МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса

Информатика

Учебное пособие

для студентов очной и заочной форм обучения

специальности 100103 «Социально-культурный сервис и туризм» и

100201 «Туризм»

Шахты 2009

УДК 651: 338. 48 (07)

ББК 65.050.2: 65. 443 я 73

Д 638

Составители:

д.ф.н., профессор кафедры «Информатика»

Е.Б.Ивушкина

к.э.н., доцент кафедры «Информатика»

И.Б.Кушнир

доцент кафедры «Информатика»

О.И. Лантратов

Рецензенты:

д.т.н., профессор, зав.кафедрой «Профессиональное обучение»

ШИ ЮРГТУ (НПИ)

А.А. Привалов

д.с.н., профессор, зав. кафедрой «Гуманитарные и

социальные науки» ШИ ЮРГТУ (НПИ)

О.В. Бондаренко

Ивушкина Е.Б., Кушнир И.Б., Лантратов О.И. Информатика. – Шахты: ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2009. – 345 с.

В пособии рассматривается история, предмет, структура информатики, рассматривается информация и её свойства. Особое внимание уделено мере информации, кодированию информации. Описаны арифметические и логические основы ЭВМ. Дано определение алгоритма, приводятся базовые алгоритмические структуры. Рассматриваются вопросы, связанные с информационной безопасностью. Даются основы сетевой технологии. Описываются принципы организации баз данных.

Пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по специальности 100103 «Социально-культурный сервис и туризм» и 100104 «Туризм».

УДК 651: 338. 48 (07)

ББК 65.050.2: 65. 443 я 73

© Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, 2009

© Е.Б.Ивушкина, 2009

© И.Б. Кушнир, 2009

© О.И. Лантратов, 2009

Оглавление

Введение	6
1 История информатики	8
1.1 Память машины и человека	8
1.2 «Усилители» умственных способностей	11
1.3 Истоки создания автоматических машин	13
1.4 Первые промышленные автоматы	15
1.5 История развития вычислительной техники	17
1.6 Классификация ЭВМ	26
Вопросы для обсуждения	42
2 Предмет информатики	44
2.1 Предмет информатики. Структура информатики. Связь информатики с другими дисциплинами	44
2.2 Структура информатики	45
2.3 Актуальные проблемы информатики. Основные проблемы и направления исследования в информатике	45
Вопросы для обсуждения	49
3 Информационное общество. Информатика. Информация	50
3.1 Информационное общество	50
3.2 Информация	52
3.2.1 Виды информации	53
3.2.2 Свойства информации и законы ее преобразования	58
3.2.3 Мера и основные свойства информации	62
Вопросы для обсуждения	67
4 Кодирование информации в компьютере	69
4.1 Кодирование текстовой информации	70
4.2 Кодирование графической информации	73
4.2.1 Растровое изображение	74
4.2.2 Цветовые модели	75
4.2.3 Векторное и фрактальное изображения	79
4.2.4 Кодирование звуковой информации	80
4.2.5 Форматы звуковых файлов	82
Вопросы для обсуждения	84
5 Математические основы информатики. Формы представления данных в компьютере	86
5.1Системы счисления	86
5.2 Двоичная система счисления	87
5.2.1 Двоичная арифметика	87
5.3 Шестнадцатеричная система счисления	88
5.4 Восьмеричная система счисления	88
5.5 Перевод чисел из одной системы счисления в другую	89
5.6 Отрицательные числа	92
Вопросы для обсуждения	93
6 Логические основы ЭВМ	94
6.1 Высказывания и предикаты	94
6.2 Логические вентили, схемы, структуры	100
Вопросы для обсуждения	105
7 Структурные схемы алгоритмов	106
7.1 Общие сведения	106
7.2 Структурный подход к разработке алгоритмов	117
7.3 Методы разработки и анализа алгоритмов	122
Вопросы для обсуждения	126
8 Моделирование объектов, процессов и явлений	127
Вопросы для обсуждения	132
9 О компьютерной сети	133
9.1 Понятие компьютерной сети	133
9.2 Типы сетей	133
9.3 Топология сети	135
9.3.1 Шина	135
9.3.2 Звезда	136
9.3.3 Кольцо	137
9.4 Классификация сетей	137
9.4.1 Локальные сети	138
9.4.2 Глобальные сети	138
9.5 Глобальная сеть Internet	139
9.5.1 Глобальная компьютерная сеть	139
9.5.2 История сети Internet	140
9.5.3 Возможности сети Internet	141
9.5.4 О WorldWideWeb	143
9.5.5 Задание местоположения документов в WWW	145
9.5.6 Программы просмотра	147
Вопросы для обсуждения	148
10 Структура электронной почты в сети Internet	149
10.1 Структура и адрес электронного сообщения	149
10.2 Пользовательский почтовый клиент MUA	151
10.3 Транспортный агент MTA	152
10.4 Агент обработки сообщения MSA	153
10.5 Агент локальной доставки LDA	154
10.6 Хранилище сообщений	154
10.7 Доставка почтового сообщения	155
10.8 Основы работы с почтовым клиентом Outlook Express	157
10.8.1 Регистрация в системе электронной почты Internet	157
10.8.2 Интерфейс программы Microsoft Outlook Express	159
10.8.3 Настройка почтовой системы Microsoft Outlook Express	160
10.8.4 Создание и отправка простейшего сообщения	164
10.8.5 Ответ на сообщение	166
10.8.6 Присоединенные файлы	167
10.9 Хранение почтовых сообщений	169
10.10 Управление сообщениями	170
10.10.1 Определение правил обработки сообщений	170
10.10.2 Список блокированных адресов	172
10.11 Адресная книга	173
10.11.1 Добавление адреса	173
10.11.2 Создание новой папки	174
10.11.3 Поиск адреса корреспондента	174
10.11.4 Создание списка рассылки	175
Вопросы для обсуждения	176
11 Основные инструменты работы в базах данных	177
11.1 Краткая история баз данных	177
11.2 Данные и управление базами данных	179
11.2.1 Недостатки файловой организации данных	179
11.2.2 База данных	180
11.2.3 Системы управления базами данных (СУБД)	181
11.2.4 Функции администратора базы данных (АБД)	181
11.2.5 Недостатки интеграции данных	181
11.2.6 Независимость данных	182
11. 3 Проектирование баз данных	185
11.4 Жизненный цикл системы баз данных	186
11.5 База данных – основа информационного обеспечения управленческой деятельности	188
11.6 Представление системы в форме ERM	191
11.7 Распределенная обработка информации	195
11.8 Общие вопросы разработки баз данных СУБД Access	199
11.9 Создание и корректировка базы данных в СУБД	210
11.10 Запросы на выборку	226
11.11 Вычисления в запросах: простые, групповые и сводные	233
11.12 Формы	248
11.13 Отчеты	259
11.14 Web-интерфейс к базам данных Access	272
11.15 Настройка пользовательского интерфейса	285
Вопросы для обсуждения	298
12 Информационная безопасность	300
12.1 Основные составляющие информационной безопасности	301
12.2 Проблемы информационной безопасности	302
12.3 Основные определения и критерии классификации угроз	303
12.4 Наиболее распространенные угрозы доступности	304
12.5 Вредоносное программное обеспечение	307
12.6 Антивирусы	310
12.6.1 Технологии обнаружения вирусов	310
12.6.2 Режимы работы антивирусов	312
12.6.3 Антивирусный комплекс	312
12.7 Основные угрозы целостности	315
12.8 Основные угрозы конфиденциальности	316
12.9 Основные мероприятия в области информационной безопасности	318
12.9.1 Законодательный, административный и процедурный уровни	319
12.9.2 Программно-технические меры	322
12.10 Законодательный уровень информационной безопасности	325
12.10.1 Российское законодательство в области информационной безопасности	326
12.10.2 Текущее состояние российского законодательства в области информационной безопасности	336
12.11 Криптография и шифрование	338
12.11.1 Контроль целостности	341
12.11.2 Цифровые сертификаты	343
Вопросы для обсуждения	344
Библиографический список	345

Введение.

Хотя информатика и считается достаточно молодой наукой (по отношению ко многим другим отраслям знания), но предпосылки к ее зарождению – достаточно древние.

При рассмотрении вопроса об истории информатики будем исходить из первых признаков и событий информационного обмена, осознавая, что об информатике как о науке тогда речь не шла.

Наиболее важной и ранней предпосылкой к информационному обмену стала речь, а позже – самые первые знаковые системы (живопись, музыка, графика, танец, обряды и др.). Затем появилась письменность: вначале она была рисуночной, иероглифической, с использованием носителей различного типа (камень, глина, дерево и т.д.). Развиваются различные системы, счета и механизации (это, как известно, – предпосылка автоматизации) счета.

На основе латинской и греческой письменности разрабатываются терминологические системы для различных областей знания – математики, физики, медицины, химии и т.д. Развивается математический (алгебраический) язык – основа формализации различных знаний. Распространение математической символики и языка приводит к развитию всего естествознания, так как появился адекватный и удобный аппарат для описания и исследования различных явлений.

Совершенствуются различные системы визуализации информации – карты, чертежи, пирамиды, дворцы, акведуки, механизмы и др.

С появлением папируса повышается информационная емкость, актуализируется новое свойство информации – сжимаемость.

С появлением бумаги появляется эффективный носитель информации – книга, а изобретение печатного станка (Гуттенберга) приводит к тиражированию информации (новое свойство информационного обмена). Появляется достаточно адекватный (на тот период) инструмент массовой информационной коммуникации. Развиваются элементы виртуального мышления (например, в картинах известных художников).

Распространению информации способствует также появление и развитие библиотек, почты, университетов – центров накопления информации, знаний, культуры в обществе.

Происходит массовое тиражирование информации, рост профессиональных знаний и развитие информационных технологий. Появляются первые признаки параллельной (по пространству и по времени) передачи и использования информации, знаний.

Дальнейший прогресс и возникновение фотографии, телеграфа, телефона, радио, кинематографа, телевидения, компьютера, компьютерной сети, сотовой связи стимулируют развитие массовых и эффективных информационных систем и технологий.

В отраслях науки формируются языковые системы: язык химических формул, язык физических законов, язык генетических связей и др.

С появлением компьютера стало возможным хранение, автоматизация и использование профессиональных знаний программ: баз данных, баз знаний, экспертных систем и т.д. Информатика от «бумажной» стадии своего развития переходит к «безбумажной», электронной стадии развития и использования.

В конце двадцатого века возник так называемый информационный кризис, «информационный взрыв», который проявился в резком росте объема научно-технических публикаций. Возникли большие сложности восприятия, переработки информации, выделения нужной информации из общего потока и др. В этих условиях появилась необходимость в едином и доступном мировом информационном пространстве, в развитии методов и технологии информатики, в развитии информатики как методологии актуализации информации, в формировании базовых технологий и систем и пересмотре роли информатики в обществе, науке, технологии.

Мир, общество начали рассматриваться с информационных позиций. Это время лавинообразного увеличения объема информации в обществе, ускорения их применения на практике, повышения требований к актуальности, достоверности, устойчивости информации. XXI век можно считать веком "информационного сообщества", единого и доступного мирового информационного пространства (поля), которое будет постоянно улучшать как производительные силы и производственные отношения, так и человеческую личность, общество.

Появление информатики как науки базируется на индустрии сбора, обработки, передачи, использования информации, на продуктах развития математики, физики, управления, техники, лингвистики, военной науки и других наук.

Главным продуктом прочно установившегося информационного общества являются научные знания. С изменением общества меняется и содержание науки. Информатика наиболее подвержена переосмыслению и трансформации. Широкое распространение персональных компьютеров способствует этому процессу. А одной из важнейших задач высшей школы является подготовка специалиста, обладающего компьютерными знаниями.

В учебном пособии мы отразили многолетний опыт работы подготовки специалистов.

Методика изучения дисциплины строится на основе сочетания теоретического и практического обучения.

При проведении практических занятий необходимо применять активные методы обучения (анализ производственных ситуаций, решение ситуационных задач, деловые игры и др.).

Виды заданий для внеаудиторной самостоятельной работы, их содержание и характер имеют вариативный и дифференцированный характер, учитывая специфику специальности и индивидуальной особенности студента.

Для проверки и оценки знаний студентов предусмотрены тестовые задания. Текущий контроль осуществляется путем контрольных заданий по материалам изученных тем.