Информационные технологии. Учебное пособие

УДК 004.9 ББК 32.81 Г12

Печатается по решению редакционно-издательского совета Южного федерального университета

Авторы:

З. П. Гаврилова, А. А. Золотарев, Е. Н. Остроух, А. А. Бычков, А. П. Корнюхин

Рецензенты:

зав. кафедрой Экономики и менеджмента ДГТУ, доктор технических наук, профессор А. Д. Чистяков;

зав. кафедрой Фундаментальной и прикладной математики РГЭА «РИНХ», доктор физико-математических наук, профессор В. И. Седенко; зам. директора по учебной работе ЮГИНФО ЮФУ, кандидат

технических наук, доцент С. А. Лазарева; начальник отдела эксплуатации средств вычислительной

техники ЮФУ Б. А. Шишенгин

Учебное пособие подготовлено и издано в рамках национального проекта «Образование» по «Программе развития федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Южный федеральный университет”» на 2007–2010 гг.

Г12 Информационные технологии : учебное пособие / З. П. Гаврилова [и др.] ; Южный федеральный университет. – Ростов-на- Дону : Издательство Южного федерального университета, 2011. –

90с.

ISBN 978-5-9275-0893-8

Пособие содержит основные сведения по курсу «Информационные технологии», его материал охватывает базисные понятия по образовательным направлениям факультета высоких технологий ЮФУ.

Целью разработки является предоставление базовых знаний и необходимых компетенций по современным информационным технологиям, обеспечивающим их дальнейшее эффективное применение в различных областях практической деятельности (управлении, экономике, моделировании, образовании и др.).

Материалы пособия ориентированы на контингент слушателей очной, очно-заочной и смешанной форм инженерного обучения, реализуемых по основным образовательным направлениям Южного федерального университета

ВВЕДЕНИЕ

Материал, приведенный в данном учебном пособии, отражает требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки по рассматриваемой дисциплине и предназначен для освоения базовых аспектов современных информационных технологий, приобретения знаний, умений и навыков, составляющих основу компетенций специалиста по данному направлению. Его освоение требует предварительного изучения в рамках общего курса дисциплины Информатика (для инженерных специальностей), а также является необходимым условием последующего успешного изучения ряда дисциплин, таких как Интеллектуальные системы, Информационная безопасность и защита инноваций и др.

Целью изучения данного учебного пособия является получение необходимых знаний и навыков по современным информационным технологиям, обеспечивающим их дальнейшее эффективное применение в различных областях практической деятельности (управлении, экономике, моделировании, образовании и др.).

В учебном пособии помимо самого содержательного учебного контента по существу, приведен квалимитрический материал (контрольные вопросы по каждому его разделу), способствующий более глубокому и устойчивому закреплению знаний.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1. Этапы развития информационных технологий

Информационные технологии не являются достоянием современного человечества, их возникновению способствовал весь исторический опыт накопления знаний (информации), формирующихся в процессе его материальной

идуховной деятельности индивида. Так, к начальным этапам возникновения информационных технологий могут быть отнесены как наскальная живопись, так и появление письменности, науки и искусства. При этом физическими информационными носителями были «подручные естественные материалы» (камни, кости, дерево, глина) либо искусственные, продукты различных производств (папирус, шелк, бумага).

Возможность обмена и передачи знаний в устной форме в обществе первобытных людей может быть рассмотрена как зарождение примитивной информационной технологии. С ней связано возникновение «первичных профессиональных групп» – хранителей этих знаний (колдунов, жрецов

идуховенства). Профессиональные навыки передавались

иличным примером (мастер и подмастерье). Такие низкоэффективные методики доступа к информации и знаниям не могли существенно повлиять на развитие производственных процессов. Примитивный ручной уровень технологии обработки данных, ремесленное штучное и мелкосерийное производство не давало заметно увеличить темпы роста производительности труда и развития общества в целом.

В1445 г. с изобретением первого печатного станка и открытием книгопечатания (первая информационная революция), общество получило массовый доступ к информации. Стал возможен процесс ее тиражирования, знания были уже способны заметно влиять на производственные процессы

иотношения. С этим периодом развития общества связано появление паровых машин, станков, фотографии, телегра-

1. Общая характеристика информационных технологий

фа и радио. Производство становится средне- и крупносерийное промышленное, а темпы его роста и номенклатуры изделий – значительными.

Известно, что до конца XIX в. в цивилизованных странах около 95 % трудового населения работало в сфере материального производства и только 5 % – в сфере обработки информации, а к середине XX столетия эта цифра состави-

ла 30 %.

Период развития общества, называемый эрой элек- тронно-вычислительных машин (ЭВМ), является следующим значительным этапом информационной революции. Для долговременного хранения формализованных знаний в 1946 г. впервые был создан способ записи информации, при котором эти знания могли непосредственно влиять на режим работы средств производства. Такой процесс записи ранее формализованных профессиональных знаний в алгоритмической форме, способной оказывать непосредственное воздействие (управление) на средства производства, получил название программирования. С момента появления первой ЭВМ информационные технологии прошли ряд этапов, наиболее значимый из которых называют также очередной информационной революцией.

Однако для дальнейшего развития общества нужно было создать такие условия, чтобы на ЭВМ смог работать не только программист. Эти условия возникли с появлением персонального компьютера. Вторая информационная революция дала возможность для персонализации и обработки данных.

Персональные вычисления – это режим работы специалиста в предметной области непосредственно с персональным компьютером на своем рабочем месте. Информация стала ресурсом наравне с природными ресурсами, материалами, энергией и капиталом. Появилась новая экономическая категория – национальные информационные ресурсы. Истощение природных ресурсов привело к использованию воспроизводимых ресурсов, основанных на применении наукоемких технологий и инноваций.

1.1.Этапы развития информационных технологий

Внастоящее время профессиональные знания в наукоемких изделиях на базе персональных компьютеров составляют уже приблизительно 70 % себестоимости, а число занятых в сфере обработки информации – 60–80 % трудового населения развитых стран. Профессиональные знания экспортируются посредством продажи наукоемкой продукции.

Впроизводственную культуру проникает игровой компонент. Игровой компонент персонального компьютера – стимулятор общества, педагогический прием, жанр искусства.

Производство вновь становится мелкосерийным, харак-

теризуемым быстрым ростом производительности труда и возрастанием номенклатуры производимых изделий. В экономической сфере разрабатываются технологии автоматизированной обработки информации, типовые предметные приложения, продолжается разработка информационных систем, автоматизированных систем управления с использованием сетевых технологий, систем управления базами данных, распределенной обработки данных и параллельных вычислений.

Общество подошло к созданию обобщенного рынка знаний при помощи дистанционного обучения, электронной памяти человечества в различных областях (в культуре, искусстве, науке, технике, технологиях и т. д.). Формируются базы данных по всем интересующим человека вопросам, включая быт, коммерцию, бизнес, игры, образование. Информация является стратегическим ресурсом. Создается виртуальная реальность, позволяющая моделировать сложные процессы и системы. Государства становятся зависимыми от источников информации, от уровня развития и эффективности использования средств передачи и ее переработки. Происходит информатизация общества. Этот очередной заметный этап (начало которого относится к 1995 г., продолжающийся по настоящее время) характеризуется активизацией процессов ускоренной мировой глобализации, являющейся экономической платформой международного поступательного развития в направлении формирования информационного общества.

1. Общая характеристика информационных технологий

Структура современного общества уже неотделима от информационной инфраструктуры, которая, в свою очередь, существенно расширилась и включает развитые коммуникационные сети, кабельное телевидение, другие виды коммуникаций, офисную технику, электронные и книжные издательства, средства мультимедиа, аппаратные и программные средства, достаточные для обеспечения всех информационных сервисов в локальных и глобальных информационных сетях ЭВМ, а также замены бумажных носителей современными мобильными магнитными и оптическими. Развитию информационной инфраструктуры способствует разработка и широкое внедрение обучающих программ, являющихся учебно-методической базой любого современного образовательного процесса.

Если в индустриальном обществе стратегическим ресурсом был капитал, то в информационном обществе – информация, знание, технология, культура, искусство и творчество. Материальные показатели уступают первое место информационным, так как идет борьба за контроль над значительной частью мировых информационных потоков. Поэтому основная задача современного общества – стимулировать творческий процесс, способствующий развитию как личности, так и социума в целом.

Информатизация общества приводит к повышению уровня жизни,культурно-образовательногоценза,ростучисласущест- венных показателей качества жизни, увеличению разнообразия общественных запросов, номенклатуры вновь создаваемых изделий и услуг. Реализуется синтез поэзии, искусства, техники, науки. Все это снижает социальные противоречия в обществе и способствует его эффективной эволюции.

Отход от концепции национальных государств в пользу глобализации общественного развития; направленность экономики на эксплуатацию интеллектуальных и информационных ресурсов, высоких технологий и новаций; вовлечение профессионалов в процесс автоформализации знаний, ускорение технологического цикла развития «знание–про-

1.2. Свойства информационных технологий

изводство–знание», массовое тиражирование профессиональных знаний – все это является характерными чертами переходного периода к информационному обществу.

1.2. Свойства информационных технологий

Информационные технологии (ИТ) обладают свойством стратегического ресурса общества, без которого его эффективное развитие не возможно. Применение информационных технологий позволяет представить в формализованном виде, пригодном для практического использования, концентрированное выражение научных знаний и практического опыта для реализации и организации социальных и экономических процессов. Информационные технологии, как любые прогрессивные производственные технологии, способны обеспечить эффективную экономию затрат ресурсов труда, времени, энергии, материалов, необходимых для реализации процессов развития общества. Роль информационных технологий неустанно возрастает, что объясняется рядом их свойств:

–ИТ позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества, что экономит другие виды ресурсов – сырье, энергию, полезные ископаемые, материалы и оборудование, трудовые ресурсы, социальное время;

–ИТ раньше были средством повышения персональной продуктивности сотрудников, а сегодня становятся силой, помогающей компании получить и сохранить преимущества

вконкурентной борьбе;

–ИТ реализуют наиболее важные, интеллектуальные функции социальных процессов;

–ИТ влияют не только на функционирование отдельных компаний, но и на экономику в целом. Они превращаются

всоциальное явление, определяющее, как выглядит общество в мировом масштабе;