лекции

Аудиторн. Занятия

лаборатор.работы

домашн. работы

Курсовые работы

Сессия

1 семестр

24

16

Экзамен

2 семестр

16

16

1

Экзамен

Раздел 1. Основы информатики.

1.1.

Информатика как наука и как вид практической деятельности.

2 часа

1.1.1.

Информатика (Informatique, Computer Science). Определения.

Информационное общество.

Информационные революции:

• Изобретение письменности,

• Изобретение книгопечатания,

• Изобретение электричества,

• Изобретение микропроцессорной технологии и появление компьютеров.

Поколения ЭВМ:

1. ЭВМ на электронных лампах;

2. ЭВМ на полупроводниковых элементах;

3. ЭВМ на интегральных схемах;

4. ЭВМ на больших интегральных схемах и микропроцессорах;

5. Интеллектуальные ЭВМ.

Структура информатики:

1. Теоретическая информатика;

1. Вычислительная техника;

1. Программирование;

1. Информационные системы;

1. Искусственный интеллект.

Место информатики в системе наук.

1.1.2.

Информационные технологии. Определения.

Новые информационные технологии (НИТ):

1. АСУ - автоматизированные системы управления;

1. АСУТП - автоматизированные системы управления технологическими процессами;

1. АСНИ - автоматизированные системы научных исследований;

1. АОС - автоматизированные обучающие системы;

1. САПР - системы автоматического управления.

Инструментарий информационных технологий (программные продукты, обеспечивающие выполнение задач, поставленных в информационных технологиях).

Виды информационных технологий:

1. Обработки данных (сбор, обработка, хранение, создание отчетов);

1. Управления (создание управленческих отчетов);

1. Автоматизации (базы данных, текстовый процессор, электронная почта, аудиопочта, табличный процессор, электронный календарь, компьютерные конференции, аудиоконференции, видеоконференции, телеконференции /компьютерная + аудио + видео /, видеотекст, хранение изображений, факсимильная связь);

1. Поддержки принятия решений (источники данных, база данных, база моделей, система управления /система управления базой данных, + система управления базой моделей/, интерфейс пользователя);

1. Экспертных систем (эксперт, специалист по знаниям, база знаний по проблемной области, модуль создания системы, интерпретатор, интерфейс пользователя).

Соотношение информационная технология и

Информационная система.

1.1.3.

Системы. Определение.

Информационные системы. Определение.

Виды информационных систем (подготовки отчетности, принятия решений, офисные стратегические и др.).

Процессы в информационных системах (ввод, обработка, вывод информации, использование информации потребителями, организация обратной связи между потребителями и информационной системой).

1. Подсистемы, осуществляющие обеспечение информационных систем (структура информационных систем):

1. Техническое;

1. Математическое;

1. Программное;

1. информационное;

1. организационное;

1. правовое.

Классификация информационных систем по признакам:

1. по структурированности задач;

1. по функциональному назначению и уровню управления;

1. по степени автоматизации;

по сфере применения.

1.1.4.

Процесс информатизации общества и рост объема информации.

Информационный кризис.

Информационное общество:

Характерные черты.

Социальные аспекты.

Опасные тенденции.

Информационная культура.

1.1.5.

Информационный потенциал общества.

Информационные ресурсы как часть общих ресурсов.

Информационные продукты и услуги.

Основные виды информационных услуг (информационные издания, поиск информации, переводы, обзоры, доступ к базам данных и информационным системам, все виды связи и др.).

Рынок информационных услуг. Определение.

Правовое регулирование рынка информационных услуг.

Авторское право.

Этические аспекты информатики.

1.2.

Основные понятия информации.

2 часа

1.2.1.

Определения информации

1.2.2.

Параметры измерения информации.

Объемный подход к измерению информации.

Объем информации (бит, дит, байт).

Вероятностный подход к измерению информации.

Количество информации.

Энтропия.

Формула Хартли.

Формула Шеннона.

1.2.3.

Адекватность информации. Формы адекватности информации и их меры:

1. синтаксическая,

1. семантическая (смысловая),

1. прагматическая (потребительская).

1.2.4.

Свойства информации (запоминаемость, передаваемость, преобразуемость, воспроизводимость, стираемость).

1.2.5.

Качество информации. Показатели качества информации (репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, достоверность, устойчивость).

1.2.6.

Классификация информации. Системы классификации информации (иерархическая, фасетная, дескрипторная)

Классификация информации по признакам (критериям):

1. месту возникновения (входная, выходная, внутренняя, внешняя);

1. стабильности (переменная, постоянная);

1. стадии обработки (первичная, вторичная и т.д.);

1. способу отображения (текстовая, графическая);

функции управления (плановая, нормативно- справочная, учетная, оперативная);

1.2.7.

Кодирование информации.

Алфавит кодирования.

Системы классификационного и регистрационного кодирования.

Системы байтового кодирования

Код ASCII .(American Standard Code for Information Interchange).

1.2.8.

Передача информации. Канал связи (ширина спектра F, динамический диапазон D, время передачи T, объем F*D*T, уровень помех).

Непрерывная и дискретная информация.

Дискретизация непрерывных сигналов.

Теорема Котельникова о выборках.

Формула Хартли Шеннона для максимальной величины скорости передачи информации.

Теорема Шеннона для кодирования в отсутствии помех. Формула Шеннона.

Теорема Шеннона для кодирования при наличии помех (теорема о существовании кода, обеспечивающего передачу со сколь угодно малой частотой ошибок).

Обнаружение ошибок в кодах (избыточность, проверка на четность)

1.2.9.

Характеристика процесса передачи данных.

Режимы передачи данных (симплексный, полудуплексный, дуплексный).

Последовательный и параллельный коды передачи информации.

Типы синхронизации (синхронный, асинхронный)

1.2.10.

Аппаратная реализация передачи данных.

Способы передачи данных:

1. цифровой /дискретный, импульсный/ (узкополосный);

1. аналоговый (широкополосный).

Модуляция несущей частоты сигнала при аналоговом способе передачи данных:

1. амплитудная,

1. частотная,

1. фазовая.

Аппаратные средства:

1. сетевые адаптеры,

1. мультиплексоры,

1. модемы,

1. концентраторы,

1. повторители.

Характеристики коммуникационной сети:

1. скорость передачи данных (бит/с, бод),

1. пропускная способность (символов/с),

1. достоверность (ошибок/знак),

1. надежность (среднее время безотказной работы /час).

1.3.

Арифметические основы ЭВМ

2 часа

1.3.1.

Системы счисления:

1. Непозиционные системы счисления (древнеегипетская десятичная, алфавитные системы, римская);

1. Позиционные системы счисления (двоичная, восьмеричная, десятичная шестнадцатиричная);

1. Смешанные и нетрадиционные системы счисления (факториальная, фибоначчиева, уравновешенная). Общее понятие.

1.3.2.

Перевод чисел из одной системы счисления в другую:

1. Перевод чисел с основаниями, являющимися степенью числа 2;

1. Перевод целых чисел из одной системы в другую;

1. Перевод дробных чисел из одной системы в другую;

1. Перевод чисел из любой системы в десятичную.

1.3.3.

Арифметические операции в позиционных системах счисления.

Таблицы сложения и умножения в позиционных системах счисления.

1.3.4.

Компьютерное представление чисел (кодирование, двоично-десятичный код /упакованный формат/, формы /естественная, нормальная/, форматы /H, F, E/):

Компьютерное представление целых чисел;

Компьютерное представление вещественных чисел.

Машинные коды чисел и действия над ними.

1.4.

Логические основы ЭВМ

2 часа

1.4.1.

Основные понятия алгебры логики:

1. Высказывание;

1. Логическая (булева) функция;

1. Набор логических переменных (аргументов);

1. Основные элементарные логические функции;

1. Таблица истинности основных элементарных логических функций;

1. Таблица истинности основных логических функций;

1. Конституента 0, конституента 1;

1. Элементарная конъюнкция;

1. Элементарная дизъюнкция;

1. Конъюнктивная нормальная форма;

1. Дизъюнктивная нормальная форма;

1. Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ);

1. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ));

1.4.2.

Шестнадцать элементарных логических функций:

1. Постоянный 0;

1. Конъюнкция (И);

1. Запрет;

1. Тождественность А;

1. Запрет;

1. Тождественность В;

1. Исключительное ИЛИ (неравнозначность);

1. Дизъюнкция (ИЛИ);

1. Стрелка Пирса (ИЛИ - НЕ);

1. Равнозначность (эквивалентность);

1. Инверсия (НЕ) В;

1. Импликация от В к А;

1. Инверсия (НЕ) А;

1. Импликация от А к В;

1. Штрих Шеффера (И-НЕ);

1. Постоянная 1.

Три основные элементарные логические функции:

1. Инверсия (НЕ);

1. Конъюнкция (И);

1. Дизъюнкция (ИЛИ).

1.4.3.

Формы логических функций:

1. Конъюнктивная нормальная форма;

1. Дизъюнктивная нормальная форма;

1. Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ);

1. совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ).

1.4.4.

Законы алгебры логики:

1. переместительный;

1. сочетательный;

1. распределительный (распределение конъюнкции по дизъюнкции, распределение дизъюнкции по конъюнкции);

1. отрицания (инверсии);

1. законы де Моргана:
   (выражение дизъюнкции через конъюнкцию – стрелка Пирса (ИЛИ - НЕ),
   выражение конъюнкции через дизъюнкцию - штрих Шеффера (И-НЕ)).

Тождественные соотношения.

Следствия из законов алгебры логики:

1. правило поглощения;

1. правило свертки;

1. правило расширения;

1. правило склеивания.

Приоритеты выполнения логических операций:

1. инверсия,

2. конъюнкция,

3. дизъюнкция,

4. равнозначность.

1.4.5.

Типовые задачи по преобразованию логических функций:

1. упрощение логических функций;

1. построение таблиц истинности логических функций;

1. вычисление значений логической функции в зависимости от заданных значений логических переменных;

1. определение тождественности логических функций;

1. построение функциональной схемы узла, реализующего заданную логическую функцию.

Раздел 2. Технические средства.

2.1.

История развития вычислительной техники.

1 час

2.1.1

Начальные этапы (счетная машина Б. Паскаля, автоматическая счетная машина Ч. Бэббиджа, релейная машина «Марк-1» IBM, ЭВМ ENIAC /США/с заданием программ с помощью коммутации проводов, EDSAC /Великобритания/ с хранимой в памяти программой, БЭСМ-6 /СССР/).

2.1.2.

Поколения ЭВМ:

1. ЭВМ на электронных лампах;

2. ЭВМ на полупроводниковых элементах;

3. ЭВМ на интегральных схемах;

4. ЭВМ на больших интегральных схемах и микропроцессорах;

5. Интеллектуальные ЭВМ.

2.2.

Классификация ЭВМ:

1. по принципу действия (аналоговые - АВМ, цифровые - ЦВМ, гибридные - ГВМ);

1. по поколениям;

1. по назначению
   (универсальные, проблемно-ориентированные, специализированные);

1. по размерам и функциональным возможностям (суперЭВМ, большие ЭВМ /мэйнфреймы/, малые ЭВМ, микроЭВМ);

Классификация микро-ЭВМ:

1. микроЭВМ универсальные (многопользовательские и персональные);

микроЭВМ специализированные (многопользовательские /серверы/, персональные /рабочие станции/).

2.3.

Персональные компьютеры (ПК /PC/).

2 часа

2.3.1.

Архитектура и структура ПК.

Классическая архитектура
(принципы фон Неймана).

Структура ПК:

1. микропроцессор (МП);

1. генератор тактовых импульсов (ГТИ);

1. системная шина (СШ);

1. основная память (ОП=ПЗУ+ОЗУ);

1. внешняя память (НЖМД, НГМД, CD-ROM);

1. блок питания (БП);

1. таймер;

Элементы конструкции (системный блок) ПК:

1. системная плата (МП + математический сопроцессор + ГТИ + ПЗУ + ОЗУ+ адаптеры: клавиатуры, НЖМД, НГМД, CD-ROM, таймер и др.);

1. блоки НЖМД, НГМД, CD-ROM, БП;

1. платы расширения с контроллерами (адаптерами) внешних устройств.

Внутримашинный системный интерфейс:

1. многосвязный;

1. односвязный (системная шина).

Системная шина:

1. шины расширений (ISA/EISA и др.);

локальные шины (VLB, PCI и др.).

2.3.2.

Функциональные характеристики ПК:

1. быстродействие (MIPS, MFLOPS, KOPS, GFLOPS),
   производительность (машинных операций/c),
   тактовая частота (тактов/c);

1. разрядность машины и кодовых шин интерфейса;

1. типы шин расширений и локальных шин;

1. емкость оперативной памяти;

1. емкость НЖМД;

1. емкость НГМД;

1. виды и емкость КЭШ-памяти;

1. тип видеомонитора (дисплея) и видеоадаптера;

1. тип принтера;

1. наличие математического сопроцессора;

1. программное обеспечение и вид операционной системы;

1. аппаратная и программная совместимость с другими ЭВМ;

1. возможность работы в вычислительной сети;

1. надежность;

1. габариты;

1. масса;

стоимость;

2.4.

Микропроцессоры (центральные процессоры ЦП /CPU - Central Processing Unit/).

История развития микропроцессоров.

2 часа

2.4.1.

Функции ЦП:

1. чтение и дешифрация команд из ОП;

1. чтение данных из ОП и регистров адаптеров внешних устройств (ВУ);

1. прием и обработка запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;

1. обработка данных и их запись в ОП и регистры адаптеров ВУ;

1. выработка управляющих команд для всех устройств ПК.

2.4.2.

Типы ЦП:

1. CISC - Complex Instruction Set Computing
   с полным набором команд;

1. RISC - Reduced Instruction Set Computing
   с сокращенным набором команд;

1. MISC - Minimum Instruction Set Computing
   с минимальным набором команд;

2.4.3.

Структура ЦП:

1. устройство управления (УУ);

1. арифметико-логическое устройство (АЛУ);

1. микропроцессорная память (МПП);

интерфейсная система ЦП.

2.4.4.

Работа ЦП.

Программное управление ЦП:

1. структура команд (код операции /КОП/, адреса операндов);

1. виды команд (одноадресные, двухадресные, трехадресные, безадресные);

1. состав команд (пересылки, арифметические, логические, обращения к ВУ, передачи управления /безусловной, условной/, обслуживающие и вспомогательные).

Цикл команды ЦП.

Работа ЦП с памятью (методы адресации).

Форматы данных, обрабатываемых ЦП.

Обработка ЦП прерываний.

Работа ЦП с внешними устройствами (ВУ).

2.5.

Запоминающие устройства ПК (ЗУ):

1. Регистровая КЭШ-память
   (быстродйствующий буфер между ЦП и ОП);

1. Основная память
   (ОП = ОЗУ/RAM/ + ПЗУ/ROM или BIOS/);

1. Внешняя память
   (НЖМД, НГМД, CD-ROM, накопители на магнитной ленте и др.)

Логическая структура ОП.

Логическая структура диска.

Сравнительные характеристики ЗУ.

2 часа

2.6.

Дополнительные схемы ПК:

1. математический сопроцессор;

1. контроллер прямого доступа к памяти;

1. сопроцессор ввода-вывода;

контроллер прерываний (программируемый).

2.7.

Внешние устройства ПК (ВУ):

1. видеомониторы (дисплеи);

1. устройства речевого ввода-вывода;

1. клавиатура;

1. графические планшеты (диджитайзеры);

1. сканеры;

1. манипуляторы (джойстик, мышь, трекбол, световые перья);

1. сенсорные экраны;

1. принтеры;

1. графопостроители (плоттеры);

1. устройства связи и коммуникации (согласователи интерфейсов, адаптеры, ЦАП, АЦП, интерфейсные платы, мультиплексоры передачи данных, модемы и др.);

средства мультимедиа (sound, video, videograbber /снятие изображения с видеомагнитофона или видеокамеры/- платы, звуковые колонки, ВУ большой емкости для записи sound и video информации);

2.8.

Выбор ПК.

2.9.

Компьютерные сети.

2 часа

2.9.1.

Классификация компьютерных сетей:

1. Глобальные (WAN - Wide Area Network);

1. Региональные (MAN - Metropolitan Area Network);

1. Локальные (Local Area Network).

Коммуникационная среда и передача данных.

2.9.2.

Архитектура компьютерных сетей (описание ее общей модели).

2.9.3.

Локальные вычислительные сети (ЛВС).

Аппаратные средства.

1. Высокоскоростной канал передачи информации в цифровом виде.

1. Сетевые кабели (коаксиальные /тонкие и толстые/, витые пары, волоконно-оптические).

1. Беспроводная связь на радиоволнах СВЧ диапазона.

1. Сетевые платы (адаптеры).

Одноранговая ЛВС.

ЛВС с серверами и рабочими станциями.

Виды серверов (файловые, управления базами данных, математических расчетов, коммуникационные и др.).

Файловый сервер (хранение, архивация, передача файлов пользователей).

Файловый сервер = ПК + ОЗУ большого объема + НМЖД большого объема + стримеры большого объема.

Топология ЛВС (кольцевая, звездообразная, шинная, древовидная, полносвязная).

Процесс передачи данных (компьютер-источник, блок протокола, передатчик, кабельная сеть, приемник, компьютер-адресат).

Пакет передачи.

Стратегия доступа одного ПК к другому ПК (маркерная, конкуретная, с резервированием времени).

Сетевой адрес (номер сети + адрес рабочей станции станции, + сокет /идентификаиор программы на рабочей станции/).

Раздел 3. Программные средства.

3.1.

Основные характеристики.

2 часа

3.1.1.

Основные определения:

1. программа (program, routine);

1. программное обеспечение (software);

1. задача (task);

1. приложение (application);

1. предметная /прикладная/ область (application domain);

Процесс создания программ:

1. постановка задачи (problem definition);

1. алгоритмизация решения задачи;

1. программирование (programming).

Категории специалистов, разрабатывающих и эксплуатирующих программы:

1. постановщик задач.

1. системный программист;

1. прикладной программист;

1. программист-аналитик ;

1. администратор базы данных;

1. оператор ЭВМ;

1. конечный пользователь.

Деление программных средств по категориям пользователей.

Утилитарные программы, для собственных нужд разработчиков.

Программные продукты, для пользователей:

1. коммерческие платные;

1. свободно распространяемые бесплатные (freeware);

1. условно-бесплатные (shareware);

1. встроенные программы, установленные на ПК или поставляемые вместе с вычислительной техникой (OEM - Original Equipment Manufacturer).

Качество программ (мобильность, надежность, эффективность, дружественный интерфейс, модифицируемость, коммуникативность)

Жизненный цикл программного продукта (общие положения).

Защита программных продуктов от несанкционированного копирования, .лицензии, .авторские права (общие положения).

3.1.2.

Классификация программных продуктов.

Классы программ:

1. системное программное обеспечение;

1. пакеты прикладных программ;

инструментарий технологии программирования.

Системное программное обеспечение.

Базовое программное обеспечение:

1. операционные системы (MS-DOS, OS-2, WINDOWS, UNIX и др.);

1. операционные оболочки (Norton Commander, Norton Navigator и др.);

1. сетевые операционные системы (WINDOWS NT, NetWare и др.).

Сервисное программное обеспечение:

1. программы диагностики работоспособности ПК;

1. антивирусные программы;

1. программы обслуживания дисков;

1. программы архивирования данных;

обслуживания сети.

Пакеты прикладных программ (Word, Exel, Acces, AutoCad и др.).

Инструментарий программирования (Borland Pascal, Borland C и др.).

3.2.

Операционная система MS-DOS.

2 часа

3.2.1.

Основные понятия (операционная система, файл, способы обращения к файлу).

3.2.2.

Описание MS-DOS.

Доступ к файлам.

Модульная структура MS DOS:

1. BIOS (Basic Input/Output System);

1. EM BIOS (Extension Module BIOS) IO.SYS;

1. BM (Basic Module) MSDOS.SYS;

1. CI (Command Interpretor) COMMAND.COM;

1. Внешние команды, драйверы, утилиты с расширением .COM, .EXE, .SYS;

1. SB (System Bootstrap).

.Размещение MS-DOS на диске (FAT - таблица)и в ОЗУ.

Загрузка MS-DOS в ОЗУ с диска..

3.2.3.

Технология работы в MS-DOS.

Общие сведения о командах.

Команды работы с файлами.

Команды работы с каталогами.

Команды работы с дисками.

Командные файлы.

Командный файл AUTOEXEC.BAT.

Файл конфигурации CONFIG.SYS.

3.3.

Операционная оболочка NORTON COMMANDER.

1 час

3.3.1.

Общие сведения

3.3.2.

Панелями информационного окна.

3.3.3.

Функциональные клавиши и меню.

3.3.4.

Вспомогательный инструментарий.

3.4.

Сервисные программы MS-DOS (утилиты):

3.4.1.

Программы-архиваторы.

3.4.2.

Программы обслуживания дисков.

3.4.3.

Антивирусные программы.

3.5.

Операционные системы WINDOWS.

2 часа

3.5.1.

Концепция систем WINDOWS.

История развития от графической оболочки MS DOS WINDOWS 1.0 (1985 год)до ОС WINDOWS 95 (1995 год):

1. 1987 год – WINDOWS 2.0 (EXEL, WORD 1, расширенная память, многозадачность);

1. 1990 год – WINDOWS 3..0 (типовой интерфейс с ВУ, Program Manager);

1. 1992 год – WINDOWS 3.1 (виртуальная память);

1. 1993 год – WINDOWS 3.11 (работа в сетях);

1. 1995 год – WINDOWS 95

Концепция ОС WIDOWS 95:

1. 32 разрядная архитектура, работа в защищенном режиме, использование ОП свыше 1 Мб;

1. кооперативная многозадачность (coopertive multitasking) для 16-разрядных приложений, вытесняющая многозадачность (preemptive multitasking) для 32- разрядных приложений и многопоточность (multitreading);

1. графичесий пользовательский интерфейс;

1. технология подключения ВУ Plug and Play, программы-мастера;

1. виртуальная память, файл подкачки, свопинг;

1. совместимость с предыдущими версиями WINDOWS и MS-DOS;

1. коммуникационные программные средства:
   * между двумя ПК - Direct Cable Connection,
   * электронная почта - Microsoft Exchange,
   * факсимильная связь - Microsoft Fax,
   * подключение к глобальной сети - Hyper Terminal
   *поддержка одноранговой компьютерной сети
   *подключение к компьютерной сети с выделенным сервером;

1. :мультимедиа (работа со звуковыми и видео платами).

Концепция ОС WIDOWS 98:

1. Интеграция с INERNET (программы подключения к INTERNET, электронная почта Outlook Express, телеконференции и телефонные разговоры по цифровым каналам NetMeeting, редактор Web-страниц Front Page Express).

1. Поддержка многоэкранных программ;

1. Автоматическое обслуживание дисков

Файловая система FAT 32/

3.5.2.

Объектно-ориентированная платформа WINDOWS.

Понятие объекта, свойства объектов, действия с объектами,

Объекты файловой системы файл и папка.

Объекты пользователя приложение и документ.

Пользовательский графический интерфейс. Рабочий стол. Окна (приложения, документа, диалоговые).

3.5.3.

Организация обмена данными. Составной (интегрированный) документ.

Обмен данными с помощью мыши (перетаскивание).

Обмен данными через буфер,

Технология внедрения (Embedding) и связывания (Linking) OLE (Object Linking and Embedding).

3.5.4.

Программные средства.

Проводник (WINDOWS EXPLORER).

Программы настройки среды (папка Панель управления).

Стандартные приложения прикладного назначения (грфический редактор Paint, текстовые редакторы Word Pad и Блокнот, Калькулятор, программа работы с изображениями Imaging, комплекс программ Связь для связи по телефону, комплекс программ мультимедиа «Развлечения»).

Стандартные приложения служебного назначения (программы работы с дисками, Назначенные задания, Индикатор ресурсов, Сведения о системе и др.).