- •Содержание предисловие 5
- •Тема 1. Основные понятия информатики 8
- •Тема 2. Алгоритмизация и программирование 23
- •Тема 3. Технические средства реализации информационных процессов 40
- •Тема 10. Искусственный интеллект 170
- •Предисловие
- •Тема 1. Основные понятия информатики
- •1.1. Информатика, ее структура, задачи и функции
- •1.2. Место информатики в ряду других фундаментальных наук
- •1.3. Понятие информации
- •1.4. Измерение информации: количество, единицы измерения, энтропия
- •1.5. Свойства информации
- •1.6. Виды информации
- •1.7. Требования к информации
- •1.8. Классификация и кодирование информации
- •Кодирование и декодирование числовой информации
- •Международные системы байтового кодирования текстовой информации
- •Кодирование графических данных
- •1.9. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
- •Тесты для самопроверки
- •1. Из каких взаимосвязанных частей состоит информатика?
- •2. Информация это
- •Тема 2. Алгоритмизация и программирование
- •2.1. Понятие алгоритма
- •2.2. Свойства алгоритмов
- •2.3. Графическое представление алгоритмов
- •2.4. Технологии программирования Операционный подход
- •Структурный подход
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Декларативный подход в программировании
- •Процедурно-ориентированное программирование
- •2.5. Понятие языка программирования
- •2.6. Грамматика языков программирования
- •2.7. Проектирование программ
- •2.8. Системы программирования
- •2.9. Языки программирования высокого уровня Язык программирования Паскаль
- •Основные элементы языка программирования Паскаль
- •Язык программирования Пролог
- •Тесты для самопроверки
- •Задания для самопроверки
- •2. Разработать алгоритм и программу на языке Паскаль, выполняющую следующие действия:
- •Тема 3. Технические средства реализации информационных процессов
- •3.1. Офисная техника
- •3.2. История развития средств вычислительной техники
- •3.3. Методы классификации компьютеров
- •Классификация по поколениям Первое поколение
- •Второе поколение
- •Третье поколение
- •Четвёртое поколение
- •Пятое поколение37
- •Классификация по условиям эксплуатации
- •Классификация по производительности и характеру использования
- •Основные разновидности портативных компьютеров
- •3.4. Архитектура эвм
- •Классическая архитектура (архитектура фон Неймана)
- •Многопроцессорная архитектура
- •Многомашинная вычислительная система
- •Архитектура с параллельными процессорами
- •3.5. Базовая аппаратная конфигурация пк
- •Системный блок
- •Видеосистема компьютера
- •Монитор на базе электронно-лучевой трубки
- •Последняя не должна быть ниже 85 Гц, иначе изображение будет мерцать. Жидкокристаллические мониторы
- •Сенсорный экран
- •Клавиатура
- •3.6. Внутренние устройства системного блока пк
- •Системная плата
- •Внешняя память
- •Накопители на гибких магнитных дисках
- •Накопители на жестких магнитных дисках
- •Оптические накопители cd-rom
- •Накопители на магнитной ленте (стримеры)
- •Flash-память
- •Платы расширения
- •Аудиоадаптер
- •Видеоадаптер и графический акселератор
- •Модем и факс-модем
- •3.7. Системы, расположенные на материнской плате пк Центральный процессор
- •Микропроцессорный комплект
- •Системные шины
- •Внутренняя память
- •Оперативная память
- •Постоянная память
- •3.8. Периферийные устройства пк Принтеры
- •Плоттер
- •Манипуляторы
- •Дигитайзер
- •3.9. Общая схема пк
- •Тесты для самопроверки
- •Тема 4. Программные средства реализации информационных процессов
- •4.1. Программное обеспечение эвм. Классификация и структура.
- •4.2. Назначение и основные функции ос
- •4.3. Классификация ос
- •4.4. Понятие файловой системы
- •4.5. Сетевое по
- •4.6. Операционные среды и оболочки
- •4.7. Служебное по
- •Тесты для самопроверки
- •Тема 5. Инструментарии решения функциональных задач
- •5.1. Понятие прикладного по и пакета прикладных программ
- •5.2. Прикладное по общего назначения
- •5.2.1. Текстовые процессоры
- •5.2.2. Электронные таблицы
- •5.2.3. Средства создания презентаций
- •5.2.4. Система управления базами данных
- •5.2.5. Графические редакторы
- •5.2.6. Офисные системы
- •5.3. Проблемно-ориентированное по
- •5.4. Методо-ориентированное по
- •Тесты для самопроверки
- •Тема 6. Базы данных
- •6.1. Основные понятия баз данных
- •6.2. Виды моделей баз данных
- •6.2.1. Иерархическая модель данных
- •6.2.2. Сетевая модель данных
- •Реляционная модель данных
- •6.3. Классификация баз данных
- •6.4. Проектирование реляционной бд
- •6.4.1. Требования к бд
- •6.4.2. Трехуровневая архитектура представления данных
- •6.4.3. Средства представления инфологической модели данных
- •6.4.4. Нормализация отношений
- •Первая нормальная форма
- •Вторая нормальная форма
- •Третья нормальная форма
- •6.5. Основы использования языка sql
- •6.5.1. Язык Описания Данных
- •6.6. Язык Манипулирования Данными
- •Тесты для самопроверки
- •Тема 7. Модели и моделирование
- •7.1. Ключевые этапы моделирования
- •7.2. Обобщённая классификация моделей
- •7.2.1. Категориальные модели
- •7.2.2. Модели, фиксирующие особенности свойств оригинала
- •7.2.3. Природа моделей
- •7.2.4. Основания для перехода от модели к оригиналу
- •7.3. Классификация математических моделей
- •7.3.1. Модели, определяемые методом получения результата
- •7.3.2. Модели, определяемые инструментальной средой моделирования
- •Тесты для самопроверки
- •9. Среди общепринятых классификаций видов моделей отсутствует их классификация на
- •10. В отношении «объект-модель» не находятся понятия
- •Тема 8. Компьютерные сети
- •8.1. Основные понятия компьютерных сетей
- •8.2. Топология компьютерных сетей
- •8.3. Структура вычислительной сети
- •8.3.1. Компьютеры
- •8.3.2. Каналы передачи данных
- •8.3.3. Устройства сопряжения эвм с аппаратурой передачи данных
- •8.3.4. Устройства межсетевого интерфейса
- •8.3.5. Устройства коммутации
- •8.3.6. Методы доступа к каналам связи
- •8.4. Локальные сети
- •8.5. Организация работы в локальной сети
- •8.5.1. Сеть с файловым сервером
- •Одноранговая сеть
- •Модель открытой системы взаимодействия
- •8.6. Возможности сети Интернет
- •8.6.1. Программное обеспечение работы в Интернет
- •8.6.2. Адресация и протоколы в Интернет
- •8.7. Службы Интернета
- •8.7.1. Терминальный режим
- •8.7.2. Всемирная паутина, или World Wide Web
- •8.7.3. Служба Gopher
- •8.7.4. Файловые информационные ресурсы ftp
- •8.7.5. Электронная почта (e-mail)
- •8.7.6. Списки рассылки (Mail List)
- •8.7.7. Новости, или конференции
- •8.7.8. Передача разговоров по Интернету
- •8.7.9. Многопользовательские области, или Игры в Internet
- •8.7.10. Радиовещание Интернет (Internet Talk Radio)
- •8.7.11. Базы данных wais
- •8.8. Сетевая операционная система (сос)
- •8.8.1. Сетевая операционная система aix
- •8.8.2. Сетевая операционная система Cairo
- •8.8.3. Сетевая операционная система Dayton
- •8.8.4. Сетевая операционная система lan Server
- •8.8.5. Сетевая операционная система NetWare
- •8.8.6. Сетевая операционная система vines
- •8.8.7. Сетевая операционная система Windows 95
- •8.8.8. Сетевая операционная система Windows nt*
- •8.8.9. Сетевая операционная система Windows ntas
- •8.8.10. Операционная система unix
- •Тесты для самопроверки
- •1. Выберите определение компьютерной сети
- •2. Сетевая плата - это устройство
- •3. Какие типы локальных сетей существуют?
- •4. Какие области выделяются пользователю на жестком диске сервера?
- •Тема 9. Информационная безопасность
- •9.1. Защита информации
- •9.2. Объекты и элементы защиты в компьютерных системах обработки данных
- •9.3. Средства опознания и разграничения доступа к информации
- •9.4. Криптографический метод защиты информации
- •9.5. Компьютерные вирусы и антивирусные программные средства
- •9.6. Защита программных продуктов
- •9.7. Обеспечение безопасности данных на автономном компьютере
- •9.8. Безопасность данных компьютерных сетей
- •Тесты для самопроверки
- •Тема 10. Искусственный интеллект
- •10.1. Основные положения
- •10.2. Типичные модели представления знаний
- •10.2.1 Логическая модель представления знаний
- •10.2.2. Представление знаний правилами продукций
- •10.2.3. Объектно-ориентированное представление знаний фреймами
- •10.2.4. Модель семантической сети
- •10.3. Эволюционные аналогии в искусственных интеллектуальных системах
- •Тесты для самопроверки
- •Библиографический список
- •Информатика
- •300012, Г. Тула, пр. Ленина, 92
- •300012, Г. Тула, ул. Болдина, 151
Задания для самопроверки
1. Разработать базу знаний на Прологе для описания взаимоотношений в семье (рис 2.4)
Рисунок 2.4. - Родственные отношения в семье
Используя предикаты МАМА, ПАПА, ПОЛ определить факты, описывающие членов семьи.
Определить правила БАБУШКА, ДЕДУШКА, ДОЧЬ, СЫН.
По заданным правилам определить значения запросов:
? бабушка (Сережа)
? бабушка (Надя)
? дочь (Надя)
2. Разработать алгоритм и программу на языке Паскаль, выполняющую следующие действия:
ввод N целых чисел,
вычисление суммы четных из введенных чисел,
вычисление произведения нечетных из введенных,
вывод результата вычислений.
Тема 3. Технические средства реализации информационных процессов
План
3.1. Офисная техника
3.2. История развития средств вычислительной техники
3.3. Методы классификации компьютеров
3.4. Архитектура ЭВМ
3.5. Базовая аппаратная конфигурация ПК
3.6. Внутренние устройства системного блока ПК
3.7. Системы, расположенные на материнской плате ПК
3.8. Периферийные устройства ПК
3.9. Общая схема ПК
3.1. Офисная техника
Офисная техника – неотъемлемая часть технического оборудования любого офиса. К офисной технике36 можно отнести любые технические средства, облегчающие работу в офисе, начиная от карандашей и авторучек и кончая компьютерами и их сетями (рис.3.1).
Офисная организационная техника (оргтехника) - технические средства, применяемые для механизации и автоматизации управленческих и инженерно-технических работ.
Рисунок 3.1 - Классификация средств оргтехники
3.2. История развития средств вычислительной техники
История счётных устройств насчитывает много веков. Приведем некоторые наиболее значимые события этой истории.
1642 г. Французский ученый Блез Паскаль приступил к созданию арифметической машины – механического устройства с шестернями, колёсами, зубчатыми рейками и т.п. Она умела "запоминать" числа и выполнять элементарные арифметические операции.
В 1694 г. немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц, используя чертежи и рисунки Паскаля, улучшил машину Паскаля, добавив возможность перемножать числа. Вместо обычных шестеренок Лейбниц использовал пошаговый барабан.
1834 г. Английский ученый Чарльз Бэббидж составил проект "аналитической" машины, в которую входили: устройства ввода и вывода информации, запоминающее устройство для хранения чисел, устройство, способное выполнять арифметические операции, и устройство, управляющее последовательностью действий машины. Команды вводились с помощью перфокарт. Проект не был реализован.
1936 г. английский математик Алан Тьюринг и независимо от него Э. Пост выдвинули и разработали концепцию абстрактной вычислительной машины. Они доказали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности её алгоритмизации.
1938 г. Американский математик и инженер Клод Шеннон показал возможность применения аппарата математической логики для синтеза и анализа релейно-контактных переключательных схем.
1944 г. Под руководством американского математика Говарда Айкена создана автоматическая вычислительная машина "Марк–1" с программным управлением. Она была построена на электромеханических реле, а программа обработки данных вводилась с перфоленты.
1945 г. Джон фон Нейман в отчёте "Предварительный доклад о машине ЭНИАК" сформулировал основные принципы работы и компоненты современных компьютеров.
1948 г. Норберт Винер (Norbert Wiener) опубликовал книгу "Кибернетика", оказавшую влияние на все последующие исследования в области искусственного интеллекта.
1951 г. В Киеве построен первый в континентальной Европе компьютер МЭСМ (малая электронная счетная машина), имеющий 600 электронных ламп. Создатель Сергей Аалександрович Лебедев.
В 1974 г фирмой Intel (INTegrsted Electronics) создан микропроцессор i8080, который использовался в первом в мире персональном компьютере (ПК) «Альтаир».
В 1977 г. была основана фирма Apple Computer. Был запущен в серийное производство ПК Apple-II. В том же году началась продажа компьютеров фирм Commodore, Tandy и др.
В 1981 г. появился ПК фирмы IBM (International Business Machines), названный IBM PC (Personal Computer), который стал фактически стандартом этого класса машин.
Как уже было сказано выше, в основу построения подавляющего большинства современных компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.
1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.
Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “стоп”.
Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции – перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.
3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.
