Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет

ИНФОРМАТИКА

Часть I

Учебно-методическое пособие

Электронное издание

Красноярск

СФУ

2012

1

УДК 621.37/.39(07)

ББК 32я73

И741

Составители: М.М. Валиханов, А.В. Изотов, Ф.В. Зандер

И741 Информатика. Ч.1: учебно-методическое пособие [Электронный ресурс] / сост. М.М. Валиханов, А.В. Изотов, Ф.В. Зандер. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – Систем.

требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.

В учебно-методическом пособии изложена краткая история развития информатики и компьютерной техники. Приводится лекционные материалы по основам языка Си.

Предназначено для изучения дисциплины «Информатика» по кодификатору ГОС ВПО-2 для направлений подготовки бакалавров 210300.62 «Радиотехника», 160905.65 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования», 210302.65 «Радиотехника», 210400.62 «Телекоммуникации», 210406.65 «Системы связи и системы коммутаций», а также других специальностей ИИФиРЭ. Может быть использовано студентами заочной формы обучения при изучении дисциплины «Информатика».

УДК 621.37/.39(07)

ББК 32я73

© Сибирский федеральный университет, 2012

Учебное издание

Подготовлено к публикации редакционно-издательским отделом БИК СФУ

Подписано в свет 04.07.2012 г. Заказ 8366. Тиражируется на машиночитаемых носителях.

Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79

Тел/факс (391)206-21-49. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru

2

4

Введение

«Я всегда мечтал о том, чтобы работа с компьютером была не сложнее пользования телефоном. Моя мечта стала реальностью. Теперь я уже не знаю, как пользоваться всеми возможностями телефона» Бьерн Страустрап

Коренное отличие информатики от других технических дисциплин, изучаемых в высшей школе, состоит в том, что ее предмет изучения меняется ускоренными темпами. Это связано, прежде всего, с бурным ростом возможностей компьютеров. Если посмотреть на средние характеристики темпов роста, то к моменту окончания изучения вами базового курса информатики основные технические параметры аппаратных средств увеличатся вдвое, к моменту окончания вами третьего курса появится новые поколения программного обеспечения, а к окончанию вами университета (в среднем раз в пять-семь лет) поменяется база стандартов, интерфейсов и протоколов.

Внастоящее время в области информатики мы испытываем настоящий информационный бум, какого не знает ни одна 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 раз в два года.

Внастоящее время персональный компьютер (ПК) с новыми видами микропроцессоров намного превосходит по своим возможностям первые ЭВМ, занимавшие целые комнаты и залы. А скорость вычислений нынешних ПК в сотни раз превосходит скорость вычислений легендарных IBM PC XT и AT (первых ПК) и вплотную приближается к скорости вычислений суперЭВМ недавнего прошлого.

По мере развития компьютеров стал меняться взгляд на назначение компьютера. На первое место вышло применение их для работы с текстовыми процессорами (например, Microsoft Word) и прикладными программными системами для автоматизации офисной деятельности. Увы, при этом многие пользователи стали забывать о том, что ЭВМ изначально создавались для вычислений, а вовсе не для замены ими популярной, но ставшей неудобной пишущей машинки. Развитие мультимедиа привело к бурному применению компьютеров в роли игровых автоматов. В результате главный стимул развития «электронного помощника» создается отнюдь не высокоинтеллектуальными задачами.

Однако времена меняются и вечные ценности, к коим принадлежат разум и образование, вновь возвращаются. В последние годы во всем мире существенно возрос интерес к серьезному применению ПК, в том числе в

5

области математических расчетов. Этому в большой степени способствовала разработка специальных компьютерных математических программных систем, резко снизивших потребность в написании собственных программ при решении математических задач. Первое поколение таких систем [4-10] было ориентировано на операционную систему MS-DOS и появилось, казалось бы, совсем недавно — в начале 90- х гг. Так или иначе, но компьютерный мир вновь заговорил об «искусственном интеллекте», понимая под этим способность электронной машины выдавать нетривиальные решения и обучаться решению новых задач. Интерес к компьютерному моделированию в самых широких областях заметно возрос после шахматных баталий между суперкомпьютером фирмы IBM и бывшим чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым. Как известно, они завершились триумфальной победой машины — или, точнее говоря, коллективного разума тех, кто создал ее и

еепрограммное обеспечение.

Впоследние годы показателем интеллектуальной мощи компьютеров, в том числе и персональных, стали уже не программы для игры в шахматы, а новейшие программные системы символьной математики или компьютерной алгебры [17-38]. Созданные для проведения символьных преобразований математических выражений, эти системы были доведены до уровня, позволяющего резко облегчить, а подчас и заменить, труд самой почитаемой научной элиты мира — математиков: теоретиков и аналитиков. Уже появились открытия, сделанные с помощью таких систем — но не ими самими! Вряд ли есть хоть один действительно серьезный научный проект, связанный с математикой, где они не применялись бы в деле.

Системы символьной математики долгое время были ориентированы на большие компьютеры, С появлением ПК класса IBM PC и Macintosh и с ростом их возможностей эти системы были переработаны под них и доведены до уровня массовых серийных программных систем. Сейчас системы символьной математики (или компьютерной алгебры) выпускаются самого разного «калибра» — от рассчитанной «на всех» системы Mathcad [11-21], поразительно компактной, быстрой и удобной для простых символьных вычислений системы Derive [22-24] и до компьютерных монстров Mathematica [26-28], MATLAB [29-31] и Maple [32-38], имеющих тысячи встроенных и библиотечных функций и изумительные возможности графической визуализации вычислений.

6