![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Министерство образования и науки рф
- •В.В.Ломтадзе, л.П.Шишкина
- •Для студентов и специалистов
- •1.Введение в информационные технологии 7
- •2. Вводные сведения о современных программных средствах 13
- •3. Измерение количества информации, её Кодирование и хранение 23
- •4. Модели и Алгоритмы. Роль моделирования и алгоритмизации в решении задач и формализации знаний. Информационные ресурсы 32
- •5. Технические средства информационных технологий 45
- •6. Классификация и обзор программного обеспечения 68
- •8. Электронные таблицы Microsoft Excel 103
- •9. Системы управления базами данных. Субд Access 119
- •10. Введение в программирование. Создание приложений на языке Visual Basic for Applications 135
- •11. Основы и методы защиты информации 161
- •Предисловие
- •Введение в информационные технологии
- •1.1. Предмет изучения информатики. Понятие информации. Информационное общество
- •1.2. Информационные революции
- •1.3. Краткая история вычислительной техники
- •1.4. Поколения вычислительных систем
- •Контрольные вопросы к главе 1
- •2. Вводные сведения о современных программных средствах
- •2.1. Особенности современных программных средств
- •2.2. Основные элементы управления в интерфейсе программных продуктов
- •2.3. Типовые диалоги в интерфейсе программных продуктов
- •Контрольные вопросы к главе 2
- •3. Измерение количества информации, её Кодирование и хранение
- •3.1. Измерение количества информации
- •3.1.1. Измерение количества информации через неопределённость знаний
- •3.1.2. Количество информации в сообщении о том, что произошло одно из n равновероятных событий
- •3.1.3. Алфавитный подход к измерению количества информации
- •3.2. Кодирование информации
- •3.2.1. Данные – формализованная информация
- •3.2.2. Системы кодирования, объёмы данных, системы счисления
- •Запись содержимого полубайта в разных системах счисления
- •3.2.3. Кодирование текста
- •3.2.4. Кодирование чисел
- •3.2.5. Кодирование графической информации
- •3.2.6. Кодирование звука
- •3.2.7. Кодирование видео
- •Контрольные вопросы к главе 3
- •4. Модели и Алгоритмы. Роль моделирования и алгоритмизации в решении задач и формализации знаний. Информационные ресурсы
- •4.1. Модели решения вычислительных и функциональных задач
- •4.2. Алгоритмы
- •Основные элементы, используемые в блок-схемах
- •4.3. Принципы структурного программирования
- •4.4. Объектно-ориентированное программирование
- •4.5. Алгоритмизация как средство формализации знаний. Информационные ресурсы
- •Контрольные вопросы к главе 4
- •5. Технические средства информационных технологий
- •5.1. Логические основы вычислительной техники, алгебра логики
- •5.1.1. Основные понятия
- •Логические операции
- •5.1.2. Основные законы алгебры логики
- •5.1.3. Логические выражения
- •5.1.4. Логические элементы
- •5.1.5. Функциональные схемы и функциональные узлы
- •5.2. Основные блоки персонального компьютера
- •5.3. Основные периферийные устройства, подключаемые к компьютеру
- •5.4. Компьютерные сети
- •Уровни модели osi
- •Контрольные вопросы к главе 5
- •6. Классификация и обзор программного обеспечения
- •6.1. Системное программное обеспечение
- •Поля элемента каталога
- •6.2. Инструментальные средства программирования
- •6.3. Прикладное программное обеспечение
- •Контрольные вопросы к главе 6
- •7. Текстовый процессор Microsoft Word
- •7.1. Назначение. Основные понятия
- •7.2. Модель фрагмента текста. Параметры форматирования. Стили
- •7.3. Типовая последовательность создания документа
- •7.4. Разработка стилей и форматирование фрагментов текста
- •Пример разработки стилей
- •Р ис. 7.3. Выбор варианта обрамления абзаца
- •7.5. Редактирование документа
- •Выделение фрагмента текста мышью
- •7.6. Списки, табуляция, таблицы, многоколончатая верстка
- •7.7. Вставка символа, рисунка, объекта
- •Контрольные вопросы к главе 7
- •8. Электронные таблицы Microsoft Excel
- •8.1. Назначение. Основные понятия
- •8.2. Обобщенная технология работы в электронной таблице
- •8.3. Ввод, редактирование, форматирование данных
- •8.4. Выполнение расчетов по формулам и построение диаграмм
- •Инструкции, используемые в Microsoft Excel
- •Сообщения об ошибках в формуле
- •Ряды и категории данных
- •8.5. Сортировка, консолидация данных, сводные таблицы
- •Получение таблицы, содержащей консолидированные данные
- •Исходные данные для построения сводной таблицы
- •Пример сводной таблицы
- •Контрольные вопросы к главе 8
- •9. Системы управления базами данных. Субд Access
- •9.1. Основные понятия
- •9.2. Нормализация отношений (таблиц) и обеспечение целостности данных в реляционной базе данных
- •9.3. Последовательность действий при создании и использовании базы данных
- •9.3.1. Создание базы данных
- •9.3.2. Создание таблиц базы данных, ввод данных во вспомогательные таблицы
- •9.3.3. Создание основной таблицы
- •9.3.4. Создание схемы данных
- •9.3.5. Создание формы
- •9.3.6. Создание запросов
- •9.3.7. Формирование отчетов
- •9.4. Основные возможности языка структурированных запросов (sql)
- •Контрольные вопросы к главе 9
- •10. Введение в программирование. Создание приложений на языке Visual Basic for Applications
- •10.1. Основные понятия
- •10.2. Создание интерфейса пользователя
- •V Режим конструктора Свойства isual Basic р Элементы управления Свойства объекта SpinButton1 ис. 10.1. Лист Excel в момент создания интерфейса приложения средствами vba
- •10.3. Модули, процедуры, функции
- •Часто используемые встроенные функции Visual Basic
- •10.4. Работа с переменными, массивами, константами и со свойствами объектов
- •Встроенные типы данных vba
- •10.5. Основные инструкции языка Visual Basic и отладка программ
- •Арифметические операции
- •Операции сравнения
- •Контрольные вопросы к главе 10
- •11. Основы и методы защиты информации
- •11.1. Основные понятия информационной безопасности
- •11.2. Классификация угроз информационной безопасности
- •11.2.1. Непреднамеренные
- •11.2.2. Преднамеренные
- •11.3. Обеспечение информационной безопасности
- •11.3.1. Юридические основы информационной безопасности
- •11.3.2. Требования к защите информации в системах
- •11.3.3. Меры по поддержанию работоспособности компьютерных систем
- •11.3.4. Противодействие нарушению конфиденциальности информации
- •11.3.5. Электронная цифровая подпись
- •11.4. Особенности защиты информации в компьютерных сетях
- •Контрольные вопросы к главе 11
- •Библиографический список
- •Приложение Тесты Сообщения, данные, сигнал, атрибутивные свойства информации, показатели качества информации, формы представления информации. Системы передачи информации
- •Меры и единицы количества и объема информации
- •Системы счисления
- •Кодирование данных в эвм
- •Алгоритм и его свойства. Способы записи алгоритма
- •Линейная алгоритмическая структура
- •Разветвляющаяся алгоритмическая структура
- •Циклические алгоритмические структуры
- •Трансляция, компиляция и интерпретация
- •Интегрированные среды программирования
- •Этапы решения задач на компьютерах
- •Структурное программирование. Модульный принцип программирования. Подпрограммы. Принципы проектирования программ сверху-вниз и снизу-вверх
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Основные понятия алгебры логики
- •Логические основы эвм
- •Моделирование как метод познания
- •Классификация и формы представления моделей
- •Методы и технологии моделирования
- •Информационная модель объекта
- •Состав и назначение основных элементов персонального компьютера. Центральный процессор. Системные шины и слоты расширения
- •Компоненты вычислительных сетей
- •Сервисы Интернета
- •Средства использования сетевых сервисов
- •Файловая структура операционных систем. Операции с файлами
- •Электронные таблицы
- •Основные операции с данными
- •Назначение и основы использования систем искусственного интеллекта. Базы знаний. Экспертные системы
- •Защита информации в локальных и глобальных компьютерных сетях
- •Шифрование данных. Электронная подпись
3.2.7. Кодирование видео
Видеоинформация представляется аналогично графической. Ведь каждый кадр видео это просто картинка, к которой применяются описанные выше способы хранения и сжатия графической информации. При этом изображение синхронизировано с аудиоинформацией. На DVD-дисках для кодирования видеоинформации применяется формат MPEG2, а звуковая дорожка кодируется в формате AC3, который отличается наличием нескольких каналов для придания объемного звучания.
В настоящее время графика в формате JPG и звук в формате MP3 поддерживаются не только компьютерными программами (ACDSее, WinAMP и др.), но и почти всеми DVD-плейерами.
Контрольные вопросы к главе 3
Способы измерения количества информации;
что такое данные, что такое бит, байт, в каких единицах исчисляются объемы данных;
что такое система кодирования, система счисления, позиционная система счисления;
запись содержимого полубайта в десятичной, шестнадцатеричной и двоичной системах;
кодирование текста;
кодирование целых чисел, обратный и дополнительный код;
кодирование действительных чисел, как складываются действительные числа на регистрах арифметического устройства процессора;
кодирование графической информации, векторная и растровая графика;
кодирование аудио- и видеоинформации.
4. Модели и Алгоритмы. Роль моделирования и алгоритмизации в решении задач и формализации знаний. Информационные ресурсы
4.1. Модели решения вычислительных и функциональных задач
Человек всегда стремился понять, а значит представить с упрощением, доступным для своего понимания, многие процессы, явления и объекты. Так появились описательные модели (гелиоцентрическая модель Коперника), физические модели (глобус), картографические модели (карта), математические модели (уравнение плоскости), табличные модели (таблица "Объекты - свойства"). Но в наше время, во время очередной информационной революции (четвёртой – после письменности, книгопечатанья и электричества) моделирование стало методом исследований, причём современное моделирование не мыслимо без компьютеров. В какой последовательности решаются исследовательские задачи с помощью моделирования?
1) В области некоторой практической деятельности (предметная область) очерчивается круг актуальных задач, и рассматриваемые в этих задачах объекты, процессы и явления описываются набором параметров. Этот набор параметров (свойств, данных) подбирается так, чтобы можно было решать с достаточной для практики точностью и детальностью именно поставленные задачи. Для решения других задач будет другая модель тех же объектов, т.е. описание их другими параметрами. На этом же этапе решаются основные вопросы организации данных: где, в каких форматах (база данных, книга электронных таблиц, файлы прямого доступа или последовательные и т.п.) будут храниться исходные, промежуточные данные и результаты решения задач.
2) Известные и неизвестные параметры модели связываются математическими выражениями (линейные, нелинейные, дифференциальные и пр. уравнения, целевые функции и т.п.) – так строится математическая модель. Её коренное (философское) отличие от модели объекта или процесса состоит в том, что она может быть инвариантна к предметной области. Например, математическая модель линейного программирования применяется и при выборе оптимального плана выпуска продукции, и при решении обратных задач геофизики (уточнение параметров геологического объекта, по измеренным значениям создаваемого им магнитного, гравитационного или другого физического поля) и во многих других областях. Реализованная на компьютере математическая модель называется компьютерной математической моделью, а проведение целенаправленных расчетов с помощью компьютерной модели называется вычислительным экспериментом.
3) Выбираются аналитические и численные математические методы для оценки неизвестных параметров модели, разрабатываются алгоритмы для решения актуальных задач предметной области, причём с оценкой точности результатов, их однозначности и устойчивости.
4) Создаётся приложение – многофункциональная программа, состоящая в основном из событийных процедур. Каждая событийная процедура обычно соответствует одному из пунктов меню и позволяет решать одну из задач.
Таким образом, модель – это искусственно созданный объект, дающий упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении, отражающий существенные стороны изучаемого объекта с точки зрения цели моделирования.
Модель позволяет понять явление, структуру изучаемого объекта. Не построив модель, вряд ли удастся понять логику действия той или иной сложной системы, объяснить её действие, причины явлений и характер взаимодействия составляющих.
Задачи, которые мы решаем, по своему назначению можно разделить на две категории:
• вычислительные задачи, целью которых является определение некоторой величины;
• функциональные задачи, предназначенные для создания некоего аппарата, выполняющего некоторые функции.
Компьютерное моделирование включает несколько этапов:
Первый этап – определение целей моделирования. Эти цели могут быть различными:
• Понимание – модель нужна для того, чтобы понять, как устроен конкретный объект, какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;
• Управление – модель нужна для того, чтобы научиться управлять объектом или процессом и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях;
• Прогнозирование – модель нужна для того, чтобы прогнозировать последствия способов и форм воздействия на объект.
Второй этап – определение входных и выходных параметров модели; разделение входных параметров по степени важности влияния их изменений на выходные.
Третий этап – построение математической модели. На этом этапе происходит переход от абстрактной формулировки модели к формулировке, имеющей конкретное математическое представление.
Четвертый этап – выбор метода исследования математической модели. Чаще всего здесь используются численные методы, которые хорошо поддаются программированию. Как правило, для решения одной и той же задачи подходит несколько методов, различающихся точностью, устойчивостью и т.д. От верного выбора метода часто зависит успех всего процесса моделирования.
Пятый этап: разработка алгоритма, составление и отладка программы для ЭВМ.
Шестой этап: тестирование программы. Работа программы проверяется на тестовой задаче с заранее известным ответом. Обычно тестирование заканчивается тогда, когда пользователь по своим профессиональным признакам сочтет программу верной.
Седьмой этап: вычислительный эксперимент, в процессе которого выясняется, соответствует ли модель реальному объекту или процессу. Модель достаточно адекватна реальному процессу, если некоторые характеристики процесса, полученные на ЭВМ, совпадают с экспериментально полученными характеристиками с заданной степенью точности. В случае несоответствия модели реальному процессу возвращаемся к одному из предыдущих этапов.
Моделирование применяется для решения самых разных задач. Поэтому классификации моделей также разнообразны. Модель может быть статическая или динамическая (без учёта или с учётом изменений параметров во времени), детерминированная или стохастическая (надо найти определённые оценки параметров или распределения вероятностей), с обратной связью или без (актуально для динамических моделей). Что касается понятий "Информационное моделирование" и "Инфологическая модель", то эти термины скорее относятся к технологии проектирования баз данных (глава 9), а не собственно к проблеме исследований процессов и объектов с помощью моделирования.