- •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.
4.9.3.Электронная подпись.
В 2002 году был принят Закон РФ «Об электронно-цифровой подписи», который стал законодательной основой электронного документооборота в России. По этому закону электронная цифровая подпись в электронном документе признается юридически равнозначной подписи в документе на бумажном носителе.
При регистрации электронно-цифровой подписи в специализированных центрах корреспондент получает два ключа: секретный и открытый. Секретный ключ хранится на дискете или смарт-карте и должен быть известен только самому корреспонденту. Открытый ключ должен быть у всех потенциальных получателей документов и обычно рассылается по электронной почте. Процесс электронного подписания документа состоит в обработке с помощью секретного ключа текста сообщения. Далее зашифрованное сообщение посылается по электронной почте абоненту. Для проверки подлинности сообщения и электронной подписи абонент использует открытый ключ.
4.9.4.Защита информации.
Защита информации в компьютерных системах в настоящее время стала одной из актуальных задач, требующих повышенного внимания со стороны как частных клиентов, так и корпоративных и государственных участников информационного взаимодействия. Здесь следует выделить следующие аспекты обеспечения информационной безопасности: Защита доступа к компьютеру, Защита программ от нелегального копирования и использования, Защита данных на диска, Защита информации в Internet. Рассмотрим эти вопросы несколько подробнее:
Защита доступа к компьютеру. Для предотвращения несанкциониро-ванного доступа к данным, хранящимся на компьютере, используются пароли. Компьютер разрешает доступ к своим ресурсам только тем пользователям, которые зарегистрированы и ввели правильный пароль. Каждому конкретному пользователю может быть разрешен доступ только к определенным информационным ресурсам. При этом может производиться регистрация всех попыток несанкционированного доступа.
Защита пользовательских настроек имеется в операционной системе Windows (при загрузке системы пользователь должен ввести свой пароль), однако такая защита легко преодолима, так как пользователь может отказаться от введения пароля. Вход по паролю может быть установлен в программе BIOS Setup. Преодолеть такую защиту уже сложнее, более того, возникнут проблемы доступа к данным, если пользователь забудет пароль.
В настоящее время для защиты от несанкционированного доступа к информации все чаще используются биометрические системы авторизации и идентификации пользователей. Используемые в этих системах характеристики являются неотъемлемыми качествами личности человека и поэтому не могут быть утеряны или подделаны. К биометрическим системам защиты информации относятся системы распознавания речи, системы идентификации по отпечаткам пальцев и по радужной оболочке глаз.
Защита программ от нелегального копирования и использования. Компьютерные пираты, нелегально тиражируя программное обеспечение, обесценивают труд программистов, делают разработку программ экономически невыгодным бизнесом. Кроме того, компьютерные пираты нередко предлагают пользователям недоработанные программы, программы с ошибками или их демоверсии.
Программное обеспечение распространяется производителями в форме дистрибутивов на CD-ROM и устанавливается (инсталлируется) на компьютере. Каждый дистрибутив имеет свой серийный номер, что препятствует его копированию или установке. На CD-ROM может находиться закодированный программный ключ, который теряется при копировании и без которого программа не может быть установлена. Защита программ может быть реализована также с помощью аппаратного ключа, который присоединяется обычно к параллельному порту компьютера.
Защита данных на дисках. Диски, папки и файлы могут быть защищены от несанкционированного доступа путём назначения им определенных прав доступа (полный, только чтение, по паролю), причем права могут быть различными для разных пользователей.
Для обеспечения большей надежности хранения данных на жестких дисках используются RAID-массивы (Redantant Arrays of Independent Disks — избыточный массив независимых дисков). Несколько жестких дисков подключаются к специальному RAID-контроллеру, который рассматривает их как единый логический носитель информации. При записи информации она дублируется и сохраняется на нескольких дисках одновременно, поэтому при выходе из строя одного из дисков данные не теряются.
Защита информации в Internet. Если сервер имеет соединение с Internet и одновременно служит сервером локальной сети (Intranet-server), то возможно несанкционированное проникновение из Internet в эту локальную сеть. Механизмы такого проникновения сеть могут быть различными. Для того чтобы этого не происходило, устанавливается программный или аппаратный барьер между Internet и Intranet с помощью брандмауэра (или firewall — межсетевой экран), который отслеживает передачу данных между сетями, осуществляет контроль текущих соединений, выявляет подозрительные действия и тем самым предотвращает несанкционированный доступ в локальную вычислительную сеть.