МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

КОСМАЧЕВ В. В., КОРОЛЕВ Д. А., ПИМЕНОВ А. В.

ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ИНФОРМАТИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ»

Под ред. к. т. н., доц. Дорошенко А. Н.

М ГАПИ

2005 г.

УДК 519.68

Космачев В. В., Королев Д. А., Пименов А. В.

Основы информатики: Учебно-методическое пособие по дисциплине «Информатика и программирование» / Под ред. к. т. н., доц. Дорошенко А. Н. — М.: МГАПИ, 2005. — 82 с.

В данном учебно-методическом пособии излагаются теоретические основы информатики. Особое внимание уделено вопросам представления, измерения, кодирования, хранения, обработки и передачи информации. В работе также изложены принципы устройства ЭВМ.

Рецензенты:

Профессор кафедры

Экономические информационные системы МГАПИ

Кострицкий Вадим Яковлевич

Ведущий научный сотрудник ИАЦ ГУ РИНКЦЭ

Мелихов Василий Олегович

Учебно-методическое пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры ЭФ–2 «??» июня 2005 г., протокол №14

© Каф. ЭФ–2 МГАПИ, 2005 г.

© Компьютерная верстка: Королев Д. А., 2005 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

Часть I ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ 5

Глава 1 ИНФОРМАЦИЯ И ОБЩЕСТВО 5

1.1 Развитие информационного общества 5

1.2 Основные понятия и определения 6

1.3 ИНФОРМАТИКА И ЕЕ ЗАДАЧИ 7

Глава 2 ИНФОРМАЦИЯ 11

2.1 Понятие информации 11

2.2 Информационные сигналы 12

2.3 Преобразование сообщений 13

2.4 Понятие данных 16

2.5 Свойства информации 17

2.6 Меры информации 18

2.7 Экономическая информация 21

Глава 3 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ 23

3.1 Понятие о формальном языке 23

3.2 Язык чисел (системы счисления) 24

3.3 Язык логики 31

Глава 4 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ 42

4.1 Хранение данных 43

4.2 Обработка данных (кодирование) 44

4.3 Передача данных 52

Глава 5 ЭВМ — ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ИНФОРМАТИКИ 60

5.1 Понятие об ЭВМ 60

5.2 Архитектура персонального компьютера 64

5.3 Представление данных в компьютере 68

5.4 Программное обеспечение компьютера 78

Список рекомендуемой литературы 83

ВВЕДЕНИЕ

Нужны ли Вам знания дисциплины «Информатика и программирование»? Обоснование необходимости ее изучения следует из скорости проникновения компьютера во все новые области. Сегодня в мире нет ни одной отрасли науки и техники, которые развивались бы так стремительно, как информатика. Каждые два года происходит смена поколений аппаратных и программных средств вычислительной техники. Сегодня любой человек понимает, что наступило время больших потоков информации. Поэтому претендент на престижную работу должен обладать не только профессиональными знаниями, но и свободно владеть информационными технологиями, знать персональный компьютер, что как раз и дает изучение информатики.

Чтобы успевать за развитием технической базы предмета информатики, необходимо непрерывное самообразование и самосовершенствование. Для профессионального применения средств информатики непременным условием является личная целеустремленность, постоянное и настойчивое желание осваивать новые знания и приобретать необходимые навыки. Именно поэтому будущему профессионалу (юристу, экономисту, инженеру и т. д.), чтобы на должном уровне выполнять свои обязанности, необходимы инструментарий и методология его применения для обработки информации, т. е. он обязан освоить фундаментальные понятия каждой из областей информатики, ориентироваться в их взаимосвязи, приобрести навыки практической работы с важнейшими техническими и программными средствами.

Одна из важнейших задач любой учебной дисциплины — научить обучаемого самостоятельно осваивать новые знания и приобретать необходимые навыки. Исходя из всего сказанного дисциплина «Информатика и программирование», читаемая для студентов специальности 315400 «Прикладная информатика в экономике», формулирует общие цели обучения:

1. Образовательная и развивающая цель — обучить студентов начальным теоретическим основам информатики, алгоритмизации и программирования, вооружив их базовыми умениями и навыками, необходимыми для прочного и сознательного усвоения этих знаний. Главная задача — формирование черт личности, определяющих общее умственное развитие, развитие их мышления и творческих способностей.

2. Практическая цель — вооружить студентов знаниями, умениями и навыками, которые обеспечивают подготовку к трудовой деятельности после окончания ВУЗа. Это означает, что курс «Информатика и программирование» не только знакомит с основными понятиями теоретической информатики, теорией алгоритмов и языком программирования TURBO PASCAL, но и уделяет достаточное внимание практической ориентации.

3. Воспитательная цель — формировать информационную культуру студентов, их научное мировоззрение, культуру умственного труда, умение планировать свою работу, рационально ее выполнять, критически соотносить план работы с реальным его выполнением. Одной из основных задач является адаптировать студентов первого курса к требованиям и отличительным особенностям процесса обучения в ВУЗе.

Дисциплина «Информатика и программирование» ставит своей задачей воспитание информационной культуры студентов через достижение первого уровня компьютерной грамотности с явно выраженной фундаментальной компонентой.

Часть I теоретические основы информатики

Глава 1 информация и общество

Стоит заметить, что с момента выделения первобытных людей из мира животных и во все последующие тысячелетия их общественного проживания роль коммуникаций при решении совместных вопросов только возрастала. Сейчас любые совместные действия, решение любой задачи, в которой участвует более одного человека, требуют обмена информацией, представленной в форме понятной всем участникам.

1.1 Развитие информационного общества

Прогресс человечества связан с ростом промышленных, энергетических, технологических и других ресурсов, что вызывает увеличение общего объема информации, причем этот объем растет с течением времени значительно быстрее, чем население земного шара и его материальные потребности.

Для характеристики информационного обеспечения любого исторического этапа развития человечества выделим несколько параметров:

1. Организация передачи информации в пространстве, т. е. распространение информации с целью обеспечения доступа к ней людей (потребителей), удаленных друг от друга. Она характеризуется скоростью распространения информации.

2. Организация передачи информации во времени, т. е. накопление и хранение информации в интересах будущих поколений потребителей.

3. Организация обработки информации, т. е. преобразование имеющейся информации с целью ее использования для решения задач практики — управления, обучения, создания новой информации.

Из истории известны четыре информационных барьера, приведших к преобразованию общественных отношений из-за глубоких, кардинальных изменений в сфере информационных технологий:

1. Изобретение письменности (приблизительно 5 тыс. лет до нашей эры) позволило передавать знания. Противоречие состояло в том, что человечеству требовалась возможность сохранять во времени накопленные опыт и знания. До этого единственным хранилищем информации являлся мозг человека. Передача информации была связана с механическим перемещением самого человека и, следовательно, скорость передачи была весьма низкой, а передача ненадежной. Обработка информации также производилась человеком.

2. Книгопечатание (15 век) привело к возможности накопления и широчайшему использованию знаний. Появление цехов, мануфактур, т. е. развитие производства потребовало большого числа образованных людей, способных управлять этим производством. Противоречие состояло в том, что количество источников информации — рукописных книг, рукописей — не могло обеспечить обучение большого количества людей. Скорость распространения информации стала определяться скоростью механического перемещения ее бумажного носителя. Обработка производилась человеком.

3. Электричество, радио, телефон, телеграф (конец 19 века — начало 20 века) изменили скорость обмена информацией и расширили возможности ее накопления. Противоречие — бурное развитие промышленности, ее монополизацию не устраивали скорости распространения знаний и делового обмена информацией. Появились и иные устройства хранения информации — фотография, кино, магнитная запись. Без существенных изменений оставалась лишь ситуация, связанная с переработкой информации, — эту функцию по-прежнему выполнял человек.

4. ЭВМ (вторая половина 20 столетия) привели к информатизация общества посредством автоматизации процессов передачи, хранения и выдачи данных. Противоречие — общие объемы информации, которыми располагало человечество, выросли настолько, что суммарной пропускной способности человеческого мозга оказалось недостаточно для ее переработки. Решение — создать информационные системы, в которых осуществляется обработка информации на основе разработанных информационных технологий. Варианты решения появились в 1945–1948 гг. в результате появления первой цифровой вычислительной машины и разработок К. Шеннона математических принципов кодирования и передачи информации, а также его предложения метода объективного измерения количества информации. Внедрение в жизнь данных разработок позволило автоматизировать информационный процесс, что привело к резкому увеличению скорости обмена данными и возможностей ее накопления и обработки, к хранению больших массивов информации в компьютерных сетях с возможностями мгновенного обращения к ним, в том числе и через системы электронных коммуникаций.