Раздел 1. Введение

Факультет автоматизированных систем

Кафедра информатики и прикладной математики

Конспект лекций по информатике

Тверь 2006

Раздел 1. Введение

Лекция 1 (2 часа).

Введение в курс. Информационное общество. Роль информатизации в развитии общества. Проблемы информатизации. Человек в информатизированной среде.

Введение в курс. Информационное общество. Роль информатизации в развитии общества.

Курс информатики для дисциплин 290600 - Производство строительных конструкций, 291000 - Автомобильные дороги и аэродромы, 311100 - Городской кадастр, имеет прикладную направленность и призван обучить студентов работе в компьютеризированных информационных системах.

Следует сразу обратить внимание на различие программирования и информатики, которое кратко можно выразить двумя утверждениями: информатика не есть программирование и - программирование не есть информатика. Информатика изучает свойства информации, способы её представления, хранения, обработки и передачи, а также методы защиты информации от несанкционированного доступа. Программирование же служит для создания программных продуктов, которые, в том числе, могут быть использованы и в интересах работы с информацией. Несомненно, все компьютеризированные информационные системы не могут работать без программных продуктов различного назначения, наиболее важные из которых и будут изучаться в пределах данного курса.

Кроме этого, как и в каждой области знаний, имеются теоретические вопросы информатики и прикладные, связанные с освоением конкретных способов работы с информацией посредством изучения конкретных прикладных программ и систем.

В данном курсе будут изучаться:

· основы работы на компьютере в операционной системе Windows;

· основы алгоритмизации и программирования на примере системы программирования Visual Basic For Application;

· способы создания и редактирования информации, представленной в текстовом виде, на примере текстового редактора MS Word;

· способы обработки числовой информации на примере электронной таблицы MS Excel;

· процесс разработки, создания и работы с базами данных на примере системы управления базами данных MS Access;

· принципы работы локальных и глобальных компьютерных сетей, таких как Интернет.

Проблемы информатизации. Человек в информатизированной среде.

Развитие всякого общества немыслимо без переработки информации, определяющей функционирование различных общественных институтов. Развитие современного общества характеризуется всё возрастающими объёмами этой информации, которые уже невозможно переработать традиционными методами. В наше время информацию рассматривают как источник ресурсов наравне с трудом и капиталом, а информационные системы и технологии – как средство повышения производительности и эффективности труда. Это обусловливает невиданные темпы внедрения компьютеризированных информационных технологий во все сферы нашей жизни.

Использование компьютеризированных информационных технологий порождает ряд специфических проблем. Основной из них является лавинное нарастание информации, т.к. в электронном виде её очень легко накапливать и передавать с использованием компьютерных сетей различной степени локализации, таких как интранет, Интернет. Широкий доступ к компьютерным сетям порождает проблему достоверности информации, а также проблему защиты информации от несанкционированного доступа.

Изменяются требования, предъявляемые к самому человеку. Его необходимым качеством становится высокий уровень информационной культуры. Развитый интеллект, умение грамотно работать с любой информацией, профессионализм – вот основные характеристики человека, подготовленного к жизни в информационном обществе. Умение свободно работать на персональном компьютере является важнейшей составляющей современной информационной культуры.

Раз уж мы столько раз употребили слово информация, то настало время определиться, какой смысл мы будем вкладывать в это понятие в нашем курсе. В каждой науке есть первичные понятия, которые не определяются через другие. В информатике таким понятием является понятие информации. Поскольку существует очень много предложений, что же считать информацией, то понятно, что единого мнения пока выработать не удалось. Мы же будем рассматривать прикладной аспект информации связанный с обработкой информации с помощью компьютера.

Итак, что можно сказать об информации. Если выразить то наиболее общее что характеризует практически все определения информации получиться, что информация - это содержание некоторого сообщения. Кроме этого можно выделить ещё следующие важнейшие прикладные аспекты информации.

· Информация всегда передаётся в виде сообщений, т.е. у информации всегда есть материальный носитель.

· Сообщение – это совокупность знаков или первичных сигналов.

· Один набор знаков всегда можно отобразить в другой набор знаков, и правило такого отображения называется кодом.

· Минимальное количество знаков, из которых можно составлять сообщения, равно двум.

Из последнего утверждения, кстати, следует, что минимальный объём информации может быть закодирован одним из двух знаков и такой объём называется одним битом. Таким образом, объём информации, циркулирующий в информационных системах, принято измерять в битах. Это очень маленький объём и поэтому на практике применяются производные единицы:

Байт – 8 бит;

Килобайт – 1024 байт;

Мегабайт – 1024 килобайт;

Гигабайт – 1024 мегабайт;

Терабайт – 1024 гигабайт.

Множитель 1024 равен 2¹⁰ и отражает тот факт, что компьютеры построены на элементах, перерабатывающих информацию в двоичном коде.

С информацией можно производить различные действия: создавать новую информацию, хранить её, копировать, шифровать, передавать, преобразовывать из одного вида в другой.

Важнейшими характеристиками информации являются её актуальность и достоверность. Актуальность, например, нарушается, когда вам сообщают сведения с такой задержкой по времени, что информация становится бесполезной для принятия решения на её основе.

Контрольные вопросы.

1. Что понимается под информацией, и какими свойствами она обладает?

2. В каких единицах измеряется информация?

3. Какие действия можно осуществлять с информацией?

4. В чём заключается информатизация общества на современном этапе?

5. Какие требования к человеку предъявляет широкая компьютерная информатизация общества?

6. Какие проблемы порождает компьютерная информатизация общества?

Лекция 2 (2 часа).

Операционные системы и их основные функции. Организация файловой системы и работа с ней.

Операционные системы и их основные функции. Организация файловой системы.

Основные функции любого компьютера – ввод, хранение, обработка и вывод данных. Общие принципы работы электронных вычислительных машин сформулировал в 40-ых годах нашего века американский математик Дж. Фон Нейман. Согласно этим принципам, любую ЭВМ образуют три главных компонента, показанных на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Принципиальная схема ЭВМ

Информация, с которой работает ЭВМ, делится на два принципиально разных типа:

· набор команд по обработке (программа);

· данные, которые обрабатывает программа.

Руководит обработкой процессор, который в свою очередь состоит из двух блоков: устройства управления и арифметико-логического устройства.

Команды и данные вводятся в оперативную память машины. Устройство управления процессора выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение, а арифметико-логическое устройство проводит арифметические и логические операции над данными.

Таким образом, без программ не может работать никакая вычислительная машина. Программы для ЭВМ делятся на два больших класса:

· системное программное обеспечение (операционные системы);

· прикладное программное обеспечение.

Операционные системы служат для обеспечения работы всех частей компьютера и для упрощения взаимодействия пользователя с компьютером.

Первые компьютеры обладали очень скромными вычислительными возможностями и программы в них вводились вручную, путём набора кодов команд, которые мог выполнить процессор. По мере усложнения компьютеров появились первые программы, целью которых было упростить работу с компьютером. Такая программа обычно называлась «Монитор». С помощью монитора можно было просмотреть содержимое участка памяти, можно было скопировать данные из одного участка в другой, можно было ввести программу пользователя и даже сохранить её на внешнем носителе и потом обратно загрузить в память компьютера. Можно считать, что это была первая операционная система, хотя она так никогда не называлась.

С усложнением самих компьютеров и ростом их производительности монитора стало явно недостаточно, и была действительно создана операционная система, которая называлась MS DOS. В её названии аббревиатура DOS расшифровывалась как дисковая операционная система. Слово дисковая говорило о том, что эта операционная система позволяла компьютеру иметь внешнюю память на магнитных дисках. Причём, информация на дисках хранилась в так называемых файлах, и операционная система брала на себя все операции по работе с файлами. Так появилась первая файловая организация хранения информации, и были выработаны принципы работы с файловой системой.

Диски, на которых хранилась информация, получили имена, состоящие из одной буквы латинского алфавита. Файлы имели имена, состоящие не более чем из 8 символов и расширения, состоящего из трёх символов. Кроме этого имелась ещё одна структура файловой системы, которая называлась директорией и служила хранилищем для файлов и других директорий. Таким образом, у файла появился так называемый полный путь, который характеризовал местонахождения файла и состоял в общем случае из имени диска, имени директории, имени поддиректории, … и, наконец, имени файла. Эта структура сохранилась и в настоящее время.

Операционная система MS DOS была достаточно простой. В её задачи входило обеспечить работу составляющих частей компьютера, обеспечить работу файловой системы, и обеспечить взаимодействие с пользователем. Взаимодействие компьютера с пользователем в этой ОС осуществлялось с помощью так называемой командной строки. Операционная система выполняла определённый набор команд, и чтобы команда была выполнена, надо было набрать на клавиатуре имя этой команды и соответствующие параметры. Всё, что набиралось - отображалось в строке на экране монитора, так как графического интерфейса ещё не было и мониторы работали в текстовом режиме.

Например, чтобы запустить на выполнение программу, надо было набрать имя файла этой программы, а команда

copy c: /temp/referat.txt d: /docs/

производила копирование текстового файла referat.txt из директории temp на диске с: в директорию docs на диске d:.

Работать с такой операционной системой было не очень удобно, во-первых, набирать команды на клавиатуре не очень производительно, а во-вторых, помнить наизусть все команды было непросто. Поэтому с развитием компьютерной техники, когда вычислительные мощности и производительность процессоров достигли определённого уровня, появилась возможность разработать графический интерфейс. Для графического интерфейса характерно представление файлов и директорий в виде небольших изображений, а работа с ними производится с помощью устройства ввода, называемым мышью.

Практически все современные операционные системы в качестве интерфейса с пользователем используют графическое представление информации, хотя и сохраняют возможность работы с командной строкой. Наиболее распространённой операционной системой в настоящее время является ОС Microsoft Windows. Она имеет графический интерфейс, хотя и предусмотрена возможность работы с командной строкой. Напротив, операционная система Linux ориентирована на работу с командной строкой, хотя в последнее время, имеет возможность в случае необходимости работать и с графическим интерфейсом.

Кроме рассмотренных ОС имеется множество других, например, Unix, Mac OS, FreeBSD, Solaris и т.д.

Одной из важнейших характеристик операционной системы является наличие так называемой многозадачности. Первые операционные системы не обладали многозадачностью, т.е. запущенная на выполнение программа целиком захватывала все ресурсы компьютера и пока она не заканчивала работу, нельзя было запустить на выполнение другую программу. Современные операционные системы являются многозадачными, т.е. в них можно запустить на выполнение одновременно несколько программ, которые будут работать независимо друг от друга. Многозадачность осуществляется в основном программными средствами, но в последнее время всё большее распространение получают компьютеры, в которых находятся более одного процессора. В таких компьютерах одна программа может выполняться на одном процессоре, а другая на другом.

Контрольные вопросы.

1. Каковы основные функции компьютера?

2. Роль программ в работе компьютера?

3. На какие классы делятся программы для компьютера?

4. Какой была первая операционная система?

5. Какие принципы заложены в организацию файловой системы?

6. Каким был интерфейс первой операционной системы?

7. Каков интерфейс большинства современных операционных систем?

8. В чём заключается принцип работы графического интерфейса операционной системы?

9. В чём заключается принцип многозадачности в операционных системах?

Лекция 3 (2 часа).

Основы работы с операционной системой Windows. Работа с папками и файлами с использованием системы окон «Мой компьютер» и программы «Проводник».