Все понятия информатики. Основные определения информатики. Свойства и единицы измерения информации. Определение медицинской информатики, как прикладной науки. Задачи, решаемые методами медицинской информатики

Предисловие....................................................................................... 5

1...... ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ.. 6

1.1... Понятие информации. 6

1.2... Свойства информации. 8

1.3... Понятие количества информации. 9

1.4... Предмет и задачи информатики. 10

1.5... Информационное общество. 13

1.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 15

2...... СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ 18

2.1... Представление (кодирование) данных. 18

2.2... Понятие об основных системах счисления. 20

2.3... Перевод чисел из одной системы счисления в другую.. 21

2.4... Двоичная арифметика. 23

2.5... Представление чисел в ЭВМ.. 23

2.6... Кодирование информации в ЭВМ.. 26

2.7... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 27

3...... ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ.. 28

3.1... Основы алгебры логики. 28

3.2... Операции сравнения. 30

3.3... Логические операции. 31

3.4... Основы элементной базы ЭВМ.. 33

3.5... Элементы теории множеств. 35

3.6... Элементы теории графов. 37

3.7... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 40

4...... ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ.. 42

4.1... История развития ЭВМ.. 42

4.2... Классификация ЭВМ.. 46

4.3... Архитектура ЭВМ.. 48

4.4... Состав персонального компьютера. 52

4.5... Внешние устройства. 59

4.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 66

5...... СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ.. 68

5.1... Базовые понятия ОС.. 71

5.2... Классификация операционных систем. 72

5.3... Файловая структура ЭВМ.. 75

5.4... Файловые системы Microsoft Windows. 77

5.5... Драйверы устройств. 78

5.6... Служебные программы.. 80

5.7... Обзор операционных систем UNIX и Linux. 82

5.8... Обзор операционных систем Windows. 84

5.9... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 88

6...... ПРИКЛАДНОЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 90

6.1... Прикладное программное обеспечение общего назначения. 91

6.2... Прикладное программное обеспечение специального назначения. 93

6.3... Инструментальное ПО.. 94

6.4... Нумерация версий программ. 96

6.5... Правовой статус программ. 96

6.6... Текстовые редакторы и процессоры.. 98

6.7... Программы подготовки презентаций. 101

6.8... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 104

7...... ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАБЛИЦЫ.. 105

7.1... Основные понятия электронных таблиц Excel 105

7.2... Ввод, редактирование и форматирование данных. 107

7.3... Вычисления в таблицах. 108

7.4... Диаграммы.. 111

7.5... Списки. 112

7.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 114

8...... МОДЕЛИ РЕШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ 116

8.1... Моделирование как метод познания. 116

8.2... Классификация моделей. 120

8.3... Компьютерное моделирование. 122

8.4... Информационные модели. 122

8.5... Примеры информационных моделей. 123

8.6... Базы данных. 124

8.7... Искусственный интеллект. 126

8.8... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 127

9...... ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ.. 129

9.1... Основные этапы компьютерного решения задач. 130

9.2... Понятие алгоритма и его свойства. 131

9.3... Исполнители алгоритмов. 133

9.4... Способы описания алгоритмов. 135

9.5... Базовые управляющие структуры алгоритмов (основные алгоритмические конструкции) 142

9.6... Алгоритмы линейной структуры.. 145

9.7... Алгоритмы ветвящейся структуры.. 147

9.8... Алгоритмы циклической структуры.. 150

9.9... Способы комбинации базовых управляющих структур (основных алгоритмических конструкций) 157

9.10 Примеры комбинации основных алгоритмических структур. 158

9.11 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 163

10.... ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКАХ ВЫСОКОГО УРОВНЯ 174

10.1 Основные понятия языков программирования. 174

10.2 Типы данных и операторы описания переменных. 179

10.3 Основные операторы.. 181

10.4 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 182

11.... ОСНОВНЫЕ ОПЕРАТОРЫ ЯЗЫКА VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS 184

11.1 Оператор присваивания. 184

11.2 Условный оператор IF … THEN. 186

11.3 Оператор выбора варианта *. 188

11.4 Операторы цикла. 191

11.5 Оператор цикла FOR … NEXT. 194

11.6 .............................................................................................................. Математические функции 196

11.7 Функции обработки строк *. 197

11.8 Функции преобразования данных. 199

11.9 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 200

12.... ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.. 202

12.1 Концепция программирования. 202

12.2 Структурное и модульное программирование. 205

12.3 Рекурсивные алгоритмы *. 208

12.4 Объектно-ориентированное программирование. 209

12.5 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 213

13.... ЯЗЫКИ И СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.. 215

13.1 Уровни языков программирования. 215

13.2 Системы программирования. 217

13.3 Классификация языков программирования. 218

13.4 Процедурные языки программирования. 219

13.5 Объектно-ориентированные языки. 221

13.7 Языки программирования для баз данных и компьютерных сетей. 223

13.8 Языки моделирования *. 224

13.9 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 224

14.... ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ БАЗ ДАННЫХ.. 226

14.1 Задачи, решаемые с помощью баз данных. 226

14.2 Классификация БД.. 228

14.3 Реляционная модель данных. 229

14.4 Свойства полей базы данных. 231

14.5 Типы данных. 232

14.6 Безопасность и объекты баз данных. 233

14.7 Проектирование баз данных *. 236

14.8 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 238

15.... ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ.. 240

15.1 Основы передачи данных. 240

15.2 Назначение и классификация сетей. 243

15.3 Сетевая модель OSI/ISO.. 246

15.4 Сетевое оборудование. 247

15.5 Основные стандарты и протоколы.. 249

15.6 Т Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 251

16.... ГЛОБАЛЬНАЯ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ. 254

16.1 Подключение к Интернет. 254

16.2 Службы Интернет. 256

16.3 Поиск информации в Интернете. 261

16.4 Поиск с использованием языка запросов *. 267

16.5 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 269

17.... ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.. 270

17.1 Угрозы информационной безопасности. 270

17.2 Методы и средства защиты информации. 272

17.3 Правовые основы информационной безопасности. 276

17.4 Ответственность за преступления в области информационных технологий 278

17.5 Криптографические механизмы защиты информации. 282

17.6 Компьютерные вирусы и вредоносные программы.. 284

17.7 Методы защиты от вирусов. 287

17.8 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 290

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 292

ПРЕДИСЛОВИЕ

Уровень подготовки будущего бакалавра определяется совокупностью требований ФГОС ВПО соответствующего направления. Целью изучения дисциплины «Информатика» является формирование знаний и умений, а также развитие навыков и способностей, соответствующих следующим общекультурным и профессиональным компетенциям будущего выпускника:

– способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, осознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе;

– соблюдение основных требований информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;

– владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации;

– наличие навыков работы с компьютером как средством управления информацией;

– способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях;

– готовность подготавливать презентации, научно-технические отчеты и доклады по результатам выполненных исследований;

– готовность применять информационные технологии при проектировании процессов изготовления изделий легкой промышленности;

В результате изучения дисциплины «Информатика» студент должен владеть знаниями основных понятий, изучаемых в информатике как науке; принципов и методов обработки, хранения и передачи информации; технических и программных средств реализации информационных процессов; файловых систем; моделей решения функциональных и вычислительных задач; основ алгоритмизации и программирования; языков программирования; программного обеспечения и технологии программирования; баз данных; методов работы в Интернете; общих сведений о пакетах прикладных программ; уметь использовать базовые функции текстовых, формульных и табличных процессоров, составлять алгоритмы решения типовых задач, осуществлять обмен информацией в сетях, проводить поиск информации в Интернете, работать с электронной почтой; владеть пользовательскими вычислительными системами и системами программирования; навыками использования типовых пакетов программ для обработки, текстовой и изобразительной информации, основами подготовки презентаций и отчетов.

Методика изучения дисциплины строится на основе сочетания теоретического и практического обучения. Пособие содержит основные теоретические сведения, необходимые для получения студентом базовых знаний, умений и навыков в соответствии с общекультурными и профессиональными компетенциями, указанными в матрице компетенций, представленной в учебных планах. Материалы, помеченные символом «* » (отдельные подразделы, понятия, примеры), требуют расширенного самостоятельного изучения и адресованы студентам, ориентированным на повышенный уровень подготовки.

Особое внимание в пособии уделяется системам и технологиям автоматизированного проектирования, получившим широкое применение в инженерно-конструкторской деятельности, в том числе и в легкой промышленности. Достаточно подробно, с приведением примеров решения задач различной сложности, изложен раздел «Основы алгоритмизации». Это имеет большое значение для студентов указанных направлений, так как для работы в системах автоматизированного проектирования (САПР) необходимо знание базовых понятий алгоритмизации.

Электронная версия пособия содержит интерактивные примеры, рассчитанные на демонстрацию их работы в среде Visual Basic for Applications, а также гиперссылки, обеспечивающие возможность навигации по тексту пособия. Так, в конце каждого раздела приводится гиперссылка «вернуться к содержанию».

Для активизации познавательной деятельности студентов в конце каждого раздела приводятся вопросы и тестовые задания для самоконтроля. Именно в форме тестирования проводится, например, Федеральный интернет-экзамен в сфере профессионального образования (http://фэпо.рф/).

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ

К основным понятиям информатики, раскрываемым в данном разделе, относятся следующие: общее представление об информации, её источники, характеристики и свойства, место и роль понятия «информация» в курсе информатики, меры и единицы количества и объёма информации, понятие о кодировании информации.

Понятие информации

Термин «информация» имеет множество определений, широко используется во многих науках и во многих сферах человеческой деятельности. Он происходит от латинского слова «informatio», означающего «сведения, разъяснения, изложение, осведомлённость». Это привычное понятие обозначает совокупность данных, сведений, знаний. В то же время строгого и общепринятого определения информации не существует. Информация в широком философском смысле – отражение реального (или вымышленного) мира, в узком прикладном – сведения, являющиеся объектом хранения, обработки и передачи.

Мы живём в материальном мире. Все физические объекты, окружающие нас, являются либо телами, либо полями. Они находятся в постоянном движении и изменении, взаимодействуют друг с другом, в результате порождаются сигналы различных типов. Любой сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может порождать в физических телах изменения свойств. Это явление называется регистрацией сигналов. Изменения можно наблюдать, измерять, фиксировать иным способом – при этом получаются и регистрируются новые сигналы. Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе, называются данными.

Характеристика физического процесса, используемая для представления данных, называется параметром сигнала. Если параметр сигнала принимает ряд последовательных значений и их конечное число, то сигнал называется дискретным (например, печатный текст – последовательность букв). Если параметр сигнала – непрерывная во времени функция, то сигнал называется непрерывным (например, устная речь – модулированная звуковая волна). Непрерывные сигналы можно преобразовать в дискретные. Такое преобразование называется дискретизацией .

Существует большое количество физических методов регистрации сигналов на материальных носителях. Это могут быть механические воздействия, перемещения, изменения формы или магнитных, электрических, оптических параметров, химического состава, кристаллической структуры. В соответствии с методами регистрации данные могут храниться и транспортироваться на различных носителях. Наиболее часто используемый и привычный носитель – бумага; сигналы регистрируются путём изменения её оптических свойств. Сигналы могут быть зарегистрированы и путём изменения магнитных свойств полимерной ленты с нанесённым ферромагнитным покрытием, как это делается в магнитофонных записях, и путём изменения химических свойств – в фотографии.

Данные несут информацию о событии, но не являются самой информацией, так как одни и те же данные могут восприниматься (отображаться, представляться или, ещё говорят, интерпретироваться) в сознании разных людей совершенно по-разному. Например, текст, написанный на русском языке (т.е. данные), даст различную информацию человеку, знающему алфавит и язык, и человеку, не знающему их.

Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо к ним применить методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Методы, в свою очередь, тоже различны. Например, человек, знающий русский язык, применяет адекватный метод, читая русский текст. Соответственно, человек, не знающий русского языка и алфавита, применяет неадекватный метод, пытаясь понять русский текст.

Таким образом, информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных методов. Информация не является статическим (не изменяющимся во времени) объектом, она появляется и существует только в ходе информационного процесса – в момент диалектического взаимодействия объективных данных и субъективных методов, всё прочее время она передаётся или хранится в виде сигналов или в форме данных. Человек воспринимает первичные данные различными органами чувств (зрение, слух, обоняние, вкус, осязание), и на их основе сознанием могут быть построены вторичные абстрактные (смысловые, семантические) данные.

Без информации не может существовать жизнь. Информационные процессы присущи всем живым существам, но в особенности – человеку. Получение символьной информации (слов, знаков, формул), её анализ и генерирование составляют основу абстрактного мышления, отличающего человека от животного.

Основные функции информации в обществе: познавательная (получение новой информации); коммуникативная (общение); управленческая (формирование целесообразного поведения управляемой системы).

Свойства информации

Информация имеет большое количество разнообразных свойств. В рамках нашего рассмотрения наиболее важными являются такие свойства, как дуализм, полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность. Рассмотрим их подробнее.

Дуализм информации характеризует её двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой – субъективна в силу субъективности применяемых методов. Иными словами, методы могут вносить в большей или меньшей степени субъективный фактор и таким образом влиять на информацию в целом. Например, два человека читают одну и ту же книгу и получают разную информацию, хотя прочитанный текст, т.е. данные, были одинаковы. Более объективная информация получается применением методов с меньшим субъективным элементом.

Полнота информации характеризует достаточность данных для принятия решения или создания новых данных на основе имеющихся. Неполный набор данных оставляет большую долю неопределённости. В то же время избыточный набор данных затрудняет доступ к нужным данным, создаёт повышенный информационный шум, что также вызывает необходимость дополнительных методов, например, фильтрации, сортировки.

Достоверность информации – степень соответствия информации реальному объекту с необходимой точностью, характеризующая отсутствие ошибок. Чем выше уровень шума по сравнению с полезным сигналом, тем ниже достоверность. В этом случае приходится использовать более сложные методы или больше данных, например, повторная передача.

Адекватность информации – степень соответствия информации действительной обстановке, реальному объекту, процессу, явлению. Неадекватная информация может получаться на основе неполных и(или) недостоверных данных, а также при использовании неадекватных методов.

Доступность информации – это возможность получения информации при необходимости. Доступность складывается из двух составляющих: из доступности данных и доступности методов.

Актуальность информации – степень соответствия текущему моменту времени. Информация, актуальная сегодня, может стать совершенно ненужной по истечении некоторого времени. Например, программа телепередач на нынешнюю неделю будет неактуальна для многих телезрителей на следующей неделе.

1.Основные понятия и определения информатики. Информатика, кибернетика, Общая теория систем и системный анализ. Информационная система.

Обработка информации - это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи.

Операции над информацией:

Сбор, формализация (к единому виду), фильтрация, сортировка, архивация, защита, транспортировка, преобразование.

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАТИКИ

СИСТЕМА – комплекс взаимодействующих компонентов (гибкие и жесткие – при удалении функционально важного элемента не функционирует – биологические и технические, открытые и закрытые – по обмену с внешней средой)

ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР (ПК или IBM PC) - это электронно-вычислительная машина (ЭВМ), предназначенная для работы в диалоге с человеком (пользователем).

ИНФОРМАТИКА - это наука, изучающая структуру и наиболее общие свойства информации, ее поиск, хранение, передачу и обработку с применением ЭВМ.

ИНФОРМАЦИЯ - это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.

ФАЙЛ - это именованная область памяти на внешнем носителе. В файлах могут храниться тексты, документы, сами программы, рисунки и т. д.

КАТАЛОГ - это поименованное место на диске, в котором хранятся файлы.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ - это подготовка задачи к решению ее на компьютере.

АЛГОРИТМ - это последовательность команд, ведущих к какой-либо цели.

ВЕТВЛЕНИЕ - это команда алгоритма, в которой делается выбор: выполнять или не выполнять какую-нибудь группу команд в зависимости от условия.

ЦИКЛ - это команды алгоритма, которые позволяют несколько раз повторить одну и ту же группу команд.

Наверное многие знают или слышали о такой науке, как кибернетика. Одно время она незаслуженно замалчивалась по той причине, что в официальных кругах считалась лженаукой. Это печальное для нашего общества заблуждение в настоящее время полностью преодолено. Однако связанное с этим отставание в развитии средств вычислительной техники в нашей стране до сих пор еще имеет место. Основы этой науки заложены американским ученым Норбертом Винером.

"Кибернетика . Наука об общих законах управления и связи в природе и обществе (от греческого слова kybernetike - искусство управлять). В узком смысле - учение об обратной связи в сложных системах и организмах."

В "Словаре по кибернетике" под редакцией (Киев, 1989 год) мы читаем следующее: "Кибернетика... - наука об управлении, получении, передаче и преобразовании информации в кибернетических системах..." Вот тут и начинается путаница. Между двумя этими дисциплинами провести четкую границу не представляется возможным. Тем не менее довольно распространено мнение, что информатика является частью кибернетики. Информатика появилась благодаря успехам в развитии компьютерной вычислительной техники и без нее совершенно немыслима. Кибернетика же, наоборот развивается сама по себе, интересуясь моделями управления объектами с использованием информационного подхода. Информатика интересуется свойствами информации и аппаратно-программными средствами ее обработки. Кибернетика и информатика - внешне очень похожие дисциплины, но различаются, скорее всего, в указанной расстановке тем исследования. Следует отметить, что в школьном курсе информатики о кибернетике нет ни одного слова. Вряд ли это можно считать правильным. Иначе, в каком еще курсе можно было бы упомянуть о кибернетике и познакомить с нею учащихся, дать первые понятия о кибернети

Системный анализ – это процесс получения ответа на вопрос: «Почему выполняется (не выполняется) генеральная цель системы?».

Понятие «системный анализ» включает в себя два других понятия – «система» и «анализ». Понятие «система» неразрывно связано с понятием «цель системы». Понятие «анализ» означает разбор по частям и разложение по полочкам (классификация). Следовательно, «системный анализ» – это разбор цели системы на её подцели (классификация или иерархия целей) и разбор самой системы на её подсистемы (классификация или иерархия систем) с намерением выяснить, какие подсистемы и почему могут (не могут) выполнить поставленные перед ними цели (подцели).

Системный анализ может показать, что такой-то объект «состоит из... для..», т. е., показать, для какой цели сделан данный объект, из каких элементов он состоит и какую роль играет каждый элемент для достижения данной цели.

Органо-морфологический анализ, в отличие от системного, может показать, что такой-то объект «состоит из...», т. е., только лишь показать из каких элементов состоит данный объект.

Системный анализ производится не произвольно, а по определённым правилам. Основные условия системного анализа – учёт сложности и иерархии целей и систем.

Теория систем (общая теория систем) - общенаучная парадигма, предлагающая холистический подход к исследованию систем.

Предметом исследований в рамках этой теории является изучение:

различных классов, видов и типов систем;

основных принципов и закономерностей поведения систем (например, принцип узкого места);

процессов функционирования и развития систем (например, сверхмедленные процессы, переходные процессы).

Общая Теория Систем

Специально-научная и логико-методологическая концепция исследования объектов, представляющих собой системы. О. т. с. тесно связана с системным подходом и является конкретизацией и логико-методологическим выражением его принципов и методов. Первый вариант О. т. с. был выдвинут Берталанфи, однако у него было много предшественников (в частности, Богданов). Осн. идея О. т. с. Берталанфи состоит в признании изоморфизма (Изоморфизм и гомоморфизм) законов, управляющих функционированием системных объектов. Важной заслугой Берталанфи является исследование открытых систем, к-рые постоянно обмениваются веществом и энергией с внешней средой. В 50-70-е гг. предложен ряд др. подходов к построению О. т. с. (М. Месарович, Л. Заде, Р. Акофф, Дж. Клир, Р. Калман, Э. Ласло и др.). Осн. внимание при этом обращено на разработку логико-концептуального и математического аппарата системных исследований. О. т. с. имеет важное значение для развития совр. науки и техники: не подменяя специальные системные теории и концепции, имеющие дело с анализом определенных классов систем, она формулирует общие методологические принципы системного исследования.

архитектура ИС - централизованная. Как правило, применялась пакетная обработка задач. Конечный пользователь не имел непосредственного контакта с ИС, вся предварительная обработка информации и ввод производились персоналом ИС.

Недостатки ИС - информационных систем - этого поколения:

сильная взаимосвязь между программами и данными, то есть изменения в предметной области приводили к изменению структуры данных, а это заставляло переделывать программы.

трудоемкость разработки и модификации систем.

сложность согласования частей системы, разработанных разными людьми в разное время.

В 70-х - начале 80-х гг. ИС предприятий начинают использоваться в качестве средства управления производством, поддерживающего и ускоряющего процесс подготовки и принятия решений. В своем большинстве ИС этого периода предназначались для решения установившихся задач, которые четко определялись на этапе создания системы и затем практически не изменялись. Появление персональных ЭВМ приводит к корректировке идеи АСУ; от ВЦ и централизации управления к распределенному вычислительному ресурсу и децентрализации управления. Такой подход нашел свое применение в системах поддержки принятия решении (СППР), которые характеризуют новый этап компьютерной ИТ организационного управления . При этом уменьшается нагрузка на централизованные вычислительные ресурсы и верхние уровни управления, что позволяет сосредоточить в них решение крупных долгосрочных стратегических задач. Жизнеспособность любой ИТ в немалой степени зависит от оперативного доступа пользователей к централизованным ресурсам и уровня информационных связей как по "горизонтали", так и по "вертикали" в пределах организационной структуры . В то же время для обеспечения эффективного управления крупными предприятиями была развита и остается актуальной идея создания интегрированных АСУ.

К концу 80-х гг. концепция использования ИС вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях предприятия любого профиля. ИТ этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции высокого качества и по низкой цене и др. Стремление преодолеть недостатки предыдущего поколения ИС породило технологию создания и управления базами данных. База данных создается для группы взаимосвязанных задач, для многих пользователей и это позволяет частично решить проблемы ранее созданных ИС. Вначале СУБД разрабатывались для больших ЭВМ, и их количество не превышало десятка. Благодаря появлению ПЭВМ технология БД стала массовой, создано большое количество инструментальных средств и СУБД для разработки ИС, что в свою очередь вызвало появление большого количества прикладных ИС в прикладных областях.

Большим шагом вперед явилось развитие принципа "дружественного интерфейса" по отношению к пользователю (как к конечному, так и к разработчику ИС). Например, повсеместно применяется графический интерфейс, развитые системы помощи и подсказки пользователю, разнообразные инструменты для упрощения разработки ИС: системы быстрой разработки приложений (RAD-системы), средства автоматизированного проектирования ИС (CASE-средства).

Кажется невероятным, что перфокарта – первый носитель информации, имевший форму бумажной, картонной или пластиковой прямоугольной пластинки с отверстиями, – появилась на свет еще в начале 19 века. О компьютерах в то время речи, конечно же, не шло, но зато активно использовались ткацкие станки французского изобретателя Жозефа-Мари Жаккарда, в которых и нашли применение перфокарты. При помощи них можно было управлять узором на ткани. В 30-х годах девятнадцатого века технология стала использоваться в первых вычислительных машинах Чарльзя Бэббиджа и в механических устройствах для классификации записей Семена Корсакова. А в 1890 году американский изобретатель Герман Холлерит придумал устройство, использовавшее перфокарты для обработки результатов проводившихся в 1890 и 1900 годах в Америке переписей населения. Разумеется, перфокарте суждено было стать носителем информации в первых компьютерах. Наверняка, многие еще помнят эти карточки размерами 187,325 × 82,55 мм и толщиной 0,178 мм с рядами цифр и отверстиями на определенных позициях – это наиболее распространенный формат IBM, введенный в обращение в 1928 году. Перфокарты широко использовались в компьютерной технике до начала 80-х годов, однако, неудобство их использования и потребность в хранении и обработке большего количества информации вынуждали специалистов искать новые решения. Поэтому перфокарты постепенно были вытеснены дискетами.

Кажется невероятным, что Дискета представляла собой гибкий диск, имевший ферромагнитное покрытие и спрятанный в пластиковый корпус, предназначенный для защиты от механических повреждений. В 1967 году в лаборатории компании IBM была создана первая дискета, имевшая диаметр 8 дюймов, а в 1971 году первая такая дискета объемом в 80 килобайт была представлена широкой аудитории. Курс развития гибких магнитных дисков был направлен на уменьшение физических размеров и увеличение объема памяти, в результате чего сначала дискеты уменьшились до 5¼ дюймов, а после – до 3½, а объем памяти к 1991 году достиг 2880 килобайт, хотя самым ходовым форматом оставалась 3½-дюймовая 1,44-мегабайтная дискета. К сожалению, дискеты нельзя было назвать надежным приспособлением для хранения информации в силу особенностей их устройства. Они легко размагничивались под воздействием магнитных полей различной природы, застревали в дисководе, были подвержены механическим повреждениям. В итоге, когда стали появляться более надежные носители информации, дискеты стали исчезать из обихода и в настоящий момент практически перестали использоваться.

Следующим этапом в развитии носителей информации стали оптические диски – устройства, данные с которых считываются при помощи оптического излучения. Первое поколение таких дисков использовалось, в основном, для хранения видеофайлов и музыки. Это всем известные лазерные и компакт-диски, а также магнитооптические диски, сочетавшие в себе свойства как оптических, так и магнитных носителей информации. Первые оптические диски увидели свет в конце 70-х годов. Ко второму поколению оптических носителей можно отнести, в частности, диски формата DVD, которые появились в годах. Имея такой же внешний вид, как CD-диски, они могли хранить гораздо больший объем информации. Стоит особо отметить возможность не только считывания информации, но и однократной либо многократной (в зависимости от типа диска) ее записи, существующую как у CD, так и у DVD. В настоящее время наряду с оптическими дисками второго поколения, широко используются диски третьего поколения, и здесь борьбу за лидерство долгое время вели два формата – HD DVD и Blu-ray. Однако, верх все же одержали производители второго типа дисков. В настоящий момент, Blu-ray-диски способны вмещать от 23,3 до 128 гигабайт информации, в зависимости от количества слоев. Несомненным минусом всех оптических носителей информации можно считать их подверженность различным механическим повреждениям: даже мелкая царапина на поверхности диска может нанести непоправимый ущерб. Кроме того, скорость записи информации далеко не всегда удовлетворяет пользователя, а количество циклов перезаписи сильно ограничено физическими параметрами. Именно поэтому появились на свет и получили широкое распространение компактные быстрые и способные выдержать порядка 100 тысяч циклов перезаписи устройства, использующие для хранения информации флеш-память.

Изобретена флеш-память была в 1984 году Фудзио Масуокой, специалистом компании Toshiba. Первый флеш-чип, предназначенный для коммерческого использования, был выпущен в 1988 году компанией Intel. Сейчас флеш-карты различных типов и объемов активно используются в мобильных телефонах, фотоаппаратах, mp3-плеерах, а также весьма популярны USB-флеш-накопители или, в народе, флешки, которые можно подключить к компьютеру или ноутбуку через USB-разъем и быстро скопировать необходимую информацию. В настоящее время стандартные устройства, использующие флеш-память, вмещают десятки гигабайт информации.

Вышеперечисленные устройства являются съемными. Отдельно же стоит рассказать о встроенных носителях информации – жестких дисках.

Жесткий диск (НЖМД, накопитель на жестких магнитных дисках, винчестер), как и дискета, основан на принципах магнитной записи, однако, в нем запись производится на жесткие пластины, покрытые слоем ферромагнетика. Чаще всего, винчестер изначально встроен в системный блок компьютера. Первый прототип устройства, имевший объем памяти 5 мегабайт и невероятные, в сравнении с сегодняшними жесткими дисками, размеры появился в 1956 году в компании Intel. Эволюция НЖМД привела к уменьшению их физических размеров, увеличению скорости чтения/записи информации и объема памяти. Современные винчестеры хранят в себе до 3 терабайт информации и, наверняка, это еще не предел.

3.Классификация программных продуктов по функциональному принципу. Бизнес - приложения, прикладные программы в других предметных областях и базовые информационные технологии , базовое ПО.

Программные продукты можно классифицировать по различным признакам. Основным признаком, по которому классифицируют все программные продукты, является сфера (область) их использования. Поэтому различают следующие классы программных продуктов:

1. Системное программное обеспечение

Предназначено для выполнения различных вспомогательных функций: управление ресурсами ЭВМ; создание копий используемой информации; проверку работоспособности устройств ЭВМ; выдачу справочной информации о компьютере.

В состав системного программного обеспечения можно отнести: операционную систему; антивирусные программы; программы архивирования; программы обслуживания сети и др.

2. Пакеты прикладных программ - непосредственно обеспечивают выполнение необходимых пользователю работ.

Примеры прикладных программ: текстовые редакторы (Microsoft Word); системы машинной графики (учебные, научные, инженерные и др.); электронные таблицы (Microsoft Excel); системы управления базами данных (Microsoft Access); издательские системы; бухгалтерские программы (1С Бухгалтерия, Турбо Бухгалтер и др.); системы автоматизированного проектирования; экспертные системы; системы искусственного интеллекта (проверка орфографии , перевод, распознавание текста); браузеры; обучающие программы и др.

3. Инструментарий технологии программирования (облегчают процесс создания новых программ для ЭВМ на конкретном языке программирования).

Примеры систем программировани: Quck Basic; Turbo Basic; Visual Basic; Pascal; C++; Delphi и др.

Предоставляемая настоящим законом правовая охрана распространяется на все виды программ для компьютеров. Для признания и реализации авторского права на компьютерную программу не требуется ее регистрации в какой-либо организации. Авторское право на компьютерную программу возникает автоматически при ее создании.

Информационная технология (ИТ) - совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель информационной технологии - производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Практическое приложение методов и средств обработки данных может быть различным, поэтому целесообразно выделить глобальную базовые и конкретные информационные технологии.

Базовая информационная технология предназначена для определенной области применения (производство, научные исследования, обучение и т. д.). Базовые информационные технологии включают в себя следующие технологии:

Мультимедийные технологии

Автоматизация офиса

Информационные технологии автоматизированного проектирования

Информационные технологии в промышленности и экономике

Технологии искусственного интеллекта

CASE-технологии

Геоинформационные технологии

Статистические информационные технологии

Информационная технология управления

Информационные технологии в образовании

Бухгалтерские информационные системы (БУИС)

Прикладные программы в экономике:

1C Бухгалтерия (предприятие)

Project Expear (планирование)

CRM (отношения с клиентами)

Маркетинг Эксперт

Красный директор (финансовый органайзер)

Прикладные программы в юриспруденции:

Консультант +

4.Программные продукты и уровни управления в компании. Алгоритмизация и программированиe.

Алгоритм - точное предписание исполнителю совершить определенную последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов.

Алгоритм может быть предназначен для выполнения его человеком или автоматическим устройством. Позволяет формализовать выполнение информационного процесса. Должен быть понятен компьютеру.

Обычно формулируют несколько общих свойств алгоритмов, позволяющих отличать алгоритмы от других инструкций.

Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего.

Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.

Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

На основании этих свойств иногда дается определение алгоритма, например: “Алгоритм – это последовательность математических, логических или вместе взятых операций, отличающихся детерменированностью, массовостью, направленностью и приводящая к решению всех задач данного класса за конечное число шагов”.

Виды алгоритмов

Механические алгоритмы, или иначе детерминированные, жесткие (например, алгоритм работы машины, двигателя и т. п.);

Гибкие алгоритмы, например стохастические, т. е. вероятностные и эвристические. Механический алгоритм задает определенные действия, обозначая их в единственной и достоверной последовательности, обеспечивая тем самым однозначный требуемый или искомый результат, если выполняются те условия процесса, задачи, для которых разработан алгоритм.

Вероятностный (стохастический) алгоритм дает программу решения задачи несколькими путями или способами, приводящими к вероятному достижению результата.

Эвристический алгоритм (от греческого слова “эврика”) – это такой алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя. К эвристическим алгоритмам относят, например, инструкции и предписания. В этих алгоритмах используются универсальные логические процедуры и способы принятия решений, основанные на аналогиях, ассоциациях и прошлом опыте решения схожих задач.

Алоритмические структуры

Линейный алгоритм – набор команд (указаний), выполняемых последовательно во времени друг за другом.

Разветвляющийся алгоритм – алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого ЭВМ обеспечивает переход на один из двух возможных шагов.

Циклический алгоритм – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. К циклическим алгоритмам сводится большинство методов вычислений, перебора вариантов.

Цикл программы – последовательность команд (серия, тело цикла), которая может выполняться многократно (для новых исходных данных) до удовлетворения некоторого условия.

Пример блок-схемы: Структурная (блок-, граф-) схема алгоритма – графическое изображение алгоритма в виде схемы связанных между собой с помощью стрелок (линий перехода) блоков – графических символов, каждый из которых соответствует одному шагу алгоритма. Внутри блока дается описание соответствующего действия.

Графическое изображение алгоритма широко используется перед программированием задачи вследствие его наглядности, т. к. зрительное восприятие обычно облегчает процесс написания программы, ее корректировки при возможных ошибках, осмысливание процесса обработки информации.

Программи́рование - в обычном понимании, это процесс создания компьютерных программ.

В узком смысле (так называемое кодирование) под программированием понимается написание инструкций на конкретном языке программирования, часто по уже имеющемуся алгоритму (плану, методу решения задачи). Соответственно, люди, которые этим занимаются, называются программистами (на жаргоне - кодерами), а те, кто разрабатывает алгоритмы - алгоритмистами, специалистами предметной области, математиками.

В более широком смысле под программированием понимают весь спектр активностей, связанных с созданием и поддержанием в рабочем состоянии программ (программного обеспечения ЭВМ). Более точный и современный термин - программная инженерия, или инженерия ПО. Сюда входят анализ и постановка задачи, проектирование программы, построение алгоритмов, разработка структур данных, написание текстов программ, отладка и тестирование программ (испытания программ), документирование, настройка (конфигурирование), доработка и сопровождение.

Программирование для ЭВМ основывается на использовании языков программирования, на которых записывается программа. Для того, чтобы программа могла быть понята и исполнена ЭВМ, требуется специальный инструмент - транслятор. Основными разновидностями трансляторов являются компилятор и интерпретатор. В настоящее время активно используются так называемые интегрированные среды разработки программ, включающие в свой состав также редактор для ввода и редактирования текстов программ, отладчик для поиска и устранения ошибок в программах, компоновщик для сборки программы из нескольких модулей, и другие служебные модули. Текстовый редактор среды программирования может иметь специфичную функциональность, такую как индексация имен, отображение документации, средства визуального создания пользовательского интерфейса. С помощью текстового редактора программист производит набор программы в виде текста, который называют исходным кодом. Язык программирования определяет синтаксис и изначальную семантику исходного кода, семантика языка программирования может расширяться текстом программы, дополнительными библиотеками и программно-аппаратным окружением, в котором исполняется программа. Компилятор преобразует текст программы в машинный код, непосредственно исполняемый электронными компонентами компьютера. Интерпретатор либо явно не преобразует текст программы в машинный код, либо делает такое преобразование в процессе выполнения программы.

5 поколений: 50ые – accembler

60-ые accembler с переменной

60-ые универсальные языки высокого уровня

70-ые предметно и объектно ориентированные языки

90-ые системы визуальной разработки программы

Языки: fortran, cobol (бизнес), pascal, basic, prolog, субд

5. Отображение вычислительных и информационных процессов. Граф – схемы алгоритмов. Общие понятия.

В составе граф-схемы алгоритма могут быть выделены крупные элементы, представленные подмножествами ее вершин и дуг: ветви (линейные цепочки или участки вершин) и фрагменты (начальный, параллельный, альтернативный, циклические с пред-, постусловием и прерыванием). Эквивалентным представлением граф-схемы корректного алгоритма является дерево фрагментов, отражающее порядок вложенности фрагментов.

Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным.

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой. В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т. п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов (линия или стрелка), определяющими очередность выполнения действий.

В таблице приведены наиболее часто употребляемые геометрические фигуры.

Терминатора (пуск – останов). Элемент отображает вход из внешней среды или выход из нее (наиболее частое применение − начало и конец программы). Внутри фигуры записывается соответствующее действие.

Процесс. Выполнение одной или нескольких операций, обработка данных любого вида. Внутри фигуры записывают непосредственно сами операции, например, a:= a+SQRT(C).

Решение. Отображает решение или функцию переключательного типа с одним входом и двумя или более альтернативными выходами, из которых только один может быть выбран после вычисления условий, определенных внутри этого элемента. Вход в элемент обозначается линией, входящей обычно в верхнюю вершину элемента. Если выходов два или три, то обычно каждый выход обозначается линией, выходящей из оставшихся вершин (боковых и нижней). В программировании данный блок соответствует условному оператору if (два выхода: true, false) и case (множество выходов).

Термин «информатика» (l’informatique) введен французскими учеными около 30 лет тому назад. Французская Академия Наук определяла информатику как «науку об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях». Этот термин образовался соединением двух ключевых слов – «информация» и «автоматика». Это достаточно молодая и бурно развивающаяся наука. В англоязычных странах более ужился термин «computer science» (компьютерная, вычислительная наука, наука о компьютерах, точнее, наука о преобразовании информации с помощью компьютеров). В нашей стране принято более широкое и фундаментальное толкование информатики.

Следует отметить, что определений информатики в современной литературе множество. Это происходит оттого, что данная область знаний относительно новая и соответствующий понятийный аппарат не совсем устоялся.

Информатика – это наука, изучающая структуру, общие свойства, вопросы сбора, хранения, поиска, переработки (преобразования), использования (актуализации) знаний, научно-технической информации.

Это – классическое определение информатики.

С информатикой часто связывают одно из следующих понятий: это либо отрасль производства, либо фундаментальная наука, либо прикладная дисциплина, либо совокупность определенных средств, используемых для преобразования информации. В соответствии с этим структура информатики приведена на рис. 1.1.

В состав технических средств входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, модемы и т. д.), линии связи, средства оргтехники и т. п., т. е. те материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем главенствующую роль в этом списке играет компьютер. По своей специфике компьютер нацелен на решение очень широкого круга задач по преобразованию информации, при этом выбор конкретной задачи при использовании компьютера определяется программным средством, под управлением которого функционирует компьютер.

К программным средствам (продуктам ) относятся операционные системы, интегрированные оболочки, системы программирования и проектирования программных продуктов, различные прикладные пакеты, такие как текстовые и графические редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т. д. Конкретное применение каждого программного продукта специфично и служит для решения определенного круга задач прикладного или системного характера.

Рис 1.1. Структура информатики

Математические методы, модели и алгоритмы являются тем базисом, который положен в основу проектирования и изготовления любого программного или технического средства в силу их исключительной сложности и, как следствие, невозможности умозрительного подхода к созданию.

Перечисленные выше три ресурсных компонента информатики играют разную роль в процессе информатизации общества. Так, совокупность программных и технических средств, имеющихся в том или ином обществе, и позволяет сделать его информационным, когда каждый член общества имеет возможность получить практически любую (исключая, естественно, секретную) интересующую его информацию (такие потребители информации называются конечными пользователями). В то же время сложность технических и программных систем заставляет использовать имеющиеся технические и программные продукты, а также нужные методы, модели и алгоритмы для проектирования и производства новых и совершенствования старых технических и программных систем. В этом случае можно сказать, что средства преобразования информации используются для производства себе подобных. Тогда их пользователем является специалист в области информатики, а не конечный пользователь.

Разработкой абстрактных методов, моделей и алгоритмов, а также связанных с ними математических теорий занимается фундаментальная наука . Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике.

Практическое использование результатов исследований информатики как фундаментальной науки воплощается в информатике – отрасли производства . В самом деле, широко известны западные фирмы по производству программных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических средств - IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства самих технических и программных средств разрабатываются также и технологии преобразования информации.

Подготовкой специалистов в области преобразования информации занимается информатика как прикладная дисциплина . Она изучает закономерности протекания информационных процессов в конкретных областях и методологии разработки конкретных информационных систем и технологий.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

Программное обеспечение средств вычислительной техники;

Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого даже есть специальное понятие – интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых исследований.

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность.

В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос, как сделать ту или иную операцию, для информатики является важным, но не основным. Основным же является вопрос, как сделать данную операцию эффективно.

Как видно из определения информатики, ее функций и задач одним из ключевых понятий информатики является информация.

Для определения информации нам очень важно понять, что информация образуется из данных, но ее содержательная часть зависит не только оттого, какие сигналы были зарегистрированы при образовании данных, но и оттого, каким методом данные воспроизводятся. Данные - это зарегистрированные сигналы.

Методы воспроизведения и обработки данных можно разделить на естественные и технические. Естественные методы воспроизведения данных присущи человеку и другим организмам живой природы. Если мы говорим о человеке, то прежде всего к естественным методам относим все методы, основанные на его органах чувств (зрение, осязание, обоняние, слух и вкус).

Благодаря зрению человек получает отпечаток окружающей среды на сетчатке глаза. Сигналы регистрируются нервными окончаниями сетчатки, в результате чего образуются данные, которые впоследствии анализируются головным мозгом. Результатом этого анализа является наблюдаемый образ, то есть информация.

Вам, конечно, знакома разница между внимательным и невнимательным наблюдением. И в том и в другом случае на сетчатке глаза образуются совершенно одинаковые данные, но информацию мы получаем разную. Это связано с тем, что при внимательном наблюдении мозг применяет более сложные методы обработки данных.

Хороший пример того, как из одних и тех же данных образуется разная информация, представляют собой стереограммы. Их следует рассматривать так, чтобы левый и правый глаз фокусировались в разных точках рисунка. В этом случае мозг обрабатывает данные иным методом, и вместо регулярного узора мы можем наблюдать скрытое объемное изображение.

Кроме методов, основанных на органах чувств, человек обладает и другими методами обработки данных. К ним относится логическое мышление, воображение, сравнение, сопоставление, анализ, прогнозирование и другие.

В связи с бурным развитием вычислительной техники в последние годы в классе технических методов четко выделились два направления: аппаратные и программные методы, способные во многих случаях подменять или дополнять друг друга.

Широкое внедрение средств вычислительной техники позволяет автоматизировать обработку самых разных видов данных с помощью компьютеров.

Компьютер - это прибор особого типа, в котором одновременно сочетаются аппаратные и программные методы обработки и представления информации.

До сих пор мы определили только данные как результат регистрации сигналов. Определить, что такое информация, не столь просто, хотя бы потому, что она, в отличие от данных, не является объектом материальной природы и образуется в результате взаимодействия данных с методами.

Несмотря на то что понятие информации очень широко используется и в науке, и в повседневной жизни, его строгого научного определения до последнего времени не существовало. По сей день разные научные дисциплины вводят это понятие по-разному. Здесь можно выделить три возможных подхода: антропоцентрический, техноцентрический и недетерминированный .

Суть антропоцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют со сведениями или фактами, которые теоретически могут быть получены и усвоены, то есть преобразованы в знания. Этот подход в настоящее время применяется наиболее широко.

Суть техноцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют с данными. Этот подход нашел очень широкое распространение в технических дисциплинах.

Недетерминированный подход к понятию информации встречается также достаточно широко. Он состоит в отказе от определения информации на том основании, что оно является фундаментальным, как, например, материя и энергия.

Лишь в последние годы информатика начала формироваться как естественнонаучная дисциплина, но она еще не вышла за рамки прикладной технической науки и потому до сих пор не ввела строгого понятия информации.

Научное определение информации дается достаточно просто, если предположить, что информация - это динамический объект, не существующий в природе сам по себе, а образующийся в ходе взаимодействия данных и методов. Он существует ровно столько, сколько длится это взаимодействие, а все остальное время пребывает в виде данных.

Информация - это продукт взаимодействия данных и методов, рассмотренный в контексте этого взаимодействия.

В нашем определении важным является пояснение «... рассмотренный в контексте этого взаимодействия». Приведем примеры, почему это действительно важно.

Анализируя информационную ценность газет, журналов, телепередач, мы можем прийти к выводу, что она зависит как от данных, так и от методов, которыми выполняется их потребление. Одно дело - внимательно просматривать телефильм, вслушиваясь в каждое слово, и совсем другое - смотреть его, одновременно разговаривая по телефону.

Попробуйте проанализировать свое участие в учебных занятиях. Вы заметите, что фактор внимательности влияет на содержание информации, полученной из данных, которые излагает преподаватель. Проявляя внимательность, мы расширяем возможности естественных методов, основанных на органах чувств, за счет методов логического мышления. Правда, при этом мы быстрее утомляемся.

Характерными чертами информации являются следующие:

· Это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии.

· Вызывает к жизни новые производства.

· Является товаром, причем продавец информации ее не теряет после продажи.

· Придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудовым. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним.

· Информация может накапливаться.

Как следует из определения, с информацией всегда связывают три понятия:

· источник информации – тот элемент окружающего мира, сведения о котором являются объектом преобразования;

· потребитель информации – тот элемент окружающего мира, который использует информацию;

· сигнал – материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю.

Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая ; ее отличительная черта – связь с процессами управления коллективами людей, организаций.

Экономическая информация – это совокупность сведений, возникающих в процессе производственно-хозяйственной, коммерческой и финансовой деятельности.

Совокупность экономической информации структурно можно свести к определенному набору экономических показателей (ЭП).

Простой, элементарной составляющей единицей экономической информации является реквизит.

Реквизит – логически неделимый элемент (нельзя разделить на более мелкие единицы – буквы, цифры – без потери смысла) показателя, соотносимый с определенным свойством отображаемого информацией объекта или процесса.

Каждый ЭП состоит из одного реквизита-основания и одного или нескольких реквизитов-признаков.

Реквизит-основание характеризует количественную сторону объекта или процесса и определяет значение показателя; реквизиты-признаки характеризуют качественную сторону и определяют наименование показателя (идентифицируют показатель).

Из определения информации вытекает важное свойство ее динамичности.

Дело в том, что информация существует крайне непродолжительное время - ровно столько, сколько продолжается взаимодействие данных и методов во время ее создания, потребления или преобразования. Как только это взаимодействие завершается, мы опять имеем данные, но уже представленные в другой форме.

Информационный процесс - это всегда цикл образования информации из данных и немедленного ее сохранения в виде новых данных. Информация существует крайне непродолжительное время, но сам информационный процесс длится столько, сколько существуют носители данных, представляющие информацию. Исследуя сегодня египетские иероглифы, ученые продолжают информационный процесс, начатый несколько тысяч лет назад.

В вычислительной технике, как и везде, информационный процесс протекает в ходе взаимодействия данных и методов. Однако он имеет особенность, связанную с тем, что некоторые этапы происходят автоматически, без участия человека. В ходе этих этапов данные, представленные зарегистрированными сигналами, взаимодействуют как с аппаратными методами (компьютерами и другими устройствами), так и с программными методами (компьютерными программами).

При этом важной особенностью компьютерных программ является их двойственная природа. С одной стороны, они проявляют себя как методы, а с другой стороны - как данные.

Компьютерные программы могут существовать в двух фазах: в активной и пассивной . В активной фазе программа работает совместно с оборудованием, ее команды управляют процессором компьютера, который под их воздействием обрабатывает данные и взаимодействует с другим оборудованием.

В пассивной фазе компьютерная программа ничем от данных не отличается. Ее точно так же можно хранить, транспортировать по каналам связи, воспроизводить в виде печатного текста или экранного изображения. Ее можно даже обрабатывать другими программами. Программу, представленную как данные, можно редактировать, то есть изменять ее содержание.

Классификацию информации выполняют по нескольким основаниям (эта классификация не является строгой и может меняться):

По времени возникновения :

а) априорная – известна потребителю заранее, до получения сигнала;

б) апостериорная – становится известной потребителю после получения сигнала.

Так, получаемая сейчас читателем информация является априорной, если он освоил азы информатики в школе, и апостериорной в противном случае.

По стабильности :

а) переменная – отражает фактические характеристики источника информации. Может меняться.

б) постоянная – неизменная и многократно используемая в течение длительного периода времени. Строго говоря, и эта информация может меняться, но с гораздо меньшей частотой, которой можно пренебречь.

Так, в настоящем учебном пособии используются оба вида информации.

Упомянутые выше фирмы-производители технических и программных средств относятся к первому виду. В самом деле, может статься, что к моменту прочтения данного текста эти фирмы перестанут существовать на рынке производителей. В то же время весь понятийный аппарат, излагаемый по тексту, относится к постоянной информации и является тем понятийным базисом, который позволяет специалистам-информатикам говорить на одном профессиональном языке.

По способу использования :

а) вспомогательная – необязательные данные;

б) закрытая – ее использование возможно с согласия определенных физических или юридических лиц;

в) избыточная – дублирует данные;

г) коммерческая – является объектом купли-продажи.

Отметим в качестве комментария, что излагаемая в учебном пособии информация не является ни закрытой, ни коммерческой. Её нельзя рассматривать как вспомогательную информацию – данный материал важен как минимум для сдачи экзамена в сессию. В то же время, возможна избыточность, которая вводится умышленно для лучшего понимания.

Будучи объектом преобразования и использования, информация характеризуется следующими свойствами:

Синтаксис – свойство, определяющее способ представления информации на носителе (в сигнале). Так, данная информация представлена на бумажном носителе с помощью определенного шрифта. Здесь же можно рассматривать такие параметры представления информации, как стиль и цвет шрифта, его размеры, формат бумаги и ее качество и т.д. Выделение нужных параметров как синтаксических свойств, очевидно, определяется предполагаемым способом преобразования. Например, для плохо видящего человека существенным является размер и цвет шрифта. Если предполагается вводить данный текст в компьютер через сканер, важен формат бумаги.

Семантика – свойство, определяющее смысл информации как соответствие сигнала реальному миру. Так, семантика сигнала «информатика» заключается в данном ранее определении. Семантика может рассматриваться как некоторое соглашение, известное потребителю информации, о том, что означает каждый сигнал (так называемое правило интерпретации). Например, именно семантику сигналов изучает начинающий автомобилист, штудирующий правила дорожного движения, познавая дорожные знаки (в этом случае сигналами выступают сами знаки). Семантику слов (сигналов) познаёт обучаемый какому-либо иностранному языку. Можно сказать, что смысл настоящего обучения информатике заключается в изучении семантики различных сигналов – суть ключевых понятий этой дисциплины.

Прагматика – свойство, определяющее влияние информации на поведение потребителя. Так прагматика информации, получаемой читателем настоящего учебного пособия, заключается, по меньшей мере, в успешной сдаче экзамена по информатике. Хочется верить, что этим прагматика данного труда не ограничится, и он послужит для дальнейшего обучения и профессиональной деятельности читателя.

Следует отметить, что различные по синтаксису сигналы могут иметь одинаковую семантику. Например, сигналы «ЭВМ» и «компьютер» означают электронное устройство для преобразования информации. В этом случае обычно говорят о синонимии сигналов. С другой стороны, один сигнал (т. е., информация с одним синтаксическим свойством) может иметь разную прагматику для потребителей и семантику. Так, дорожный знак, известный под названием «кирпич» и имеющий вполне определенную семантику («въезд запрещен»), означает для автомобилиста запрет на въезд, а на пешехода никак не влияет. В то же время, сигнал «ключ» может иметь разную семантику: скрипичный ключ, родниковый ключ, ключ для открытия замка или гаечный ключ (в этом случае говорят об омонимии сигнала).

Раздел I. Основы общей информатики.

Тема 1. Основные понятия и определения информатики.

Информатика - это область научно-технической деятельности, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения и представления информации, решением проблем создания, внедрения и использования информационной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Основная задача информатики заключается в определении общих закономерностей, в соответствии с которыми происходит создание научной информации, ее преобразование, передача и использование в различных сферах деятельности человека.

Для современной цивилизации характерна небывалая скорость развития науки, техники и новых технологий. В области накопления научной информации ее объем начиная с XVII века удваивался примерно каждые 10 - 15 лет. Поэтому одной из важнейших проблем человечества является лавинообразный поток информации в любой отрасли его жизнедеятельности.

В структуре информатики как науки выделяют алгоритмическую, программную техническую области. Информатика входит в состав кибернетики, изучающей общую теорию управления и передачи информации. Кибернетика - наука об общих законах получения, хранения, передачи и обработки информации в сложных системах.

К информационным процессам относятся:

Сбор информации — это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте.

Обмен информацией — это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель — принимает.

Хранение информации — это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.

Обработка информации — это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи.

После решения задачи обработки информации результат должен быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Выдача информации, как правило, производится с помощью внешних устройств ЭВМ в виде текстов, таблиц, графиков и пр.

Информационная техника представляет собой материальную основу информационной технологии, с помощью которой осуществляется сбор, хранение, передача и обработка информации.

Информационная технология — это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. Новая информационная технология — это информационная технология с «дружественным» интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства.

Из всех видов технологий информационная технология сферы управления предъявляет самые высокие требования к управленческой деятельности, оказывая принципиальное влияние на квалификацию работника, содержание его труда, физическую и умственную нагрузку, профессиональные перспективы и уровень социальных отношений.

Экономическая информация — это совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.

Автоматизированная экономическая информационная система (АЭИС) - человеко-машинная система, в которой с помощью экономико-математических методов современных средств сбора, передачи и обработки, экономической информации решаются задачи по управлению производственными процессами.

Тема 2. Теоретические основы информатики.

Система счисления - это совокупность правил и приемов записи чисел с помощью набора цифровых знаков. Количество цифр, необходимых для записи числа в системе, называют основанием системы счисления.

В вычислительных машинах используется двоичная система счисления , её основание - число 2. Для записи чисел в этой системе используют только две цифры - 0 и 1. Выбор двоичной системы для применения в вычислительной технике объясняется тем, что электронные элементы - триггеры, из которых состоят микросхемы ЭВМ, могут находиться только в двух рабочих состояниях.

С помощью двоичной системы кодирования можно зафиксировать любые данные и знания. Двоичная система удобна для компьютера, но неудобна для человека: числа получаются длинными и их трудно записывать и запоминать. Применяются системы счисления, родственные двоичной - восьмеричная и шестнадцатеричная. Для записи чисел в этих системах требуется соответственно 8 и 16 цифр. В 16-теричной первые 10 цифр общие, а дальше используют заглавные латинские буквы. Шестнадцатеричная цифра A соответствует десятеричному числу 10, шестнадцатеричная B - десятичному числу 11 и т. д.

Представление чисел со знаками при выполнении арифметических операций в ЭВМ применяют прямой, обратный и дополнительный коды. Кодом называют такую запись числа, которая отличается от естественной и общепринятой. Одной из важнейших характеристик любой ЭВМ является длина слова в ней. Длина слова определяется количеством двоичных разрядов слова. Поэтому в ЭВМ, вне зависимости от величины числа, его код всегда имеет фиксированное количество двоичных цифр.

Алгебра логики - система алгебраических методов решения логических задач и совокупность таких задач; в узком смысле - табличное, матричное построение логики высказываний, определяющее логические операции над ними.

Аксиоматический метод - способ построения научной теории в виде системы аксиом (постулатов) и правил вывода (аксиоматики), позволяющих путем логической дедукции получать утверждения (теоремы) данной теории.

Перевод чисел из одной системы счисления в другую составляет важную часть машинной арифметики.

Количеством информации называют числовую характеристику сигнала, отражающую ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Эту меру неопределенности в теории информации называют энтропией . Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. И, наоборот, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).

Количество информации, которое можно получить при ответе на вопрос типа «да-нет», называется битом. Бит — минимальная единица количества информации, ибо получить информацию меньшую, чем 1 бит, невозможно. Группа из 8 битов информации называется байтом. Если бит — минимальная единица информации, то байт ее основная единица. Существуют производные единицы информации: килобайт (кбайт, кб), мегабайт (Мбайт, Мб) и гигабайт (Гбайт, Гб).

Скорость передачи данных - это цифровая скорость передачи, которая выражается в байтах (или битах) за единицу времени.

Существует максимально возможная (предельная) скорость передачи, которая называется пропускной способностью канала .

Кодом принято называть совокупность символов, соответствующих элементам информации или ее характеристикам. Сам процесс составления кода в виде совокупности символов или списка сокращений для соответствующих элементов и характеристик называется кодированием .

Декодирование - процесс, аналогичный кодированию информации, но имеющий противоположное направление.

Тема 3. Архитектура и принципы работы ЭВМ

Архитектура ЭВМ - это общее описание структуры и функций ЭВМ на уровне, достаточном для понимания принципов работы и системы команд ЭВМ, не включающее деталей технического и физического устройства компьютера.

Вычислительный процесс должен быть предварительно представлен для ЭВМ в виде программы — последовательности инструкций (команд), записанных в порядке выполнения.

Общая структурная схема ЭВМ:

1. структура памяти ЭВМ;

2. способы доступа к памяти и внешним устройствам;

3. возможность изменения конфигурации;

4. система команд;

5. форматы данных;

6. организация интерфейса.

Основным устройством ЭВМ является процессор , или микропроцессор. Он предназначен для выполнения вычислении по хранящейся в запоминающем устройстве программе и обеспечения общего управления ЭВМ. Быстродействие ЭВМ в значительной мере определяется скоростью работы процессора.

Обрабатываемые данные и выполняемая программа должны находиться в запоминающем устройстве — памяти ЭВМ, куда они вводятся через устройство ввода. Функционально она делится на две части: внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя , или основная память — это запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях.

Внутренняя память, в свою очередь, делится на оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ) память. Оперативная память , по объему составляющая" большую часть внутренней памяти, служит для приема, хранения и выдачи информации. Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу информации.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для размещения больших объемов информации и обмена ею с оперативной памятью. Внешние запоминающие устройства конструктивно отделены от центральных устройств ЭВМ (процессора и внутренней памяти), имеют собственное управление и выполняют запросы процессора без его непосредственного вмешательства.

Информационная связь между устройствами компьютера осуществляется через системную шину (другое название - системная магистраль). Системная шина характеризуется тактовой частотой и разрядностью. Количество одновременно передаваемых по шине бит называется разрядностью шины. Тактовая частота характеризует число элементарных операций по передаче данных в 1 секунду. Разрядность шины измеряется в битах, тактовая частота - в мегагерцах.

Системный интерфейс — это конструктивная часть ЭВМ, предназначенная для взаимодействия ее устройств и обмена информацией между ними. В больших, средних и супер-ЭВМ в качестве системного интерфейса используются сложные устройства, имеющие встроенные процессоры ввода-вывода, именуемые каналами. Такие устройства обеспечивают высокую скорость обмена данными между компонентами ЭВМ.

Устройства ввода-вывода служат соответственно для ввода информации в ЭВМ и вывода из нее, а также для обеспечения общения пользователя с машиной. Процессы ввода-вывода протекают с использованием внутренней памяти ЭВМ. К устройствам ввода относятся: клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, дигитайзер, сканер. Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры.

Основная оперативная память вычислительной машины обычно является адресной . Это значит, что каждой хранимой в памяти единице информации (слову, байту) ставится в соответствие специальное число - адрес, определяющий место ее хранения в памяти. Основные методы адресации: подразумеваемый адрес, непосредственная адресация, прямая адресация, косвенная адресация, укороченная адресация, и т.д. Исполнительный адрес совпадает с адресной частью команды.

Прямой доступ к памяти - это метод непосредственного обращения к памяти, минуя процессор.

Запоминающее устройство - это устройство для записи, хранения и выдачи данных. Различают устройства: - долговременного и оперативного хранения данных; только для чтения данных; как для чтения, так и для записи.

Виртуальная память делит физическую память на блоки и распределяет их между различными задачами. Она автоматически управляет двумя уровнями иерархии памяти: основной памятью и внешней (дисковой) памятью. Системы виртуальной памяти можно разделить на два класса: системы с фиксированным размером блоков, называемых страницами, и системы с переменным размером блоков, называемых сегментами.

Шина - это кабель, состоящий из множества проводников. По одной группе проводников - шине данных передаётся обрабатываемая информация, по другой - шине адреса - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Третья часть магистрали - шина управления , по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др).

Раздел II. Персональные ЭВМ и их программное обеспечение

Тема 4. Операционные системы для персональных ЭВМ

Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действий компьютера. Совокупность программ для компьютера образует программное обеспечение (ПО).

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

1. прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов;

2. системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции;

3. инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.

Под системным (базовым) понимается программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).

Операционная система (ОС) представляет собой совокупность программ, выполняющих две основные функции: предоставление пользователю удобств виртуальной машины и повышение эффективности использования компьютера при рациональном управлении его ресурсами.

Программы для управления памятью обеспечивают более гибкое использование оперативной памяти компьютера.

Пользовательский интерфейс (сервисные программы) — это программные надстройки операционной системы (оболочки и среды), предназначенные для упрощения общения пользователя с операционной системой.

Операционная система MS-DOS - это однопользовательская, однозадачная, не сетевая 16-разрядная операционная система (ОС), ориентированная на использование на ПЭВМ с микропроцессором Intel 8088(80286).

Основными характеристиками данной ОС являются:

Максимальный объем адресуемой физической памяти - 640 Кбайт;

Представление всех ресурсов персонального компьютера для одной, активной в настоящий момент, программы;

Развитая файловая система и процессор командного языка;

Слабая поддержка интерактивных средств взаимодействия с пользователем;

Занимаемый объем на диске, в зависимости от версии, от 1 Мбайта до 6 Мбайт.

Norton Commander позволяет быстро и удобно выполнять команды MS-DOS. На экране отображеныдва окна в которых отображается состояние некоторых каталогов. Можнокопировать или перемещать файлы между этими каталогами, создавать текстовые файлы, корректировать и удалять их, искать их местоположение на диске и т.д. используя для этого функциональные клавиши. Назначение функциональных клавиш указано в подсказке в нижней строке экрана, но, на английском языке.

Операционные системы Windows — это семейство операционных систем, включающих: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME.

После того как операционная система Windows 98/2000 будет загружена в нормальном режиме, появится графический интерфейс. Основными компонентами графического интерфейса являются рабочий стол, панель задач, пиктограммы и ярлыки. Кроме того, в Windows 98/2000 помимо стандартного можно использовать и Web-интерфейс, в котором используется активный рабочий стол.

В Windows 98/2000 большую часть команд можно выполнять с помощью мыши. На рабочем столе располагаются пиктограммы (значки) и ярлыки. С их помощью можно получить доступ к соответствующим приложениям или документам. Любая расположенная на рабочем столе пиктограмма (или ярлык) может быть удалена с него. Исключение из этого правила составляют лишь пиктограммы, созданные операционной системой, такие, как Мой компьютер, Сетевое окружение, Корзина. В нижней части рабочего стола отображается панель задач. Щелкнув на кнопке Пуск панели задач, можно открыть стартовое меню.

К стандартным приложениям Windows 98/2000 относятся:

Блокнот — это простейший текстовый редактор (рис. 3.32), который можно использовать в качестве удобного средства просмотра текстовых файлов.

Графический редактор Paintпредназначен для создания и редактирования изображений (рисунков).

Текстовый процессор WordPad служит для создания, редактирования и просмотра текстовых документов, а также форматирования документов.

Программа Калькулятор.

Тема 5. Основы системы программирования высокого уровня

Алгоритм — это точное предписание, которое определяет процесс, ведущий от исходных данных к требуемому конечному результату. Программа для ЭВМ представляет собой описание алгоритма и данных на некотором языке программирования, предназначенное для последующего автоматического выполнения.

Одним из важнейших признаков классификации языков программирования является принадлежность их к одному из стилей, основными из которых являются следующие: процедурный, функциональный, логический и объектно-ориентированный.

Язык программирования частично ликвидирует разрыв между методами решения различного рода задач человеком и вычислительной машиной. Чем более язык ориентирован на человека, тем выше его уровень.

Двоичный язык является непосредственно машинным языком. В настоящее время такие языки программистами практически не применяются.

Язык Ассемблера — это язык, предназначенный для представления в удобочитаемой символической форме программ, записанных на машинном языке.

Язык Макроассемблера является расширением языка Ассемблера путем включения в него макросредств.

Язык программирования С (Си) первоначально был разработан для реализации операционной системы UNIX. Язык С имеет синтаксис, обеспечивающий краткость программы, а компиляторы способны генерировать эффективный объектный код.

Ваsic(Бэйсик) (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) — многоцелевой язык символических инструкций для начинающих) представляет собой простой язык программирования, разработанный в 1964 году для использования новичками.

Pascal (Паскаль) является одним из наиболее популярных среди прикладных программистов процедурным языком программирования, особенно для ПЭВМ. В настоящее время широко используются такие версии этого языка для ПЭВМ, как Borland Pascal и Turbo Pascal.

Лексика языка программирования - это правила "правописания слов" программы таких, как идентификатры, константы, служебные слова, комментарии. Особенность любой лексики - ее элементы представляют собой регулярные линейные последовательности символов.

Программа ПС является большой системой, поэтому ее разрабатывают по частям, которые называются программными модулями. В качестве модульной структуры программы принято использовать древовидную структуру, включая деревья со сросшимися ветвями. Используются два метода: метод восходящей разработки и метод нисходящей разработки.

Технология программирования - это набор правил, методик, инструментов программирования. Стержневым вопросом любой технологии является язык программирования.

Модуль - это автономно компилируемая программная единица, включающая в себя различные компоненты раздела описаний (типы, константы, переменные, процедуры и функции) и, возможно, некоторую последовательность операторов.

В основе объектно-ориентированного стиля программирования лежит понятие объекта, а суть его выражается формулой: «объект - данные + процедуры». Каждый объект интегрирует в себе некоторую структуру данных и доступные только ему процедуры обработки этих данных, называемые методами. Для описания объектов служат классы. Класс определяет свойства и методы объекта, принадлежащего этому классу.

К наиболее современным объектно-ориентированным языкам программирования относятся C++ и Java. Принципиальной разницей между Java и C++ является то, что первый из них является интерпретируемым, а второй - компилируемым. Синтаксис языков практически полностью совпадает. В силу своей конструктивности идеи объектно-ориентированного программирования используются во многих универсальных процедурных языках.

В последнее время многие программы, в особенности объектно-ориентированные, реализуются как системы визуального программирования . Отличительной особенностью таких систем является мощная среда разработки программ из готовых «строительных блоков», позволяющая создать интерфейсную часть программного продукта в диалоговом режиме, практически без кодирования программных операций. К числу объектно-ориентированных систем визуального программирования относятся; Visual Basic, Delphi, C++Builder и Visual C++.

Тема 6. Основы баз данных

Базы данных являются одним из основных компонентов современных информационных систем. Информационная система — это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации. База данных — это информационные структуры, содержащие взаимосвязанные данные о реальных объектах. Создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется с помощью специального программного инструмента — системы управления базами данных.

Базы данных делятся на централизованные и распределенные. Централизованная база данных хранится в памяти одной машины. Распределенная база данных состоит из нескольких частей, хранимых на нескольких машинах вычислительной сети.

Архитектура файл-сервер . Принцип организации: одна машина выделена в качестве центральной (сервер файлов), на ней хранится централизованная БД. Остальные машины сети выполняют функции рабочих станций.

Архитектура клиент-сервер . Принцип организации: центральная машина (сервер базы данных) хранит централизованную БД и процедуры обработки. Клиент посылает запрос, он обрабатывается сервером, и данные, полученные по запросу, передаются клиенту.

В основе любого приложения баз данных лежат наборы данных , которые представляют собой группы записей, переданных из базы данных в приложение для просмотра и редактирования. Наборы данных состоят из категорий более низкого порядка - групп, которые формируются в зависимости от степени их сходства. Каждая группа, в свою очередь, состоит из одного или нескольких рядов данных. Каждому ряду или профилю ставится в соответствие так называемый ключ, т.е. набор значений, соответствующих каждому кластеру так называемых понятий, которые также именуются измерениями.

Основная часть приложения базы состоит из диалоговых окон, или просто форм. Обычно у каждой формы есть свой источник данных - таблица или запрос. Приложение может содержать произвольное число форм и использовать любой интерфейс.

Поле - совокупность ячеек с данными конкретного типа, расположенных в одном и том же месте каждой записи набора данных, или попросту — это столбец в таблице. С помощью полей можно решать сложные задачи и создавать эффективные и гибкие приложения баз данных.

Визуальные компоненты отображения данных представляют собой модификации стандартных элементов управления, приспособленных для работы с набором данных. Большинство компонентов предназначены для работы с отдельным полем, т. е. при перемещении по записям набора данных такие компоненты показывают текущие значения только одного поля.

Навигационный способ доступа заключается в обработке каждой отдельной записи набора данных. При навигационном способе доступа каждый набор данных имеет невидимый указатель текущей записи. Указатель определяет запись, с которой могут выполняться такие операции, как редактирование или удаление.

Сортировка - это составление списка записей, соответствующего заданным условиям. Сортировка с помощью представлений данных позволяет устанавливать условия сортировки во время разработки и предоставляет объект, который можно использовать для привязки данных. При сортировке непосредственно в таблице данных порядок расположения содержимого таблицы не изменяется.

В процессе функционирования набор данных может выполнить различные операции: перемещение по записям, поиск данных, редактирование данных, удаление записи, и т.п. При этом состояние набора данных изменяется.

Модификация набора данных представляет собой редактирование, добавление и удаление его записей.

Другим способом использования в приложениях данных является связь с таблицами его баз данных. Связанные таблицы могут быть использованы наряду с локальными таблицами базы данных при создании запросов, форм, отчетов привычными диалоговыми средствами. Связанные таблицы можно просмотреть и в режиме конструктора, однако никакие изменения структуры таблицы невозможны.

Реляционный способ доступа основан на обработке группы записей. Если требуется обработать одну запись, все равно обрабатывается группа, состоящая из одной записи. Реляционный способ доступа ориентирован на работу с удаленными БД и является для них предпочтительным.

За работу с отчетами отвечает сервер отчетов. Сервер отчетов выполняет обработку отчетов и запланированных событий, а также отвечает за доставку отчетов и представление их результатов. Если возникает необходимость во внесении изменений в ту базу, для которой создается отчет, то существует возможность переименования полей разработчиком или администратором базы данных, что освобождает их от необходимости добавлять к отчету новые поля или модифицировать формулы, ссылающиеся на измененные поля.

Тема 7. Пакеты прикладных программ и их использование в решении экономических задач

Панель Microsoft Office обеспечивает ускоренный запуск приложений. Microsoft Office 2000 обеспечивает:простоту в эксплуатации и поддержке. Имеются удобный интерфейс и справочная система, расширенный набор мастеров и шаблонов, улучшенные возможности коллективной обработки документов;расширенный набор интеллектуальных инструментов.

Microsoft Word для Windows — это многофункциональный программный комплекс обработки текстов. Программа предназначена для выполнения работ по созданию документов, включающих разнообразные элементы (рисунки, графики, формулы, обычные или электронные таблицы, фрагменты БД и т. д.), имеющие иерархическую организацию (главы, части, параграфы и т. п.) с обеспечением работы на уровне отдельных компонентов, документа в целом, объединяющих информацию нескольких файлов в виде главного документа.

Центральным понятием текстового процессора является понятие документа- объекта, создаваемого и корректируемого этим процессором. Набор текста в Word осуществляется в режиме автоматизированной верстки страниц. Размер строки зависит от параметров абзаца и формата символов (меню Формат, команды Абзац и Шрифт). Размер страницы определяется параметрами команды Параметры страницы (меню Файл).

Для создания и редактирования документов используются элементы дружественного интерфейса: различные окна, меню, панели инструментов, система помощи и др.

Microsoft Word поддерживает многооконность — одновременную работу с несколькими документами, открытыми в разных окнах. В окне Word могут быть размещены одно или несколько окон документов.

Окно табличного процессора Excel предназначено для ввода электронной таблицы.

В рабочей области окна расположена рабочая книга. Рабочая книга — это файл, предназначенный для хранения электронной таблицы, имеет расширение.xls. Рабочая книга состоит из рабочих листов. Рабочий лист представляет собой сетку из строк и столбцов. Максимальный размер рабочего листа — 256 столбцов, 65536 строк. Столбцы именуются латинскими буквами от А до Z и от АА до IV. Строки именуются числами от 1 до 65536.

На пересечении строки и столбцов рабочего листа расположены ячейки (клетки). Ввод и редактирование данных производится в активной ячейке. Активная ячейка выделяется жирной рамкой Ее имя содержится в поле имени. В ячейки рабочего листа можно вводить данные двух типов: константы и формулы.

Число в Excel может состоять только из следующих символов: цифры от 0 до 9, +, -, (,), /, $, %, (.), Е, е. Запятая в числе интерпретируется как разделитель десятичных разрядов. Символ разделителя может быть изменен в приложении Язык и стандарты панели управления Windows.

Обычно ввод чисел осуществляется в общем числовом формате. Ввод текста аналогичен вводу числовых значений.

Современные компьютерные технологии используютматематические документы, состоящие из формул и поясняющего текста, в которых комментарии при чтении остаются неизменными, а формулы обновляются по мере изменения входных переменных.

Power Point — система подготовки электронных презентаций; предназначена для подготовки и проведения презентаций.

Программа Microsoft Office Power Point 2003 предназначена для создания и редактирования слайдов: применение шаблона оформления; вставка рисунков и размещение их в слайде; создание слайдов, состоящих из нескольких листов; применение графических эффектов к картинкам; настройка параметров отображения слайда на экране; редактирование рисунков встроенными средствами программы; и т.д.

Программа Microsoft Office Access 2003 предназначена для создания баз данных на любую тему: выбор нужного вида таблицы; задание вида информации в полях; создание запросов к нужной базе данных; введение изменения в существующую базу данных; применение различных внешни интерфейсов; и т.д. Программа Microsoft Office Access содержит в себе огромные возможности по управлению массивами информации. Позволяет автоматизировать ведение любого дела от домашних дел до финансовых отчетов крупных фирм.

Программа Microsoft Office Excel 2003 предназначена для создания электронных таблиц, которые помогают хранить, анализировать и представлять цифровую информацию.

MathML — это построенная на основе языка XML спецификация консорциума W3C, предназначенная для обработки математических файлов на Web-страницах. По своим возможностям MathML превосходит язык математической разметки TEX, в котором знак равенства в уравнении считается всего лишь символом. В MathML знак равенства указывает на уравнение, обе части которого могут взаимодействовать с другими элементами HTML-страницы.В комплект Mathcad входит профессиональная версия программного модуля techexplorer фирмы IBM, подключаемого к Internet Explorer или Netscape Navigator. Этот модуль воспроизводит MathML-документы и некоторые файлы на языке TEX в окне браузера. Mathcad-документ в формате MathML можно переслать в Web, и его прочтет всякий, у кого есть techexplorer. А потом этот документ можно импортировать обратно в среду Mathcad как "живой" файл. Все эти действия возможны только с документами, которые были генерированы программой Mathcad.

Раздел III. Информационно-вычислительные сети.

Тема 8. Общие принципы построения информационно-вычислительных сетей.

В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства. С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы - полупроводниковых элементов. Следующий важный период развития вычислительных машин относится к 1965-1980 годам. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров. Следующий период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС).

Компьютерная (вычислительная) сеть — это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных. Вычислительная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов: компьютеров; коммуникационного оборудования; операционных систем; сетевых приложений.

В самом простом случае взаимодействие компьютеров может быть реализовано с помощью тех же самых средств, которые используются для взаимодействия компьютера с периферией, например, через последовательный интерфейс. Объединение компьютеров осуществляется по кабелю связи через СОМ-порты, которые реализуют интерфейс.

Геометрическая схема соединения (конфигурация физического подключения) узлов сети называется топологией сети . Существует большое количество вариантов сетевых топологий, базовыми из которых являются шина, кольцо, звезда.

Шина . Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию — шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать — только тогда, когда шина свободна.

Кольцо . Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном направлении. Каждый узел помимо всего прочего реализует функции ретранслятора. Он принимает и передает сообщения, а воспринимает только обращенные к нему.

Звезда . Узлы сети объединены с центром лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети.

Без физической передачи сигналов невозможен любой вид связи. Но даже в простейшей сети, состоящей всего из двух машин, возникают проблемы, присущие любой вычислительной сети.

Представление данных в виде электрических или оптических сигналов называется кодированием . В вычислительной технике для представления данных используется двоичный код. В вычислительных сетях применяют как потенциальное, так и импульсное кодирование дискретных данных, цифровое кодирование, а также специфический способ представления данных, который никогда не используется внутри компьютера, - модуляцию.

Для борьбы с ошибками , возникающими при передаче файлов, в большинстве современных протоколов имеются средства исправления ошибок. Конкретные методы в каждом протоколе свои, но принципиальная схема исправления ошибок одна и та же. Она заключается в том, что передаваемый файл разбивается на небольшие блоки - пакеты, а затем каждый принятый пакет сравнивается с посланным, чтобы удостовериться в их адекватности.

Суть сети - это соединение разного оборудования, а значит, проблема совместимости является одной из наиболее острых. Поэтому все развитие компьютерной отрасли в конечном счете отражено в стандартах - любая новая технология только тогда приобретает «законный» статус, когда ее содержание закрепляется в соответствующем стандарте.

Открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями. Открытая информационная система предполагает, что при передаче сообщений участники сетевого обмена должны принять множество соглашений, которые должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого низкого - уровня передачи битов - до самого высокого, реализующего сервис для пользователей сети. Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом. Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в одном узле, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом .

Модели взаимодействия открытых систем состоят из следующих уровней :

Физический уровень - имеет дело с передачей битов по физическим каналам.

Канальный уровень - проверка доступности среды передачи, реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок.

Сетевой уровень - служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи информации между конечными узлами.

Транспортный уровень - обеспечивает приложениям или верхним уровням стека - прикладному и сеансовому - передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.

Сеансовый уровень - обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации.

Уровень представления - обеспечивает гарантию того, что информация, передаваемая прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе.

Прикладной уровень - это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, а также организуют свою совместную работу.

Передача данных может производиться на физическом и канальном уровнях . Сети с коммутацией каналов используются в корпоративных сетях в основном для удаленного доступа многочисленных домашних пользователей и гораздо реже - для соединения локальных сетей. Сети с коммутацией каналов делятся на аналоговые и цифровые. Аналоговые сети могут использовать аналоговую (FDM) и цифровую (TDM) коммутацию, но в них всегда абонент подключен по аналоговому 2-проводному окончанию.

Тема 9. Сетевые операционные системы.

Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей.По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей.Первые сетевые ОС представляли собой совокупность существующей локальной ОС и надстроенной над ней сетевой оболочки.

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. В узком смысле сетевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети. Основной функцией ОС является ввод-вывод данных. В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

К функциональным компонентам ОС относятся:

Средства управления локальными ресурсами компьютера.

Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер).

Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС (редиректор).

Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети.

Модульная организация управления процессами в сети реализуется по многоуровневой схеме. Классической является семиуровневая схема: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный, прикладной. Эта архитектура пришита в качестве эталонной модели.

Аппаратная зависимость и переносимость ОС - типичный набор средств аппаратной поддержки: поддержка привилегированного режима, переключение процессов, система прерываний, таймер, защита памяти.

Совместимость - это способность ОС выполнять приложения, написанные для других ОС. Различаются: двоичная совместимость и совместимость на уровне исходных текстов.

Чтобы поддерживать мультипрограммирование, ОС должна определить и оформить для себя внутренние единицы работы, между которыми будет разделяться процессор и другие ресурсы компьютера. Более крупная единица работы, носит название процесса, или задачи и требует для своего выполнения нескольких более мелких работ, для обозначения которых используют термины «поток », или «нить».

Мультипрограммирование — это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются сразу несколько программ. Мультипрограммирование призвано повысить эффективность использования вычислительной системы.

Прерывания являются основной движущей силой любой операционной системы. Периодические прерывания от таймера вызывают смену процессов в мультипрограммной ОС, а прерывания от устройств ввода-вывода управляют потоками данных, которыми вычислительная система обменивается с внешним миром.

Любое взаимодействие процессов или потоков связано с их синхронизацией , которая заключается в согласовании их скоростей путем приостановки потока до наступления некоторого события и последующей его активизации при наступлении этого события.

Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти; выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов; вытеснение процессов из оперативной памяти и возвращение их в оперативную память; настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

Распределение памяти может осуществляться на основе двух методов: 1-е используют перемещение процессов между оперативной памятью и диском; 2-е разделяют ее на несколько разделов фиксированной или переменной величины.

Кэширование - это процесс, который помогает снизить потребление ресурсов на сервере и увеличить скорость их предоставления.

Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-вывода компьютера. ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью системы.

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе сданными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами. Файлы бывают разных типов: обычные файлы, специальные файлы, файлы-каталоги.

Задачи ОС по управлению файлами и устройствами:

Организация параллельной работы устройств в/в и процессора;

Согласование скоростей обмена и кэширование данных;

Разделение устройств и данных между процессами;

Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы;

Поддержка разнообразных устройств с возможностью простого добавления;

Поддержка нескольких файловых систем;

Поддержка синхронных и асинхронных операций в/в.

ОС должны проектироваться на двух уровнях: физическом и логическом. Логическое проектирование определяет места расположения ресурсов, приложений и способы доступа пользователей к ресурсам. Физическое проектирование определяет точное задание типов устройств (марку и модель), мест прокладки кабеля, типов глобальных сервисов (протокол, тип передающей среды, типы модемов и т.д.).

Файловые операции включают в себя команды из меню Файл: сохранить; сохранить как...; закрыть; создать; открыть; найти.

Для контроля доступа к файлам обычно применяются системы защиты информации от несанкционированного доступа, сертифицированные Государственной технической комиссией при Президенте РФ.

Отказоустойчивость системы - средство защиты данных, обеспечивающее возможность автоматического восстановления после аппаратных сбоев.

Концепции распределенной обработки данных - это обеспечение коллективного использования общих информационных ресурсов для управления объектом в целом. Объединение компьютеров в сеть предоставляет возможность программам, работающим на отдельных компьютерах, оперативно взаимодействовать и сообща решать задачи пользователей.

Тема 10. Локальные сети.

Локальная сеть — вычислительная сеть, объединяющая абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.

Протокол - это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. К протоколам самых нижних уровней (физического и канального), относящихся к аппаратуре, относятся методы кодирования и декодирования, методы управления обменом в сети.

Существует несколько стандартных наборов (или, как их еще называют, стеков) протоколов, получивших сейчас наиболее широкое распространение:

Набор протоколов ISO/OSI;

IBM System Network Architecture (SNA);

Digital DECnet;

Novell NetWare;

Apple AppleTalk;

Набор протоколов глобальной сети Internet, TCP/IP.

Протоколы перечисленных наборов делятся на три основные типа:

Прикладные протоколы (выполняющие функции прикладного, представительского и сеансового уровней модели OSI);

Транспортные протоколы (выполняющие функции транспортного и сеансового уровней OSI);

Сетевые протоколы (выполняющие функции трех нижних уровней OSI).

Наибольшее распространение среди стандартных сетей получила сеть Etherne t. Она стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) и ЕСМА (European Computer Manufacturers Association).

Сеть Token-Ring была предложена фирмой IBM и она является в настоящее время международным стандартом IEEE 802.5.

Сеть FDDI - это одна из новейших разработок стандартов локальных сетей. За основу стандарта FDDI был взят метод маркерного доступа, предусмотренный международным стандартом IEEE 802.5. Маркерный метод доступа FDDI обеспечивает в отличие от CSMA/CD гарантированное время доступа и отсутствие конфликтов при любом уровне нагрузки. Стандарт FDDI предусматривает также возможность реконфигурации сети с целью сохранения ее работоспособности в случае повреждения кабеля.

Топология сети определяет не только физическое расположение компьютеров, но, что гораздо важнее, характер связей между ними, особенности распространения сигналов по сети. Именно характер связей определяет степень отказоустойчивости сети, требуемую сложность сетевой аппаратуры, наиболее подходящий метод управления обменом, возможные типы сред передачи (каналов связи), допустимый размер сети (длина линий связи и количество абонентов), необходимость электрического согласования и многое другое.

Для объединения локальных вычислительных сетей применяются следующие устройства.

1. Повторитель — устройство, обеспечивающее усиление и фильтрацию сигнала без изменения его информативности.

2. Мост — устройство, выполняющее функции повторителя для тех сигналов (сообщений), адреса которых удовлетворяют заранее наложенным ограничениям. Мосты бывают локальные и удаленные.

3. Маршрутизатор — это устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему.

4. Шлюз — специальный аппаратно-программный комплекс, предназначенный для обеспечения совместимости между сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.

Задача виртуальных локальных сетей состоит в минимизации многоадресного и широковещательного трафика и упрощении перемещений, добавлений и изменений. ВЛС дают дополнительную гибкость в осуществлении добавлений, перемещений и изменений, позволяют администраторам сетей установить серверы в одном месте, что упрощает управление ими и позволяет пользователям находящимся в разных местах, получать доступ к серверам через ВЛС.

Все многообразие средств, применяемых для мониторинга и анализа вычислительных сетей, можно разделить на несколько крупных классов:

Системы управления сетью - централизованные программные системы, которые собирают данные о состоянии узлов и коммуникационных устройств сети, а также данные о трафике, циркулирующем в сети.

Средства управления системой - выполняют функции, аналогичные функциям систем управления, но по отношению к другим объектам.

Встроенные системы диагностики и управления - выполняют функции диагностики и управления только одним устройством, и в этом их основное отличие от централизованных систем управления.

Анализаторы протоколов - это программные или аппаратно-программные системы, которые ограничиваются в отличие от систем управления лишь функциями мониторинга и анализа трафика в сетях.

Оборудование для диагностики и сертификации кабельных систем. Условно это оборудование можно поделить на четыре основные группы: сетевые мониторы, приборы для сертификации кабельных систем, кабельные сканеры и тестеры (мультиметры).

Экспертные системы - аккумулируют человеческие знания о выявлении причин аномальной работы сетей и возможных способах приведения сети в работоспособное состояние.

Многофункциональные устройства анализа и диагностики.

Тема 11. Глобальные сети.

Глобальные сети служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории.

Создание систем управления сетями невозможно без ориентации на определенные стандарты, так как управляющее программное обеспечение и сетевое оборудование разрабатывают сотни компаний. Наиболее распространенным протоколом управления сетями является протокол SNMP. Главные достоинства протокола SNMP - простота, доступность, независимость от производителей. SNMP - это протокол, используемый для получения от сетевых устройств информации об их статусе, производительности и характеристиках, которые хранятся в специальной базе данных сетевых устройств, называемой MIB.

Важнейшей задачей сетевого уровня является маршрутизация - передача пакетов между двумя конечными узлами в составной сети. В сложных составных сетях почти всегда существует несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Маршрут - это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения.

Задача маршрутизации решается на основе анализа таблиц маршрутизации, размещенных во всех маршрутизаторах и конечных узлах сети. Основная работа по созданию таблиц маршрутизации выполняется автоматически, но и возможность вручную скорректировать или дополнить таблицу тоже предусматривается. Для автоматического построения таблиц маршрутизации маршрутизаторы обмениваются информацией о топологии составной сети в соответствии со специальным служебным протоколом. Протоколы этого типа называются протоколами маршрутизации (или маршрутизирующими протоколами). Протоколы маршрутизации используют сетевые протоколы как транспортное средство. С помощью протоколов маршрутизации маршрутизаторы составляют карту связей сети той или иной степени подробности. Протоколы маршрутизации могут быть построены на основе разных алгоритмов, отличающихся способами построения таблиц маршрутизации, способами выбора наилучшего маршрута и другими особенностями своей работы.

Реализация межсетевого взаимодействия средствами TCP/IP : в настоящее время стек TCP/IP является самым популярным средством организации составных сетей. Стержнем всей архитектуры является уровень межсетевого взаимодействия, который реализует концепцию передачи пакетов в режиме без установления соединений, то есть дейтаграммным способом. Именно этот уровень обеспечивает возможность перемещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент является наиболее рациональным. Этот уровень также называют уровнем internet, указывая тем самым на основную его функцию - передачу данных через составную сеть. Название стандартов, определяющих работу сети Internet - Request For Comments (RFC), что можно перевести как «запрос на комментарии», - показывает гласный и открытый характер принимаемых стандартов.

Структура глобальной сети : отдельные компьютеры, локальные сети, маршрутизаторы и мультиплексоры, которые используются для одновременной передачи по компьютерной сети данных и голоса (или изображения).

Глобальные сети могут быть цифровыми и аналоговыми . В цифровых сетях мультиплексирование и коммутация всегда выполняются по способу коммутации TDM, а абоненты всегда подключаются по цифровому абонентскому окончанию (DSL). Цифровые сети с коммутацией каналов представлены двумя технологиями: Switched 56 и ISDN.

Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи. Cовременная цифровая первичная сеть строится на основе трех основных технологий: плезиохронной иерархии (PDH), синхронной иерархии (SDH) и асинхронного режима переноса (передачи) (ATM). Из перечисленных технологий только первые две в настоящее время могут рассматриваться как основа построения цифровой первичной сети. Технология ATM как технология построения первичной сети является пока молодой и до конца не опробованной. Эта технология отличается от технологий PDH и SDH тем, что охватывает не только уровень первичной сети, но и технологию вторичных сетей, в частности, сетей передачи данных и широкополосной ISDN (B- ISDN).

Цифровые сети с интегрированными услугами - ISDN - разработаны для объединения в одной сети различных транспортных и прикладных служб. ISDN предоставляет своим абонентам услуги выделенных каналов, коммутируемых каналов, а также коммутации пакетов и кадров (frame relay ). Каналы типа D образуют сеть с коммутацией пакетов, выполняющую двоякую роль в сети ISDN: во-первых, передачу запроса на установление коммутируемого канала типа В с другим абонентом сети, во-вторых, обмен пакетами Х.25 с абонентами сети ISDN или внешней сети Х.25, соединенной с сетью ISDN.

Удаленный доступ - технология взаимодействия абонентских систем с локальными сетями через территориальные коммуникационные сети. Удаленный доступ осуществляется посредством сервера удаленного доступа. При удаленном доступе используются модели дистанционного управления и удаленной системы.

Раздел IV. Основы информационной безопасности.

Тема 12. Основные технологии сетевой безопасности.

Информационная безопасность - это защищенность информации и поддерживающей ее инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, которые могут нанести ущерб владельцам или пользователям информации. Под защитой информации понимается комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности.

Конфиденциальность - свойство информации, состоящее в том, что она не может быть обнаружена и сделана доступной без разрешения отдельным лицам, модулям или процессам.

Целостность информации - свойство информации при ее обработке техническими средствами, обеспечивающее предотвращение ее несанкционированной модификации или несанкционированного уничтожения.

Доступность данных - такое состояние данных, когда они находятся в виде, необходимом пользователю; в месте, необходимом пользователю, и в то время, когда они ему необходимы.

Доступность информации - свойство информации при ее обработке техническими средствами, обеспечивающее беспрепятственный доступ к ней для проведения санкционированных операций по ознакомлению, документированию, модификации и уничтожению.

Под угрозами конфиденциальной информации принято понимать потенциальные или реально возможные действия по отношению к информационным ресурсам, приводящие к неправомерному овладению охраняемыми сведениями.

Угрозы могут быть классифицированы :

По величине принесенного ущерба: предельный, после которого фирма может стать банкротом; значительный, но не приводящий к банкротству; незначительный, который фирма за какое-то время может компенсировать и др.;

По вероятности возникновения: весьма вероятная угроза; вероятная угроза; маловероятная угроза;

По причинам появления: стихийные бедствия; преднамеренные действия;

По характеру нанесенного ущерба: материальный; моральный;

По характеру воздействия: активные; пассивные;

По отношению к объекту: внутренние; внешние.

Возможные каналы утечки информации можно разбить на четыре группы:

1-я группа - каналы, связанные с доступом к элементам системы обработки данных, но не требующие изменения компонентов системы.

2-я группа - каналы, связанные с доступом к элементам системы и изменением структуры ее компонентов.

3-я группа - к которой относятся: незаконное подключение специальной регистрирующей аппаратуры к устройствам системы или линиям связи; злоумышленное изменение программы, злоумышленный вывод из строя механизмов защиты.

4-я группа - к которой относятся: несанкционированное получение информации путем подкупа или шантажа должностных лиц соответствующих служб; получение информации путем подкупа и шантажа сотрудников, знакомых, обслуживающего персонала или родственников, знающих о роде деятельности.

Вторжение в компьютерные системы может быть рассмотрено в следующих видах:

Хакерство - один из видов компьютерных преступлений, относится к несанкционированному входу в компьютерную систему. Хакеры пользуются множеством разных способов для того, чтобы распознавать секретные пароли или обойти парольную защиту системы.

Программный вирус - это компьютерная программа, рассчитанная на то, чтобы нарушить нормальное функционирование компьютера. Многие вирусы повреждают основные характеристики компьютера или данные. Вирус может также стереть важные компьютерные файлы или разрушить и даже уничтожить данные на жестком диске.

Методы функциональной стандартизации в области информационной безопасности изложены в международном стандарте ИСО/МЭК 15408-99 «Критерии оценки безопасности информационных технологий». Базовые стандарты должны адаптироваться и конкретизироваться применительно к определенным классам проектов, функций, процессов и компонентов информационных систем и предлагать набор исторически сложившихся и привычных в отрасли подходов к безопасности

Построение и поддержка безопасной системы требует системного подхода , т.е. морально-этические, законодательные, административные, психологические, защитные возможности программных и аппаратных средств сети.

Важность и сложность проблемы обеспечения безопасности требует выработки политики информационной безопасности , которая должна учитывать несколько базовых принципов:

Использование комплексного подхода к обеспечению безопасности;

Обеспечение баланса надежности защиты всех уровней;

Использование средств, которые при отказе переходят в состояние максимальной защиты;

Принцип единого контрольно-пропускного пункта;

Принцип баланса возможного ущерба от реализации угрозы и затрат на ее предотвращение;

Базовые технологии безопасности - это аутентификация, авторизация, аудит и технология защищенного канала.

Шифрование — это процедура, превращающая информацию из обычного «понятного» вида в «нечитабельный» зашифрованный вид. Она должна быть дополнена процедурой дешифрирования. Пара процедур — шифрование и дешифрирование — называется криптосистемой.

Существуют два класса криптосистем — симметричные и асимметричные. В симметричных схемах шифрования (классическая криптография) секретный ключ зашифровки совпадает с секретным ключом расшифровки. В асимметричных схемах шифрования (криптография с открытым ключом) открытый ключ зашифровки не совпадает с секретным ключом расшифровки.

Особенность шифрования на основе открытых ключей состоит в том, что одновременно генерируется уникальная пара ключей, таких, что текст, зашифрованный одним ключом, может быть расшифрован только с использованием второго ключа и наоборот.

Такие алгоритмы шифрования плохо подходят для шифрования больших объемов данных . Поэтому существует технология, комбинирующая оба алгоритма. В соответствии с ней весь объем данных шифруется с помощью секретного ключа, который в свою очередь шифруется с открытым ключом и посылается корреспонденту вместе с зашифрованными данными.

Шифрующая файловая система - ее назначение: защита данных, хранящихся на диске, от несанкционированного доступа путем их шифрования.

Операции копирования, перемещения, переименования и уничтожения зашифрованных файлов и папок выполняются точно так же, как и с незашифрованными объектами. Однако следует помнить, что пункт назначения зашифрованной информации должен поддерживать шифрование. В противном случае при копировании данные будут расшифрованы, и копия будет содержать открытую информацию.

Антивирусных программ существует достаточномного. Установление несколько программ повысит вероятность обнаружения модификаций старых вирусов, а также новых, неизвестных ранее, вирусов. К основным программам относятся:

1. Программа-полифаг AIDSTEST - для проверки дисков и лечения зараженных файлов.

2. Программа-ревизор ADINF - позволяет обнаружить появление любого из существующие вирусов, включая Stealth-вирусы и вирусы-мутанты, а также неизвестные на сегодняшний день вирусы.

3. IBM ANTIVIRUS/DOS - предотвращает проникновение в компьютерную систему вирусов, а также осуществляет обнаружение и удаление уже имеющихся.

4. VIRUSCAN/CLEAN-UP - это пакет антивирусных программ компании McAfee Associates. Программа VIRUSCAN обнаруживает вирусы и передает подробную информацию программе CLEAN-UP, которая осуществляет лечение.

К методам обнаружения и удаления компьютерных вирусов относятся:

1. Сканирование. Если вирус известен и уже проанализирован, то можно разработать программу, выявляющую все файлы и загрузочные записи, инфицированные этим вирусом.

2. Выявление изменений. Для инфицирования программ или загрузочных записей вирусы должны их изменить. Существуют программы, которые специализируются на вылавливании таких изменений. Программу, регистрирующую изменение файлов и загрузочных записей, можно использовать даже для выявления ранее неизвестных вирусов.

3. Эвристический анализ - это смутное подозрение антивирусной программы о том, что что-то не в порядке.При выявлении вирусов с помощью эвристического анализа ведется поиск внешних проявлений или же действий, характерных для некоторых классов известных вирусов.

4. Верификация. Рассмотренные выше методы могут свидетельствовать, что программа или загрузочная запись поражены вирусом, однако таким образом нельзя с уверенностью опознать поразивший их вирус и уничтожить его. Программы, с помощью которых можно идентифицировать вирус, называются верификаторами.

5. Обезвреживание. Не исключено, что после выявления вируса его можно будет удалить и восстановить исходное состояние зараженных файлов и загрузочных записей, свойственное им до «болезни». Этот процесс называется обезвреживанием (дезинфекцией, лечением).

Тема 13. Методы и средства защиты информации в компьютерных сетях.

Аутентификация - это процедура, проверяющая, имеет ли пользователь с предъявленным идентификатором право на доступ к ресурсу.

Самый распространенный способ аутентификации при доступе к сетевым ресурсам - пароль. Если пароль правильный - пользователь получает доступ к ресурсам домена, если нет - выдается сообщение об ошибке. Недостаток парольной аутентификации - невысокий уровень безопасности - пароль можно подсмотреть, угадать, подобрать, сообщить посторонним лицам и т.д. Достоинства парольной аутентификации - отсутствие дополнительных расходов, поскольку парольная аутентификация является составной частью всех современных операционных систем.

Аутентификация на основе сертификатов является альтернативой использованию паролей и представляется естественным решением, когда число пользователей сети (пусть и потенциальных) измеряется миллионами. Сертификат — аналог этого документа и выдается по запросам сертифицирующими организациями при выполнении определенных условий. Он представляет собой электронную форму, в которой имеются такие поля, как имя владельца, наименование организации, выдавшей сертификат, открытый ключ владельца.

При работе в Интернете браузер Internet Explorer использует два типа сертификатов: персональный сертификат (personal certificate) и сертификат веб-узла (Web site certificate). Персональный сертификат удостоверяет личность пользователя. Информация сертификата используется при передаче личной информации через Интернет на веб-узел, который требует проверки пользователя посредством сертификата. Сертификат веб-узла подтверждает, что данный узел является безопасным и подлинным.

Электронная цифровая подпись - реквизит электронного документа, предназначенный для защиты данного электронного документа от подделки, полученный в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи и позволяющий идентифицировать владельца сертификата ключа подписи, а также установить отсутствие искажения информации в электронном документе.

Аутентификация программных кодов - организация, желающая подтвердить свое авторство на программу, должна встроить в распространяемый код так называемый подписывающий блок. Этот блок состоит из двух частей. Первая часть»— сертификат этой организации, полученный обычным образом от какого-либо, сертифицирующего центра. Вторую часть образует зашифрованный дайджест, полученный в результате применения односторонней функции к распространяемому коду.

Средства авторизации контролируют доступ легальных пользователей к ресурсам системы, предоставляя каждому из них именно те права, которые ему были определены администратором. Кроме предоставления прав доступа пользователям к каталогам, файлам и принтерам система авторизации может контролировать возможность выполнения пользователями различных системных функций, таких как локальный доступ к серверу, установка системного времени, создание резервных копий данных, выключение сервера и т. п.

Аудит — фиксация в системном журнале событий, связанных с доступом к защищаемым системным ресурсам. Подсистема аудита современных ОС позволяет дифференцирование задавать перечень интересующих администратора событий с помощью удобного графического интерфейса. Средства учета и наблюдения обеспечивают возможность обнаружить и зафиксировать важные события, связанные с безопасностью, или любые попытки создать, получить доступ или удалить системные ресурсы. Аудит используется для того, чтобы засекать даже неудачные попытки «взлома» системы.

Для обеспечения безопасности данных при их передаче по публичным сетям используются различные технологии защищенного канала . Она призвана обеспечивать безопасность передачи данных по открытой транспортной сети, например по Интернету. Защищенный канал подразумевает выполнение трех основных функций:

Взаимную аутентификацию абонентов при установлении соединения, которая может быть выполнена, например, путем обмена паролями;

Защиту передаваемых по каналу сообщений от несанкционированного доступа, например, путем шифрования;

Подтверждение целостности поступающих по каналу сообщений, например, путем передачи одновременно с сообщением его дайджеста.

Kerberos — это сетевая служба, предназначенная для централизованного решения задач аутентификации и авторизации в крупных сетях. В сетях, использующих систему безопасности Kerberos, все процедуры аутентификации между клиентами и серверами сети выполняются через посредника, которому доверяют обе стороны аутентификационного процесса, причем таким авторитетным арбитром является сама система Kerberos.

Первичная аутентификация - пользователь один раз аутентифицируется во время логического входа в сеть, а затем проходит процедуры аутентификации и авторизации всякий раз, когда ему требуется доступ к новому ресурсному серверу. Выполняя логический вход в сеть, пользователь, клиент Kerberos, установленный на его компьютере, посылает аутентификационному серверу идентификатор пользователя. Аутентификационный сервер проверяет в базе данных, есть ли запись о пользователе с таким идентификатором, затем, если такая запись существует, извлекает из нее пароль пользователя. Данный пароль потребуется для шифрования всей информации, которую направит аутентификационный сервер Kerberos-клиенту в качестве ответа. После того как такое ответное сообщение поступает на клиентскую машину, клиентская программа Kerberos просит пользователя ввести свой пароль. Если пароль верен, то из сообщения извлекается квитанция на доступ к серверу квитанций (в зашифрованном виде) и ключ сеанса (в открытом виде). Успешная расшифровка сообщения означает успешную аутентификацию. Следующим этапом для пользователя является получение разрешения на доступ к ресурсному серверу. Для этого надо обратиться к серверу, который выдает такие разрешения (квитанции). Чтобы получить доступ к серверу квитанций, пользователь уже обзавелся квитанцией, выданной ему сервером.

Многие новые распределенные службы Windows 2000 используют аутентификацию Kerberos . Примеры областей применения аутентификации Kerberos в Windows 2000:

Аутентификация в Active Directory с применением LDAP для запросов или управления каталогом;

Протокол удаленного доступа к файлам CIFS/SMB;

Управление распределенной файловой системой DFS;

Защищенное обновление адресов DNS;

Службы печати;

Аутентификация интрасети в службах Internet Information Services;

Аутентификация запросов сертификата открытого ключа, приходящих от пользователей и компьютеров; и т.д.

Архивирование данных - это сжатие файлов и их размещение для хранения данных во внешней памяти. Его использование снижает также расходы, связанные с хранением и передачей данных. Архивированию подлежат редко используемые данные и программы. Сжатие выполняется с помощью программы, называемой архиватором. Эта программа обрабатывает как текстовые, так и графические файлы.

2. В.М. Брябрин Программное обеспечение персональных ЭВМ. М.: Наука, 1990.

3. Ю.Винокуров. Еще раз про ГОСТ., М., Монитор.-1995.-N5.

4. А.Ю.Винокуров. Алгоритм шифрования ГОСТ 28147-89, его использование и реализация для компьютеров платформы Intel x86., Рукопись, 1997.

5. В.Водолазкий, "Стандарт шифрования ДЕС", Монитор 03-04 1992 г.

6. К. Ги. Введение в локально-вычислительные сети. Пер. с англ./ Под ред. Б. С. Иругова. - М.: Радио и связь, 1986.

7. Информатика: Учебник/под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 768 с.

8. С. Мафтик, "Механизмы защиты в сетях ЭВМ", изд. Мир, 1993 г.

9. А.В. Могилев и др. Информатика. - М., 1999. - 816 с.

10. А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хеннер, Информатика, Учебник для ВУЗов - М.: Издательство Academa, 1999.

11. В.Г.Олифер, Н.А. Олифер, Компьютерные сети, СПб., "Питер", 2001 г.

12. Основы современных компьютерных технологий: Учебное пособие/под ред. Хомоненко. - СПб.: КОРОНА, 2002.

13. Основы современных компьютерных технологий. Ред. Хомченко А.Д.

Острейковский В.А., Информатика, М., "Высшая школа", 2000 г.

14. В. Э. Фигурнов IBM PC для пользователя. М.: Инфра-М, 2001 г.

15. А.В. Фролов, Г.В. Фролов Глобальные сети компьютеров. Практическое введение в Internet, E-Mail, FTP, WWW и HTML. М.: Диалог-МИФИ, 2006.

17. Э. А. Якубайтис. Информатика, электроника, сети. - М.: Финансы и статистика, 1999.

1. Основные понятия информатики

Большинство ученых в наши дни отказываются от попыток дать строгое определение информации и считают, что информацию следует рассматривать как первичное, неопределимое понятие подобно множества в математике. Некоторые авторы учебников предлагают следующие определения информации:

Информация - это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.

Информация - это сведения, которые можно собирать, хранить, передавать, обрабатывать, использовать.

Информатика - наука об информации или

это наука о структуре и свойствах информации,

способах сбора, обработки и передачи информации или

информатика, изучает технологию сбора, хранения и переработки информации, а компьютер основной инструмент в этой технологии.

Информация - от латинского information - сведения, разъяснения, изложение. В быту под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах. В теории информации под информацией понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. По определению К. Шеннона, информация - это снятая неопределенность.

Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков или сигналов. Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем содержатся (в уменьшении незнания).

. Технология обработки информации

Понятие обработки информации является весьма широким. Ведя речь об обработке информации, следует дать понятие инварианта обработки. Обычно им является смысл сообщения (смысл информации, заключенной в сообщении). При автоматизированной обработке информации объектом обработки служит сообщение, и здесь важно провести обработку таким образом, чтобы инварианты преобразований сообщения соответствовали инвариантам преобразования информации.

Цель обработки информации в целом определяется целью функционирования некоторой системы, с которой связан рассматриваемый информационный процесс. Однако для достижения цели всегда приходится решать ряд взаимосвязанных задач.

Дополнительные коды не используются, тексты же обычно формируются на основе знаков кодовой таблицы ASCII. Текстовые процессоры представляют систему подготовки текстов (Word Processor). Наибольшей популярностью среди них пользуется программа MS Word.

Технология обработки текстовой информации с помощью таких программ обычно включает следующие этапы:

) создание файла для хранения текстовой информации;

) ввод и (или) копирование текстовой информации в компьютер;

) сохранение текста, представленного в электронной форме;

) открытие файла, хранящего текстовую информацию;

) редактирование электронной текстовой информации;

) форматирование текста, хранящегося в электронной форме;

) создание текстовых файлов на основе встроенных в текстовый

редактор стилей оформления;

) автоматическое формирование оглавления к тексту и алфавитного справочника;

) автоматическая проверка орфографии и грамматики;

) встраивание в текст различных элементов и объектов;

) объединение документов;

) печать текста.

К основным операциям редактирования относят: добавление; удаление; перемещение; копирование фрагмента текста, а также поиска и контекстной замены. Если создаваемый текст представляет многостраничный документ, то можно применять форматирование страниц или разделов. При этом в тексте появятся такие структурные элементы, как: закладки, сноски, перекрестные ссылки и колонтитулы.

Пользователям в процессе работы часто приходится иметь дело с табличными данными в процессе создании и ведении бухгалтерских книг, банковских счетов, смет, ведомостей, при составлении планов и распределении ресурсов организации, при выполнении научных исследований. Стремление к автоматизации данного вида работ привело к появлению специализированных программных средств обработки информации, представляемой в табличной форме. Такие программные средства называют табличными процессорами или электронными таблицами. Подобные программы позволяют не только создавать таблицы, но и автоматизировать обработку табличных данных.

Электронные таблицы оказались эффективными и при решении таких задач, как: сортировка и обработка статистических данных, оптимизация, прогнозирование и т.д. С их помощью решаются задачи расчётов, поддержки принятия решений, моделирования и представления результатов практически во всех сферах деятельности. При работе с табличными данными пользователь выполняет ряд типичных процедур, например, таких как:

) создание и редактирование таблиц;

) создание (сохранение) табличного файла;

) ввод и редактирование данных в ячейки таблицы;

) встраивание в таблицу различных элементов и объектов;

) использование листов, форматирование и связь таблиц;

) обработка табличных данных с использованием формул и специальных функций;

) построение диаграмм и графиков;

) обработка данных, представленных в виде списка;

) аналитическая обработка данных;

) печать таблиц и диаграмм к ним.

. Операционная система Windows

Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней. Операционных систем не так много. Практически на всех компьютерах установлена Windows, потому что она наиболее простая и удобная. Есть несколько версий этой системы - 95, 98, 2000, Me, NT, XP, Vista, Windows 7.

. Прикладное программное обеспечение

Прикладная программа или приложение - программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы. Также на простом языке - вспомогательные программы. К прикладному программному обеспечению (application soft ware) относятся компьютерные программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки - пример прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение, называют прикладными программистами.

5. Обработка, хранение и защита информации

Хранение информации - это ее запись во вспомогательные запоминающие устройства на различных носителях для последующего использования.

Этап хранения информации может быть представлен на следующих уровнях:

концептуальном, (логическом);

внутреннем;

физическом.

Внешний уровень отражает содержательность информации и представляет способы (виды) представления данных пользователю в ходе реализации их хранения.

Концептуальный уровень определяет порядок организации информационных массивов и способы хранения информации (файлы, массивы, распределенное хранение, сосредоточенное и др.).

Внутренний уровень представляет организацию хранения информационных массивов в системе ее обработки и определяется разработчиком.

Физический уровень хранения означает реализацию хранения информации на конкретных физических носителях.

Защита информации - система мер, направленных на достижение безопасного защищенного документооборота с целью сохранения государственных и коммерческих секретов. Для достижения результата реализуются режимные требования, применяются сложные, как правило электронные, устройства; для защиты информации в компьютерах и сетях используются программно-технические решения, в том числе с применением криптографии.

6. Технические средства информационных технологий

Технические средства являются неотъемлемой и наиболее существенной составляющей информационной технологии, выполняя ту же роль, что и средства производства в трудовой деятельности.

В самом общем смысле технические средства (техника) представляют собой совокупность средств человеческой деятельности создаваемых и используемых для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества.

Достаточно очевидно, что основу умственной деятельности составляет изменение содержания данных (а зачастую и их создание), в то время как изменение их носителя и формы представления играет подчиненную, обслуживающую роль. Поэтому решение вопроса о развитии и группировке технических средств обеспечения умственного труда следует начинать именно с содержательной обработки данных. Исторически такие средства начали развиваться и применяться применительно к счетной работе.

Выполнение вычислений предполагает:

восприятие и фиксацию исходных чисел;

выполнение действий над ними (арифметических операций) с кратковременным (оперативным) хранением промежуточных результатов;

отображение (представление) итоговых значений.

Разработанные для выполнения этой работы технические средства могут быть сгруппированы в зависимости от того, какие операции на них возлагаются:

) счеты, счетные палочки, логарифмические линейки, арифмометры - относятся к инструментам и приспособлениям;

) настольные счетные машины, счетно-перфорационная техника - относятся к машинам и механизмам;

) компьютерная техника - относится к автоматическим устройствам.

Таким образом, применительно к техническим средствам информационных технологий с учетом изложенных соображений можно применить традиционную классификацию, предполагающую выделение приспособлений и инструментов, механизированных (механических) и автоматизированных (автоматических) устройств.

Для обработки текстовой информации используется приложения общего назначения - текстовые редакторы. Эти программы позволяют создавать, редактировать, форматировать, сохранять и распечатывать документы. Текстовые редакторы делятся в зависимости от своих функциональных возможностей.

Простые текстовые редакторы предназначены для управления только содержанием текстового документа.

Текстовые процессоры (например, "Word") позволяют управлять не только содержанием, но и оформлением текста. Эти приложения имеют широкий спектр возможностей по созданию документов (вставка списков и таблиц, средства проверки орфографии, сохранение исправлений и др.).

Наиболее мощными возможностями обладают настольные издательские системы. Эти программы предназначены для допечатной подготовки (верстки) полиграфических изданий. К этой категории относятся такие программы, как AdobePageMaker, QuarkXPress, AdobeInDesign. В отличие от текстовых процессоров, настольные издательские системы соблюдают полиграфические требования и стандарты. Они также обладают расширенными возможностями сложного оформления комбинированных документов.

. Электронные таблицы: назначение и возможности

Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и заносятся в таблицу. Электронные таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.

. Компьютерная графика: растровая и векторная

Векторная графика - построение изображения с помощью так называемых векторов - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге.

Растровая графика - это сетка пикселей на компьютерном мониторе, бумаге. Здесь изображение состоит из пикселей, совокупность которых получает изображение.

. Графические редакторы: назначение и возможности

Известно, что в графическом виде информация становится более наглядной, лучше воспринимается человеком.

Поэтому возникла идея поручить компьютерам осуществлять графическую обработку информации. Так появились графопостроители (или плоттеры), с помощью которых компьютер смог рисовать графики, чертежи, диаграммы. Однако это был только первый шаг в компьютерной графике.

Следующим, принципиально новым шагом стало создание графических дисплеев. На графическом дисплее совокупности точек (так называемых пикселов - различного цвета позволяют создавать статическое и даже динамическое (изменяющееся, движущееся) изображение.

Она стала повсеместно применяться в инженерно-конструкторской работе, архитектуре, дизайне, геодезии и картографии, полиграфии, кино, телевидении, рекламе и т. д.

Для построения, коррекции, сохранения и получения «бумажных» копий рисунков и других изображений используется специальная программа - графический редактор.

Функции всех графических редакторов приблизительно одинаковы (один из простейших графических редакторов для IBM-совместимых компьютеров - Paintbrush). Они позволяют пользователю:

создавать рисунки из графических примитивов;

применять для рисования различные цвета и «кисти» (т. е. использовать линии различной ширины и конфигурации);

«вырезать» рисунки или их части, временно хранить их в буфере («кармане») или запоминать на внешних носителях;

перемещать фрагмент рисунка по экрану;

«склеивать» один рисунок с другим;

увеличивать фрагмент рисунка для того, чтобы прорисовать мелкие детали;

добавлять к рисункам текст.

. Базы данных

База данных - представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ) (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260).

База данных - организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

База данных - совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных.

База данных - некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия.

База данных - совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

информация защита хранение программный обеспечение антивирусный

12. Автоматизированные информационные системы

Автоматизированная информационная система или АИС - это совокупность различных программно-аппаратных средств, которые предназначены для автоматизации какой-либо деятельности, связанной с передачей, хранением и обработкой различной информации.

Автоматизированные информационные системы представляют, с одной стороны, разновидность информационной системы или ИС, а с другой стороны, являются автоматизированной системой АС, вследствие этого их часто называют АС или ИС

. Вставка в документ рисунков, диаграмм и таблиц, созданных в других режимах или другими программами

Для того чтобы найти нужный рисунок, выбираем команду «Вставка» - «Рисунок» - «Картинки», а затем в открывшемся окне «Вставка картинки» необходимо в области «Поиск клипа» выполнить поиск клипа (рисунка) по названию. В поле «Другие параметры поиска» можно выбрать просмотр в конкретных коллекциях или по характеристикам.

В MS Word также существует возможность вставки рисунков и отсканированных фотографий из других программ и файлов. Для вставки рисунка из другой программы выбираем команду «Рисунок» в меню «Вставка», а затем - команду «Из файла». При выделении рисунка на экране появляется панель инструментов «Настройка изображения», которую можно использовать для обрезки изображения, добавления границ, а также регулирования яркости и контрастности.

Что бы вставить диаграмму нужно нажать «Вставка» «диаграмма» появится окно, вы выбираете нужную диаграмму нажимаете «ок». Открывается MSExcel, вводите в таблицу нужные данные и дтаграмма будет изменена.

Что бы вставить таблицу нужно нажать «вставка» «таблица» «нарисовать таблицу», если вас не устраивает эта таблица то можно взять таблицу из Excel. «вставка» «таблица» «таблица Excel».

. Антивирусные средства защиты

Антивирусная программа (антивирус) - любая программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления зараженных (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики - предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системы вредоносным кодом.

. Программы обозреватели

Программа обозреватель это браузер.

Браузер - программа, которая предназначена для просмотра и обработки данных во всемирной паутине Inernet. Существует очень много браузеров, отличающихся не только интерфейсом, но и функциями, и движком, и значением. Наиболее распространенные браузеры: Opera, Mozilla Firefox, Flock, Internet Explorer, Maxthon - по сути программная оболочка для Internet Explorer, Safari - основан на коде Konqueror. Менее популярные браузеры: Netscape Navigator, Konqueror, Galeon, Epiphany, Kazehakase, Charon, Arachne, K-Meleon, Slimbrowser. Текстовые браузеры: Lynx, Links, W3M, Netrik, Elinks, Internet Browser. И самые старые браузеры: Act, AMosaic, Arena, Cello, Crystal, Atari Browser (CAB), CyberDog, Express. Оффлайн-браузеры: HTTrack, Offline Explorer, Teleport Pro, WebZip.

. Компьютерная сеть

Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) - система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило - различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Виды компьютерных сетей.

Существующие сети принято в настоящее время делить в первую очередь по территориальному признаку:

1. Локальные сети (LAN - Locate Area Network). Такая сеть охватывает небольшую территорию с расстоянием между отдельными компьютерами до 10 км. Обычно такая сеть действует в пределах одного учреждения.

2. Глобальные сети (WAN - Wide Area Network). Такая сеть охватывает, как правило, большие территории (территорию страны или нескольких стран). Компьютеры располагаются друг от друга на расстоянии десятков тысяч километров.

Региональные сети. Подобные сети существуют в пределах города, района. В настоящее время каждая такая сеть является частью некоторой глобальной сети и особой спецификой по отношению к глобальной сети не отличается.

Есть несколько видов сетей: Шина, Кольцо, Двойное кольцо, Звезда, Ячеистая, Решётка, Дерево, Fat Tree.

. Электронная почта

Электронная почта (Electronic Mail, e-mail) - сетевая служба; позволяющая пользователям обмениваться сообщениями или документами без применения бумажных носителей. На сегодняшний день это основное средство общения в сети Интернет.

. Мультемидийные программы

Слово мультимедиа знакомо каждому и слышим и видим его очень часто. Мультимедией можно прежде всего назвать взаимодействие человека с информацией, представленной в виде сочетания аудио, видео, фото, текста в определённой композиции.(анимационный ролик, трейлер, игра, презентация, слайд-шоу). Естестевенно это происходит при помощи электронных устройств, компьютера, плеера и.т.п. Видов мультимедии можно определить очень много. Это и аудиотреки различных цифровых форматов, видеофайлы, фото.

Множестово различных цифровых форматов,воспринимаемых человеком с помощью программ или устройств, также можно назвать мультимедией. Т.е к примеру данные какого-нибудь приложения, хоть и имеют свой формат, но не будут мультимедией, т.к человек их не воспринимает.(как звук, текст, видео, изображение...). Соответсвенно плеер, воспроизводящий множество форматов будет мультимедийным, будь он программный или бытовой.

Любые игры также можно причислить к категории мультимедиа. Важное качество при работе с мультимедиа информацией является интерактивность, хотя конечно она не везде присутствует. Ещё не менее важным моментом стоит отметить визуальные эффекты при работе с информацией, что делает процесс более приятным. Будь то работа, обучение или развлечение.

. Структура и классификация АИС

Классификация - АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическими процессами) объекты: технологические установки и процессы, основная форма информации - сигнал. АСОУ (автоматизированная система организационного управления) объект организационно-экономической природы, форма представления информации - документ. ИАСУ (интегрированные автоматизированные системы управления) - это иерархические АИСУ, у которых на верхнем уровне АСОУ, а на нижнем одна или несколько АСУТП.

Структура - определенное внутреннее устройство системы.

Исходя из определения, что информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для сбора, хранения, обработки и выдачи информации в целях решения поставленных задач, ее структуру следует рассматривать как совокупность определенным образом организованных подсистем, обеспечивающих выполнение этих процессов.

АИС состоит, как правило, из функциональной и обеспечивающей частей, каждая из которых имеет свою структуру.

Обеспечивающая часть - совокупность информационного, математического, программного, технического, правового, организационного, методического, эргономического, метрологического обеспечения.

) Информационное обеспечение АИС - это совокупность баз данных и файлов операционной системы, форматной и лексической баз, а также языковых средств, предназначенных для ввода, обработки, поиска и представления информации в форме, необходимой потребителю.

) Математическое обеспечение - «совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, примененных в АС»

) Программное обеспечение - совокупность общесистемных и прикладных программ, а также инструктивно-методической документации по их применению.

) Техническое обеспечение - комплекс технических средств, обеспечивающих работу системы. Это технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации.

) Правовое обеспечение - совокупность нормативно-правовых документов, определяющих права и обязанности персонала в условиях функционирования системы, а также комплекс документов, регламентирующих порядок хранения и защиты информации, правил ревизии данных, обеспечение юридической чистоты совершаемых операций.

) Организационно-методическое обеспечение - совокупность документов, определяющих организационную структуру системы автоматизации для выполнения конкретных автоматизируемых функций.

) Метрологическое обеспечение - методы и средства метрологии и инструкции по их применению для всех компонентов АИС.

Функция системы - совокупность действий, направленных на достижение определенной частной цели. Функции АИС подразделяются на информационные, управляющие, защитные и вспомогательные.

20. Компьютерные справочно-правовые системы

Справочно-правовые системы (информационно-правовые системы) - особый класс компьютерных баз данных, содержащих тексты указов, постановлений и решений различных государственных органов. Существует несколько способов распространения справочных правовых компьютерных систем:

а) индивидуальная поставка (установка специалистами-распространителями на ЭВМ как локального так и сетевого вида);

б) поставка посредством CD носителя (приобретая диск-носитель пользователь данного продукта приобретает разовый запуск программы, при этом обновление программы чаще всего невозможно);

в) посредством всемирной сети Internet (не устанавливая на свою ЭВМ программу, пользователь может работать со справочной правовой компьютерной системой через международную сеть посредством www-интерфейса).