ИММиФ

Информатика

Для студентов заочного отделения

CherniginA

02.02.2009

Содержание

История, предмет, структура информатики 4

Информация, ее представление и измерение 7

Основные процессы преобразования информации 12

Данные, их типы, структуры и обработка 14

Системы счисления и действия в них 17

Числа конечной точности. 22

Виды компьютерной информации 26

Технические средства реализации информационных процессов 30

Из истории развития вычислительной техники 32

Архитектура фон Неймана 33

Персональные компьютеры 35

Классификация компьютеров 36

Программные средства реализации информационных процессов 38

Базовое программное обеспечение (ПО). 38

Прикладное программное обеспечение. 38

Операционные системы 39

Инструментальные системы 41

Инструментарий решения функциональных задач 45

Базы данных 45

Хранилища данных 46

Базы знаний и экспертные системы. 46

Автоматизированные рабочие места 47

Компьютерный офис 48

Технология «Рабочая группа» 49

Технология «Клиент-сервер» 50

Гипертекстовые технологии. 51

Технологии виртуальной реальности. 52

Алгоритмизация. 55

Базовые алгоритмические конструкции 58

Языки программирования 60

Основные компоненты алгоритмического языка: 63

Программирование 66

Методы разработки и анализа алгоритмов 70

Общие сведенья о компьютерных сетях 74

Основные программные и аппаратные компоненты сети. 74

Классификация информационно-компьютерных сетей 75

Топология сети 79

Дисциплина обслуживания компьютерных сетей 80

Адресация компьютеров в компьютерной сети. 81

Сетевое оборудование 82

Программное обеспечение компьютерных сетей 84

Глобальная компьютерная сеть Интернет 86

Доменная система имен и указатели ресурсов 87

Серверы, клиенты и протоколы 88

Всемирная Паутина 89

Навигация. 90

Электронная почта 91

Служба новостей 92

Другие службы Интернета 94

Компьютерные преступления и средства защиты информации 96

Защита данных, защита информации 100

Правовые аспекты защиты информации 103

Кодирование и шифрование информации 105

Компьютерные вирусы и антивирусные программы 110

Защита от компьютерных вирусов 113

Глоссарий 117

История, предмет, структура информатики

Информатика– фундаментальная научная и образовательная область, которая не может ограничиться рамками инженерных, пользовательских трактовок, рамками процедурного программирования, имея мощный формальный аппарат для глубокого изучения явлений исистем, их практической интерпретации, усиления междисциплинарных связей.

Информатикауже прошла этап "интуитивного (в своих понятиях, определениях, целях) развития", достаточно "теоретизировалась" и превратилась в полноценную фундаментальную естественнонаучную дисциплину, как, скажем, математика или физика.

В эпоху введения информатикив число образовательных дисциплин использовался больше программистский и пользовательский подход.Информатика, как правило, отождествлялась с процедурным программированием и решением задач на ЭВМ. Преподаваласьинформатикав школах и вузах – соответственно.

Если информатикарассматривается с узких позиций ее применения, применимости, то она выступает как техническая, технологическая среда общества, как средство обеспечения, например, коммуникационных потребностей общества.

Если информатикарассматривается с позиции передачизнаний, то она выступает как общекультурная среда и средство познания природы и общества.

Оба подхода должны быть взаимосвязаны.

Абсолютизация первого подхода приводит к различным технократическим перекосам, утопиям.

Абсолютизация второго подхода может привести к излишнему формализму и идеализации.

Дадим рабочее (в данном курсе) определение информатики. Это определение не является ни полным, ни точным, ни формальным (дать такое определение – невозможно).

Информатика– это междисциплинарная, методологическая наука об информационных процессах, о моделях, об алгоритмах и алгоритмизации, о программах и программировании, об исполнителях алгоритмов и различных исполняющихсистемахоб их использовании в обществе, в природе, в познании.

Термин "информатика" (l’informatique) был введен французскими учеными и означает науку обработкиинформации(первоначально это былаинформациянаучно-технического, библиотечного характера) с помощью различных автоматических средств.

Во многих странах больше используется термин "computer science" (компьютерная наука, наука о компьютерах, точнее, наука о преобразовании информациис помощью компьютеров).

Предмет информатикиточно невозможно определить – он сложный, многосторонний, динамичный.

Можно отметить три основные ветви информатики: теоретическую, практическую и техническую. Отметим, что деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов рассматриваемой проблемы и часто оно бывает условным.

Теоретическая информатика(brainware, "мозговое" обеспечение) изучает теоретические проблемы информационных сред.

Практическая, прикладная информатика(software, "гибкое", программное обеспечение) изучает практические проблемы информационных сред.

Техническая информатика(hardware, "тяжелое", аппаратное обеспечение) изучает технические проблемы информационных сред.

Например,задача построения математической модели прогноза кредитного риска банка и построение алгоритма по этой модели – это задачатеоретической информатикии, естественно, экономики. Разработка компьютерной программы (комплекса программ) для прогноза риска – задача практической информатики.

Часто (особенно, в области практической информатики) говорят о предметной информатике, например, о медицинскойинформатике, физическойинформатике, компьютерной физике и т.д.

Медицинская информатика, например,изучает проблемы информационных процессов, а также управления в медицинских информационныхсистемах.

В любую предметную информатику, помимо предметных аспектов самой области, входят социально-правовые, эколого-экономические, гуманитарно-образовательные и философские аспекты.

Предметная область науки "информатика" – информационныесистемымодели, языки их описания,технологииих актуализации.

Эти информационные процессы происходят как в живых организмах, так и в технических устройствах, в различных институтах общества, в индивидуальном и общественном сознании.

Информатика, как и математика, является наукой для описания и исследования проблем других наук. Она помогает прокладывать и усиливать междисциплинарные связи, исследовать проблемы различных наук с помощью своих идей, методов,технологий.

Фундаментальность информатике придает не только широкое и глубокое использование математики и других естественных наук, формальных методов и средств, но и общность, и фундаментальность ее результатов, их универсальная методологическая направленность в производстве знанийобщества.

Мировоззренческая роль информатикисостоит, в частности, в том, что она помогает вникать (особенно в информационную) суть явлений, происходящих в окружающем нас мире, например, скрытых, не лежащих на поверхности, выявлять, описывать и исследовать как внешние, так и внутренние связисистем.

Воспитательная роль информатикисостоит, в частности, в выработке исследовательского, творческого, алгоритмического подхода к делу, настойчивости, терпения и трудолюбия, аккуратности, логичности и строгости суждений, развитии умений выделять главное и игнорировать второстепенное, не влияющее на суть проблемы, ставить и исследовать новые задачи, использовать информационныетехнологиипри решении разнообразных задач и др.

Культурная роль информатикисостоит в частности в том, что повышение информационной и компьютерной культуры естественным образом, в соответствии с функциямиинформатикисодействует повышению и профессиональной, и общей культуры (мышления, поведения, выбора).Информатика– это своего рода особая культура и искусство информационно-логического представлениязнаний.

Эстетическая роль информатики – (эстетика - наука о прекрасном) состоит, в частности, в сведении разрозненных элементов и связей исследуемой проблемы в целостную композицию, обладающую эстетическими качествами (красота, обаяние, цвет, форма, пропорция, симметрия, гармония, единство частей целого, удовольствие и др.), в сведении частей к целому с целью повышения эстетических качеств восприятия (в том числе и виртуального) процесса, явления.

Благодаря информатикеразвиваются языки наук, происходит их взаимообогащение, следовательно, и сами науки развиваются.

Информатикатакже обогащается новыми идеями и приложениями вследствие этого процесса, развивает и индустриализирует процесс получения, хранения и использованиязнаний.

Информатикашироко используется как в традиционных, естественнонаучных областях (физика, биология, экономика и др.), так и в гуманитарных – истории, лингвистике, психологии, социологии и др.