Методическая разработка к лекционным

методическая разработка

к лекционным занятиям для 1 курса

По предмету: Информатика

Глава 1. Введение в информатику

§1.1 Предмет информатики

Информатика – это наука о методах создания, хранения, обработки и передачи информации с по-мощью технических средств. Термин информатика (от французского informatique) образована путем слияния начало слова information (информация) и конца слова automatique (автоматика), что означает «автоматизированная переработка информации». В англоязычных странах применяют другой термин «Com-puter science» - компьютерная наука.

Информатика как прикладная дисциплина занимается:

• 
  изучением закономерностей в информационных процессах;
  
• 
  созданием информационных моделей коммуникаций;
  
• 
  разработкой информационных систем и технологии переработки информации.
  

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средства преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем:

• 
  исследование информационных процессов;
  
• 
  разработка новой технологий переработки информации;
  
• 
  решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и пользования компьютерной техники и информационной технологии.
  

Центральное место в информатике занимает компьютер и новая информационная технология.

Компьютер – это универсальное техническое устройство, предназначенный для автоматизации создания, хранения и обработки информации. Слово «компьютер» (computer) означает «вычислитель». Это связано с тем, что первые компьютеры создавались как устройство для вычислений. Современные компьютеры не только вычисляют числовые расчеты, но и обрабатывают все виды информации (числовые, текстовые, графические, звуковые, аудио, видео и анимация), т.е. подготавливают к печати документы, создают рисунки и воспроизводят музыку.

Новая информационная технология – это совокупность конкретных технических и программных средств, с помощью которого выполняется разнообразные операции по обработке информации во всех сферах жизни. Термин технология (от греческого techne) определяется как совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, осуществляемых в процессе производства конечной продукции. Для информационной технологии характерной особенностью является то, что исходным сырьем и конечной продукцией является информация. Составляющими информационной технологии являются аппаратное и программное обеспечение компьютера.
computer science

Hardware

Software

компьютеры

IBM PS

компьютеры

Macintosh

системное программное обеспечение

прикладное

программное обеспечение

системы

програм-

мирования
Рис.1.1 Аппаратное и программное обеспечение персонального компьютера
Аппаратное обеспечение (hardware) – это компьютер и периферийные дополнительные устройства.

В нашем курсе мы изучаем компьютеров IBM PC (International Business Machines Personal Computer - персональный компьютер корпорации IBM). Именно эти компьютеры приобрели массовое распространение в мире, и почти всюду придется иметь дело с ними.

Однако существуют и другие персональные компьютеры. В первых, кроме корпорации IBM, компьютеров этого типа выпускают сотни производителей во всем мире (в том числе, и в Казахстане). В мировом рынке парк компьютеров типа IBM PC составляют более 90%. Во вторых, созданы множество разновидностей персональных компьютеров этого типа, которые различаются между собой производительностью, емкостью оперативной и внешней памяти, и рядом функциональных возможностей. В третьих, существуют персональные компьютеры Macintosh корпорации Apple Computer Inc, которые создают серьезную конкуренцию. Хотя они не совместимые¹ с компьютерами типа IBM PC, в мировом рынке компьютеры технологии – Apple составляют более 10% (Power Macintosh, Performa).

Персональные компьютеры могут работать с множеством дополнительных устройств, которые также относятся к аппаратуре – мышью, принтером, сканером, плоттером и. т. д.

название компьютера	корпорация, разработавшая компьютера	платформа микропроцессора	объем на рынке(%)
IBM PC	IBM	Intel	90
Macintosh	Apple	Motorola	10

Рис 1.2. Распределение компьютера по объему на рынке.
Программное обеспечение (software) – это совокупность программ для компьютера. Компьютерные программы по функциональному назначению делятся на следующие виды:

• 
  системное программное обеспечение (system software);
  
• 
  прикладное программное обеспечение (application software);
  
• 
  системы программирования (programming system).
  

Прикладные программы обеспечивают выполнение необходимых пользователям работ: редактирования текста, рисование, воспроизведение музыки, обработку базы данных и др.

Системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например: создание копий используемой информации или проверку работоспособность устройств компьютера. Особую роль среди всех системных программ играет операционная система – программа, управляющая компьютером, запускающая все прикладные программы и выполняющая для них различные сервисные функции;

Системы программирования обеспечивают создание новых прикладных программ для компьютера.
§1.2 Классификация системных и прикладных программ
К системным программам относятся:

• 
  операционные системы;
  
• 
  оболочки операционных систем;
  
• 
  утилиты;
  
• 
  драйверы;
  
• 
  антивирусы;
  
• 
  архиваторы.
  

Среди всех системных программ особое место занимают операционные системы.

Операционная система – это комплекс программ, загружаемая в оперативной памяти компьютера при его включении. Она организует диалог с пользователем, дает возможность доступа к ресурсам компьютера и управляет выполнением остальных программ. В настоящее время для персональных компьютеров имеются следующие операционные системы: MS DOS (Microsoft), Windows (Microsoft), MacOS (Apple), LINUX (Richard Stolman) и т.д.

На компьютерах, используемые как серверы локальных сетей применяются операционные системы Net Ware (Novell), Windows NT Server (Microsoft), LAN Server Advanced (IBM). Иногда применяются различные версии операционных систем UNIX (Bell Labs, AT&T).

Оболочки операционных систем обеспечивают более удобный и наглядный интерфейс по сравнению с реализуемой операционной системой. С помощью программ-оболочек выполняются операции с файловой системой компьютера. Они существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых команд операционных систем, а также предлагают пользователю дополнительные услуги. На персональных компьютерах широко используются программы оболочки Norton Commander (Semantec), Windows-3.x (Microsoft).

Утилиты (utilities) – представляют пользователю вспомогательные средства обслуживания компьютера. Они выполняют необходимые проверки программного и аппаратного обеспечения и выдают собранную информацию в удобном наглядном виде. Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одной функции обслуживания, и многофункциональные комплекты утилит. В настоящее время часто используется Norton Utilities (Semantec) в среде DOS и Windows.

Драйверы (drivers) – это программы, которые дополняют операционных систем, обеспечивая обслуживания периферийных устройств. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы или устанавливаются контроллерами. Например, драйвер клавиатуры ru.com переключают с латинского алфавита на русскую и обратно.

Большинство операционные системы содержат драйверы в комплекте своей поставки, например Windows, и программы установки операционных систем устанавливает те драйверы, которые нужны для поддержки устройств.

Антивирусы предназначены для защиты данных от разрушения компьютерных вирусов и ликвидации последствий заражения. Среди антивирусных программ наиболее популярны AIDSTEST, Dr.Web и Adinf входящие в состав комплекта АО «Диалог-Наука» (И.Данилов), AVP – Anti Viral Toolkit PRO (Е.Касперский) и Norton AntiVirus (Semantec). Анти-вирусные программы работают на разных наборах вирусов, и дублирования проверки не происходит, поэтому для надежности используют их совместно.

Архиваторы используются для создания копии файлов меньшего размера и объединения копии нескольких файлов в один архивный файл. Они за счет применения специальных методов сжатия информации создают архивные файлы. Среди большого числа известных программ-архиваторов в настоящее время наиболее часто используется ARJ (Robert Jung), WinRar (Eugene Roshal), LH (Haruyasi Yoshizaki) и др. Они отличаются друг от друга степенью сжатия информации, скоростью работы и методами упаковки.

К прикладным программам относятся:

• 
  текстовые редакторы и процессоры;
  

• 
  графические процессоры;
  

• 
  табличные процессоры;
  

• 
  системы управления базами данных;
  

• 
  пакеты прикладных программ (системы автоматизированного проектирования, обучающие системы, WEB - броузеры, интегрированные системы делопроизводства, программы - переводчики, программы распознавания символов, мультимедиа-энциклопедии, электронные справочники, экспортные системы, виртуальные музеи, компьютерные игры).
  

Текстовые редакторы и процессоры представляют собой программы, предназначенные для подготовки документов (писем, рефератов, научных статьей) с помощью компьютера. Текстовые редакторы и процессоры условно делятся на следующие группы:

- Текстовые редакторы, предназначенные для ввода и редактирования текстовых данных, не требующих форматирования. Они позволяют использовать различные шрифты символов, делать сноски, автоматически нумеруют страницы и т.п. примерами редакторов подготовки текстов являются NEditor (Semantec), Lexicon (Веселов Е.Н., Микроинформ), MultiEdit (American Cybernetics) и др.

- Текстовые редакторы, предназначенные для подготовки научные статьей. К данной группе можно отнести ChiWriter (Cay Horstmann), Т_ЕХ (Donald E. Knuth) и LaTeX (Leslie Lamport), которые отличаются широкими возможностями по подготовке документов с математическими и химическими формулами.

- Текстовые процессоры, предназначенные для подготовки текстовых документов с большим набором шрифтов и управляемым размером букв. Они обеспечивают взаимодействия текста, графики, формулы и средств автоматизации делопроизводства. В настоящее время в Казахстане наибольшее распространение имеет Word (Microsoft).

- Редакторы HTML, предназначенные для создания и редактирования Web-страниц в Internet. Примером Web-редактора является Front Page Express (Microsoft).

Графические процессоры предназначены для создания и обработки графических изображений. Они различаются на следующие группы:

- растровые графические процессоры;

- векторные графические процессоры;

- процессоры трехмерной графики.

Растровые графические процессоры применяются в тех случаях, когда графический объект представлен в виде комбинации точек и обладающих свойствами яркости и цвета. Их применяют для обработки фотографических изображений, создания фотоэффектов и коллажей. Примерами растровых процессоров являются PhotoShop (Adobe), Painter (Fractal Design) и FreeHand (Marco Media).

Векторные графические процессоры отличаются от растровых способом представления данных об изображений. Элементарным объектом является линия. Каждая линия рассматривается как математическая кривая и представляется формулой. Векторные процессоры удобны для создания изображений и поэтому широко применяются в рекламах и оформлениях полиграфических изданий. Примерами векторных процессоров являются Draw (Corel) и Illustrator (Adobe).

Процессоры трехмерной графики (3D-редакторы) используются для создания трехмерной композиций и анимации в виртуальном пространстве. В этих трехмерных объектах сочетаются векторные и растровые способы формирования изображений. Трехмерная графика нашла широкое применение в таких областях, как инженерное проектирование и компьютерное моделирование. Примерами таких программ являются 3D Studio Max (Kinetex) и SoftImage 3D (Microsoft).

Табличные процессоры (spread sheet – электронные таблицы) представляют собой программные средства для хранения таблицы и их обработки. Особенностью электронных таблиц заключаются в возможности применения математические формулы и логические выражения для описания связи между значениями различных ячеек. Расчет по заданным формулам выполняются автоматически. Наиболее широкое применение электронные таблицы нашли в экономических и бухгалтерских расчетах. Наибольшей популярностью в Казахстане пользуются Excel (Microsoft) и SuperCalc (Computer Associates).

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами – базами данных. СУБД предоставляют возможности проведения анализа данных и их обработки. При необходимости разработки небольших информационных систем часто применяются Access (Microsoft) и FoxPro (Fox Software). Для создания больших многопользовательских информационных систем лучше подходят СУБД типа клиент – сервер. Удаленные компьютеры-клиенты, делают запросы на получение информации из базы данных компьютера-сервера. Среди таких СУБД широко используются Oracle (Oracle) и SQL Serwer (Microsoft).

Системы автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации проектно-конструкторские работы. Кроме чертежно-графических работ эти системы позволяют проводить расчеты и выбор конструктивных готовых элементов. Примером САПР является AutoCAD (AutoDesk).

Издательские системы позволяют автоматизировать процесса верстки полиграфических изданий. Издательские системы предназначены для оформления газет, журналов и книг. От текстовых процессоров издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействием текста с параметрами страницы. Обычно тексты набираются в текстовых процессорах, а затем оформляются издательскими системами. Наиболее часто используются PageMaker (Adobe) и QuarkXpress (Quark).

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухгалтерского учета и автоматической подготовки регулярных отчетов. В Казахстане широко используется российская программа 1С.Бухгалтерия (1С).

WEB-броузеры предназначены для просмотра электронных документов, выполненных в HTML-редакторах. Из WEB-броузеров наиболее широко используются Netscape Navigator (Netscape Communications) и Internet Explorer (Microsoft).

Интегрированные системы делопроизводства представляют собой офисные пакеты, которые объединяют текстовые редакторы, электронные таблицы и системы управления базами данных. К ним добавляются некоторые дополнительные приложения, такие как электронная почта, графический редактор и др. Самыми распространенными среди них является Microsoft Office for Windows, содержащий приложения Word, Excel, PowerPoint, Access, Schedule+, Office Binder и др.

Пакеты компьютерной математики используются в учебных заведениях как современный инструмент автоматизации математических вычислений. Применение пакета помогает учащимся лучше осмыслить теоретические и прикладные стороны математических дисциплин. Широко используются пакеты Mathcad (Math Soft Inc.) и Mathematica (Wolfram Research Inc.).

Программы переводчики позволяют переводить тексты с русского языка на английский язык и обратно. Примерами таких программ являются – Сократ (Арсеналь) и Prompt 2000 (Prompt Inc.).

Программы-словари - это электронные версии обычных словарей с некоторыми дополнительными возможностями. Примерами электронных словарей являются Лингво (Информатик) и KazWork (Iзет).

Программы распознавания символов позволяют вводить с помощью сканера тексты и фотографии. Примером такой программы является Fine Reader (Бит).

Мультимедиа-энциклопедии представляют собой толковые словари, справочники, виртуальные музеи, географические атласы, хронологии и т.д. Широко известны мультимедиа-энциклопедии Encyclopedia Britannica (www.Britannica.com), Microsoft Encarta и «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия» (www.km.ru). В настоящее время книжные издания известных энциклопедий вытесняются их электронными версиями на CD-ROM или в Сети Internet.

Отдельные категории прикладных программ представляет обучающие программы, электронные справочники, экспертные системы, компьютерные игры и др.