РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА им. И.М.ГУБКИНА
ФИЛИАЛ в г. ОРЕНБУРГЕ
Борисов В. В.
Сербиненко Л.И.
Оренбург 2008 г.
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА им. И.М.ГУБКИНА
ФИЛИАЛ в г. ОРЕНБУРГЕ
Борисов В. В.
Сербиненко Л.И.
Учебное пособие для студентов
Оренбург
2008
УДК 621.01
ББК 34.41
М 13
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор Чепасов В.И.,
к.п.н., доцент филиала РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина
в г. Оренбурге Ващук И.Н.
Борисов В. В., Сербиненко Л.И.
М13 Введение в информатику. Учебное пособие для студентов. 51 с.
Данное пособие рекомендуется для студентов, обучающихся на заочной и вечерней форме всех специальностей.
УДК 621.01
ББК 34.41
© Борисов В. В. , Сербиненко Л.И. 2008 г.
Данное пособие рекомендуется для студентов, обучающихся на заочной и вечерней форме всех специальностей.
В пособии даны краткие описания основных понятий информатики, виды и свойства информации, восприятие, сбор, передача, обработка и накопление информации, кодирование информации, единицы измерения информации и системы счисления; раскрыта тема: "Алгоритмизация и программирование ".
В пособии представлены различные практические примеры, согласующиеся с материалом тем.
Оглавление
Введение 6
Краткая характеристика дисциплины 9
Основные требования к уровню освоения содержания дисциплины 9
Основные понятия информатики 10
История развития информатики 10
Структура современной информатики 11
Информатика как единство науки и технологии 12
Структура современной информатики 13
Место информатики в системе наук 14
Социальные аспекты информатики 14
Правовые аспекты информатики 16
Этические аспекты информатики 19
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ СБОРА, ПЕРЕДАЧИ, ОБРАБОТКИ И НАКОПЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 21
РАЗЛИЧНЫЕ УРОВНИ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ИНФОРМАЦИИ 21
Виды и свойства информации 22
Качество информации 22
Восприятие, сбор, передача обработка и накопление информации 24
Единицы измерения информации 26
Семантическая мера информации 28
Прагматическая мера информации 29
Системы счисления 30
Перевод из десятичной системы счисления в двоичную 32
Восьмеричная и шестнадцатеричная системы 36
Арифметические и логические основы цифровых ЭВМ 38
Почему компьютер считает не так, как мы? 38
Отрицательные числа в компьютере 39
АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ 41
Понятие и свойства алгоритма 41
Правила построения алгоритмов 41
Виды алгоритмов 42
Способы записей алгоритмов 42
Блок схема 42
Структуры алгоритмов 46
Рекомендуемая литература 54
Введение
Р
азвитию
информатики послужило одно из самых
значительных достижений ХХ века –
создание электронно-вычислительных
машин. ЭВМ – это универсальное техническое
средство для работы с информацией.
В последнее время их чаще называют компьютерами, от латинского «to compute» – вычислять.
Современную информатику можно назвать компьютерной информатикой. В ней ЭВМ выступает одновременно как инструмент для работы с информацией, и как объект изучения и совершенствования. Первые ЭВМ были доступны лишь специалистам, применялись только для решения научных и производственных задач.
С появлением персональных компьютеров (ПК) эта техника стала общедоступной. Возникла необходимость в массовом распространении компьютерной грамотности.
Приобретённые в результате освоения дисциплины « Информатика» умения и навыки работы на персональном компьютере, закрепление и расширение навыков использования возможностей пакетов прикладных программ и приобретение умения программирования, являются базовой основой практически для всех специальностей.
Стандарт высшего профессионального образования дисциплины включает в себя следующие содержательные компоненты: понятие информации, общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации; технические и программные средства реализации информационных процессов; инструментарии функциональных задач; алгоритмизация и программирование; языки программирования высокого уровня; базы данных; программное обеспечение ЭВМ и технологии программирования; локальные и глобальные сети ЭВМ; основы и методы защиты информации; компьютерный практикум.
У современной информатики есть два взаимодополняющих аспекта - научный и технологический. Первый является более устоявшимся, второй - весьма мобильным, хотя и в технологической части информатики есть вполне сформировавшееся ядро, которое мало подвержено изменениям.
Приведем примеры. Так, существует большое количество алгоритмических языков программирования, и допустим, что человеку, умеющему работать с Бейсиком или Паскалем, приходится браться за Си. Новая система обозначений, дополнительные возможности - на некоторое время это может полностью поглотить внимание, но постепенно приходит понимание: главное - навыки к алгоритмизации и структурированию данных, и если они есть, то кодирование алгоритмов на другом языке - дело не самое сложное. Или: исчерпаны возможности привычного текстового редактора (или он просто вышел из моды - тоже бывает), и нужно переходить на новый. Если человек понимает принципы работы программ такого рода, имеет устойчивые навыки работы с одной из них, то освоить другую, даже с большими возможностями, обычно несложно. Подтверждается известная истина: образование - это то, что остается, когда детали знаний забываются.
Главное при изучении информатики - освоить фундаментальные понятия каждой из ее областей, ориентироваться в их взаимосвязи, приобрести навыки практической работы с важнейшими техническими
Есть еще один, чрезвычайно важный аспект подготовки будущего специалиста - научиться самостоятельно осваивать новые знания и навыки. Никакой учебник не может содержать всех необходимых сведений - тем более что в подготовку студентов входят, кроме базовых дисциплин, спецкурсы, выполнение курсовых и выпускных работ.
Без отчетливого понимания основ функционирования вычислительной техники нельзя всерьез освоить многие другие разделы информатики. Нижним уровнем этого понимания, является уровень архитектуры ЭВМ, но и он весьма глубок и предполагает проникновение в новую понятийную область. Понимание это невозможно без ознакомления с программированием на уровне команд микропроцессора. Необходимо также понимать принципы функционирования и уметь работать с многочисленными внешними устройствами ЭВМ.
Цели и задачи дисциплины
Сейчас в период перехода к информационному обществу важным становится умение оперативно и качественно работать с информацией, привлекая для этого современные средства и методы. Это означает, что выпускник вуза должен обладать определенным уровнем информационной культуры, что и должно определить структуру знаний, приобретаемых им на занятиях по информатике. Поэтому основная задача, стоящая перед преподавателями информатики, создать базу информационной культуры. Для этого наиболее приемлемо объектно-информационное направление, где обучение ориентировано на развитие интеллектуальных и творческих способностей студента, на умение анализировать и логически мыслить, на целенаправленное исследование явлений и объектов. При этом наибольшее значение будет иметь уровень развития мышления, который определяет способность человека оперативно обрабатывать информацию и принимать на ее основе обоснованные решения.
Информатика, позволяющая связывать знания из разных предметных областей, та дисциплина, где реально можно воплотить идею развития системного мышления у каждого студента. Особенно возрастает роль системного анализа на современном этапе, когда изучение и использование свойств системы становятся определяющими и решающими для успешной практической деятельности. Одним из современных инструментов системного анализа является моделирование. Информационные модели могут имитировать существенные черты объектов-оригиналов и достаточно точно воспроизводить их поведение. При построении любой модели преследуются конкретные цели. Изучение одних сторон моделируемого объекта может осуществляться отказом от исследования других сторон. Для одного и того же объекта может быть построено несколько моделей, отображающих определенные стороны исследуемого объекта или характеризующих его с разной степенью детализации. Таким образом, необходимо раскрыть и изучить понятия: объект, система, информация. В основу изучения должен быть заложен объектно-информационный подход к познанию окружающего мира, который позволяет выявить общие свойства и закономерности процессов обработки, хранения и обмена информацией, уделяя, в первую очередь, внимание информационному аспекту в изучении объектов и процессов. Поэтому полезно рассмотреть объекты окружающего мира в соответствии с поставленной целью составляются их информационные описания, анализируются связи этого объекта с другими, объект рассматривается как система более простых взаимосвязанных объектов.
В вузе изучают не только основания какой-либо науки, но и то, как использовать ее достижения: решать задачи, объяснять факты, явления, события и даже предсказывать будущее. Знания, получаемые в учении, открывают вам мир.
Целью дисциплины является формирование у студентов комплекса знаний о информатике и её роли в развитии общества, основах проектирования программ с использованием современных технологий программирования и умению проведения отладки и тестирования, знаний о сути технических и программных средств информатики, а также и практических навыков в использовании программных инструментариев компьютерной информационной технологии для работы.
Основными задачами дисциплины являются:
теоретическое изучение основных понятий информатики, знание о системном программном обеспечение, структуры данных и инструментальных средства обработки информации, знание основ алгоритмизации и программирования;
формирование практических навыков по использованию программных средств;
воспитание у студентов информационной культуры, т.е. отчетливого представления роли дисциплины «Информатика» в становлении и развитии цивилизации в целом и современной социально-экономической деятельности;
исследование информационных процессов любой природы;
разработка новейшей информационной технологии на базе компьютеров и компьютерных сетей;
решение научных и инженерных проблем создания и внедрения аппаратно-программного обеспечения компьютеров.