинных команд.2 ч.4) Устройство и работа процессора.2 ч.5) История ЭВМ.1 ч.

Обзорное повторение по материалу учебного года, резерв.

5 ч.ВСЕГО 68 часов

Программа школьного курса «ИНФОРМАТИКА» 2-9 класс

Понравилось? Отблагодарите, пожалуйста, нас! Для Вас это бесплатно, а нам - большая помощь! Добавьте наш сайт в свою социальную сеть:

Методические рекомендации к изучению предмета «Информатика и ИКТ» в базовом курсе информатики.

Изучение информатики и информационных технологий на базовом уровне направлено на достижение следующих целей:

освоение системы базовых знаний , отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира, роль информационных процессов как необходимого условия жизни и эволюции, значение информационных основ управления в биологических, со­циальных и технических системах;

овладение умениями строить, анализировать и преобра­зовывать информационные модели, используя при этом информационные и коммуникационные технологии; анализировать информационные процессы, протекаю­щие в системах различной природы, в том числе при изучении других школьных дисциплин;

развитие познавательных интересов , интеллектуаль­ных и творческих способностей путем освоения и ис­пользования методов и средств информатики в других учебных предметах (математике, физике, биологии, ис­тории, литературе и пр.);

воспитание необходимых норм поведения и деятельнос­ти в соответствии с требованиями и возможностями информационной цивилизации;

приобретение опыта построения компьютерных моде­лей, коллективной реализации информационных про­ектов.

Базовый курс информатики изучается в 7 - 9 классах.

Основными задачами базового курса информатики является:

Формирование основ научного мировоззрения;

Развитие мышления учащихся;

Подготовка учащихся к практическому труду, продолжению образования.

Пути решения поставленных задач отражены в содержании базового курса информатики. Содержание базового курса информатики находится в полном согласии с концепцией проекта стандарта и обязательного минимума. Курс можно разбить на два глобальных раздела: информационные процессы и информационные технологии. Каждый из разделов включает в себя 7 и 6 содержательно-методических линий соответственно.

1. Информация и информационные процессы (Информация. Информационные объекты различных видов. Основные информационные процессы: хранение, передача и обработка информации. Восприятие, запоминание и преобразование сигналов живыми организмами. Роль информации в жизни людей. Понятие количества информации: различные подходы. Единицы измерения количества информации);

2. Представление информации (Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Дискретная форма представления информации. Компьютерное представление текстовой информации. Кодирование графической информации (пиксель, растр, кодировка цвета, видеопамять). Кодирование звуковой информации. Представление числовой информации в различных системах счисления. Компьютерное представление числовой информации);

3. Компьютер как универсальное устройство обработки информации (Основные компоненты компьютера и их функции (процессор, устройства ввода и вывода информации, оперативная и долговременная память). Гигиенические, эргономические и технические условия безопасной эксплуатации компьютера. Программный принцип работы компьютера. Программное обеспечение, его структура. Операционные системы, их функции. Загрузка компьютера. Данные и программы. Файлы и файловая система. Командное взаимодействие пользователя с компьютером, графический пользовательский интерфейс (рабочий стол, окна, диалоговые панели, меню);

4. Алгоритмы и исполнители (Алгоритм. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритмов: блок-схемы. Возможность автоматизации деятельности человека. Исполнители алгоритмов (назначение, среда, режим работы, система команд). Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ). Алгоритмические конструкции: следование, ветвление, повторение. Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательный алгоритм. Алгоритмы работы с величинами: типы данных, ввод и вывод данных. Языки программирования, их классификация. Правила представления данных. Правила записи основных операторов: ввода, вывода, присваивания, ветвления, цикла. Правила записи программы. Этапы разработки программы: алгоритмизация-кодирование-отладка-тестирование. Подпрограммы: процедуры и функции. Массивы (таблицы) как способ представления информации. Обрабатываемые объекты: цепочки символов, числа, списки, деревья, графы.);

5. Формализация и моделирование (Формализация описания реальных объектов и процессов, примеры моделирования объектов и процессов, в том числе-компьютерного. Модели, управляемые компьютером. Виды информационных моделей. Чертежи. Двумерная и трехмерная графика. Диаграммы, планы, карты. Таблица как средство моделирования. Кибернетическая модель управления: управление, обратная связь.);

6. Информационные технологии в обществе (Организация информации в среде коллективного использования информационных ресурсов. Организация групповой работы над документом. Информационные ресурсы общества, образовательные информационные ресурсы. Этика и право при создании и использовании информации. Информационная безопасность. Правовая охрана информационных ресурсов. Основные этапы развития средств информационных технологий.)

7. Основы логики (Основные понятия и операции формальной логики. Логические выражения и их преобразование. Построение таблиц истинности логических выражений. Основные логические элементы компьютера.)

1. Обработка текстовой информации (Создание и простейшее редактирование документов (вставка, удаление и замена символов, работа с фрагментами текстов). Нумерация и ориентация страниц. Размеры страниц, величина полей. Колонтитулы. Проверка правописания. Создание документов с использованием мастеров и шаблонов (визитная карточка, доклад, реферат). Параметры шрифта, параметры абзаца. Включение в текстовый документ списков, таблиц, диаграмм, формул и графических объектов. Разработка и использование стиля: абзацы, заголовки. Гипертекст. Создание закладок и ссылок. Запись и выделение изменений. Распознавание текста. Компьютерные словари и системы перевода текстов. Сохранение документа в различных текстовых форматах. Печать документа.);

2. Обработка графической информации (Растровая и векторная графика. Интерфейс графических редакторов. Рисунки и фотографии. Форматы графических файлов.);

3. Мультимедийные технологии (Компьютерные презентации. Дизайн презентации и макеты слайдов. Звуки и видеоизображения. Композиция и монтаж. Технические приемы записи звуковой и видео информации. Использование простых анимационных графических объектов);

4. Обработка числовой информации (Табличные расчеты и электронные таблицы (столбцы, строки, ячейки). Типы данных: числа, формулы, текст. Абсолютные и относительные ссылки. Встроенные функции.)

5. Хранение информации (Табличные базы данных: основные понятия, типы данных, системы управления базами данных и принципы работы с ними. Ввод и редактирование записей. Условия поиска информации: логические значения, операции, выражения. Поиск, удаление и сортировка данных);

6. Коммуникационные технологии (Процесс передачи информации, источник и приемник информации, сигнал, кодирование и декодирование, искажение информации при передаче, скорость передачи информации. Локальные и глобальные компьютерные сети. Информационные ресурсы и сервисы компьютерных сетей: Всемирная паутина, файловые архивы, интерактивное общение. Электронная почта как средство связи, правила переписки, приложения к письмам. Поиск информации. Компьютерные энциклопедии и справочники: информация в компьютерных источниках информации. Компьютерные и некомпьютерные каталоги: поисковые машины, запросы. Архивирование и разархивирование.).

Из данного описания следует, что базовый курс вводит учащихся в целый ряд изучаемых дисциплин, составляющих информатику: теорию информации, архитектуру ЭВМ, кибернетику, системный анализ, теорию алгоритмов, искусственный интеллект, программирование, дает учащимся основные знания в области современных информационно-коммуникационных технологий. Учащиеся получают практические навыки работы с конкретным видом ЭВМ.

Слово «базовый » в названии курса имеет три смысла:

· дает базовое знание и навыки, позволяющие учащемуся ориентироваться в современной среде компьютеров и программ;

· знания и навыки дают базу для дальнейшего образования в этой области. Это образование может быть продолжено в старших ласах школы в форме разнообразных профильных курсов.

· вторую ступень, на которую ориентирован курс, принято называть базовой.

Под редакцией

С. В. Симоновича

ИНФОРМАТИКА

БАЗОВЫЙ КУРС

высших технических учебных заведений

Издательская программа

300 лучших учебников для высшей школы в честь 300-летия Санкт-Петербурга

осуществляется при поддержке Министерства образования РФ

Москва Санкт-Петербург Нижний Новгород Воронеж Ростов-на-Дону Екатеринбург Самара Новосибирск Киев Харьков Минск2004

ББК 32.973.233я7

УДК 681.3(075)

Рецензенты:

Кафедра САПР Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана

Калин С. В., генеральный директор ЗАО «Открытые технологии "98»

С37 Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2004. - 640 с: ил.

ISBN 5-94723-752-0

В учебнике рассмотрены основные категории аппаратных и программных средств вычислительной техники. Указаны базовые принципы построения архитектур вычислительных систем. Обеспечено методическое обоснование процессов взаимодействия информации, данных и методов. Приведены эффективные приемы работы с распространенными программными продуктами. Рассмотрены основные средства, приемы и методы профаммирования.

Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика», для преподавательского состава, для слушателей военных учебных заведений, учреждений системы повышения квалификации и для лиц, изучающих средства вычислительной техники самостоятельно.

ББК 32.973.-233я7

УДК 681.3(075)

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную

точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

© С. В. Симонович, Г. А. Евсеев, В. И. Мураховский, С. И. Бобровский, 2003

ISBN 5-94723-752-0 © ЗАО Издательский дом «Питер», 2004

Введение 8 Глава 1. Информация и информатика 11

1.1. Информация в материальном мире 11

1.2. Данные 17

1.3. Файлы и файловая структура 31

1.4. Информатика 34 Подведение итогов 36

Вопросы для самоконтроля 37

Глава 2. Вычислительная техника...... .. 38

2.1. История развития средств вычислительной техники 38

2.2. Методы классификации компьютеров 42

2.3. Состав вычислительной системы 49

Подведение итогов 60

Вопросы для самоконтроля 61

Глава 3. Устройство персонального компьютера 62

3.1. Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера 62

3.2. Внутренние устройства системного блока 70

3.3. Системы, расположенные на материнской плате 78

3.4. Периферийные устройства персонального компьютера 87

Практическое занятие 94

Глава 4. Функции операционных систем персональных компьютеров 99

4.1. Обеспечение интерфейса пользователя 99

4.2. Обеспечение автоматического запуска. 100

4.3. Организация файловой системы 101

4.4. Обслуживание файловой структуры. 102

Глава 5. Основы работы с операционной системой Windows XP.............116

Глава 8. Компьютерные сети, Интернет, компьютерная безопасность... 195

Глава 18. Средства автоматизации научно-исследовательских работ.. 509

18.1. Компьютер как инструмент научной работы 509 18.2. Приемы работы с системой Mathcad 513

Практическое занятие 521

Глава 19. Публикация Web-документов 537

19.1. Создание Web-документов 537 19.2. Применение языка HTML 539

19.3. Работа в редакторе FrontPage 552 19.4. Публикация Web-документов 557

Практическое занятие 558

Исследовательская работа 566

Глава 2 0 . Основы программирования....................... 568

Введение

Коренное отличие информатики от других технических дисциплин, изучаемых в высшей школе, состоит в том, что ее предмет изучения меняется ускоренными темпами. Сегодня количество компьютеров в мире превышает 500 миллионов единиц, при этом каждая вычислительная система по-своему уникальна. Найти две системы с одинаковыми аппаратными и программными конфигурациями весьма сложно, и потому для эффективной эксплуатации вычислительной техники от специалистов требуется достаточно широкий уровень знаний и практических навыков.

Вместе с тем, в количественном отношении темп численного роста вычислительных систем заметно превышает темп подготовки специалистов, способных эффективно работать с ними. При этом в среднем один раз в полтора года удваиваются основные технические параметры аппаратных средств, один раз в два-три года меняются поколения программного обеспечения и один раз в пять-семь лет меняется база стандартов, интерфейсов и протоколов.

Таким образом, кардинальным отличием информатики от других технических дисциплин является тот факт, что ее предметная область изменяется чрезвычайно динамично. Все, кто причастен к преподаванию информатики в высшей школе, хорошо знают, как часто приходится менять содержание учебных планов, рабочих программ, учебно-методической документации. Далеко не всегда удается обеспечить соответствие материально-технической базы учебного процесса текущему состоянию предметной области. И даже своевременное реагирование на научнотехнические достижения не всегда позволяет обеспечить уровень знаний и навыков выпускника, адекватный потребностям сферы материального производства и коммерческого рынка, - настолько динамичны процессы в области информационных технологий.

Ныне информатика сталкивается с парадоксальным фактом. Ее основная задача состоит в преодолении общечеловеческого кризисного явления, называемого «информационным бумом», путем внедрения средств и методов, автоматизирующих операции с данными. Однако даже в собственной предметной области информатика

Введение 9

испытывает такой информационный бум, какого не знает ни одна другая область человеческой деятельности. Например, мировой ассортимент изданий, имеющих прямое отношение к информатике (не считая периодических и электронных), составляет порядка десяти тысяч томов в год и полностью обновляется не реже, чем раз в два года.

Анализируя вышеуказанные особенности информатики, авторы данного пособия приходят к выводу, что для преподавания информатики в сложившихся условиях необходимо расширенное взаимодействие между учебными программами общетехнических и специальных дисциплин и учебной программой курса информатики. Основные принципы, вытекающие из такого подхода, включают непрерывность и системность образования, а также раннюю профессиональную ориентацию.

Непрерывность образования. Практические приемы работы со средствами вычислительной техники закрепляются не только при изучении информатики, но и в течение всего периода обучения. Они используются при проведении учебных занятий по самым разным дисциплинам.

Системность образования. В едином методическом подходе, основанном на системе задача - средство - методы - приемы, происходит перекрестное взаимодействие изучаемых дисциплин. Конкретная дисциплина поставляет комплекс задача - методы, а информатика обеспечивает комплекс средства - приемы.

Ранняя профессиональная ориентация. В системе высшего технического образования действует многоуровневая иерархическая система, основанная на том, что знания студента по общетехническим дисциплинам, как правило, реализуются в практические навыки опосредованно, то есть через дисциплины специального цикла, базирующиеся на общетехнических. Информатика - одна из немногих общетехнических дисциплин, развивающая такие практические навыки, которые востребуются напрямую и немедленно, сразу после включения молодого специалиста в профессиональную деятельность.

Этому подчинены структура и содержание пособия. В целом книга состоит из двадцати глав, содержащих достаточно полные сведения о современном состоянии аппаратных и программных средств вычислительной техники.

Главы 1, 2, 8,15 являются теоретическими и обеспечивают единую методическую базу как для изучения информатики, так и для взаимодействия различных учебных дисциплин на платформе информатики.

Главы 9-14, 16, 18 представляют единую технологическую базу для взаимодействия информатики и других предметных дисциплин. Средства, рассмотренные здесь, могут быть использованы при подготовке домашних заданий, контрольных, курсовых и дипломных работ, при обработке результатов экспериментов, сборе исходной информации для самостоятельных исследований, при выполнении графических работ, математическом моделировании физических и технических процессов и при математическом обосновании разрабатываемых проектов.

В современном мире изучение данного предмета в школе является уже необходимостью, ведь компьютеризация проникла уже практически во все сферы жизнедеятельности человека. Вот почему знание хотя бы основ компьютерной грамотности позволит детям чувствовать себя уверенно в наше время.

Изучать информатику онлайн вы можете, зайдя на наш сайт, который содержит практически все темы по информатике, составляющих школьную программу, в видеоформате. Поэтому, располагая достаточным временем, компьютером и доступом в Сеть, вы можете обратиться к видеоурокам и разобрать нужную тему.

Дисциплина строится на принципах и методах обработки, хранения и передачи информации при помощи компьютера и компьютерных сетей. Одним из приоритетных направлений в современном преподавании информатики в школе является направление «Глобальная сеть Интернет». Данный факт обуславливается популяризацией интернет-коммуникаций и общей информатизацией общества.

Программа по информатике

Уроки информатики в формате видео, представленные на нашем портале, помогут ребенку в освоении школьного курса по данному предмету. Во всех школах изучение начал информатики начинается в 5 классе, где рассказывается, как устроен компьютер, как им пользоваться, ребенок также знакомится с наиболее распространенными компьютерными программами. В разделе информатики 5 класса вы сможете найти интересные видеоуроки по всем этим темам. Информатика 6 класса знакомит школьников с основами программирования, что способствует развитию логического мышления у ребенка, этому также помогает изучение теоретических вопросов о формах мышления. Изучение программирования, в частности, на языке Basic, продолжается также и в следующем классе. На нашем сайте в доступной форме объясняются все нюансы этих непростых вопросов, которые изложены в видеоуроках по информатике 7 класса . В 8 классе школьники узнают о таких понятиях, как информационные модели, изучают архитектуру компьютера, узнают, что такое алгоритмы , знакомятся с их свойствами. Все это вы тоже можете найти на нашем портале в разделе информатике 8 класса .

Далее на уроках информатики начинается детальное изучение компьютерной графики, компьютерной анимации, средств и технологий обработки числовой информации, а также трехмерного моделирования и технологий хранения информации, в том числе баз данных. Эти сложные темы могут быть непонятны школьнику с первого раза, именно поэтому на сайте сайт представлены видеоуроки по информатике 9 класса в простой и наглядной форме изложения. С каждым классом курс становится все сложнее: на уроках по информатике 10 класса школьники будут осваивать понятия моделирования живой и неживой природы, логико-математические модели, а также информационную деятельность человека с использованием в ней компьютерных технологий. На уроках информатики 11 класса школьники продолжают изучение вопросов информационной деятельности человека, а еще повторяют и углубляют свои познания, касающиеся особенностей операционных систем и программного обеспечения..

ГИА по информатике является необязательным экзаменом для учеников 9 класса. Экзамен состоит из трёх частей: части А (подразумевает выбор правильного ответа), части B(подразумевает краткий ответ на вопрос) и части С (подразумевает развёрнутое решение). При сдаче экзамена по данной дисциплине ученик должен сообщить, на каком языке программирования он будет выполнять задание С. Эта часть выполняется при помощи компьютера. Чтобы успешно сдать ГИА по информатике, нужно готовиться систематически и подойти к процессу изучения материала серьёзно, используя учебники, лекции и конспекты, а также проверочные материалы по всем темам курса, решать диагностические и тренировочные контрольные.

В процессе изучения тем в рамках программы по информатике важна не только теоритическая составляющая, но и практический компонент. Потому что информационные технологии и процессы невозможно полностью осмыслить и понять, изучив лишь только теорию - как правило, навык приобретается на практике. Грамотное использование компьютера способно превратить невероятно сложную задачу в простейший алгоритм действий и тем самым упростить имеющуюся задачу.

Курс начальной информатики призван расширить кругозор младшеклассников, развить мыслительный процесс и познакомить с базовыми понятиями предмета.

При преподавании информатики в школе в старших классах должны достигаться следующие цели:

1. Приобретение навыков работы со средствами информационно-коммуникационных технологий.

2. Знакомство с различными видами информации и умение работать с ними при помощи ПК.

3. Выполнение и разработка проектов разной сложности.

4. Получение основополагающих теоретических знаний.

5. Развитие творческих способностей.

Роль компьютерных технологий в жизни человека растет с каждым днем. И на данный момент ПК применяется практически во всех сферах нашей повседневности. XXI век - эпоха глобальной информатизации общества, поэтому залогом успешной профессиональной деятельности любого человека является компьютерная грамотность. Следовательно, важно, чтобы школьник, изучая информатику в школе, в полной мере овладел основами компьютерной грамотности.

Изучать материал и повторять знания вы сможете с помощью нашего ресурса. Здесь содержится большое количество материалов, которые помогут изучить самостоятельно информатику онлайн.