- •Псковский государственный политехнический институт
- •Часть 1
- •1. Информация и информационные процессы 20
- •2. Представление информации 30
- •3. Системы счисления и основы логики 45
- •4. Компьютер 76
- •5. Моделирование и формализация 135
- •6. Алгоритмизация и программирование 149
- •Предисловие
- •Введение
- •Рабочая программа по дисциплине «информатика»
- •Информация и информационные процессы
- •Представление информации
- •Системы счисления и основы логики
- •4. Компьютер
- •Моделирование и формализация
- •Алгоритмизация и программирование
- •Часть 2. Информационные технологии
- •Технологии обработки текстовой информации
- •Технология обработки графической информации
- •Технология обработки числовой информации
- •Технология хранения, поиска и сортировки информации
- •Мультимедийные технологии
- •Компьютерные коммуникации
- •Часть. 1. Основы информатики
- •Информация и информационные процессы
- •1.1.Понятие информации. Информация и информационные процессы.
- •1.2.Свойства информации.
- •1.3.Методы обработки данных.
- •1.4.Структуры данных.
- •1.5.Информационные процессы.
- •1.6.Информационные основы процессов управления.
- •1.7.Информационная деятельность человека. Основные характерные черты информационного общества.
- •1.8.Тренировочные тестовые задания по разделу 1.
- •Представление информации
- •2.1.Язык как способ представления информации. Количество информации.
- •2.2.Вероятностный подход к определению количества информации. Понятие энтропии.
- •2.3.Формы представления информации.
- •2.3.1.Аналоговая (непрерывная) и дискретная формы представления.
- •2.3.2.Десятичная и двоичная формы представления.
- •2.3.3.Экспоненциальная формы представления информации.
- •2.4.Кодирование информации. Двоичное кодирование. Единицы измерения количества информации.
- •2.5.Тренировочные тестовые задания по разделу 2.
- •Системы счисления и основы логики
- •3.1.Системы счисления.
- •3.2.Системы счисления, используемые в компьютере.
- •3.3.Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
- •3.3.1. Перевод чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с произвольным основанием.
- •3.3.2. Перевод правильных дробей в систему счисления с произвольным основанием.
- •3.3.3. Преобразования чисел из двоичной в восьмеричную, шестнадцатеричную системы счисления и обратно.
- •3.4.Двоичная арифметика. Арифметические операции в позиционных системах счисления.
- •3.4.1. Представление чисел в компьютере,
- •3.4.2.Двоичное сложение.
- •3.4.3.Двоичное вычитание.
- •3.4.4.Двоичное умножение.
- •3.4.5.Двоичное деление.
- •3.4.6.Двоичное вычитание с использованием дополнительных кодов.
- •3.4.7.Арифметические операции в позиционных системах счисления
- •3.5.Основные понятия логики.
- •3.6.Логические операции.
- •3 Рис.3.1. Диаграмма Эйлера-Венна операции не. .6.1.Отрицание (Инверсия).
- •3.6.2.Логическое умножение (конъюнкция или логическое и)
- •3.6.3.Логическое сложение (дизъюнкция или логическое или)
- •3.7.Логические выражения.
- •3.8.Базовые логические элементы.
- •3.8.1.Логический элемент не.
- •3.8.2.Логический элемент и.
- •3.8.3.Логический элемент или.
- •3.8.4.Логический элемент и-не.
- •3.8.5.Логический элемент или-не.
- •3 Рис.3.9.Логический элемент исключающее или. .8.5.Логический элемент исключающее или.
- •3.9.Построение сумматоров на логических элементах.
- •3.10.Тренировочные тестовые задания по разделу 3.
- •Компьютер
- •4.1.Архитектура компьютера.
- •4.2.Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера (пк).
- •4.3.Системный блок.
- •4.4.Микропроцессоры пк.
- •4.5.Классификация памяти пк.
- •4.5.1.Внутренняя память.
- •4.5.1.1.Оперативная память
- •4.5.1.3.Специальная память.
- •4.5.2.Внешняя память.
- •4.5.2.1.Магнитные накопители.
- •Магнитного диска.
- •4.5.2.2.Логическая структура магнитных дисков.
- •4.5.2.3.Оптические накопители.
- •4.5.2.4.Магнитооптические накопители.
- •4.5.2.5.Накопители на микросхемах памяти (Flash-память).
- •4.6.Периферийные (внешние) устройства пк.
- •4.6.1.Клавиатура.
- •4.6.2.Манипуляторы.
- •4.6.3.Сканер.
- •4.6.4.Цифровые камеры.
- •4.6.5.Аудиоадаптер.
- •4.6.6.Монитор.
- •4.6.7.Принтер.
- •4.6.8.Плоттер (графопостроитель).
- •4.7.Классификация программного обеспечения пк.1)
- •4.6.9.Модем.
- •4.7.1.Системное по. 1)
- •4.7.1.1.Операционные системы.
- •4.7.1.2.Сервисные программы.
- •4.7.1.3.Системы программирования.
- •4.7.1.4.Программы технического обслуживания.
- •4.7.2.Прикладное по.
- •4.7.2.1.Редакторы.
- •4.7.2.2.Электронные таблицы.
- •4.7.2.3.Системы управления базами данных.
- •4.7.2.4.Интегрированные пакеты.
- •4.7.2.5.Case-технологии.
- •4.7.2.6.Экспертные системы (эс)
- •4.8.Файловая система и файловая структура.
- •4.9.Правовая охрана программ и данных.
- •4.9.1.Лицензионные, условно бесплатные и бесплатные программы,
- •4.9.2.Правовая охрана информации.
- •4.9.3.Электронная подпись.
- •4.9.4.Защита информации.
- •4.10.Тренировочные тестовые задания по разделу 4.
- •Моделирование и формализация
- •5.1.Моделирование как метод познания.
- •5.2.Виды моделей. Классификация моделей.
- •5.3.Понятие о технологии информационного моделирования.
- •5.4.Исследование информационных моделей конкретных предметных областей.
- •5.5.Тренировочные тестовые задания по разделу 5.
- •Алгоритмизация и программирование
- •6.1.Алгоритм. Формальное исполнение алгоритмов.
- •6.2.Свойства алгоритмов.
- •6.3.Способы записи алгоритма.
- •6.4.Основные алгоритмические конструкции. Детализация алгоритмов.
- •6.5.Методы разработки алгоритмов.
- •6.6.Понятие о языках программирования. Классификация языков программирования.
- •6.7.Средства создания программ.
- •6.8.Базовые элементы алгоритмических языков программирования.
- •6.9.Основные типы данных.
- •6.9.1.Простые типы данных.
- •6.9.2.Структура данных.
- •6.10.Операторы языка программирования.
- •6.10.1.Оператор присваивания.
- •6.10.2.Управляющие операторы.
- •6.10.3.Оператор вызова процедур. Операторы ввода-вывода.
- •6.11.Подпрограммы.
- •6.12.Технологии программирования.
- •6.12.1.Модульное (алгоритмическое) программирование. 1)
- •6.12.2.Структурное программирование. 2)
- •6.12.3.Объектно-ориентированное программирование. 1)
- •6.13.Тренировочные тестовые задания по разделу 6.
- •Алгоритм с к заданию VI.
- •Ответы на примерные тестовые задания
- •Приложение. Содержание части 2 «Основы информационных технологий»
- •7. Технологии обработки текстовой информации
- •8. Технология обработки графической информации
- •9. Технология обработки числовой информации
- •10.Технология хранения, поиска и сортировки информации
- •11.Мультимедийные технологии
- •12.Компьютерные коммуникации
- •Литература для самостоятельной подготовки
- •Авторский коллектив
- •Основы информатики и информационных технологий.
- •Часть 1. Основы информатики. Пособие для поступающих в вуз.
4.6.9.Модем.
Определение. Модем — это устройство для обмена компьютерными данными по телефонным линиям связи.
Примечание.
Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи — непрерывных сигналов звуковой частоты. Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона — этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией (рис.4.7.). Отсюда название устройства: модем — модулятор/демодулятор.
Рис. 4.7.Схема реализации модемной связи.
Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии. Управление модемом осуществляется с помощью специального коммутационного программного обеспечения.
Модемы бывают внешние, выполненные в виде отдельного устройства, и внутренние, представляющие собой электронную плату, устанавливаемую в системном блоке компьютера.
Почти все модемы поддерживают и функции факсов. Факс — это устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети. Название "факс" произошло от слова "факсимиле", означающее точное воспроизведение графического оригинала (подписи, документа и т.д.) средствами печати. Модем, который может передавать и получать данные как факс, называется факс-модемом.
4.7.Классификация программного обеспечения пк.1)
Основной функцией компьютера является обработка информации. Выше была рассмотрена аппаратная реализация компьютера. Рассмотрим теперь, каким образом компьютер обрабатывает информацию.
В 50-60-е годы компьютер мог только вычислять. Процесс обработки информации состоял в операциях над числовыми данными.
В 70-е годы компьютер «научился» работать с текстом. Пользователь получил возможность редактировать и форматировать текстовые документы. В настоящее время большая часть компьютеров и большая часть времени используется для работы именно с текстовыми данными.
В 80-е годы появились первые компьютеры, способные работать с графической информацией. Сейчас компьютерная графика широко используется в деловой графике (построение диаграмм, графиков и так далее), в компьютерном моделировании, при подготовке презентаций, при создании Web-сайтов, в рекламе на телевидении, в анимационном кино и так далее. Применение компьютеров для обработки графических данных постоянно расширяется.
В 90-е годы компьютер получил возможность обрабатывать звуковую информацию. Любой пользователь современного персонального компьютера может воспользоваться стандартными приложениями Windows для прослушивания, записи и редактирования звуковых файлов. Работа со звуковыми данными является неотъемлемой частью мультимедиа технологии.
Для того чтобы числовая, текстовая, графическая и звуковая информация могли обрабатываться, они должны быть представлены в форме данных. Данные хранятся и обрабатываются в компьютере на машинном языке, то есть в виде последовательностей нулей и единиц.
Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, он должен получить определенную команду (инструкцию). Обычно для решения какой-либо задачи требуется не единичная команда, а их последовательность. Такая последовательность команд (инструкций) называется программой.
На заре компьютерной эры, в 40-50-е годы, программы разрабатывались непосредственно на машинном языке, то есть на том языке, который понимает процессор. Такие программы представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц, в которых человеку разобраться было очень трудно.
В 60-е годы стали использовать языки программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов. В настоящее время с появлением систем визуального программирования (Visual Basic, Delphi и др.) создание программ стало доступно даже для начинающих пользователей компьютера.
Примечание.
Программная обработка данных на компьютере реализуется следующим образом. После запуска на выполнение программы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память. Процессор последовательно считывает команды программы и выполняет их. Необходимые для выполнения команды данные загружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции. Данные, полученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память.
Таким образом, под программным обеспечением (Software) понимается совокупность всех программ, выполняемых вычислительной системой. Программное обеспечение (ПО) — это неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на две группы: системное и прикладное ПО.
Системное ПО организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Оно достаточно тесно связано с аппаратными средствами компьютера.
Прикладное ПО предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса в целом.
При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека.
