ИНФОРМАТИКА

Под редакцией профессора Н.В.Макаровой

Третье переработанное издание

Рекомендовано Министерством образования

Российской Федерации

в качестве учебника для студентов

экономических специальностей

высших учебных заведений

МОСКВА

"ФИНАНСЫ И СТАТИСТИКА" 2001УДК 004(075.8) ББК 32.97я73 И 74

АВТОРЫ:

Н.В. Макарова, профессор, доктор педагогических наук - научное и общее редактирование; предисловие; гл. 1,2,3,8,9,12 и 14; Л.А. Матвеев, профессор, доктор экономических наук - гл. 13 и 14, подразд. 3.4;

В.Л. Бройдо, профессор, кандидат технических наук - гл. 4, 5 и 7; Т.А. Гаврилова, профессор, доктор технических наук - гл. 16 и 17; Е.Л. Рамин, доцент, кандидат технических наук - гл. 10 и 11; О.П. Ильина, доцент, кандидат экономических наук - гл. 8, 18 и 19; В.Б. Ступак, доцент - гл. 6; Е.В. Стельмашонок, доцент, кандидат экономических наук - гл. 15

РЕЦЕНЗЕНТЫ: Кафедра «Информационные системы в экономике и менеджменте»

Санкт-Петербургского государственного технического университета;

В.В. Александров, профессор,Санкт-Петербургский .институт, информатики

и автоматизации Российской академии наук, доктор технических наук;

Г.А. Краюхин, профессор Санкт-Петербургской государственной

инженерно-экономической академии, доктор технических наук

Данный учебник является победителем по дисциплине «Информатика»

Всероссийского конкурса учебников нового поколения по общим фундаментальным естественнонаучным дисциплинам

Информатика: Учебник. - 3-е перераб. изд. /Под ред. И74 проф. Н.В. Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 2001. — 768 с.: ил.

I8ВN 5-279-02202-0

Рассмотрены разделы информатики, определяющие базовый уровень подготовки специалистов: основы информационной культуры, современные технические средства и программный инструментарий новых информационных технологий (системное и прикладное программное обеспечение, инструментарий создания программных продуктов).

Для студентов, изучающих дисциплину "Информатика", преподавателей, слушателей институтов повышения квалификации; может быть использован широким кругом пользователей персонального компьютера.

2404000000-036 УДК 004(075.8)

ББК32.97Я73

© Коллектив авторов, 1997 13ВЫ 5-279-02202-0 © Коллектив авторов, 2000

К ЧИТАТЕЛЮ

Войти в XXI век образованным человеком можно, только хорошо владея информационными технологиями. Ведь деятельность людей все в большей степени зависит от их информированности, способности эффективно использовать информацию. Для свобод­ной ориентации в информационных потоках современный специа­лист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию с помощью компьютеров, телекомму­никаций и других средств связи. Заложить фундамент информа­ционной культуры призвана дисциплина "Информатика", изучение которой начинается со школьной скамьи, а затем, приобретая более целенаправленный характер, продолжается в высшем учеб­ном заведении. Эта дисциплина достаточно новая и своим появ­лением обязана развитию индустрии информатики, бурному процессу информатизации, начавшемуся в нашей стране. Об информации начинают говорить как о стратегическом ресурсе общества, как о ресурсе, определяющем уровень развития госу­дарства.

Информатика, как никакая другая область знаний, характе­ризуется чрезвычайно высокой степенью динамики изменений. Кроме того, учитывая ее всепроникающий характер, благодаря которому происходит интеграция знаний, идей, в настоящее время трудно очертить границы информатики. Удается выде­лить лишь ее основные направления. В таких условиях создать учебник по информатике — задача непростая, но чрезвычайно ак­туальная. Решить ее взялся коллектив авторов — профессоров и доцентов из нескольких вузов Санкт-Петербурга. Учебник, кото­рый Вы держите в руках, отражает сегодняшнее понимание информатики как базовой дисциплины, имеющей общеобразова­тельное и общечеловеческое значение.

Этот учебник — фундаментальное издание по информатике в России. Он ориентирован на широкое использование в учебном процессе вузов разного профиля. Практическую сторону предмета отражает Практикум по обучению технологии работы на персональном компьютере в наиболее распространенных программных средах, написанный теми же авторами. Практикум— обязательное дополнение к учебнику.

В учебнике найти отражение основные теоретические и практические направления, что дает возможность получть разносторонние знания о содержании и сущности базы инфор­мационной культуры, о современном состоянии и тенденциях развития компьютерной техники, сетей, офисной техники, о що-граммном обеспечении, о важных составляющих современны информационных технологий, таких, как текстовые процессор, электронные таблицы, системы управления базами данных, интегрированные системы, операционные системы и оболочки.

Благодаря хорошо продуманной авторами методике изложения и четкой структурированности материала существенно облегчен процесс усвоения информатики.

Надеемся, что предлагаемый учебник поможет Вам освоить одну из самых передовых областей человеческой деятельности и стать информационно грамотным специалистом грядущею столетия.

Президент Международной академии наук

высшей школы,

д-р техн. наук, профессор,

Заслуженный деятель науки и техники

Российской Федерации

В.Е. Шукшуна

ПРЕДИСЛОВИЕ

Прошло совсем немного времени, как в школах и вузах страны начали изучать информатику. Сейчас она претендует на звание базовой дисциплины в системе выс­шего образования и в комплексе с другими классическими дисциплинами (матема­тикой, физикой, химией, естествознанием, биологией, историей) призвана создавать фундамент профессионального образования в вузе.

К сожалению, до сих пор нет единой точки зрения на область знаний под на­званием "Информатика" и соответствующую ей дисциплину. Одни говорят — это веление времени, дань моде, явление преходящее или считают информатику слож­ной премудростью, где к тому же требуется познать характер некоего современного монстра — персонального компьютера и научиться управлять им. Другие восприни­мают информатику лишь как практическую дисциплину, где учат "правильно нажи­мать кнопки" персонального компьютера. (Надеемся, что вы с юмором отнесетесь к такой трактовке информатики.)

Однако кто поработал в солидной фирме, знает, что информатика и связанные с ней информационные технологии — необходимый атрибут профессиональной пригодности в обществе. Претендент на престижную работу должен обладать не только профессиональными знаниями и владеть иностранным языком, но и свобод­но разбираться в информационной технологии работы на персональном компьюте­ре, что как раз и дает изучение информатики}

Наступило время, когда профессионал — юрист, инженер, экономист, социо­лог, журналист — уже с трудом справляется с потоками информации. Специалисту, чтобы на должном уровне выполнять свои обязанности, необходимы инструмента­рий и методология его применения для обработки информации. Это сравнимо с ис­пользованием средств передвижения: теоретически человек может пешком преодолеть любое расстояние, но современный темп жизни просто немыслим без применения автомобиля, поезда, самолета и т.д. То же самое происходит и в облас­ти, связанной с обработкой информации: теоретически человек сам может перера­ботать без компьютера любую информацию, но сделает это эффективнее, если овладеет знаниями и умениями, которыми располагает информатика.)

Разные взгляды на область знаний, названную "Информатикой", и на ее грани­цы определили и разные подходы к формированию содержания курса в вузе. В на­стоящее время существует несколько примерных программ по дисциплине "Информатика", и каждое учебное заведение, ориентируясь на одну из них, прово­дит обучение в соответствии с потребностями своей предметной области.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В связи с этим перед авторами учебника встала непростая задача — опреде­лить, что и в каком объеме нужно знать студенту по базовой дисциплине "Информатика".

Решение задачи велось в двух направлениях:

• отбор содержания и выделение наиболее значимых тем и аспектов, которые могли бы составить ядро дисциплины;

• разработка методики изложения и структурирования материала.

Известно мнение широкого круга специалистов по компьютерной технике, ин­формационным системам и технологиям, что информатика — это, скорее, дис­циплина практического направления, где студент приобретает навыки работы на персональном компьютере в наиболее распространенных программных средах, и вопрос состоит только в том, какие из них выбрать. Если ориентироваться на такой подход, то, учитывая высокую динамику замены одних программных продуктов и технических средств другими, вряд ли когда-нибудь удастся своевременно создать учебник по этой дисциплине.

По мнению авторов, информатика служит прежде всего для формирования оп­ределенного мировоззрения в информационной сфере и освоения информационной культуры, т.е. умения целенаправленно работать с информацией, профессионально используя ее для получения, обработки и передачи компьютерную информацион­ную технологию и соответствующие ей технические и программные средства. Такой подход позволил авторам выделить в рассматриваемой области:

• относительно стабильные базовые знания (ядро), отражен­ные в учебнике по информатике;

• динамично изменяемые знания, которые составили содержание практикума — практического руководства по освоению конкретных програм­мных сред персонального компьютера.

Примечание. Взаимосвязь разделов учебника с практикумом представ­лена на схеме.

Учебник по информатике содержит базовые теоретические и практические сведения, которыми должен владеть любой профессионал независимо от рода его деятельности. Учебник разбит на пять разделов, отражающих следующие аспекты информатики: основы информационной культуры, техническая база информацион­ной технологии, системное программное обеспечение компьютера, прикладные программные продукты, инструментарий технологии программирования. Каждая глава учебника написана как автономная часть, и при ее изучении необязательно знать содержание предыдущих глав. Вы можете читать учебник с любой интере­сующей вас темы.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель учебника:

• дать целостное представление об информатике и ее роли в развитии общества;

• раскрыть суть и возможности технических и программных средств информатики;

• сформировать понимание — с какой целью и каким образом можно использовать информационные системы и технологии._______

Практикум по информатике является необходимым, неотъемлемым дополне­нием учебника, своего рода самоучителем. С его помощью вы сможете са­мостоятельно освоить известные и распространенные программные среды: Windows 95, Windows 98, текстовый процессор Word, табличный процессор Ехсе1, систему управления базой данных Ассеss, систему презентации Power Point и глобальную сеть Интернет. Каждая глава практикума автономна, т.е. работу с практикумом вы можете начать сразу с освоения конкретной интересующей вас в данный момент программной среды.

Примечание. Более поздние версии рассматриваемых программных продуктов, работающих в среде \Утёо\У8 95, базируются на тех же принципах и имеют тот же основной состав режимов и команд. Поэто­му эти программные среды вы можете также осваивать по нашему практикуму.

Цель практикума — научить пользоваться программным инструмента­рием компьютерной информационной технологии для работы:

• на локальном компьютере и при подключении его к сети;

• с документами и текстами;

• с данными, представленными в табличной форме;

• с базами данных._______________________________

Читая предисловие, задавайте вопрос: "Хотите ли вы подчинить широчайшие возможности компьютера своим интересам и пользоваться им профессионально в той области, где будете работать?" От вашего решения зависит настроение, с каким вы будете изучать материал учебника, закладывая тем самым фундамент информа­ционной культуры, так необходимой вам в будущем. Познание информатики — сложный процесс. Авторы попытались трудные вопросы изложить на доступном для понимания уровне. К сожалению, это не всегда удавалось. Слишком много таких аспектов в информатике, которые требуют не только запоминания, но и раз­мышления. Разработанная структура учебника, по мнению авторов, как раз и будет способствовать наилучшему освоению основных аспектов информатики.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел 1. Основы информационной культуры

Глава 1. Переход к информационному обществу 13

1.1. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБЩЕСТВА 14

Представление об информационном обществе (14). Роль информатизации в развитии общества (17). Об информационной культуре (21)

1.2. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ОБЩЕСТВА 23

Информационные ресурсы (23). Информационные продукты и услуги (24). Рынок информационных продуктов и услуг (28). Правовое регулирование на информационном рынке (33)

1.3. ИНФОРМАТИКА —ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ 34

Появление и развитие информатики (34). Структура информатики (36)

Ключевые понятия. Вопросы для самопроверки. Литература 38

Глава 2. Измерение и представление информации 40

2.1. ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ СВОЙСТВА 41

Информация и данные (41). Формы адекватности информации (42). Меры информации (43). Качество информации (47)

2.2. КЛАССИФИКАЦИЯ И КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ 48

Система классификации (48). Система кодирования (54). Классификация информации по разным признакам (56)

Ключевые понятия. Вопросы для самопроверки. Литература 59

Глава 3. Информационные системы и технологии 61

3.1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 62

Общее представление (62). Роль структуры управления в информационной системе (65). Примеры информационных систем (70)

3.2. СТРУКТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 71

Структура информационной системы (71). Классификация информационных систем по признаку структурированности задач (75). Классификация информационных систем по функциональному признаку и уровням управления (78). Прочие классификации информационных систем (85)

3.3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 87

Понятие информационной технологии (87). Этапы развития информационных технологий (92). Проблемы использования информационных технологий (94)

3.4. ВИДЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 97

Информационная технология обработки данных (97). Информационная технология управления (99). Автоматизация офиса (101). Информационная технология поддержки принятия решений (106). Информационная технология экспертных систем (111)

Ключевые понятия. Вопросы для самопроверки. Литература 113

Раздел 2. Техническая база информационной технологии

Глава 4. Архитектура персонального компьютера 119

4.1. ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ 120

Представление информации в ЭВМ (120). Логические основы построения ПК (124). Программное управление ЭВМ (127)

4.2. ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ 129

Основные блоки ПК и их назначение (129). Внутримашинный системный интерфейс (135). Функциональные характеристики ПК (139)

4.3. МИКРОПРОЦЕССОРЫ 141

Типы микропроцессоров (141). Структура микропроцессора (144). Последовательность работы блоков ПК (148)

4.4. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПК 148

Регистровая КЭШ-память (148). Основная память (149). Внешняя память (152). Сравнительные характеристики запоминающих устройств (160)

4.5. ОСНОВНЫЕ ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ПК 161

Клавиатура (161). Видеотерминальные устройства (165). Принтеры (169). Сканеры (172)

4.6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА 174

Ключевые понятия. Вопросы для самопроверки. Литература 178

Глава 5.Состояние и тенденции развития эвм 181

5.1.КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ 182

5.2.БОЛЬШИЕ ЭВМ 186

5.3.МАЛЫЕ ЭВМ 188

5.4.ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ 189

5.5.СУПЕРЭВМ 190

5.6.СЕРВЕРЫ 193

5.7.ПЕРЕНОСНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ 193

5.8. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ 197

Ключевые понятия. Вопросы для самопроверки. Литература 200