Федеральное агентство по образованию рф
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ
(образован в 1953 году)
______________________________________________
Кафедра информационных технологий
Дистанционное
обучение
А.И. Кулаковский
ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ
И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Учебно-практическое пособие
для студентов всех специальностей
www.msta.ru
Москва - 2008
УДК – 004
©Кулаковский А.И. Основы информатики и вычислительной техники. Учебно-практическое пособие. – М.: МГУТУ, 2007.
В учебно-практическом пособии в кратком и систематическом виде изложено содержание курса информатики. Особое внимание уделено рассмотрению основ теории информации и принципов функционирования вычислительных машин. После каждой главы даны вопросы и тесты, позволяющие контролировать степень усвоения материала.
Пособие предназначено для студентов всех специальностей всех форм обучения.
Авторы: Кулаковский А.И.
Рецензенты: д.т.н. проф. С.Г. Сапфиров
д.т.н. проф. А.В. Бородин
Редактор: Свешникова Н.И.
© Московский государственный университет технологий и управления, 2004
109004, Земляной вал, 73
Содержание
Стр.
Предисловие 4
Введение. Основные понятия 5
Вопросы для самоконтроля 9
Глава 1. Основы теории информации 10
1.1. Получение информации 10
1.2. Сигналы детерминированные и случайные 11
1.3. Сигналы непрерывные и дискретные. Преобразование сигналов 27
1.4. Модуляция и демодуляция сигналов 31
1.5. Передача информации. Меры информации 34
Вопросы для самопроверки 49
Тестовые задания 49
Глава 2. Основы аналоговых и цифровых вычислений 50
2.1. Принципы построения вычислительных машин 50
2.2. Арифметические основы ЦВМ. Системы счисления 60
2.3. Двоичная система счисления 61
2.4. Перевод чисел из одной системы счисления в другую 62
2.5. Формы представления числовой информации 67
2.6. Прямой, обратный и дополнительный коды и их исследование
при выполнении арифметических операций 70
2.7. Основы алгебры логики 74
Вопросы для самоконтроля 78
Тестовые задания ……………………………………………………………..79
Итоговые тестовые задания 79
Список рекомендуемой литературы 80
Предисловие
На сегодняшний день информатика представляет собой комплексную научно-техническую дисциплину, которая объединяет под своим названием довольно обширный комплекс наук (теория информатики, теория автоматов, теория кодирования, методы искусственного интеллекта, экспертные системы и др.), каждая из которых занимается изучением одного из аспектов понятия информатика.
В учебных планах подготовки дипломированного специалиста по направлению «Информатика и вычислительная техника», в частности для специальности 230102 (бывшая 2202) «Автоматизированные системы обработки информации и управления», дисциплина «Информатика» входит в состав фундаментального цикла дисциплин. Поэтому цель учебного пособия в этом случае – дать теоретическую базу для изложения и понимания таких дисциплин, как «Алгоритмические языки и программирование», «Информационные технологии», «Организации ЭВМ и систем», «Сети ЭВМ и телекоммуникации», «Операционные системы», «Базы данных», «Системы искусственного интеллекта» и других специальных курсов. В связи с этим предлагаемое учебное пособие знакомит студента с понятиями теоретической информатики, с типами вычислительных машин, и принципами их работы, общими методами и средствами создания, хранения, обработки и передачи любых видов информации в цифровых автоматах, а также методами реализации арифметических и логических операций, основами анализа и синтеза логических схем, контролем работы и способами защиты информации.
Для студентов общетехнических, технологических и экономических направлений и специальностей, у которых «Информатика» не является базовой дисциплиной, разделы учебного пособия 1.2, 1.4, 2.3, 2.5 могут быть опущены.
Учебное пособие состоит из введения и двух глав. Введение знакомит студента с основными понятиями: информатизация, информационные технологии. информационный ресурс, информатика и информация, а также с принципами построения автоматизированных информационных систем, являющихся объектом информатики.
В главе 1 изложены основы теории информации: методы получения информации, виды информационных сигналов (детерминированные и случайные, непрерывные и дискретные), а также меры информации, понятие энтропии.
В главе 2 дается классификация средств вычислительной техники, и рассматриваются принципы построения вычислительных машин. Дается понятие систем счисления, рассматриваются методы перевода чисел из одной системы в другую, способы представления числовой информации, методы и алгоритмы выполнения арифметических операций. В разделе, посвященном логическим основам, даются основные понятия алгебры логики, рассматриваются основные логические операции, законы алгебры логики, минимизация логических функций, синтез схемы одноразрядного логического сумматора с двумя входами.