Методические рекомендации к лекционным занятиям по информатике


Департамент образования и науки Приморского края
краевое государственное автономное
профессиональное образовательное учреждение
«Приморский колледж лесных технологий, экономики и транспорта»
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
к лекционным ЗАНЯТИЯМ
Дисциплина: Информатика и ИКТ
Для студентов первого курса колледжа
Форма обучения: очная
Преподаватель: Т.Н. Панченко
Лесозаводск 2015
ПРИНЯТО
На заседании УМК
информационных и естественнонаучных дисциплин
Протокол № 1
«_____»________2015 г.
Председатель УМК
________ Т.Н. Панченко СОГЛАСОВАНО
Заместитель директора по учебно-методической и научной работе
КГА ПОУ «ПКЛТТ»
__________ Е.А.Волохотюк«_____»____________ 2015г УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора
по учебной работе
КГА ПОУ «ПКЛТТ»
___________ О.В.Тутаева
«_____»___________ 2015г.
Введение
В результате изучения учебной дисциплины «Информатика и ИКТ» обучающийся должен:
знать/понимать
различные подходы к определению понятия «информация»;
методы измерения количества информации: вероятностный и алфавитный. Знать единицы измерения информации;
назначение наиболее распространенных средств автоматизации информационной деятельности (текстовых редакторов, текстовых процессоров, графических редакторов, электронных таблиц, баз данных, компьютерных сетей);
назначение и виды информационных моделей, описывающих реальные объекты или процессы;
использование алгоритма как способа автоматизации деятельности;
назначение и функции операционных систем;
уметь
оценивать достоверность информации, сопоставляя различные источники;
распознавать информационные процессы в различных системах;
использовать готовые информационные модели, оценивать их соответствие реальному объекту и целям моделирования;
осуществлять выбор способа представления информации в соответствии с поставленной задачей;
иллюстрировать учебные работы с использованием средств информационных технологий;
создавать информационные объекты сложной структуры, в том числе гипертекстовые;
просматривать, создавать, редактировать, сохранять записи в базах данных;
осуществлять поиск информации в базах данных, компьютерных сетях и пр.;
представлять числовую информацию различными способами (таблица, массив, график, диаграмма и пр.);
соблюдать правила техники безопасности и гигиенические рекомендации при использовании средств ИКТ;
использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
эффективной организации индивидуального информационного пространства;
автоматизации коммуникационной деятельности;
эффективного применения информационных образовательных ресурсов в учебной деятельности.
В КГА ПОУ «ПКЛТТ» на дисциплину «Информатика и ИКТ » отводится максимальной учебной нагрузки обучающегося 141 час, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 95 часов; самостоятельной работы обучающегося 46 часов. Освоение дисциплины требует обязательного выполнения студентами одной точки рубежного контроля, 23 практических работ. Для специальности «Информационные системы» итоговая аттестация проводится в форме экзамена, а для остальных специальностей – в форме дифференцированного зачёта.
Согласно рабочей программы дисциплины «Информатика и ИКТ» и календарно-тематического плана по данной дисциплине предусмотрено проведение 9 лекционных занятий по наиболее глобальным, насыщенным теоретическим материалом темам.
Данные методические рекомендации включают в себя содержание лекций, вопросы и задания для студентов, а также рекомендуемую литературу по каждой теме.
Лекция № 1
Тема: Введение. Основные этапы развития информационного общества.
Вид лекции: лекция – дискуссия.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Информационные революции.
Характеристика информационного общества.
Дискуссия «Является ли Россия информационным обществом».
Содержание лекции
Роль и значение информационных революций
       На заре цивилизации человеку было достаточно элементарных знаний и первобытных навыков. По мере развития общества участие в информационных процессах требовало уже не только индивидуальных, но и коллективных знаний и опыта, способствующих правильной переработке информации и принятию необходимых решений. Для этого человеку понадобились различные устройства. Этапы появления средств и методов обработки информации, вызвавших кардинальные изменения в обществе, определяются как информационные революции. При этом общество переходит на более высокий уровень развития и обретает новое качество. Информационные революции определяют переломные моменты во всемирной истории, после которых начинаются новые этапы развития цивилизации, появляются и развиваются принципиально новые технологии.      Первая информационная революция связана с изобретением письменности, обусловившей гигантский качественный скачок в развитии цивилизации. Появилась возможность накопления знаний в письменной форме для передачи их следующим поколениям. С позиций информатики это можно оценить как появление качественно нового (по сравнению с устной формой) средств и методов накопления информации.      Вторая информационная революция (середина XVI века) началась в эпоху Возрождения и связана с изобретением книгопечатания, изменившего человеческое общество, культуру и организацию деятельности самым радикальным образом. Книгопечатание является одной из первых информационных технологий. Человек не просто получил новые средства накопления, систематизации и тиражирования информации. Массовое распространение печатной продукции сделало культурные ценности общедоступными, открыло возможность самостоятельного и целенаправленного развития личности. С точки зрения информатики значение этой революции в том, что она выдвинула более совершенный способ хранения информации. Третья информационная революция (конец XIX века) связана с изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон и радио, позволяющие оперативно передавать информацию в любом объеме. Появилась возможность обеспечить более оперативный обмен информацией между людьми. Этот этап важен для информатики прежде всего тем, что ознаменовал появление средств информационной коммуникации. Четвертая информационная революция (70-е годы XX столе-ия) связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персональных компьютеров. Это стимулировало переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным, что привело к миниатюризации узлов, устройств, приборов, машин и появлению программно-управляемых устройств и процессов. На микропроцессорах и интегральных схемах стали создаваться компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационно-коммуникационные системы) и т. д. Благодаря этой революции человечество впервые за всю историю своего развития получило средство для усиления собственной интеллектуальной деятельности. Этим средством является компьютер. Толчком к четвертой информационной революции послужило изобретение в середине 40-х годов XX века электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Дальнейшие работы по усовершенствованию принципов их работы и элементной базы, то есть составляющих частей, обусловили появление микропроцессорной технологии, а затем и персональных компьютеров. Для более наглядного представления о связи этих процессов рассмотрим и сопоставим достижения в области компьютерной техники, в результате которых происходила смена поколений компьютеров (табл. 1.1). Как видно из таблицы, появление нового типа ЭВМ определялось изобретением новой элементной базы. С позиций информатики четвертую информационную революцию можно связать с появлением ЭВМ четвертого поколения — персонального компьютера, позволяющего решать проблему хранения и передачи информации на качественно новом уровне. Информационная революция, происшедшая в 70-х годах, привела к тому, что человеческая цивилизация к началу XXI столетия оказалась в состоянии перехода от индустриальной фазы своего развития к информационной. Рассмотрим, каковы основные признаки этих периодов и как осуществлялся переход от одной фазы к другой.
Характеристика информационного общества
      Еще совсем недавно никто и не представлял, что уже очень скоро человечество окажется на пороге новой эры в развитии цивилизации — информационной.       В информационном обществе деятельность как отдельных людей, так и коллективов будет все в большей степени зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Известно, что прежде чем предпринять какие-либо действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее осмыслению и анализу и, наконец, отысканию наиболее рационального решения. Для этого требуется обработка больших объемов информации, что может оказаться не под силу человеку без привлечения специальных технических средств.     Использование компьютеров во всех сферах человеческой деятельности обеспечит доступ к надежным источникам информации, избавит людей от рутинной работы, ускорит принятие оптимальных решений, автоматизирует обработку информации в производственной и социальной сферах. В результате движущей силой развития общества должно стать производство не материального, а информационного продукта. Что же касается материального продукта, то он станет более «информационно емким» и его стоимость будет в значительной степени зависеть от объема допущенных в его структуре инноваций, от дизайнерского решения, от качества маркетинга.      В информационном обществе изменится не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастет значимость культурного досуга по отношению к материальным ценностям. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено на производство и потребление товаров, в информационном обществе средством и продуктом производства станут интеллект и знания, что, в свою очередь, приведет к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания.     Материально-технической основой информационного общества станут различного рода системы на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, информационные технологии, системы телекоммуникационной связи.
Информационное общество — это общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой, продажей и обменом информацией. 
   В начале XXI века созданная теоретиками картина информационного общества постепенно приобретает зримые очертания. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное сообщество людей, проживающих в домах, оснащенных всевозможными электронными приборами и «интеллектуальными» устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена главным образом на обработке информации, а производство энергии и материальных продуктов будет возложено на машины. 
Задания для студентов:1. Выделите основные характеристики каждой информационной революции. 2. Используя информацию из Интернета или из справочников, выберите несколько показателей, которые в наибольшей степени характеризуют уровень развития индустриального общества. 3. Используя информацию из Интернета или из справочников, выберите несколько показателей, которые в наибольшей степени характеризуют уровень развития информационного общества.Сопоставьте уровни развития нескольких стран и сделайте вывод относительно их принадлежности к фазах развития человеческого общества. 
Рекомендуемая литература
Электронный ресурс http://ru.wikipedia.orgЛекция № 2
Тема: Характерные черты информационного общества.
Вид лекции: лекция - беседа.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Основные черты информационного общества.
Правовые регулирование информационной деятельности человека.Содержание лекции
Основные черты информационного общества.
В информационном обществе главным ресурсом является информация, это общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, обработкой и передачей информации. В качестве критериев развитости информационного общества можно перечислить следующие:
наличие компьютеров,
уровень развития компьютерных сетей
доля населения, занятого в информационной сфере, а также использующего информационные технологии в своей повседневной деятельности.
Однако, следует отметить, что в настоящее время ни одно государство не находится в этой стадии. Ближе всех к информационному обществу подошли США, Япония, ряд стран Западной Европы.
Остановимся на основных тенденциях развития информационного общества.
Изменение структуры экономики и структуры труда
В информационном обществе деятельность человека будет во многом зависеть от умения эффективно использовать имеющуюся информацию. Использование компьютеров во всех сферах человеческой деятельности должно обеспечить доступ к достоверным источникам информации, избавить человека от рутинной работы, позволит ускорить принятие оптимальных решений, автоматизировать обработку информации не только в производственной, но и в социальной сферах. В результате этого процесса движущей силой развития общества станет производство информационного, а не материального продукта. Этот процесс должен привести к созданию информационного общества, в котором главную роль будут играть знания и интеллект.
Развитие и массовое использование информационных и коммуникационных технологий:
создание телекоммуникационной инфраструктуры, включающей в себя сети передачи данных;
появление огромных баз данных, доступ к которым через сети получили миллионы людей;
выработка единых правил поведения в сетях и поиск н них информации.
Огромную роль в обсуждаемом процессе сыграло создание международной компьютерной сети Интернет. Сегодня она представляет собой колоссальную и быстрорастущую систему, число пользователей которой приближается к 200 миллионам человек. Информационные и коммуникационные технологии постоянно развиваются.
Свобода доступа к  информации и свобода ее распространения.
Обсуждаемая проблема лежит больше в политической и экономической плоскости, нежели в технической, поскольку современные информационные технологии чисто технически открыли безграничный простор д.1я информационных обменов. Свобода доступа к информации и свобода ее распространения - обязательное условие демократического развития, способствующее экомическому росту, добросовестной конкуренции на рынке. Лишь опираясь на полную и достоверную информацию, можно принимать правильные и взвешенные решения в политике, экономике, науке, практической деятельности.
Огромное значение имеет свобода распространения информации культурно-просветительного характера. Она способствует росту культурного и образовательного уровня общества.
Рост информационной культуры
Современное понимание информационной культуры заключается в умении и потребности человека работать с информацией средствами новых информационных технологий. Она включает в себя гораздо больше, чем простой набор навыков технической обработки информации с помощью компьютера и телекоммуникационных средств. Культурный (в широком смысле) человек должен уметь оценивать получаемую информацию качественно, понимать ее полезность, достоверность и т. д. Существенный элемент информационной культуры - владение методикой коллективного принятия решений. Умение взаимодействовать в информационном поле с другими людьми - важный признак человека информационного общества.
Изменения в сфере образования.
Большие изменения произойдут в информационном обществе в сфере образования. Одна из принципиальных проблем, стоящих перед современным образованием — сделать его более доступным тля каждого человека. Эта доступность имеет и экономические, и социальные, и технологические аспекты. В силу своего динамизма информационное общество потребует от своих членов непрерывного на протяжении десятков лет, обучения. Это позволит человеку не отставать от времени, быть способным сменить профессию, занять достойное место в социальной структуре общества.
Изменения уклада жизни людей.
Формирование информационного общества существенно отразится на повседневной жизни людей. О том, насколько глубокими будут эти изменения, можно только догадываться. Так, массовое внедрение телевидения в 60-70-х годах XX века существенно изменило быт людей, причем не только е лучшую сторону. С. одной стороны, у миллионов людей появилась возможность доступа к сокровищам национальной и мировой культуры, с другой - сократилось живое общение, стало больше стереотипов, насаждаемых телевидением, сузился круг чтения. Недавнее достижение Интернет-технологий -поход за покупками реальных товаров в виртуальный Интернет-магазин - может развиться в информационном обществе вплоть до ликвидации современной системы торговли.
Информатизация.
Один из этапов перехода к информационному обществу - компьютеризация общества, которая предполагает развитие и внедрение компьютеров, обеспечивающих оперативное получение результатов обработки информации и ее накопление.
Таким образом, под информатизацией общества понимают реализацию комплекса мер, направленных на обеспечение полного и своевременного использования членами общества достоверной информации, что в значительной мере зависит от степени освоения и развития новых информационных технологий.
Правовое регулирование
Исторически традиционным объектом права собственности является материальный объект. Информация сама по себе не является материальным объектом, но она фиксируется на материальных носителях. Первоначально информация находится в памяти человека, а затем она отчуждается и переносится на материальные носители: книги, диски, кассеты и прочие накопители, предназначенные для хранения информации. Как следствие, информация может тиражироваться путем распространения материального носителя. Перемещение такого материального носителя от субъекта-владельца, создающего конкретную информацию, к субъекту-пользователю влечет за собой утрату права собственности у владельца информации.
Интенсивность этого процесса существенно возросла в связи с тотальным распространением сети Интернет. Ни для кого не секрет, что очень часто книги, музыка и другие продукты интеллектуальной деятельности человека безо всякого на то согласия авторов или издательств размещаются на различных сайтах без ссылок на 
    Первоначальный источник. созданный ими интеллектуальный продукт становится достоянием множества людей, которые пользуются им безвозмездно, и при этом не учитываются интересы тех, кто его создавал.
Принимая во внимание, что информация практически ничем не отличается от другого объекта собственности, например машины, дома, мебели и прочих материальных продуктов, следует говорить о наличии подобных же прав собственности и на информационные продукты. Право собственности состоит из трех важных компонентов: права распоряжения, права владения и права пользования.
♦    Право распоряжения состоит в том, что только субъект-владелец информации имеет право определять, кому эта информация может быть предоставлена.
♦    Право владения должно обеспечивать субъекту-владельцу информации хранение информации в неизменном виде. Никто, кроме него, не может ее изменять.
♦    Право пользования предоставляет субъекту-владельцу информации право ее использования только в своих интересах.
Таким образом, любой субъект-пользователь обязан приобрести эти права, прежде чем воспользоваться интересующим его информационным продуктом. Это право должно регулироваться и охраняться государственной инфраструктурой и соответствующими законами. Как и для любого объекта собственности, такая инфраструктура состоит из цепочки:
законодательная власть (законы) -> судебная власть (суд) -> —» исполнительная власть (наказание).
Любой закон о праве собственности должен регулировать отношения между субъектом-владельцем и субъектом-пользователем. Такие законы должны защищать как права собственника, так и права законных владельцев, которые приобрели информационный продукт законным путем. Защита информационной собственности проявляется в том, что имеется правовой механизм защиты информации от разглашения, утечки, несанкционированного доступа и обработки, в частности копирования, модификации и уничтожения.
В настоящее время по этой проблеме мировое сообщество уже выработало ряд мер, которые направлены на защиту прав собственности на интеллектуальный продукт. Нормативно-правовую основу необходимых мер составляют юридические документы: законы, указы, постановления, которые обеспечивают цивилизованные отношения на информационном рынке. Так, в Российской Федерации принят ряд указов, постановлений, законов, таких как: «Об информации, информатизации и защите информации», «Об авторском праве и смежных правах», «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных», «О правовой охране топологий интегральных схем» и т. д.
В нашей стране, претерпевающей серьезные экономические изменения, особенно актуальным становится организационный фактор государственной политики. Это элементы государственного регулирования взаимодействия производителей и распространителей информационных продуктов и услуг. Решение всех сопутствующих этому процессу проблем наше государство во многом должно взять на себя.
Цивилизованному отношению производителей и потребителей информационных продуктов должен способствовать и фактор информированности. Это наличие справочно-навигационных средств и структур, помогающих находить нужную информацию. Сведения об информационной структуре рынка, включая производителей и распространителей, можно найти в различных справочниках, например в «Российской энциклопедии информации и телекоммуникаций».
Закон Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации» является базовым юридическим документом, открывающим путь к принятию дополнительных нормативных законодательных актов длд успешного развития информационного общества. С его помощью частично удается решить вопросы правового урегулирования ряда проблем: защиты прав и свобод личности от угроз и ущерба, связанных с искажением, порчей и уничтожением «персональной» информации.
Закон состоит из 25 статей, сгруппированных по пяти главам:
♦    общие положения;
♦      информационные ресурсы;
♦      пользование информационными ресурсами;
♦    информатизация, информационные системы, технологии и средства их обеспечения;
♦    защита информации и прав субъектов в области информационных процессов и информатизации.
В законе определены цели и основные направления государственной политики в сфере информатизации. Информатизация определяется как важное новое стратегическое направление деятельности государства. Указано, что государство должно заниматься формированием и реализацией единой государственной научно-технической и промышленной политики в сфере информатизации.
Закон создает условия для включения России в международный информационный обмен, предотвращает бесхозяйственное отношение к информационным ресурсам и информатизации, обеспечивает информационную безопасность и права юридических и физических лиц на информацию. В нем определяется комплексное решение проблемы организации информационных ресурсов, определяются правовые положения по их использованию. Информационные ресурсы предлагается рассматривать в двух аспектах: '♦      как материальный продукт, который можно покупать и продавать;
♦      как интеллектуальный продукт, на который распространяются право интеллектуальной собственности и авторское право.
Закон закладывает юридические основы гарантий прав граждан на информацию. Он направлен на регулирование важнейшего вопроса экономической реформы — формы, права и механизма реализации собственности
на накопленные информационные ресурсы и технологические достижения. Обеспечена защита собственности в сфере информационных систем и технологий, что способствует формированию цивилизованного рынка информационных ресурсов, услуг, систем, технологий и средств их обеспечения.
Ввод закона в действие и обеспечение выполнения его положений гарантирует, что государство получит значительную экономию средств и необходимые условия для более устойчивого развития экономики в России.
Однако для нормального функционирования нашего общества в новой информационной среде и вхождения в информационное общество существующих правовых актов явно недостаточно. В настоящее время решение проблемы правового регулирования в сфере формирования и использования информационных ресурсов находится в России на начальной стадии. Чрезвычайно важно и актуально принятие таких правовых актов, которые смогли бы обеспечить:
   - охрану прав производителей и потребителей информационных продуктов и услуг;
- защиту населения от вредного влияния отдельных видов информационных продуктов;
    - правовую основу функционирования и применения информационных систем, Интернета, телекоммуникационных технологий.
Задания для студентов:
Выполнить сравнительную характеристику информационного и неинформационного общества.
Вопросы для самоконтроля по теме:
Основные этапы в информационном развитии общества.
Основные черты информационного общества.
Что значит информатизация.
Рекомендуемая литература
Угринович Н.Д. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» 7–11 классы. – М., 2005.
Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф., Информатика и ИКТ. Учебник. 11 класс. Базовый уровень. – СПб.: Питер, 2008
Лекция № 3
Тема: Системы счисления.
Вид лекции: информативная.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Позиционные системы счисления.
Непозиционные системы счисления.
Содержание лекции
Система счисления — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков.Система счисления:· даёт представления множества чисел (целых и/или вещественных);· даёт каждому числу уникальное представление (или, по крайней мере, стандартное представление);· отражает алгебраическую и арифметическую структуру чисел.В непозиционных системах счисления от положения цифры в записи числа не зависит величина, которую она обозначает. Примером непозиционной системы счисления является римская система, в которой в качестве цифр используются латинские буквы.В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от ее позиции. Количество используемых цифр называется основанием системы счисления. Место каждой цифры в числе называется позицией. Первая известная нам система, основанная на позиционном принципе – шестидесятeричная вавилонская. Цифры в ней были двух видов, одним из которых обозначались единицы, другим – десятки.Однако наиболее употребительной оказалась индо-арабская десятичная система. Индийцы первыми использовали ноль для указания позиционной значимости величины в строке цифр. Эта система получила название десятичной, так как в ней десять цифр.Различие между позиционой и непозиционной систем счисления легче всего понять на примере сравнения двух чисел. В позиционной системе счисления сравнение двух чисел происходит следующим образом: в рассматриваемых числах слева направо сравниваются цифры, стоящие в одинаковых позициях. Бóльшая цифра соответствует бóльшему значению числа. Например, для чисел 123 и 234, 1 меньше 2, поэтому число 234 больше, чем число 123. В непозиционной системе счисления это правило не действует. Примером этого может служить сравнение двух чисел IX и VI. Несмотря на то, что I меньше, чем V, число IX больше, чем число VI.Позиционные системы счисленияОснование системы счисления, в которой записано число, обычно обозначается нижним индексом. Например, 5557 – число, записанное в семеричной системе счисления. Если число записано в десятичной системе, то основание, как правило, не указывается. Основание системы – это тоже число, и его мы будем указывать в обычной десятичной системе. Вообще, число x может быть представлено в системе с основанием p, как x = an·pn +an – 1·pn–1 + a1·p1 + a0·p0, где an...a0 – цифры в представлении данного числа. Так, например,103510=1·103 + 0·102 + 3·101 + 5·100;10102 = 1·23 + 0·22 + 1·21 + 0·20 = 10.Наибольший интерес при работе на ЭВМ представляют системы счисления с основаниями 2, 8 и 16. Вообще говоря, этих систем счисления обычно хватает для полноценной работы как человека, так и вычислительной машины, однако иногда в силу различных обстоятельств все-таки приходится обращаться к другим системам счисления, например к троичной, семеричной или системе счисления по основанию 32.Чтобы оперировать с числами, записанными в таких нетрадиционных системах, нужно иметь в виду, что принципиально они ничем не отличаются от привычной десятичной. Сложение, вычитание, умножение в них осуществляется по одной и той же схеме.Почему же не используются другие системы счисления? В основном, потому, что в повседневной жизни люди привыкли пользоваться десятичной системой счисления, и не требуется никакая другая. В вычислительных же машинах используется двоичная система счисления, так как оперировать числами, записанными в двоичном виде, довольно просто.Часто в информатике используют шестнадцатеричную систему, так как запись чисел в ней значительно короче записи чисел в двоичной системе. Может возникнуть вопрос: почему бы не использовать для записи очень больших чисел систему счисления, например по основанию 50? Для такой системы счисления необходимы 10 обычных цифр плюс 40 знаков, которые соответствовали бы числам от 10 до 49 и вряд ли кому-нибудь понравится работать с этими сорока знаками. Поэтому в реальной жизни системы счисления по основанию, большему 16, практически не используются.Непозиционные системы счисленияКак только люди начали считать, у них появилась потребность в записи чисел. Находки археологов на стоянках первобытных людей свидетельствуют о том, что первоначально количество предметов отображали равным количеством каких-либо значков (бирок): зарубок, черточек, точек.Позже, для облегчения счета, эти значки стали группировать по три или по пять. Такая система записи чисел называется единичной (унарной), так как любое число в ней образуется путем повторения одного знака, символизирующего единицу. Отголоски единичной системы счисления встречаются и сегодня. Так, чтобы узнать, на каком курсе учится курсант военного училища, нужно сосчитать, какое количество полосок нашито на его рукаве. Сами того не осознавая, единичной системой счисления пользуются малыши, показывая на пальцах свой возраст, а счетные палочки используется для обучения учеников 1-го класса счету. Единичная система — не самый удобный способ записи чисел. Записывать таким образом большие количества утомительно, да и сами записи при этом получаются очень длинными. С течением времени возникли иные, более удобные, системы счисления.Древнеегипетская десятичная непозиционная система счисления. Примерно в третьем тысячелетии до нашей эры древние египтяне придумали свою числовую систему, в которой для обозначения ключевых чисел 1, 10, 100 и т.д. использовались специальные значки — иероглифы.Все остальные числа составлялись из этих ключевых при помощи операции сложения. Система счисления Древнего Египта является десятичной, но непозиционной.В непозиционных системах счисления количественный эквивалент каждой цифры не зависит от ее положения (места, позиции) в записи числа.Например, чтобы изобразить 3252 рисовали три цветка лотоса (три тысячи), два свернутых пальмовых листа (две сотни), пять дуг (пять десятков) и два шеста (две единицы). Величина числа не зависела от того, в каком порядке располагались составляющие его знаки: их можно было записывать сверху вниз, справа налево или вперемежку.Римская система счисления. Примером непозиционной системы, которая сохранилась до наших дней, может служить система счисления, которая применялась более двух с половиной тысяч лет назад в Древнем Риме. В основе римской системы счисления лежали знаки I (один палец) для числа 1, V (раскрытая ладонь) для числа 5, X (две сложенные ладони) для 10, а для обозначения чисел 100, 500 и 1000 стали применять первые буквы соответствующих латинских слов (Сentum — сто, Demimille — половина тысячи, Мille — тысяча).Чтобы записать число, римляне разлагали его на сумму тысяч, полутысяч, сотен, полусотен, десятков, пятков, единиц. Например, десятичное число 28 представляется следующим образом:XXVIII=10+10+5+1+1+1 (три десятка, пяток, три единицы).Для записи промежуточных чисел римляне использовали не только сложение, но и вычитание. При этом применялось следующее правило: каждый меньший знак, поставленный справа от большего, прибавляется к его значению, а каждый меньший знак, поставленный слева от большего, вычитается из него.Например, IX — обозначает 9, XI — обозначает 11.Десятичное число 99 имеет следующее представление:XCIХ = -10+100-1+10.Римскими цифрами пользовались очень долго. Еще 200 лет назад в деловых бумагах числа должны были обозначаться римскими цифрами (считалось, что обычные арабские цифры легко подделать). Римская система счисления сегодня используется, в основном, для наименования знаменательных дат, томов, разделов и глав в книгах.Алфавитные системы счисления. Более совершенными непозиционными системами счисления были алфавитные системы. К числу таких систем счисления относились греческая, славянская, финикийская и другие. В них числа от 1 до 9, целые количества десятков (от 10 до 90) и целые количества сотен (от 100 до 900) обозначались буквами алфавита.В алфавитной системе счисления Древней Греции числа 1, 2, ..., 9 обозначались первыми девятью буквами греческого алфавита, например a = 1, b = 2, g = 3 и т.д. Для обозначения чисел 10, 20, ..., 90 применялись следующие 9 букв (i = 10, k = 20, l = 30, m = 40 и т.д.), а для обозначения чисел 100, 200, ..., 900 — последние 9 букв (r = 100, s = 200, t = 300 и т.д.). Например, число 141 обозначалось rma.В России славянская нумерация сохранилась до конца XVII века. При Петре I возобладала так называемая арабская нумерация, которой мы пользуемся и сейчас. Славянская нумерация сохранилась только в богослужебных книгах.Непозиционные системы счисления имеют ряд существенных недостатков:1. Существует постоянная потребность введения новых знаков для записи больших чисел.2. Невозможно представлять дробные и отрицательные числа.3. Сложно выполнять арифметические операции, так как не существует алгоритмов их выполнения.
Задания для студентов:
Записать в римской системе счисления год своего рождения.
Какое наименьшее основание имеет система, в которой записано число 34121.
Вопросы для самоконтроля по теме:
Определение системы счисления.
Определение позиционной системы счисления.
Определение непозиционной системы счисления.
Рекомендуемая литература
Гашков С.Б.. Системы счисления и их применение.(Серия: <Библиотека ,,Математическое просвещение“>).М.: МЦНМО, 2004.
Угринович Н.Д. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» 7–11 классы. – М., 2005.
Лекция № 4
Тема: Хранение информации. Файл. Архив.
Вид лекции: информативная.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Хранение информации в ЭВМ.
Понятие файла и папки.
Архивация.
Содержание лекции
Хранение информации в ЭВМ.
Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов. Файл — это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.
Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и т. д.). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.
Тип файла Расширение
Исполняемые программы exe, comТекстовые файлы txt, rtf, docГрафические файлы bmp, gif, jpg, png, pds и др.
Web-страницы htm, htmlЗвуковые файлы wav, mp3, midi, kar, oggВидеофайлы avi, mpegКод (текст) программы на языках программирования bas, pas, cpp и др.
Файловая система - это система хранения файлов и организации каталогов.Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) удобно применять одноуровневую файловую систему, когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов. Для отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла.
Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска файлы организуются в многоуровневую иерархическую файловую систему, которая имеет «древовидную» структуру (имеет вид перевернутого дерева).
Начальный, корневой, каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, в каждом из них бывают вложенные каталоги 2-го уровня и т. д. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.
Каталог сам может входить в состав другого, внешнего по отношению к нему каталога. Это аналогично тому, как папка вкладывается в другую папку большего размера. Таким образом, каждый каталог может содержать внутри себя множество файлов и вложенных каталогов (их называют подкаталогами). Каталог самого верхнего уровня, который не вложен ни в какие другие, называется корневым каталогом.
Путь к файлу. Для того чтобы найти файл в иерархической файловой структуре необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель "\" логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых находится данный нужный файл.
В операционной системе Windows вместо каталогов используется понятие «папка». Папка – это объект Windows, предназначенное для объединения файлов и других папок в группы. Понятие папки шире, чем понятие «каталог».
Архивация - это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле. Архивация данных  - это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.Архивация проводится в следующих случаях:
Когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных  файлов
Когда необходимо освободить место на дискеКогда необходимо передать файлы по E-mailАрхиваторы – это программы (комплекс программ) выполняющие сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов – разархивированием. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003 v.8.70, 7Zip 3.13, WinRAR 3.30, WinRAR 3.70 RU).
Задания для студентов:
По рисунку описать все каталоги, т.е. определить их уровень, родительский каталог и подкаталоги.
По рисунку записать полные имена всех файлов
120314434471
С:
Вопросы для самоконтроля по теме:
Что такое файл?
Зачем файлу расширение?
Что такое файловая система компьютера?
Что такое архивация? Способы создания архива.
Как создать самораспаковывающийся архив?
Рекомендуемая литература
Информатика. Учебник/ Под ред. проф. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2003, с. 105 – 112.
Лекция № 5
Тема: Архитектура ПК
Вид лекции: информативная.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Внутренняя архитектура ПК.
Внешние устройства ПК.
Содержание лекции
Внутренняя архитектура ПК
Внутренняя архитектура современного персонального компьютера имеет следующие основные составляющие:Материнская плата (англ. motherboard сленг. мамка, душица) - это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контролер ОЗП и собственно ОЗП, загрузочный ПЗП, контролеры базовых интерфейсов введения-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъемы (слоты) для подключения дополнительных контролеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.
Чипсет —  интегрированный в материнскую плату  набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Чипсет выполняет роль компонента, который обеспечивает общее функционирование подсистем памяти, ЦПУ, введения-вывода и другого.Современные компьютеры содержат две микросхемы чипсета:- контролер-концентратор памяти (MCH) или северный мост (англ. North Bridge) - один из основных элементов чипсета компьютера, который отвечает за работу с процессором, памятью и видеоадаптером. Северный мост определяет частоту системной шины, возможного типа оперативной памяти (в системах на базе процессоров Intel) (SDRAM, DDR, другие), ее максимальный объем и скорость обмена информацией с процессором. Кроме того, от северного моста зависит наличие шины видеоадаптера, его тип и быстродействие.
- контролер-концентратор введения-вывода (ICH) или южный мост (англ. South Bridge) - обеспечивает работу с внешними устройствами. Южный мост (функциональный контролер), также известный как контролер-концентратор введения-вывода от англ. I/O Controller Hub (ICH). Это микросхема, которая реализует «медленные» взаимодействия на материнской плате между чипсетом материнской платы и ее компонентами. Южный мост обычно не подключен непосредственно к центральному процессору (ЦПУ), в отличие от северного моста. Северный мост связывает южный мост из ЦПУ.
Выбор типа чипсета зависит от процессора, с которым он работает, и определяет разновидности внешних устройств (видеокарты, винчестера и др.).
Оперативная память (также  ОЗУ) - память, часть системы памяти ЭВМ, предназначенная для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передает процессору данные непосредственно, или через кеш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Центральный процессор (ЦП; англ. central processing unit, CPU) - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контролера, который отвечает за выполнение операций, заданных программами.
Видеокарта (известная также как графическая плата, графический ускоритель, графическая карта, видеоадаптер) (англ. videocard) - устройство, которое превращает изображение, которое находится в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.
Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъем расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа).
Накопитель на жестких магнитных дисках или НЖМД (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD), жесткий диск, винчестер, в просторечии «винт», хард, харддиск — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.
Звуковая плата (также называемая звуковая карта или музыкальная плата) (англ. sound card), - это плата, которая позволяет воспроизводить звук на компьютере.
Сетевая плата, сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface controller) - периферийное устройство, что позволяет компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.
Блок питания — устройство, предназначенное для снабжения узлов компьютера электрической энергией. В его задание входит превращение сетевого напряжения к заданным значениям, их стабилизация и защита от незначительных препятствий питательного напряжения.
Дисковод — электромеханическое устройство, что позволяет осуществить читання/запис информации на цифровые носители, которые имеют форму диска.
Система охлаждения компьютера — набор средств для отведения тепла (по существу охлаждения) в компьютере.
Компьютерная шина (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) - в архитектуре компьютера подсистема, которая передает данные между функциональными блоками компьютера.
Внешние устройства ПК.
Основные устройства ввода  Основные устройства вывода
КлавиатураМышка 
МониторCD-ROM/DVD-ROM 
Дополнительные устройства ввода Дополнительные устройства вывода
    
    Сканер    Планшет    Цифровая камера    Микрофон  ПринтерМодемПлоттерДинамики/колонки 
Вопросы для самоконтроля по теме:
Перечислить составляющие внутренней архитектуры ПК.
Назовите внешние устройства ввода информации.
Назовите внешние устройства вывода информации.
Рекомендуемая литература
Угринович Н.Д. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» 7–11 классы. – М., 2005.
Лекция № 6
Тема: Классификация программных продуктов. Эволюция ОС.
Вид лекции: информативная.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Классификация программных продуктов.
Системное программное обеспечение.
Эволюция операционных систем.
Содержание лекции
Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действии компьютера. Совокупность программ для компьютера образует программное обеспечение (ПО). По функциональному признаку различают системное и прикладное программное обеспечение.В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории (смотри рисунок):
1. прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;
2. системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:
управление ресурсами компьютера;
создание копий используемой информации;
проверка работоспособности устройств компьютера;
выдача справочной информации о компьютере и др.;
3. инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.
 
Системное программное обеспечение 
Системное (базовое) ПО - программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).В настоящее время существует большое количество ОС, разработанных для ЭВМ различных типов. На ЭВМ Единой Системы (ЕС ЭВМ), например, используются такие операционные системы, как СВМ и ОС ЕС, на малых ЭВМ (СМ-4, СМ-1420 и др.) - ОС РВ и RSX-11 М, на ПЭВМ - DOS 6.22, Windows 95, Windows NT, Unix, OS/ 2.
Для расширения возможностей операционных систем и предоставления набора дополнительных услуг используются сервисные программы. Их можно разделить на следующие группы:
интерфейсные системы;
оболочки операционных систем;
утилиты.
Интерфейсные системы являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ. В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют операционными системами. Эго относится, например, к Windows 3.11 и Windows 3.11 for Work Groups (для рабочих групп).
Оболочки операционных систем, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя.
На ПЭВМ широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander и DOS Navigator.
Утилиты предоставляют пользователям средства обслуживания компьютера и его ПО. Они обеспечивают реализацию следующих действий:
обслуживание магнитных дисков;
обслуживание файлов и каталогов;
предоставление информации о ресурсах компьютера;
шифрование информации;
защита от компьютерных вирусов;
архивация файлов и др.
Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные утилиты. В настоящее время для ПЭВМ среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Существуют его версии для использования в среде DOS и Windows.
Средства разработки программ используются для разработки нового программного обеспечения как системного, так и прикладного.  
Прикладное программное обеспечениеПрикладным называется ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями. Спектр проблемных областей в настоящее время весьма широк.
Из всего разнообразия прикладного ПО выделяют группу наиболее распространенных программ (типовые пакеты и программы), которые можно использовать во многих областях человеческой деятельности.
К типовому прикладному ПО относят следующие программы:
• текстовые процессоры; • табличные процессоры; • системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры); • системы управления базами данных; • экспертные системы; • программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных. 
Эволюция ОСПервый период (1945 -1955)Известно, что компьютер был изобретен английским математиком Чарльзом Бэбиджем в конце восемнадцатого века. Его "аналитическая машина" так и не смогла но-настоящему заработать, потому что технологии того времени не удовлетворяли требованиям по изготовлению деталей точной механики, которые были необходимы для вычислительной техники. Известно также, что этот компьютер не имел операционной системы.
Некоторый прогресс в создании цифровых вычислительных машин произошел после второй мировой войны. В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства. В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Не было никакого другого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм.
Второй период (1955 - 1965)С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы - полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. Именно в этот период произошло разделение персонала на программистов и операторов, эксплуатационщиков и разработчиков вычислительных машин.
В эти годы появились первые алгоритмические языки, а следовательно и первые системные программы - компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий.
Третий период (1965 - 1980)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.
Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/произ-водительность. Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной.
Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были бы работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными "монстрами". Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. В каждой новой версии операционной системы исправлялись одни ошибки и вносились другие.
Однако, несмотря на необозримые размеры и множество проблем, OS/360 и другие ей подобные операционные системы машин третьего поколения действительно удовлетворяли большинству требований потребителей. Важнейшим достижением ОС данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование - это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом.
Другое нововведение - спулинг (spooling). Спулинг в то время определялся как способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел.
Наряду с мультипрограммной реализацией систем пакетной обработки появился новый тип ОС - системы разделения времени. Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного использования вычислительной машины.
Четвертый период (1980 - настоящее время)Следующий период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и удешевление микросхем. Компьютер стал доступен отдельному человеку, и наступила эра персональных компьютеров. С точки зрения архитектуры персональные компьютеры ничем не отличались от класса миникомпьютеров типа PDP-11, но вот цена у них существенно отличалась. Если миникомпьютер дал возможность иметь собственную вычислительную машину отделу предприятия или университету, то персональный компьютер сделал это возможным для отдельного человека.
Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения, это положило конец кастовости программистов. На рынке операционных систем доминировали две системы: MS-DOS и UNIX. Однопрограммная однопользовательская ОС MS-DOS широко использовалась для компьютеров, построенных на базе микропроцессоров Intel 8088, а затем 80286, 80386 и 80486. Мультипрограммная многопользовательская ОС UNIX доминировала в среде "не-интеловских" компьютеров, особенно построенных на базе высокопроизводительных RISC-процессоров. В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС. В сетевых ОС пользователи должны быть осведомлены о наличии других компьютеров и должны делать логический вход в другой компьютер, чтобы воспользоваться его ресурсами, преимущественно файлами. Каждая машина в сети выполняет свою собственную локальную операционную систему, отличающуюся от ОС автономного компьютера наличием дополнительных средств, позволяющих компьютеру работать в сети. Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС однопроцессорного компьютера. Она обязательно содержит программную поддержку для сетевых интерфейсных устройств (драйвер сетевого адаптера), а также средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства доступа к удаленным файлам, однако эти дополнения существенно не меняют структуру самой операционной системы.
Задания для студентов:
Заполнить таблицу
Термин Определение
Системное ПО Прикладное ПО Среда программирования Базовое системное ПО Вопросы для самоконтроля по теме:
На какие классы делятся все программные продукты?
Что такое системное программное обеспечение.
Определение операционной системы.
Рекомендуемая литература
Попов И.И., Партыка Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки. Учебное пособие.- М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2003., с. 3-9.
Лекция № 7.
Тема: Средства обработки текстовой информации.
Вид лекции: информативная.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Основные операции подготовки текстовых документов
Текстовые редакторы
Автоматизация ввода информации в компьютер.
Издательские системы.
Содержание лекции
Несмотря на широкие возможности использования компьютеров для обработки самой разной информации, самыми популярными по-прежнему остаются программы, предназначенные для работы с текстом. При подготовке текстовых документов на компьютере используются три основные группы операций:
Операции ввода позволяют перенести исходный текст из его внешней формы в электронный вид, то есть в файл, хранящийся на компьютере. Ввод может осуществляться не только набором с помощью клавиатуры, но и путем сканирования бумажного оригинала и последующего перевода документа из графического формата в текстовый (распознавание).Операции редактирования (правки) позволяют изменить уже существующий электронный документ путем добавления или удаления его фрагментов, перестановки частей документа, слияния нескольких файлов, разбиения единого документа на несколько более мелких и т.д.
Ввод и редактирование при работе над текстом часто выполняются параллельно. При вводе и редактировании формируется содержание текстового документа.
Оформление документа задают операциями форматирования. Команды форматирования позволяют точно определить, как будет выглядеть текст на экране монитора или на бумаге после печати на принтере.
Программы, предназначенные для обработки текстовой информации, называют текстовыми редакторами.
Все многообразие современных текстовых редакторов условно можно разбить на три основные группы:
1. К первой относятся простейшие текстовые редакторы, обладающие минимумом возможностей и способные работать с документами в обычном текстовом формате .txt, который, как известно, при всей своей простоте и всеобщей поддержке совершенно не позволяет более или менее прилично форматировать текст. К этой группе редакторов можно отнести как входящие в комплект поставки ОС семейства Windows редакторы WordPad и совсем малофункциональный NotePad (Блокнот), и множество аналогичных продуктов других производителей (Atlantis, EditPad, Aditor Pro, Gedit и т.д.).
2. Промежуточный класс текстовых редакторов включает в себя достаточно широкие возможности по части оформления документов. Они работают со всеми стандартными текстовыми файлами(TXT, RTF, DOC). К таким программам можно отнести Microsoft Works, Лексикон.
3. К третьей группе относятся мощные текстовые процессоры, такие, как Microsoft Word или StarOffice Writer. Они выполняют практически все операции с текстом. Большинство пользователей использует именно эти редакторы в повседневной работе.
Основными функциями текстовых редакторов и процессоров являются:
ввод и редактирование символов текста;
возможность использования различных шрифтов символов;
копирование и перенос части текста с одного места на другое или из одного документа в другой;
контекстный поиск и замена частей текста;
задание произвольных параметров абзацев и шрифтов;
автоматический перенос слов на новую строку;
автоматическую нумерацию страниц;
обработка и нумерация сносок;
создание таблиц и построение диаграмм;
проверка правописания слов и подбор синонимов;
построение оглавлений и предметных указателей;
распечатка подготовленного текста на принтере и т.п.
Также практически все текстовые процессоры обладают следующими функциями:
поддержка различных форматов документов;
многооконность, т.е. возможность работы с несколькими документами одновременно;
вставка и редактирование формул;
автоматическое сохранение редактируемого документа;
работа с многоколоночным текстом;
возможность работы с различными стилями форматирования;
создание шаблонов документов;
анализ статистической информации.
Сегодня практически все мощные текстовые редакторы входят в состав интегрированных программных пакетов, предназначенных для нужд современного офиса. Так, например, Microsoft Word входит в состав самого популярного офисного пакета Microsoft Office.
Аналогичные MS Office программы — OpenOffice.org Writer, StarOffice Writer, Corel WordPerfect, Apple Pages.
Автоматизация ввода информации в компьютер
Основным методом перевода бумажных документов в электронную форму является сканирование. В результате сканирования получается графическое изображение, состоящее из точек, т.е. растровое изображение. Количество точек определяется как размером изображения, так и разрешением сканера.
Существуют специальные стандарты программного интерфейса, обеспечивающего связь между сканерами и операционной системой. Этот интерфейс основан на специальном протоколеTWAIN.
Графический образ, получаемый после сканирования документа, иногда необходимо перевести в текст. Для этого используются специальные программные средства, называемыесредствами распознавания образов. Из программ, способных распознавать текст на русском языке наиболее известной является ABBYY Fine Reader.
Преобразование документа в электронный вид происходит в три основных этапа. Каждый из этих этапов может выполняться программами как автоматически, так и под контролем пользователя.
1. Сканирование. Запускается сканирующий модуль, настраиваются параметры сканирования (разрешение, размер, тип сканирования) и происходит собственно сканирование.
2. Сегментация и распознавание текста. Прежде чем получить готовый текст, необходимо разбить фрагменты документа на блоки (текст, рисунок, таблица и т.д.), для того, чтобы правильно их распознать (преобразовать в текстовый документ).
3. Проверка орфографии и передача текстового документа в нужное приложение для дальнейшей работы или сохранение в файл.
Автоматизация перевода текста
Идея автоматического перевода текстов с одного языка на другой зародилась с появлением первых компьютеров. Если бы полноценный перевод был возможен, то значительно упростилось бы общение между народами. Но это очень сложная задача, о полном решении которой пока говорить рано.
Программы автоматического перевода позволяют переводить отдельные слова и строить смысловые связи в предложениях, не всегда учитывая те или иные особенности языка. Поэтому они предназначены лишь для общего ознакомления с содержанием документа.
Программные средства автоматического перевода можно условно разделить на две основные категории:
1. Компьютерные словари. Назначение их - предоставить значения неизвестных слов быстро и удобно для пользователя.
2. Системы автоматического перевода - позволяют выполнять автоматический перевод связного текста. В ходе работы программа использует словари и наборы грамматических правил, обеспечивающих наилучшее качество перевода.
Издательские системы
Компьютерные издательские системы - это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для компьютерного набора, верстки и издания текстовых и иллюстративных материалов. Главным отличием настольных издательских систем от текстовых редакторов является то, что они предназначены, в первую очередь, для оформления документов, а не для ввода и редактирования. Процесс верстки состоит в оформлении текста и задании условий взаимного расположения текста и иллюстраций. Целью верстки является создание оригинал-макета, пригодного для размножения документа полиграфическим способом.
Существуют различные программные системы, среди которых можно выделить следующие:
1. Adobe InDesign - недавно появившийся пакет фирмы Adobe, оптимизированный под верстку документов самого широкого профиля, от одностраничных буклетов до толстых книг, обогащенный набором специфических визуальных инструментов.
2. Adobe PageMarker - еще один пакет фирмы Adobe, с довольно сложным интерфейсом и системой команд, но в то же время с высокой производительностью и богатыми возможностями, особенно при работе с цветом.
3. Corel Ventura Publisher - альтернативный пакет фирмы Corel, несколько утративший в последнее время свои позиции, но вследствие своей универсальности (имеет широкие функции обычных текстовых и графических редакторов, интеграция с Web, поддержка различных платформ) не потерявший актуальности.
4. QuarkXPress - достаточно легкая в освоении и гибкая издательская система, которая традиционно используется многими издательствами газет, журналов, рекламными агентствами.
Вопросы для самоконтроля по теме:
Перечислите основные операции подготовки текстового документа.
Каковы основные функции текстовых редакторов.
Что такое издательские системы?
Рекомендуемая литература
Угринович Н.Д. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» 7–11 классы. – М., 2005.
Лекция № 8
Тема: Основные понятия теории баз данных. СУБД.
Вид лекции: информативная.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Понятие информационной системы.
Основные понятия баз данных.
Системы управления базами данных.
Содержание лекции.
Современные информационные системы, основанные на концепции интеграции данных, характеризуются огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей.
Информационная система - система, реализующая автоматизированный сбор, обработку и манипулирование данными и включающая технические средства обработки данных, программное обеспечение и соответствующий персонал.
Цель любой информационной системы – обработка данных об объектах реального мира. Основой информационной системы является база данных. В широком смысле слова база данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т.д.
Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро производить выборку с произвольным сочетанием признаков. Большое значение при этом приобретает структури­рование данных.
Структурирование данных – это введение соглашений о способах представления данных.
Чтобы автоматизировать поиск и систематизировать эти данные, необходимо выработать определенные соглашения о способах представления данных, т.е. дату рождения нужно записывать одинаково для каждого студента, она должна иметь одинаковую длину и определенное место среди остальной информации. Эти же замечания справедливы и для остальных данных (номер личного дела, фамилия, имя, отчество).
Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.
В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария – системы управления базами данных.
База данных (БД) – это поименованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.
Объектом называется элемент предметной области, информацию о котором мы сохраняем. Объект может быть реальным (например, человек, изделие или населенный пункт) и абстрактным (например, событие, счет покупателя или изучаемый студентами курс). Так, в области продажи автомобилей примерами объектов могут служить МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ, КЛИЕНТ и СЧЕТ. На товарном складе - это ПОСТАВЩИК, ТОВАР, ОТПРАВЛЕНИЕ и т. д.
Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и совместного применения баз данных многими пользователями.
Структурные элементы базы данных
Понятие БД тесно связны с такими понятиями структурных элементов как поле, запись, файл (таблица).
Поле - элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации. Для описания поля используются следующие характеристики:
имя, например, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;
тип, например, символьный, числовой, календарный;
длина, например, 15 байт, должен определяться максимальным количеством символов:
точность - для числовых данных, например, два десятичных знака после запятой (точки).
Запись - совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи - отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения её полей.
Файл (таблица) - совокупность экземпляров записей одной структуры.

Задания для студентов:
Заполнить таблицу
Термин Определение
База данных Банк данных СУБД Администратор БД Вопросы для самоконтроля по теме:
Определение базы и банка данных. Их отличия
Определение предметной области. Примеры.
Определение СУБД. Примеры СУБД.
Рекомендуемая литература:
Голицина О.Л. Базы данных.- М: Форум, 2005, с. 3-13.
Лекция № 9
Тема: Средства обработки графической информации
Вид лекции: лекция - беседа.
Оснащение: мультимедиапроектор, электронная презентация.
План изучения темы:
Растровая графика
Векторная графика
3D-графика
Содержание лекции.
Для работы с компьютерной графикой существует множество классов ПО. Различают обычно два основных вида компьютерной графики, которые отличаются принципами формирования изображения: растровая и векторная.
Растровая графика
Компьютерное растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой - цветная точка. Т.е. основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем.
При создании растровых изображений необходимо задавать разрешение и размеры изображения.
В зависимости от того, какое графическое разрешение экрана используется операционной системой, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселей.
Разрешение изображения измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi) (1 дюйм = 25,4 мм). Полиграфическая печать полноцветного изображения требует разрешения не менее 200-300 dpi.
С помощью растровой графики можно отразить и передать всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению. Растровое изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно воспроизводить основные характеристики фотографии: освещенность, прозрачность и глубину резкости.
Чаще всего растровые изображения получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с помощью цифровой фотокамеры или путем "захвата" кадра видеосъемки.
Основным недостатком растровых изображений является невозможность их увеличения для рассмотрения деталей. При увеличении изображения точки становятся крупнее, но дополнительная информация не появляется. Этот эффект называется пикселизацией (см. рисунок 19).
Средства работы с растровой графикой
К числу простейших растровых редакторов относятся PaintBrush, Paint, Painter, которые позволяют непосредственно рисовать простейшие растровые изображения.
Основной класс растровых графических редакторов предназначен для обработки готовых растровых изображений с целью улучшения их качества и создания собственных изображений из уже имеющихся. К таким редакторам относятся такие мощные программы, как Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint, Gimp и другие.
Основные растровые форматы
BMP (Windows Device Independent Bitmap) - самый простой растровый формат является форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. В BMP данные о цвете хранятся только в модели RGB, поддерживаются как индексированные цвета (до 256 цветов), так и полноцветные изображения. Благодаря примитивнейшему алгоритму записи изображения, при обработке файлов формата BMP очень мало расходуется системных ресурсов, поэтому этот формат часто используется для хранения логотипов, экранных заставок, иконок и прочих элементов графического оформления программ.
GIF (Graphics Interchange Format) - является одним из самых популярных форматов изображений, размещаемых на веб-страницах. Отличительной его особенностью является использование режима индексированных цветов (не более 256), что ограничивает область применения формата изображениями, имеющими резкие цветовые переходы. Небольшие размеры файлов изображений обусловлены применением алгоритма сжатия без потерь качества, благодаря чему изображения в этом формате наиболее удобны для пересылки по каналам связи глобальной сети. В GIF реализован эффект прозрачности и возможности хранить в одном файле несколько картинок с указанием времени показа каждой, что используется для созданияанимированных изображений.
PNG (Portable Network Graphics) - формат PNG, являющийся плодом трудов сообщества независимых программистов, появился на свет как ответная реакция на переход популярнейшего формата GIF в разряд коммерческих продуктов. Этот формат, в отличие от GIF сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по вертикали, что обеспечивает более высокую степень сжатия. Как недостаток формата часто упоминается то, что он не дает возможности создавать анимационные ролики. Зато формат PNG позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности что, безусловно, выделяет его на фоне всех существующих в данный момент форматов. Так как формат создавался для Интернета, в его заголовке не предназначено место для дополнительных параметров типа разрешения, поэтому для хранения изображений, подлежащих печати, PNG плохо подходит, для этих целей лучше подойдет PSD или TIFF.
JPEG (Joint Photographic Experts Group) - самый популярный формат для хранения фотографических изображений, является общепризнанным стандартом. JPEG может хранить только 24-битовые полноцветные изображения. Хотя JPEG отлично сжимает фотографии, но это сжатие происходит с потерями и портит качество, тем не менее, он может быть легко настроен на минимальные, практически незаметные для человеческого глаза, потери. Однако не стоит использовать формат JPEG для хранения изображений, подлежащих последующей обработке, так как при каждом сохранении документа в этом формате процесс ухудшения качества изображения носит лавинообразный характер. Наиболее целесообразно будет корректировать изображение в каком-нибудь другом подходящем формате, например TIFF, и лишь по завершению всех работ окончательная версия может быть сохранена в JPEG. Формат JPEG не поддерживает анимацию или прозрачный цвет, и пригоден в подавляющем большинстве случаев только для публикации полноцветных изображений, типа фотографических, в Интернете.
TIFF (Tag Image File Format). Как универсальный формат для хранения растровых изображений, TIFF достаточно широко используется, в первую очередь, в издательских системах, требующих изображения наилучшего качества. Кстати, возможность записи изображений в формате TIFF является одним из признаков высокого класса современных цифровых фотокамер. В этом формате поддерживаются такие чисто профессиональные возможности, как обтравочные контуры, альфа-каналы, возможность сохранять несколько копий изображения с разным разрешением и даже включать в файл слои. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов.
PSD (Adobe Photoshop) - является стандартным форматом пакета Adobe Photoshop и отличается от большинства обычных растровых форматов возможностью хранения слоев (layers). Он содержит много дополнительных переменных (не уступает TIFF по их количеству) и сжимает изображения иногда даже сильнее, чем PNG (в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмотрщиков.
Векторная графика
Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия). Благодаря этому форму, цвет и пространственное положение составляющих изображение объектов можно описывать с помощью математических формул.
Преимущества векторной графики:
Она экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново.
Объекты векторной графики легко трансформируются и масштабируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление сводятся к элементарным преобразованиям над векторами.
Программы векторной графики имеют развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.
Недостатки векторной графики:
Векторная графика ограничена в живописных средствах: в программах векторной графики практически невозможно создавать фотореалистичные изображения.
Векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер для растровой графики.
Средства работы с векторной графикой
Как и в случае с растровой графикой, для работы с векторной имеется огромное количество программных средств, освоение которых сложнее по сравнению с растровыми. К основным относятся программы:
CorelDraw - это профессиональный графический редактор с богатыми настройками и развитой системой управления.
Adobe Illustrator - основное достоинство программы в том, что она вместе с Adobe Photoshop и Adobe PageMaker образует достаточно мощный пакет для выполнения компьютерной верстки полиграфических изданий и разработки сложных документов.
Macromedia Freehand - один из самых дружественных и интуитивно понятных векторных редакторов. Программа отличается простотой системы управления и высоким быстродействием, но ее возможности несколько скромнее, чем у предыдущих редакторов.
Основные векторные графические форматы
Своего рода стандартом стали форматы двух наиболее популярных профессиональных графических пакетов - Adobe Illustrator и CorelDRAW:
AI (Adobe Illustrator Document) - поддерживают практически все программы, так или иначе связанные с векторной графикой. Этот формат является наилучшим посредником при передаче изображений из одной программы в другую, с РС на Macintosh и наоборот. В целом, несколько уступая CorelDRAW по иллюстративным возможностям, (может содержать в одном файле только одну страницу, имеет маленькое рабочее поле - этот параметр очень важен для наружной рекламы - всего 3х3 метра) тем не менее, он отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с языком PostScript, на который ориентируются практически все издательско-полиграфические приложения.
CDR (CorelDRAW Document) - основной рабочий формат популярного пакета CorelDRAW, являющимся неоспоримым лидером в классе векторных графических редакторов на платформе РС. Имея сравнительно невысокую устойчивость и проблемы с совместимостью файлов разных версий формата, тем не менее, формат CDR можно без натяжек назвать профессиональным. В файлах этих версий применяется раздельная компрессия для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность.
WMF (Windows Metafile) - еще один формат Windows, на сей раз векторный. Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях, поскольку он не может сохранять некоторые параметры, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не воспринимается Macintosh-ами, и, самое главное, способен исказить цветовую схему изображения.
PDF (Portable Document Format) - первоначально проектировался как компактный формат электронной документации, но в последнее время все больше используется для передачи по сетям графических изображений и смешанных документов, содержащих как текст, так и графику. Формат PDF является в полной мере платформонезависимым форматом, в текстовой части которого возможно использование множества шрифтов (которые содержатся непосредственно в документе, поэтому документ будет выглядеть так, как задумал его автор, на любом компьютере) и гипертекстовых ссылок, а также графические иллюстрации любого типа (векторные или растровые). Для достижения минимального размера PDF-файла используется компрессия, причем каждый вид объектов сжимается по наиболее выгодному для него алгоритму. Просматривать документы в формате PDF и распечатывать их на принтере можно с помощью утилиты Acrobat Reader, распространяемой компанией Adobe бесплатно.
Особый класс программ для работы с любыми видами изображений представляют программы-просмотрщики. Они позволяют просматривать графические файлы различных форматов, создавать фотоальбомы на жестком диске, перемещать, переименовывать, изменять размеры, а также конвертировать из одного формата в другой изображения. Лидером в данной области является программа ACDSee.
3D-графика
Быстро развивается область трехмерной векторной (или 3D) графики. К данному классу ПО относится, например, программа 3D-MAX Studio.
По сравнению с традиционными для графических программ двумерными векторными и растровыми объектами работа с 3D-графикой предполагает использование более сложных понятий и процедур, таких как сцена, камеры, источники света.
Возможности программ для работы с трехмерной графикой достаточно широки. Это и изготовление спецэффектов для кино и телевидения, получение реалистичных фотоизображений, технических иллюстраций в программах автоматизированного проектирования для разработки новых реальных объектов и т.д.
Использование 3D-программ напоминает съемку с помощью видеокамеры комнаты, полной сконструированных вами объектов. Они позволяют смоделировать комнату и ее содержимое с использованием разнообразных базовых трехмерных объектов (кубы, сферы, цилиндры, конусы). После того, как модели всех объектов созданы и размещены на сцене, можно выбрать им оформление с помощью имеющихся в программе встроенных средств или создать собственное оформление. Затем можно создать и расставить воображаемые камеры, которые будут наблюдать и снимать виртуальный трехмерный мир. После всех приготовлений можно анимировать сцену, заставив двигаться объекты, источники света и камеры. В завершении можно визуализировать анимацию и зафиксировать результат в виде видеофайла.
Задания для студентов:
Учебный проект «Создание компьютерной презентации». Примерная тематика презентаций:
Мой край.
Мой город.
Мои увлечения.
Моя будущая профессия.
Устройство ПК.
Клавиатура компьютера.
Животные Красной книги.
Растения Красной книги.
Экология и мы.
Здоровый образ жизни.
Вопросы для самоконтроля по теме:
В чем достоинства и недостатки растровых и векторных изображений?
Назовите наиболее известные программы для работы с графикой.
Рекомендуемая литература:
Михеева Е.В. Практикум по информации: учеб.пособие. – М., 2005.

Приложенные файлы

  • docx file10
    Размер файла: 137 kB Загрузок: 3