- •Книга: Информатика: конспект лекций
- •Ирина Сергеевна Козлова
- •Информатика: конспект лекций
- •Условные обозначения
- •Тема 1 Общие теоретические основы информатики
- •1.1. Понятие информатики
- •1.2. Понятие информации
- •1.3. Система кодирования информации
- •1.4. Кодирование текстовой информации
- •1.5. Кодирование графической информации
- •1.6. Кодирование звуковой информации
- •1.7. Режимы и методы передачи информации
- •1.8. Информационные технологии
- •1.9. Этапы развития информационных технологий
- •1.10. Появление компьютеров и компьютерных технологий
- •1.11. Эволюция развития персональных компьютеров
- •1.12. Структура современных вычислительных систем
- •Тема 2 Компьютерные технологии обработки информации
- •2.1. Классификация и устройство компьютеров
- •2.2. Архитектура эвм
- •2.3. Память в персональных компьютерах
- •2.4. Понятие команды и системное программное обеспечение эвм
- •2.5. Базовая система ввода-вывода (bios). Понятие cmos ram
- •Тема 3 Архитектура аппаратных и программных средств ibm-совместимых технологий
- •3.1. Микропроцессоры
- •3.2. Системные платы. Шины, интерфейсы
- •3.3. Средства управления внешними устройствами
- •3.4. Накопители информации
- •3.5. Видеоконтроллеры и мониторы
- •3.6. Устройства ввода информации
- •3.7. Устройства вывода информации
- •3.8. Устройства передачи информации. Прочие периферийные устройства
- •Тема 4 Основы работы пользователя в операционной среде персонального компьютера
- •4.1. Операционные системы
- •4.2. Классификация программных средств
- •4.3. Назначение операционных систем
- •4.4. Эволюция и характеристика операционных систем
- •4.5. Операционная система новых технологий
- •4.6. Архитектура windows nt
- •4.7. Инсталляция windows nt
- •4.8. Реестр и конфигурирование операционной системы windows nt
- •4.9. Особенности операционной системы windows 2000
- •4.10. Сетевые операционные системы
- •4.11. Семейство операционных систем unix
- •4.12. Операционная система Linux
- •4.13. Семейство сетевых операционных систем фирмы Novell
- •Тема 5 Основы работы в среде локальных и глобальных компьютерных сетей
- •5.1. Эволюция компьютерных сетей
- •5.2. Основные программные и аппаратные компоненты сети
- •5.3. Виды локальных сетей
- •5.4. Организация доменной структуры сети
- •5.5. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Стек протоколов
- •5.6. Организация учетных записей. Управление группами пользователей
- •5.7. Управление политикой защиты
- •5.8. Управление ресурсами сети
- •5.9. Сетевые службы
- •5.10. Средства, обеспечивающие взаимодействие с другими операционными системами сети
- •5.11. Организация работы в иерархической сети
- •5.12. Организация одноранговых сетей и технология работы в них
- •5.13. Модемные виды сетей
- •5.14. Установка и конфигурирование модема
- •5.15. Организация соединения с удаленным персональным компьютером
- •5.16. Работа с коммутационными программами
- •5.17. Работа с факс-модемом
- •Тема 6 Сети Интернет
- •6.1. Возникновение сети Интернет
- •6.2. Возможности сети Интернет
- •6.3. Программное обеспечение работы в Интернет
- •6.4. Передача информации в сети Интернет. Система адресации
- •6.5. Адресация и протоколы в Интернет
- •6.6. Проблемы работы в Интернет с кириллическими текстами
- •6.7. Организация соединения с провайдером (вход в Интернет)
- •6.8. Всемирная паутина, или world wide web
- •6.9. Интранет
- •6.10. Создание Web-страницы с помощью Front Page
- •6.11. Файловые информационные ресурсы ftp
- •6.12. Электронная почта (е– mail)
- •6.13. Новости, или конференции
- •6.14. Электронная коммерция. Интернет-магазин. Системы платежей в Интернет
- •6.15. Интернет-аукционы. Интернет-банкинг
- •6.16. Интернет-страхование. Интернет-биржа
- •6.17. Интернет-маркетинг. Интернет-реклама
- •Тема 7 Основы работы с прикладными программами общего назначения
- •7.1. Определение прикладных программ
- •7.2. Текстовые редакторы
- •7.3. Табличные процессоры
- •7.4. Понятие программ-оболочек
- •7.5. Графические редакторы
- •7.6. Понятие и структура банка данных
- •7.7. Программы-органайзеры
- •7.8. Программы подготовки презентаций
- •7.9. Работа в сети Интернет с приложениями ms office 97
- •7.10. Этапы решения задач с помощью компьютера
- •Тема 8 Специализированные профессионально ориентированные программные средства
- •8.1. Информационные системы организационно-экономического управления
- •8.2. Современные информационные технологии в системах организационно-экономического управления
- •8.3. Информационные системы организационно-экономического управления
- •8.4. Офисная деятельность в системах организационно-экономического управления
- •8.5. Организационно-технические и периферийные средства информационных систем
- •8.6. Понятие бизнес-графики
- •8.7. Использование графики в бизнесе
- •8.8. Программа деловой графики ms graph
- •8.9. Общая характеристика технологии создания прикладных программных средств
- •8.10. Прикладное программное обеспечение
- •8.11. Технология системного проектирования программных средств
- •8.12. Современные методы и средства разработки прикладных программных средств
- •Тема 9 Основы алгоритмизации и программирования
- •9.1. Понятие алгоритма
- •9.2. Системы программирования
- •9.3. Классификация языков программирования высокого уровня
- •9.4. Система vba
- •9.5. Язык программирования vba
- •Тема 10 Основы защиты информации
- •10.1. Защита информации как закономерность развития компьютерных систем
- •10.2. Объекты и элементы защиты в компьютерных системах обработки данных
- •10.3. Средства опознания и разграничения доступа к информации
- •10.4. Криптографический метод защиты информации
- •10.5. Компьютерные вирусы
- •10.6. Антивирусные программы
- •10.7. Защита программных продуктов
- •10.8. Обеспечение безопасности данных на автономном компьютере
- •10.9. Безопасность данных в интерактивной среде
- •Тема 11 Базы данных
- •11.1. Понятие базы данных. Системы управления базами данных
- •11.2. Иерархическая, сетевая и реляционная модели представления данных
- •11.3. Постреляционная, многомерная и объектно-ориентированная модели представления данных
- •11.4. Классификации систем управления базами данных
- •11.5. Языки доступа к базам данных
- •11.6. Базы данных в сети Интернет
- •Литература
1.3. Система кодирования информации
Кодирование информации применяют для унификации формы представления данных, которые относятся кразличным типам, в целях автоматизации работы с информацией.
Кодирование – это выражение данных одного типа через данные другого типа. Например, естественные человеческие языки можно рассматривать как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи, к тому же и азбуки представляют собой системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов.
В вычислительной технике применяется двоичное кодирование. Основой этой системы кодирования является представление данных через последовательность двух знаков: 0 и 1. Данные знаки называются двоичными цифрами (binary digit), или сокращенно bit (бит). Одним битом могут быть закодированы два понятия: 0 или 1 (да или нет, истина или ложь и т. п.). Двумя битами возможно выразить четыре различных понятия, а тремя – закодировать восемь различных значений.
Наименьшая единица кодирования информации в вычислительной технике после бита – байт. Его связь с битом отражает следующее отношение: 1 байт = 8 бит = 1 символ.
Обычно одним байтом кодируется один символ текстовой информации. Исходя из этого для текстовых документов размер в байтах соответствует лексическому объему в символах.
Более крупной единицей кодирования информации служит килобайт, связанный с байтом следующим соотношением: 1 Кб = 1024 байт.
Другими, более крупными, единицами кодирования информации являются символы, полученные с помощью добавления префиксов мега (Мб), гига (Гб), тера (Тб):
1 Мб = 1 048 580 байт;
1 Гб = 10 737 740 000 байт;
1 Тб = 1024 Гб.
Для кодирования двоичным кодом целого числа следует взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока частное не будет равно единице. Совокупность остатков от каждого деления, которая записывается справа налево вместе с последним частным, и будет являться двоичным аналогом десятичного числа.
В процессе кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно использовать 8 разрядов двоичного кода (8 бит). Применение 16 бит позволяет закодировать целые числа от 0 до 65 535, а с помощью 24 бит – более 16,5 млн различных значений.
Для того чтобы закодировать действительные числа, применяют 80-разрядное кодирование. В этом случае число предварительно преобразовывают в нормализованную форму, например:
2,1427926 = 0,21427926 ? 101;
500 000 = 0,5 ? 106.
Первая часть закодированного числа носит название мантиссы, а вторая часть – характеристики. Основная часть из 80 бит отводится для хранения мантиссы, и некоторое фиксированное число разрядов отводится для хранения характеристики.
1.4. Кодирование текстовой информации
Текстовую информацию кодируют двоичным кодом через обозначение каждого символа алфавита определенным целым числом. С помощью восьми двоичных разрядов возможно закодировать 256 различных символов. Данного количества символов достаточно для выражения всех символов английского и русского алфавитов.
В первые годы развития компьютерной техники трудности кодирования текстовой информации были вызваны отсутствием необходимых стандартов кодирования. В настоящее время, напротив, существующие трудности связаны с множеством одновременно действующих и зачастую противоречивых стандартов.
Для английского языка, который является неофициальным международным средством общения, эти трудности были решены. Институт стандартизации США выработал и ввел в обращениесистему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США).
Для кодировки русского алфавита были разработаны несколько вариантов кодировок:
1) Windows-1251 – введена компанией Microsoft; с учетом широкого распространения операционных систем (ОС) и других программных продуктов этой компании в Российской Федерации она нашла широкое распространение;
2) КОИ-8 (Код Обмена Информацией, восьмизначный) – другая популярная кодировка российского алфавита, распространенная в компьютерных сетях на территории Российской Федерации и в российском секторе Интернет;
3) ISO (International Standard Organization – Международный институт стандартизации) – международный стандарт кодирования символов русского языка. На практике эта кодировка используется редко.
Ограниченный набор кодов (256) создает трудности для разработчиков единой системы кодирования текстовой информации. Вследствие этого было предложено кодировать символы не 8-разрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом, что вызвало расширение диапазона возможных значений кодов. Система 16-разрядного кодирования символов называетсяуниверсальной – UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяет обеспечить уникальные коды для 65 536 символов, что вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков.
Несмотря на простоту предложенного подхода, практический переход на данную систему кодировки очень долго не мог осуществиться из-за недостатков ресурсов средств вычислительной техники, так как в системе кодирования UNICODE все текстовые документы становятся автоматически вдвое больше. В конце 1990-х гг. технические средства достигли необходимого уровня, начался постепенный перевод документов и программных средств на систему кодирования UNICODE.