Информатика как прикладная наука

Содержание

Слайд 2

Термин «Информатика» От франц.: Information – информация Automatique – автоматика Дословно:

Термин «Информатика»

От франц.: Information – информация
Automatique – автоматика
Дословно: «Информационная автоматика»
Англ.:

Сomputer science
СССР: Кибернетика
1978 – закрепление понятия «Информатика»
Слайд 3

Наука – это то, что связано с приобретением новых знаний об

Наука – это то, что связано с приобретением новых знаний об

окружающем мире. Технология – это то, что связано с реализацией этих знаний в процессе создания материальных и духовных ценностей

Наука и технология

Слайд 4

Информатика как прикладная наука Теоретическая основа информатики -математика и кибернетика (теория

Информатика как прикладная наука

Теоретическая основа информатики -математика и кибернетика (теория информации, теория

алгоритмов, математическая логика, комбинаторный анализ)
Материальная основа информатики - разделы физики, химии, электроники и радиотехники
Слайд 5

Разделы информатики: архитектура ЭВМ операционные системы теоретическое программирование теория баз данных

Разделы информатики:

архитектура ЭВМ
операционные системы
теоретическое программирование
теория баз данных
искусственный интеллект
информационные системы и т.д.

Слайд 6

Информатика – это наука, изучающая: свойства информации, способы представления, накопления, обработки

Информатика – это наука, изучающая:
свойства информации,
способы представления, накопления, обработки и передачи

информации с помощью технических средств.

Ядро информатики - информационные технологии

Слайд 7

Информационные технологии ИТ - это совокупность конкретных технических и программных средств,

Информационные технологии

ИТ - это совокупность конкретных технических и программных средств,

предназначенных для выполнения различных операций по обработке информации.
Центральное место в ИТ занимает компьютер.
Слайд 8

История развития вычислительной техники Счеты Суан-пан (соробан) Абак

История развития вычислительной техники

Счеты
Суан-пан (соробан) Абак

Слайд 9

Счеты XVII век: 1642г. Блез Паскаль – суммирующая машина 1653г. Лейбниц

Счеты
XVII век: 1642г. Блез Паскаль – суммирующая машина 1653г. Лейбниц –

1-й арифмометр (4 опер.)
XIХ век:
- мех. арифометр Чебышева
- мех. арифмометр Чарльза Беббиджа (Англия)
- перфокарточное выч. устройство (Герман Холлерит, США)

XVII век:
1642г. Блез Паскаль (фр.)
суммирующая машина

167?г. Лейбниц – 1-й арифмометр (4 опер.)

История развития вычислительной техники

Слайд 10

Счеты XVII век: 1642г. Блез Паскаль – суммирующая машина 1653г. Лейбниц

Счеты
XVII век: 1642г. Блез Паскаль – суммирующая машина 1653г. Лейбниц –

1-й арифмометр (4 опер.)
XIХ век:
- мех. арифометр Чебышева
- мех. арифмометр Чарльза Беббиджа (Англия)
- перфокарточное выч. устройство (Герман Холлерит, США)

XIX век – Появление перфокарт
1802 г. – Жозеф Жаккар (фр.)

1836-1848гг. – Чарльз Беббидж
Первая в мире программируемая
вычислительная машина
(Ада Августа Лавлейс)

История развития вычислительной техники

Слайд 11

Счеты XVII век: 1642г. Блез Паскаль – суммирующая машина 1653г. Лейбниц

Счеты
XVII век: 1642г. Блез Паскаль – суммирующая машина 1653г. Лейбниц –

1-й арифмометр (4 опер.)
XIХ век:
- мех. арифометр Чебышева
- мех. арифмометр Чарльза Беббиджа (Англия)
- перфокарточное выч. устройство (Герман Холлерит, США)

XIX век - Герман Холлерит

История развития вычислительной техники

Слайд 12

История ЭВМ 1945г. - Джон Фон Нейман сформулировал и изложил принципы

История ЭВМ

1945г. - Джон Фон Нейман сформулировал и изложил принципы действия

ЭВМ (США)
1 поколение ЭВМ – ламповое
1946г. - 1-я ЭВМ ENIAC
(Дж. Мокли и Дж. Эккерт, США)
на ламповых триггерах
1949 - МЭСМ
1951г. - 1-я ЭВМ в России БЭСМ
(Лебедев С.А.)
Слайд 13

2 поколение ЭВМ - на транзисторах (50-е годы) (полупроводниковый триод) Транзистор

2 поколение ЭВМ - на транзисторах (50-е годы) (полупроводниковый триод)
Транзистор =

Уильям Шокли
1952г. - БЭСМ-6
(серийно до 1981г.)

История ЭВМ

Слайд 14

3 поколение ЭВМ - на базе ИС (конец 60-х годов) IBM-360

3 поколение ЭВМ - на базе ИС (конец 60-х годов)
IBM-360

(370) США, ЭВМ Россия

4 поколение ЭВМ - на базе БИС (конец 70-х годов)
- создание микро- и мини-ЭВМ на БИС

Интегральная схема = Джек Килби и Роберт Нойс

История ЭВМ

Слайд 15

1977г. – ПК фирмы Apple (Стив Возняк, Стив Джобс) 12 августа

1977г. – ПК фирмы Apple (Стив Возняк, Стив Джобс)
12 августа 1981

г. - День рождения ПК
типа IBM PC
1964г. – первая мышь
(Дуглас Карл Энгельбарт)

ПК

Слайд 16

Понятие информации 5 компонентов: 1) материальный носитель информации 2) источник информации

Понятие информации

5 компонентов:
1) материальный носитель информации
2) источник информации
3) передатчик информации
4) приемник

информации
5) каналы связи между источником и приемником

Информация – это первичное и неопределяемое в рамках науки понятие.
Информация (в законодательстве РФ) – это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления.

Слайд 17

Единицы измерения информации 1 байт (б) = 8 бит 1 килобайт

Единицы измерения информации

1 байт (б) = 8 бит
1 килобайт (кб) =

1024 б
1 мегабайт (мб) = 1024 кб
1 гигабайт (гб) = 1024 мб
1 терабайт (тб) = 1024 гб
1 петабайт (пб) = 1024 тб

Представление информации в ПК

Двоичная система: 0 и 1 (бит - один двоичный разряд в двоичной системе счисления)

Слайд 18

Состав ПК

Состав ПК

Слайд 19

Состав ПК Программные средства или: - Программное обеспечение (ПО), - Software

Состав ПК

Программные средства или: - Программное обеспечение (ПО), - Software

(или Soft)

Аппаратные средства или: - Аппаратное обеспечение (АО), - Hardware (или Hard), - «железо»

PC = Hard + Soft
ПК = АО + ПО

Слайд 20

Аппаратные средства Системный блок: Электронные устройства, управляющие работой компьютера: центральный процессор,

Аппаратные средства

Системный блок:
Электронные устройства, управляющие работой компьютера: центральный процессор, основная память

(ОЗУ и ПЗУ), контроллеры, шины и пр.
Устройства долговременной памяти (накопители информации - ВЗУ)
Блок питания
Монитор
Клавиатура
Доп. устройства (мышь, принтер, сканер, модем, звуковые колонки и пр.)
Слайд 21

Накопители (ВЗУ) – энергонезависимые запоминающие устройства Стационарные Переносные

Накопители (ВЗУ) – энергонезависимые запоминающие устройства

Стационарные

Переносные

Слайд 22

Программные средства

Программные средства

Слайд 23

Операционная система (ОС) - это комплекс программ, который автоматически загружается при

Операционная система (ОС) - это комплекс программ, который автоматически загружается при

включении ПК.

Основное назначение ОС:
1) организация диалога пользователя с ПК (интерфейс пользователя),
2) управление распределением памяти,
3) управление работой аппаратных средств.

Слайд 24

Объекты ОС Windows Рабочий стол Панель задач кнопка Пуск диски, папки,

Объекты ОС Windows

Рабочий стол
Панель задач
кнопка Пуск
диски, папки, файлы, принтеры и т.д.
ярлыки
У

каждого объекта есть свое контекстное меню, которое вызывается правой кнопкой мыши
Слайд 25

Файловая система (ФС) - определяет способ хранения информации в памяти ПК.

Файловая система (ФС) - определяет способ хранения информации в памяти ПК.

Элементы

ФС:
Диски (внешние запоминающие устройства, ВЗУ)
Папки (каталоги)
Файлы
Слайд 26

Файлы Имя файла состоит из 3 частей: Имя . Расширение имени

Файлы

Имя файла состоит из 3 частей:
Имя . Расширение имени
Например, Отчет.doc

Файл –

это поименованная совокупность байтов, которая хранится на ВЗУ.
Характеристики файла:
1) имя файла
2) объем файла
3) дата создания файла
4) тип файла
5) автор создания
Слайд 27

Полное имя файла: Н:\Письма\Служебные\Заявление.txt Файловая система имеет древовидную (иерархическую) структуру

Полное имя файла: Н:\Письма\Служебные\Заявление.txt

Файловая система имеет древовидную (иерархическую) структуру

Слайд 28

Понятие интерфейса Интерфейс - совокупность средств, при помощи которых пользователь общается

Понятие интерфейса

Интерфейс - совокупность средств, при помощи которых пользователь общается с

различными устройствами.
Интерфейс командной строки
Графический интерфейс
Диалоговый интерфейс и др.
Слайд 29

Технологии обмена данными в среде ОС Windows Простое копирование с помощью

Технологии обмена данными в среде ОС Windows

Простое копирование с помощью Буфера обмена

(Clipboard)
Технология связывания (DDE – Dynamic Data Exchange)
Технология внедрения (OLE – Object Linking and Embedding)
Слайд 30

Семейство прикладных программ MS Office

Семейство прикладных программ MS Office

Слайд 31

День рождения фирмы Microsoft – 5 сентября 1975 г. Основатели – Билл Гейтс и Поль Аллен

День рождения фирмы Microsoft – 5 сентября 1975 г.
Основатели – Билл Гейтс

и Поль Аллен
Слайд 32

Назначение MS Office - автоматизация делопроизводства Делопроизводство - это некоторая обработка

Назначение MS Office - автоматизация делопроизводства

Делопроизводство - это некоторая обработка информации:
-

тексты (деловая проза)
- наборы числовых данных (таблицы)
- графические образы (деловая графика)
- бланки (формы)
Слайд 33

Делопроизводство в офисе связано с конкретными функциями: - бухгалтерский учет -

Делопроизводство в офисе связано с конкретными функциями:
- бухгалтерский учет
- планирование

- управление кадрами и др.

В Office нет специализированных программ для отдельных функций.

В MS Office реализованы:
- базовые информационные структуры для любого делопроизводства
- универсальные надежные средства для работы с ними

Слайд 34

Документы MS Office Единица хранения данных в ОС – файл, в

Документы MS Office

Единица хранения данных в ОС – файл,
в MS

Office - документ
Каждый документ - один файл
Документы классифицируются по типам в зависимости от того, какого сорта информация в них хранится
Документы разных типов обрабатываются разными приложениями
Каждый документ имеет свойства
Слайд 35

Обзор Документы конкретных типов могут иметь внутреннюю структуру OLE-технология позволяет внутрь

Обзор

Документы конкретных типов могут иметь внутреннюю структуру
OLE-технология позволяет внутрь документа одного

типа внедрить объект другого типа и обрабатывать его средствами приложения-источника
Внутрь документа любого типа могут быть вставлены гиперссылки на другие документы или части документа
Приложения MS Office позволяют конвертировать документы в различные форматы
Слайд 36

Поиск информации в сети Интернет

Поиск информации в сети Интернет

Слайд 37

Интернет (Internet) День рождения – 2 января 1969 года. Интернет –

Интернет (Internet)

День рождения – 2 января 1969 года.

Интернет – глобальная компьютерная

сеть, объединяющая различные сети и отдельные ПК.
Слайд 38

Основные понятия Web (WWW) - система документов, включающих текстовую и графическую

Основные понятия

Web (WWW) - система документов, включающих текстовую и графическую информацию,

размещенных на узлах Интернета и связанных между собой гиперссылками
Страница Web - это документ в формате HTML, содержащий ссылки на другие страницы
Обозреватель (browser) - программа, которая интерпретирует содержимое файлов на языке HTML в сети Web и отображает их для пользователя
Слайд 39

Поисковая система - веб-сайт, предоставляющий возможность поиска информации в Интернете. Поисковая

Поисковая система - веб-сайт, предоставляющий возможность поиска информации в Интернете.

Поисковая система

характеризуется:

Математическим аппаратом представления и поиска информации
Методами и средствами структурирования информационных запросов
Критериями выдачи информации
Стратегией поиска и организации массивов

Слайд 40

Функции поисковой системы Формирование поискового массива из информационного массива Интернета (индексация

Функции поисковой системы

Формирование поискового массива из информационного массива Интернета (индексация – процесс

занесения объектов поиска в поисковую систему)
Поиск информации – выбор из поискового массива тех документов, содержание которых соответствует запросу пользователя
Представление результата поиска для пользователя
Корректировка запроса, уточнение
Слайд 41

Определение цели поиска и общего смысла запроса Отбор поисковых систем Выбор

Определение цели поиска и общего смысла запроса
Отбор поисковых систем
Выбор ключевых слов

и составление запроса к поисковым системам (необходимо представить себе, как может выглядеть искомая информация)
Выполнение запроса
Анализ полученных результатов
Сужение области поиска (уточнение запроса)

Технология поиска информации

Слайд 42

Максимально сузить область поиска или найти ресурсы, посвященные более узкой теме

Максимально сузить область поиска или найти ресурсы, посвященные более узкой теме
Использовать

несколько поисковых машин
Вести коллекцию ссылок, избранное (четкое название, иерархия)
Не писать большими буквами (не все поисковики «любят» – искл. слова с маленькими - yandex)
Использовать язык поисковых запросов (изучить)

Советы

Слайд 43

Советы

Советы

Слайд 44

Системы счисления

Системы счисления

Слайд 45

Архитектура ЭВМ (Джон фон Нейман) Внешняя память Устройство управления Арифметико-логическое устройство Устройства ввода Устройства вывода Аккумулятор

Архитектура ЭВМ (Джон фон Нейман)

Внешняя память

Устройство управления

Арифметико-логическое устройство

Устройства ввода

Устройства вывода

Аккумулятор

Слайд 46

Архитектура Дж. фон Неймана Арифметико-логическое устройство – предназначено для выполнения арифметических

Архитектура Дж. фон Неймана

Арифметико-логическое устройство – предназначено для выполнения арифметических и

логических операций.
Устройство управления – отвечает за процесс управления программой
Оперативная память – для временного хранения информации (множество занумерованных ячеек, в которых хранятся данные и инструкции программы).
Внешние устройства – устройства ввода-вывода информации.
Работа:
1) с ВУ в ОЗУ вводится программа (набор команд);
2) УУ считывает из ОЗУ введенные данные и выполняет инструкции.
Архитектура современных компьютеров отличается, но в общем виде соответствует принципам фон Неймана.
Слайд 47

Принципы Джона фон Неймана 1. Принцип использования двоичной системы счисления для

Принципы Джона фон Неймана

1. Принцип использования двоичной системы счисления для представления

данных и команд
2. Принцип программного управления
- программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.
3. Принцип однородности памяти - команды представляются в числовой форме и хранятся в той же ОП, что и данные для вычислений; - команды можно посылать в АЛУ и преобразовывать, как обычные числа, что позволяет создавать программы, способные в процессе вычислений менять самих себя.
4. Принцип адресности
- основная память состоит из перенумерованных ячеек;
- процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка;
- в процессе выполнения программ возможен доступ к значениям, запомненным в поименованных областях памяти.
Слайд 48

Двоичная система: 0 и 1 (бит) для кодирования текстовых данных Таблица

Двоичная система: 0 и 1 (бит) для кодирования текстовых данных

Таблица кодирования

символов ASCII (стандартный код информационного обмена США): 256 комбинаций. Любой символ представляется как 1 байт = 8 бит
Таблица кодирования символов UNICODE (универсальная система кодирования): 65536 комбинаций Любой символ представляется как слово = 2 байтам = 16 бит
Слайд 49

Понятие системы счисления Опр.1. Система счисления (СС) - это код, в

Понятие системы счисления

Опр.1. Система счисления (СС) - это код, в

котором используют специальные символы для обозначения количества каких-либо объектов.
Опр.2. Система счисления - это способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков.
Любая СС характеризуется 2 параметрами:
1 - алфавит
2 - основание (количество символов, используемых для изображения цифр в данной системе)
Слайд 50

Виды систем счисления Непозиционные Позиционные величина, которую обозначает цифра, не зависит

Виды систем счисления

Непозиционные

Позиционные

величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в

числе

одна и та же цифра в записи числа имеет разные значения в зависимости от места (разряда), где она расположена

Смешанные

Слайд 51

Смешанные системы счисления Наиболее известным примером смешанной системы счисления являются представление

Смешанные системы счисления

Наиболее известным примером смешанной системы счисления являются представление времени

в виде количества суток, часов, минут и секунд. При этом величина
d дней h часов m минут s секунд
соответствует значению
секунд.
Слайд 52

Непозиционные СС: Римские цифры - в качестве цифр используются латинские буквы:

Непозиционные СС: Римские цифры - в качестве цифр используются латинские буквы: I

обозначает 1, V — 5, X — 10, XXI = 10+10+1=21 L — 50, C — 100, D — 500, M — 1000

Примеры систем счисления

Слайд 53

Позиционные СС: «10» СС: символы 0, 1, 2, 3, 4, 5,

Позиционные СС: «10» СС: символы 0, 1, 2, 3, 4, 5,

6, 7, 8, 9 «2» СС: символы 0, 1 «8» СС: символы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 «16» СС: символы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Примеры систем счисления

Слайд 54

Понятие веса разряда Например, десятичное число 542 : = 5*100 +

Понятие веса разряда

Например, десятичное число 542 : = 5*100 + 4*10

+ 2 = 5*102 + 4*101 + 2*100
Любое целое десятичное число можно представить:
Слайд 55

Обобщенная формула для целых чисел: Каждая позиционная СС (b-ричная СС) определяется

Обобщенная формула для целых чисел:

Каждая позиционная СС (b-ричная СС) определяется некоторым

числом b>1 (основание СС), таким, что b единиц в каждом разряде объединяется в одну единицу следующего по старшинству разряда.

0 ≤ di < b

Слайд 56

Преобразование целых чисел из «10» системы в любую другую: 1. Исходное

Преобразование целых чисел из «10» системы в любую другую:

1. Исходное десятичное число

N делим нацело на основание b выбранной системы счисления; остаток запоминаем.
2. Полученное частное делим нацело на b; остаток запоминаем и т.д.
3. Процесс останавливается, когда частное станет = 0
4. Все остатки записываем в обратном порядке (в соответствии с весами их разрядов).
Слайд 57

Пример преобразования целого числа из «10» в «2», «8», «16» системы:

Пример преобразования целого числа из «10» в «2», «8», «16» системы:

3710 =

?2
1) 37:2 = 18 ост=1 (это число соответствует разряду с весом 0 )
2) 18:2 = 9 ост=0 (это число соответствует разряду с весом 1 )
3) 9:2 = 4 ост=1 (это число соответствует разряду с весом 2 )
4) 4:2 = 2 ост=0 (это число соответствует разряду с весом 3 )
5) 2:2 = 1 ост=0 (это число соответствует разряду с весом 4 )
6) 1:2 = 0 ост=1 (это число соответствует разряду с весом 5 )
получаем 3710 = 1001012
Слайд 58

Другая форма записи преобразования целого числа из «10» в другую СС:

Другая форма записи преобразования целого числа из «10» в другую СС:

3710

= ?2

37

36

1

18

18

0

9

8

1

4

4

0

2

2

1

0

0

0

1

Получаем 3710 = 1001012

Слайд 59

3710 = ?8 1) 37:8 = 4 ост=5 2) 4:8 =

3710 = ?8
1) 37:8 = 4 ост=5
2) 4:8 = 0

ост=4
получаем 3710 = 458

3710 = ?16
1) 37:16 = 2 ост=5
2) 2:16 = 0 ост=2
получаем 3710 = 2516

3710 = 1001012 = 458 = 2516

Слайд 60

Обратное преобразование числа из любой СС в «10»: В исходном числе

Обратное преобразование числа из любой СС в «10»:

В исходном числе любой

СС пронумеровать разряды (справа налево, начиная с «0»)
Используя обобщенную формулу, вычислить искомое десятичное число
Слайд 61

Пример обратного преобразования целого числа из «2», «8», «16» в «10»

Пример обратного преобразования целого числа из «2», «8», «16» в «10» систему:

1.25 + 0 .24 + 0 .23 + 1.22 + 0 .21 + 1.20 = 32 + 4 + 1 = 3710
4.81 + 5 .80 = 32 + 5 = 3710
2.161 + 5 .160 = 32 + 5 = 3710

Разряды
5 4 3 2 1 0

Разряды
1 0

Разряды
1 0

1001012 =

458 =

2516 =

Слайд 62

Представление чисел в различных СС Каждый 8-й или 16-й символ может

Представление чисел в различных СС

Каждый 8-й или 16-й символ может быть

представлен единственным сочетанием четырех бит
Слайд 63

Преобразование из «2» в «16» - разбить двоичное число на тетрады

Преобразование из «2» в «16»

- разбить двоичное число на тетрады

(по 4 бита), начиная с младшего правого бита,
- недостающие элементы в старшей тетраде дополнить нулями, - заменить каждую тетраду эквивалентным 16-м символом.
2-е число: 10011101101110001110
16-е число: 9 D B 8 E
Слайд 64

Преобразование из «2» в «8» - разбить двоичное число на триады

Преобразование из «2» в «8»

- разбить двоичное число на триады

(по 3 бита), начиная с младшего правого бита, - недостающие элементы в старшей триаде дополнить нулями, - заменить каждую триаду эквивалентным 8-м символом.
2-е число: 10011101101110001110
010 011 101 101 110 001 110
8-е число: 2 3 5 5 6 1 6
Слайд 65

Обобщенная формула для рациональных чисел: i = 0 n-1 М =

Обобщенная формула для рациональных чисел:

i = 0

n-1

М = ∑ di.bi+ ∑ ck.b-k

0

≤ di < b

k = 1


0 ≤ ck < b

Рациональное число должно быть представимо в виде:
, где q и m – целые числа

Слайд 66

Перевод рациональных чисел из любой СС в «10» Отбросить целую часть

Перевод рациональных чисел из любой СС в «10»

Отбросить целую часть и

перевести ее в «10» по обобщенной формуле для целых чисел
Дробную часть разложить на разряды
Перевести дробную часть в «10», используя обобщенную формулу для рациональных чисел
Сложить целую и дробную части в «10»
Слайд 67

Пример перевода дробного числа из «2» в «10» 1100,0112 = ?10

Пример перевода дробного числа из «2» в «10»

1100,0112 = ?10
11002 =
0,0112

=
Получаем: 1100,0112 = 12,37510

0*2-1 + 1*2-2 + 1*2-3 = = 0 + 0,25 + 0,125 = 0,37510

1*23 + 1*22 + 0*21 + 0*20 = 1210

Слайд 68

Перевод дробной части из «10» в любую СС Отбросить целую часть

Перевод дробной части из «10» в любую СС

Отбросить целую часть
Получившееся число умножить

на основание СС
Записать получившуюся целую часть и снова отбросить ее
Повторять умножение до обнуления дробной части

Исходную целую часть числа в «10» перевести в данную СС делением. Результат дописать к дробной части.

Слайд 69

Пример перевода рациональных чисел из «10» в «2» 103,62510 = ?2

Пример перевода рациональных чисел из «10» в «2»

103,62510 = ?2
1) Переводим целую

часть: 10310=11001112
2) Отбрасываем 103. Умножаем 0,625 на 2:
Целая часть Дробная часть
0,625*2 = 1,25 1 0,250
0,250*2 = 0,5 0 0,500
0,500*2 = 1 1 0,000
3) Записываем целые части в прямом порядке
4) Получаем 103,62510 = 1100111,1012
Дома попробовать: 0,62610=?2
Слайд 70

Таблица истинности логических схем на основе двоичной системы 1) для схемы логического отрицания NOT:

Таблица истинности логических схем на основе двоичной системы
1) для схемы логического

отрицания NOT:
Слайд 71

2) для схемы логического умножения AND (конъюнкция): Таблица истинности логических схем

2) для схемы логического умножения AND (конъюнкция):

Таблица истинности логических схем