Информатика.-1
.pdfТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
И.М. Егоров
ИНФОРМАТИКА
Учебное пособие
ТОМСК – 2007
Федеральное агентство по образованию
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра промышленной электроники (ПРЭ)
И.М. Егоров
ИНФОРМАТИКА
Учебное пособие
2007
Егоров И.М.
Информатика: Учебное пособие. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2007. — 245 с.
Учебное пособие предназначено для студентов первого курса, обучающихся по направлению 210100 Электроника и микроэлектроника и специальности 210106 Промышленная электроника.
В пособии содержатся традиционные для курса «Информатика» разделы, касающиеся понятий информации, информационных процессов и технологий, приведена общая структура процессорных устройств обработки информации, рассмотрена структура и состав аппаратной части персональных компьютеров. В разделе «Компоненты прикладного программного обеспечения» рассмотрены текстовой процессор MS Word, электронная таблица MS Excel и СУБД MS Access. Значительное место в пособии отведено описанию работы с математическим процессором MathCad. Наибольшее внимание в пособии уделено изложению основ программирования на языке С++.
Егоров И.М., 2007ТУСУР, 2007
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение............................................................................................ |
8 |
|
1 Понятие информации................................................................ |
10 |
|
1.1 |
Информационные процессы и системы................................ |
14 |
1.2 |
Информационные ресурсы и технологии............................. |
18 |
1.3 |
Негативные последствия информатизации .......................... |
22 |
1.4 |
Персональный компьютер и здоровье.................................. |
23 |
1.5 |
История развития информатики............................................ |
28 |
1.6 Структура информатики и ее связь с другими науками...... |
32 |
|
1.7 |
Общая структура процессорных устройств обработки |
|
|
информации и принципы фон Неймана................................ |
35 |
2 Структура и состав персонального компьютера.................. |
40 |
|
2.1 |
Процессоры............................................................................. |
46 |
2.2 |
Чипсеты................................................................................... |
47 |
2.3 |
Контроллеры периферийных устройств............................... |
48 |
2.4 |
Модули оперативной памяти................................................. |
48 |
2.5 |
Внешние запоминающие устройства.................................... |
49 |
2.6 |
Звуковые карты....................................................................... |
50 |
2.7 |
Сетевые карты ........................................................................ |
51 |
2.8 |
Факс-модемы.......................................................................... |
51 |
2.9 |
Мониторы и видеокарты........................................................ |
51 |
2.10 Конфигурация системного блока компьютера................... |
54 |
|
2.11 Принтеры.............................................................................. |
56 |
3 Компоненты прикладного программного обеспечения....... |
59 |
|
3.1 |
Текстовой процессор Microsoft Word ................................... |
59 |
3.2 |
Рабочее окно процессора Microsoft Word............................. |
59 |
3.3 |
Режимы отображения документов........................................ |
59 |
3.4 |
Приемы работы с командами строки меню.......................... |
61 |
3.5 |
Панели инструментов Microsoft Word XP............................ |
62 |
3.6 |
Форматирование текста......................................................... |
66 |
3.6.1 Настройка шрифта............................................................ |
66 |
|
3.6.2 Настройка метода выравнивания .................................... |
69 |
|
3.6.3 Настройка параметров абзаца.......................................... |
69 |
|
3.6.4 Средства создания маркированных и нумерованных |
|
|
|
списков............................................................................. |
70 |
|
4 |
|
3.7 |
Приемы и средства автоматизации разработки |
|
|
документов.............................................................................. |
72 |
3.8 |
Работа со стилями .................................................................. |
72 |
3.9 |
Шаблоны................................................................................. |
75 |
3.10 Темы...................................................................................... |
76 |
|
3.11 Приемы управления объектами Microsoft Word ................ |
77 |
|
3.11.1 Особенности объектов Word ......................................... |
77 |
|
3.11.2 Запуск и настройка редактора формул.......................... |
84 |
|
3.11.3 Особенности редактора формул.................................... |
85 |
|
3.12 Работа с таблицами .............................................................. |
86 |
|
4 Электронная таблица Excel...................................................... |
88 |
|
4.1 |
Основные понятия электронных таблиц............................... |
88 |
4.2 |
Ввод, редактирование и форматирование данных............... |
90 |
4.3 |
Содержание электронной таблицы ....................................... |
91 |
4.4 |
Ссылки на ячейки................................................................... |
91 |
4.5 |
Абсолютные и относительные ссылки ................................. |
92 |
4.5.1 Копирование содержимого ячеек.................................... |
93 |
|
4.6 |
Автоматизация ввода............................................................. |
94 |
4.7 |
Построение диаграмм и графиков......................................... |
97 |
4.8 |
Редактирование диаграммы................................................... |
98 |
5 Базы данных и системы управления базами данных........ |
100 |
|
5.1 |
Структура базы данных ....................................................... |
101 |
5.2 |
Свойства полей базы данных............................................... |
101 |
5.3 |
Типы данных Microsoft Access............................................ |
103 |
5.3.1 Безопасность баз данных............................................... |
104 |
|
5.4 |
Формирование баз данных................................................... |
105 |
5.4.1 Режимы работы с базами данных.................................. |
105 |
|
5.5 |
Объекты базы данных.......................................................... |
106 |
5.6 |
Работа с СУБД Microsoft Access. Общие замечания.......... |
109 |
5.6.1 Работа с таблицами......................................................... |
110 |
|
5.6.2 Работа с запросами......................................................... |
114 |
|
5.6.3 Упорядочение записей в результирующей таблице..... |
115 |
|
5.6.4 Другие виды запросов.................................................... |
116 |
|
5.7 |
Работа с формами................................................................. |
117 |
5.7.1 Создание форм с помощью мастера.............................. |
117 |
|
5.7.2 Структура формы ........................................................... |
117 |
|
5.7.3 Дизайн формы................................................................. |
119 |
|
5 |
|
5.7.4 Управление последовательностью перехода................ |
119 |
|
5.8 |
Работа со страницами доступа к данным............................ |
120 |
5.8.1 Создание страницы доступа к данным ......................... |
121 |
|
5.9 |
Работа с отчетами................................................................. |
122 |
6 Математический процессор MathCad как система |
|
|
программирования.................................................................. |
124 |
|
6.1 |
Рабочий лист и регионы....................................................... |
125 |
6.2 |
Инструментальные панели и шаблоны............................... |
126 |
6.3 |
Операторы определения (назначения) объектов |
|
|
и индикации значений.......................................................... |
128 |
6.3.1 Функции, определяемые пользователем....................... |
129 |
|
6.3.2 Виды операторов назначения MathCad......................... |
130 |
|
6.3.3 Операторы индикации значений................................... |
131 |
|
6.4 |
Вывод графиков в MathCad................................................. |
132 |
7 Операции матричной алгебры и их реализация в среде |
|
|
MathCad..................................................................................... |
136 |
|
7.1 |
Матрицы и вектора............................................................... |
136 |
7.2 |
Квадратные матрицы............................................................ |
137 |
7.2.1 Матричные функции от квадратных матриц................ |
138 |
|
7.3 |
Системы линейных уравнений и матричные операции..... |
138 |
7.4 |
Матричные операции MathCad............................................ |
139 |
7.4.1 Ввод и редактирование формата матриц с помощью |
|
|
|
шаблона.......................................................................... |
140 |
7.4.2 Функции компоновки и декомпозиции матриц............ |
141 |
|
7.4.3 Создание единичной и диагональной матриц.............. |
143 |
|
7.4.4 Формирование матрицы на основе заданной |
|
|
|
функции.......................................................................... |
144 |
7.4.5 Поэлементное формирование матриц........................... |
144 |
|
7.4.6 Целочисленные степени квадратных матриц............... |
145 |
|
7.4.7 Функции определения размеров матриц....................... |
145 |
|
7.5 |
Оператор | x |......................................................................... |
146 |
7.6 |
Оператор векторизации функций........................................ |
147 |
7.7 |
Интерполяция и регрессия................................................... |
148 |
7.8 |
Интерполяция....................................................................... |
149 |
7.9 |
Линейная интерполяция....................................................... |
149 |
7.10 Кубическая сплайн-интерполяция .................................... |
151 |
|
7.11 Сплайн-экстраполяция....................................................... |
156 |
|
6 |
|
7.12 Многомерная интерполяция.............................................. |
158 |
|
7.13 Регрессия............................................................................. |
160 |
|
7.13.1 Полиномиальная регрессия.......................................... |
161 |
|
7.13.2 Регрессия одним полиномом....................................... |
161 |
|
7.13.3 Регрессия отрезками полиномов ................................. |
162 |
|
7.13.4 Двумерная полиномиальная регрессия....................... |
164 |
|
7.13.5 Другие типы регрессии................................................ |
166 |
|
8 Элементы программирования на С++.................................. |
167 |
|
8.1 |
Алфавит и лексемы языка С++............................................ |
168 |
8.2 |
Идентификаторы.................................................................. |
169 |
8.3 |
Литералы............................................................................... |
170 |
8.3.1 Символьные константы.................................................. |
170 |
|
8.3.2 Целочисленные константы............................................ |
171 |
|
8.3.3 Константы с плавающей точкой.................................... |
172 |
|
8.3.4 Литеральные константы................................................. |
172 |
|
8.4 |
Служебные слова.................................................................. |
173 |
8.5 |
Операции............................................................................... |
174 |
8.6 |
Разделители........................................................................... |
178 |
8.7 |
Комментарии в программе................................................... |
178 |
8.8 |
Типы и их описание ............................................................. |
179 |
8.9 |
Основные скалярные предопределенные типы.................. |
180 |
8.9.1 Тип void ........................................................................ |
181 |
|
8.9.2 Объявление скалярных предопределенных типов....... |
182 |
|
8.9.3 Размеры памяти, занимаемые предопределенными |
|
|
|
типами............................................................................ |
184 |
8.10 Производные типы............................................................. |
185 |
|
8.10.1 Векторные типы (массивы).......................................... |
186 |
|
8.10.2 Указатели C++.............................................................. |
187 |
|
8.10.3 Ссылки........................................................................... |
192 |
|
8.11 Объектные типы................................................................. |
193 |
|
8.11.1 Структуры..................................................................... |
193 |
|
8.11.2 Объединения................................................................. |
198 |
|
8.11.3 Битовые поля ................................................................ |
199 |
|
8.12 Объявления и определения С++........................................ |
201 |
|
8.12.1 Объявление typedef.................................................. |
203 |
|
8.13 Выражения.......................................................................... |
203 |
|
8.13.1 Арифметические выражения....................................... |
204 |
7 |
|
8.13.2 Выражения отношения и логические выражения...... |
204 |
8.13.3 Выражения с поразрядными операциями................... |
205 |
8.13.4 Выражения присваивания............................................ |
207 |
8.13.5 Выражения инкремента и декремента ........................ |
208 |
8.14 Операторы........................................................................... |
209 |
8.14.1 Пустой оператор........................................................... |
210 |
8.14.2 Операторы описания.................................................... |
210 |
8.14.3 Операторы-выражения................................................. |
210 |
8.14.4 Составные операторы (блоки)..................................... |
211 |
8.15 Операторы ветвления......................................................... |
212 |
8.15.1 Операторы if и if/else........................................... |
212 |
8.15.2 Операторы switch...................................................... |
214 |
8.16 Операторы итерации.......................................................... |
216 |
8.16.1 Операторы while и do while................................. |
216 |
8.16.2 Оператор for ............................................................... |
218 |
8.17 Операторы управления ...................................................... |
220 |
8.17.1 Оператор break........................................................... |
220 |
8.17.2 Оператор continue.................................................... |
220 |
8.17.3 Оператор return........................................................ |
221 |
8.17.4 Оператор goto............................................................. |
222 |
9 Функции..................................................................................... |
224 |
9.1 Структура заголовка функции............................................. |
224 |
9.2 Логический механизм вызова функций.............................. |
225 |
9.3 Объявление, определение и вызов функции ...................... |
227 |
9.3.1 Объявление функции...................................................... |
227 |
9.3.2 Определение функций.................................................... |
229 |
9.3.3 Вызов функций............................................................... |
231 |
9.3.4 Передача параметров функциям.................................... |
232 |
9.4 Перегрузка функций............................................................. |
239 |
9.5 Резюме по теме функции..................................................... |
242 |
Литература................................................................................... |
245 |
8
ВВЕДЕНИЕ
Информатика как отдельная научная и инженерная дисциплина сформировалась во второй половине XX в., прежде всего в связи с появлением и широким распространением вычислительных машин (компьютеров).
Академик В.М. Глушков определил информатику как новую область науки, связанную с разработкой, созданием, оценкой, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины и оборудование, материальное обеспечение, организационные и людские аспекты, а также комплекс их промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия.
Информатика — наука, которая изучает общие законы, методы и средства организации, переработки и использования информации на основе современных средств вычислительной техники и средств телекоммуникации. Информатика занимается научными и прикладными проблемами создания и функционирования информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных систем. Поэтому она тесно связана с теорией управления.
Информатика как наука о законах получения, передачи и использования информации в общественной практике подводит теоретический фундамент под использование ЭВМ и автоматизированных информационных систем, которые предназначены для реализации информационных процессов.
Объектами изучения информатики являются информационные процессы и информационные технологии.
Информационные процессы — это процессы сбора, накоп-
ления, хранения, обработки (переработки), распространения (передачи) и использования информации. Отметим, что процесс — это определенная совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели.
Понятие «технологии» включает в себя материальные, технические, энергетические и трудовые факторы производства и способы их соединения для создания продукта или услуги.
9
Информационные технологии — это методы и средства реализации информационных процессов на основе современных средств вычислительной техники и средств телекоммуникации, совокупность методов, производственных процессов и про- граммно-технических средств, обеспечивающих сбор, хранение, обработку и распространение информации.