Информатика. Учебник.   Соболь Б.В. и др.

Содержание

Предисловие......................................................................................... 3

Список сокращений.............................................................................. 5

1. Информация, информатика, информационные технологии............ 9

1.1. Информация............................................................................. 10

1.1.1.  Понятие информации.......................................................... 10

1.1.2.  Свойства информации......................................................... 12

1.1.3.  Понятие количества информации........................................ 13

1.1.4.  Информационные процессы.................................................. 15

1.1.5.  Информация в жизни человечества...................................... 16 

1.2. Предмет и структура информатики.............................................. 18

1.3. Представление (кодирование) данных.......................................... 23 

1.3.1.  Представление чисел в двоичном коде.................................. 24

1.3.2.  Представление символьных и текстовых данных

в двоичном коде................................................................... 36

1.3.3.  Представление звуковых данных в двоичном коде................. 40

1.3.4.  Представление графических данных в двоичном коде............ 43

1.3.5.  Понятие сжатия информации............................................. 44 

1.4. Структуры данных...................................................................... 45

1.5. Хранение данных........................................................................ 47

1.6. Математические основы информатики................................... 49 

1.6.1. Алгебра высказываний (булева алгебра)................................. 49

1.6.2. Элементы теории множеств............................................... 55

1.6.3. Элементы теории графов..................................................... 57

2. Технические средства реализации информационных процессов .. 62

2.1.     Представление информации в технических устройствах................ 62

2.2.     Базовая система элементов компьютерных систем........................ 64

2.3.     Функциональные узлы компьютерных систем............................... 66 

2.3.1.    Элемент памяти.................................................................. 66

2.3.2.    Регистры............................................................................. 68

2.3.3.    Устройства обработки информации................................... 69 

2.4.     Принцип автоматической обработки информации вычислительным устройством..... 70

2.5.     Поколения цифровых устройств обработки информации.............. 73

2.6.     Архитектуры вычислительных систем сосредоточенной обработки информации...... 78

2 6.1. Архитектуры с фиксированным набором устройств........... 78

2.6.2.  Вычислительные системы с открытой архитектурой......... 80

2.6.3.  Архитектуры многопроцессорных вычислительных систем.. 83

2 6.4. Классификация компьютеров по сферам применения............ 86

2.7. Функциональная организация персонального компьютера............. 89

2.7.1. Центральный процессор....................................................... 89

2.7.2.   Оперативное запоминающее устройство............................ 93

2.7.3.   Внутренние шины передачи информации.............................. 95

2.7.4.   Внешние запоминающие устройства.................................... 97

2.7.5.   Внешние устройства.......................................................... 102

2.8. Перспективы развития технических средств обработки

информации............................................................................ 116

3. Системное программное обеспечение......................................... 117

3.1.      Базовое программное обеспечение............................................ 118

3.2.      Операционные системы......................................................... 120 

3.2.1.  Назначение операционной системы..................................... 120

3.2.2.  Виды операционных систем................................................ 124

3.2.3.  Базовые понятия операционных систем............................. 126

3.2.4.  Процессы и потоки............................................................ 129

3.2.5.  Управление памятью.......................................................... 134

3.2.6.  Ввод-вывод......................................................................... 138

3.2.7.  Драйверы устройств.......................................................... 142

3.2.8.  Файловые системы............................................................. 146

3.2.9.  Рассмотрение конкретных операционных систем............... 154

3.3. Служебные программы............................................................. 167

4. Прикладное программное обеспечение....................................... 182

4.1. Классификация прикладного программного обеспечения........... 182

4.1.1.  Прикладное программное обеспечение общего назначения... 182

4.1.2.  Прикладное программное обеспечение специального назначения ..186

4.2. Текстовые редакторы, процессоры............................................ 187

4.2.1.   Программа Блокнот (NotePad)........................................... 190

4.2.2.   Текстовый процессор WordPad.......................................... 194

4.2.3.   Текстовый процессор Word................................................ 198

4.3. Электронные таблицы............................................................ 210

4.3.1.   Общие сведения о табличном процессоре Excel................... 211

4.3.2.   Создание таблиц................................................................ 215

4.3.3.   Работа с формулами, диаграммами, списками................... 218

4.4. Основы информационных систем. Базы данных......................... 223

4.4.1.   Основные понятия............................................................. 223

4.4.2.   Классификация БД............................................................. 225

4.4.3.   Модели данных................................................................... 226

4.4.4.   Проектирование баз данных............................................... 229

4.4.5.   CASE- системы для разработки информационных сметем. 237

4.5. Системы компьютерной графики............................................... 239

4.5.1. Растровый редактор Paint................................................ 242

4.6.      Офисные интегрированные программные средства.................... 248

4.7.      Интегрированные пакеты математических расчетов.................... 251

5. Модели решения функциональных и вычислительных задач.... 257

5.1. Основные понятия.................................................................... 257

5.2.     Системный подход в моделировании систем.............................. 260

5.3.     Классификация видов моделирования........................................ 261

5.4.     Математические модели............................................................ 263 

5.4.1.   Построение математической модели системы.................. 263

5.4.2.   Примеры построения динамических моделей...................... 265

5.5. Информационные модели...................................................... 268

5.5.1.   Информационные объекты и связи..................................... 268

5.5.2.   Примеры информационных моделей................................... 269

5.6. Моделирование информационных процессов....................... 281

5.6.1.   Модели разработки программного обеспечения.................. 282

5.6.2.   Методы проектирования

программного обеспечения................................................. 284

5.7. Унифицированный язык моделирования UML............................ 285

5.7.1. Концептуальная модель UML.............................................. 286

5.7.2. Отношения в UML.............................................................. 288

5.7.3. Диаграммы......................................................................... 288

5.7.4. Инструментарий проектирования

программного обеспечения.................................................. 289

6. Основы алгоритмизации и технологии программирования........ 291

6.1.      Понятие алгоритма и его свойства.............................................. 291

6.2.      Способы описания алгоритмов.................................................. 293

6.3.      Основные алгоритмические конструкции................................... 296 

6.3.1.  Линейная алгоритмическая конструкция............................ 296

6.3.2.  Разветвляющаяся алгоритмическая конструкция............... 297

6.3.3.  Алгоритмическая конструкция «Цикл»............................... 301

6.3.4.  Рекурсивный алгоритм....................................................... 310 

6.4.      Простые типы данных: переменные и константы......................... 310

6.5.      Структурированные данные и алгоритмы их обработки.............. 312

6.6.      Языки программирования...................................................... 318 

6.6.1.  Понятие «язык программирования»................................... 319

6.6.2.  Компиляторы и интерпретаторы..................................... 320

6.6.3.  Системы программирования.............................................. 322

6.6.4.  Классификация и обзор языков программирования............. 323

6.7. Этапы подготовки и решения задач на компьютере..................... 336

7. Компьютерные сети..................................................................... 338

7.1.      Назначение и классификация компьютерных сетей...................... 338

7.2.      Типы сетей................................................................................ 340

7.3.      Топология сетей........................................................................ 341

7.4.      Сетевые компоненты................................................................. 346 

7.4.1. Сетевые кабели.................................................................. 346

7.4.2. Беспроводная среда............................................................ 348

7.4.3. Платы сетевого адаптера................................................. 349

7.5. Сетевые стандарты.................................................................... 351