Слайд 1Информатика
как прикладная наука
Слайд 2Термин «Информатика»
От франц.: Information – информация
Automatique – автоматика
Дословно: «Информационная автоматика»
Англ.: Сomputer science
СССР: Кибернетика
1978 – закрепление понятия «Информатика»
Слайд 3Наука – 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 4Информатика
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 5Разделы информатики:
архитектура ЭВМ
операционные системы
теоретическое программирование
теория баз данных
искусственный интеллект
информационные системы и
т.д.
Слайд 6Информатика – это наука, изучающая:
свойства информации,
способы представления, накопления, обработки и
передачи информации с помощью технических средств.
Ядро информатики - информационные
технологии
Слайд 7Информационные технологии
ИТ - это совокупность конкретных технических и
программных средств, предназначенных для выполнения различных операций по обработке информации.
Центральное
место в ИТ занимает компьютер.
Слайд 8История развития
вычислительной техники
Счеты
Суан-пан (соробан)
Абак
Слайд 9Счеты
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 10Счеты
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 11Счеты
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 12История 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 132 поколение ЭВМ - на транзисторах (50-е годы)
(полупроводниковый триод)
Транзистор = Уильям Шокли
1952г. - БЭСМ-6
(серийно до 1981г.)
История ЭВМ
Слайд 143 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 151977г. – 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 16Понятие 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 17Единицы 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 19Состав 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 20Аппаратные 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 21Накопители (ВЗУ) –
энергонезависимые запоминающие устройства
Стационарные
Переносные
Слайд 23Операционная 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 24Объекты 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 25Файловая система (ФС) - определяет способ хранения информации в памяти
ПК.
Элементы ФС:
Диски (внешние запоминающие устройства, ВЗУ)
Папки (каталоги)
Файлы
Слайд 26Файлы
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 27Полное имя файла:
Н:\Письма\Служебные\Заявление.txt
Файловая система имеет древовидную (иерархическую) структуру
Слайд 28Понятие интерфейса
Интерфейс - совокупность средств, при помощи которых пользователь общается
с различными устройствами.
Интерфейс командной строки
Графический интерфейс
Диалоговый интерфейс и др.
Слайд 29Технологии 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 30Семейство прикладных программ MS Office
Слайд 31День рождения фирмы Microsoft –
5 сентября 1975 г.
Основатели – Билл
Гейтс и Поль Аллен
Слайд 32Назначение 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
- 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 34Документы 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 35Обзор
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 36Поиск информации
в сети Интернет
Слайд 37Интернет (Internet)
День рождения – 2 января 1969 года.
Интернет – глобальная
компьютерная сеть, объединяющая различные сети и отдельные ПК.
Слайд 38Основные 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 39Поисковая 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 40Функции 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 41Определение 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 42Максимально 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 45Архитектура ЭВМ (Джон фон Нейман)
Внешняя память
Устройство управления
Арифметико-логическое устройство
Устройства ввода
Устройства вывода
Аккумулятор
Слайд 46Архитектура 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 47Принципы 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 48Двоичная 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 49Понятие 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 50Виды 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 51Смешанные 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 52Непозиционные 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 53Позиционные 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 54Понятие веса разряда
Например, десятичное число 542 :
= 5*100 +
4*10 + 2 = 5*102 + 4*101 + 2*100
Любое целое
десятичное число можно представить:
Слайд 55Обобщенная 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 56Преобразование 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 57Пример 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 58Другая 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 593710 = ?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 60Обратное 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 61Пример 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 62Представление чисел в различных СС
Каждый 8-й или 16-й символ может
быть представлен единственным сочетанием четырех бит
Слайд 63Преобразование 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 64Преобразование 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 65Обобщенная 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 66Перевод 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 67Пример 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 68Перевод 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 69Пример 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 70Таблица истинности логических схем
на основе двоичной системы
1) для схемы
логического отрицания NOT:
Слайд 712) для схемы логического умножения AND (конъюнкция):
Таблица истинности логических схем
Слайд 723) для схемы логического сложения OR (дизъюнкция):
Таблица истинности логических схем