1. Информация, ее свойства, измерение, представление
и кодирование 1
1.1. Информатика — предмет и задачи 1
1.2. Информация, ее виды и свойства 2
1.3. Представление об информационном обществе 5
1.4. Кодирование информации 7
1.4.1. Системы счисления 8
1.4.2. Преобразование чисел из одной системы счисления в другую 10
1.4.3. Представление целых и действительных чисел в двоичном коде 13
1.5. Практическое занятие № 1. Системы счисления. Перевод чисел
из одной системы счисления в другую. Арифметические операции
в позиционных системах счисления 15
1.6. Кодирование текстовых и символьных данных 29
1.7. Кодирование графических данных 31
1.8. Кодирование звуковой информации 33
1.9. Структуры данных 34
1.10. Файлы и файловая структура 35
1.11. Измерение и представление информации 37
1.12. Теоремы Шеннона 42
1.13. Математические основы информатики 45
1.13.1. Алгебра высказываний (алгебра логики) 45
1.13.2. Элементы теории множеств 51
1.13.3. Элементы теории графов 57
1.13.4. Релейно-контактные (переключательные) схемы 62
1.14. Практическое занятие № 2. Математические основы информатики.
Алгебра высказываний. Операции над множествами. Графы
и способы задания графов. Релейно-контактные схемы 66
2. Вычислительная техника 87
2.1. История развития вычислительной техники 87
2.2. Классификация компьютеров по сферам применения 90
2.3. Базовая система элементов компьютерных систем 92
2.4. Функциональные узлы компьютерных систем 94
2.4.1. Элемент памяти 94
2.5. Архитектура ЭВМ 97
2.6. Совершенствование и развитие архитектуры ЭВМ 100
2.6.1. Архитектуры с фиксированным набором устройств 100
2.6.2. Открытая архитектура 101
2.6.3. Архитектура многопроцессорных вычислительных систем 102
2.7. Внутренняя структура ЭВМ 104
2.7.1. Центральный процессор 104
2.7.2. Оперативное запоминающее устройство 108
2.7.3. Внутренние шины передачи данных 109
2.7.4. Внешние запоминающие устройства 110
2.8. Внешние устройства компьютера 113
2.8.1. Видеотерминалы 113
2.8.2. Устройства ручного ввода информации 116
2.8.3. Устройства печати 117
2.8.4. Устройства поддержки безбумажных технологий 119
2.8.5. Устройства обработки звуковой информации 119
2.8.6. Устройства для соединения компьютеров в сеть 120
2.9. Общая структура персонального компьютера 120
3. Программное обеспечение ЭВМ 123
3.1. Состав системного программного обеспечения 123
3.2. Операционные системы 125
3.3. Виды операционных систем и их базовые понятия 126
3.4. Процессы и потоки 127
3.5. Управление памятью 130
3.6. Организация ввода/вывода 131
3.7. Драйверы устройств 133
3.8. Файловые системы 135
3.9. Файловые системы Microsoft Windows 137
3.9.1. Файловая система FAT16 137
3.9.2. Файловая система FAT32 137
3.9.3. Файловая система NTFS 138
3.9.4. Сравнение файловых систем FAT16, FAT32 и NTFS 138
3.10. Операционная система Windows 139
3.11. Служебные программы 145
3.11.1. Файловые менеджеры 145
3.11.2. Сжатие информации 146
3.11.3. Программы резервирования данных 148
3.11.4. Программы записи компакт-дисков, просмотра и конвертации,
сравнения файлов 148
3.12. Практическое занятие № 3. Операционная система MS-DOS,
технология работы в MS-DOS. Оболочки операционной системы 149
3.13. Прикладное программное обеспечение 160
3.13.1. ППО общего назначения 161
3.13.2. ППО специального назначения 162
3.14. Практическое занятие № 3 (продолжение). Технология работы
в ОС Windows. Работа с программой Проводник. Совместное
использование папок в локальной сети 162
3.15. Практическое занятие № 4. Текстовый процессор Word.
Создание и редактирование документов. Приемы и средства
автоматизации при работе с документами. Запись математических
выражений и формул 169
3.16. Практическое занятие № 5. Текстовый процессор Word. Работа
с таблицами и диаграммами. Использование и создание
графических объектов. Создание новых форм для ввода данных 190
3.17. Практическое занятие № 6. Табличный процессор Excel.
Основные понятия и общие принципы работы с электронной
таблицей. Создание и заполнение таблиц постоянными данными
и формулами. Построение диаграмм и графиков 208
3.18. Практическое занятие № 7. Табличный процессор Excel.
Сортировка и фильтрация (выборка) данных. Сводные таблицы,
структурирование таблиц. Расчеты в Excel 228
4. Базы данных и системы управления базами данных 251
4.1. Базы данных в структуре информационных систем 251
4.2. Классификация баз данных и виды моделей данных 253
4.3. Нормализация отношений в реляционных базах данных 261
4.4. Проектирование баз данных 265
4.5. Этапы развития СУБД. Реляционная СУБД Microsoft Access —
пример системы управления базами данных 267
4.6. Практическое занятие № 8. СУБД Access. Создание однотабличной
базы данных. Отбор данных с помощью фильтра. Формирование
запросов и отчетов для однотабличной базы данных 272
4.7. Практическое занятие № 9. СУБД Access. Разработка
информационно-логической модели БД и создание структуры
реляционной БД КАФЕДРА. Формирование сложных запросов,
форм и отчетов 292
5. Компьютерные сети и основы защиты информации 311
5.1. Назначение и классификация компьютерных сетей 311
5.2. Режимы передачи данных в компьютерных сетях 313
5.3. Типы синхронизации данных при передаче и способы передачи
информации 314
5.4. Аппаратные средства, применяемые при передаче данных 316
5.5. Архитектура и протоколы компьютерных сетей 317
5.6. Локальные вычислительные сети (ЛВС) и их топологии 319
5.7. Физическая передающая среда ЛВС и методы доступа к ней 323
5.8. Примеры сетей. Глобальная сеть Интернет 325
5.8.1. Проект DARPA 325
5.8.2. Сети Ethernet 326
5.8.3. Сети Token Ring 326
5.8.4. Примеры сетевых протоколов 326
5.8.5. Интернет как иерархия сетей 328
5.8.6. Адресация в сети Интернет 330
5.9. Службы сети Интернет 331
5.9.1. Электронная почта 331
5.9.2. Система файловых архивов FTP 332
5.9.3. WWW (World Wide Web) 333
5.10. Поиск информации в Интернете 334
5.10.1. Поисковые машины 334
5.10.2. Тематические (индексированные) каталоги 335
5.10.3. Метапоисковые системы 335
5.10.4. Социальные ресурсы Интернета 337
5.11. Практическое занятие № 10. Глобальная сеть Интернет.
Просмотр файловых архивов FTP. Поиск информации в Интернете.
Электронная почта и работа с программой Outlook Express 338
5.12. Основы и методы защиты информации 350
5.12.1. Анализ угроз информационной безопасности 351
5.12.2. Критерии защищенности средств компьютерной системы 352
5.13. Политика безопасности в компьютерных сетях 353
5.14. Способы и средства нарушения конфиденциальности информации 354
5.14.1. Основные методы реализации угроз информационной
безопасности 354
5.14.2. Типичные примеры атак на локальные и удаленные
компьютерные сети 354
5.15. Основы противодействия нарушению конфиденциальности
информации 356
5.16. Криптографические методы защиты данных 357
5.16.1. Направления развития средств криптографической защиты
информации и основные принципы криптографии 357
5.16.2. Шифрование заменой (подстановкой) 358
5.16.3. Шифрование методом перестановки 359
5.16.4. Методы шифрования, использующие ключи 360
5.16.5. Использование хэш-функций и электронных цифровых
подписей 360
5.17. Компьютерные вирусы и меры защиты информации от них 361
5.17.1. Классификация вирусов 361
5.17.2. Антивирусные средства 363
6. Основы алгоритмизации и технологии программирования.
Модели и информационное моделирование 367
6.1. Алгоритм и его свойства 367
6.1.1. Различные подходы к понятию "алгоритм" 367
6.1.2. Графическое представление алгоритмов 370
6.2. Принципы разработки алгоритмов и программ
для решения прикладных задач 373
6.2.1. Процедурное программирование 373
6.2.2. Структурное программирование 374
6.2.3. Функциональное программирование 375
6.2.4. Логическое программирование 375
6.2.5. Объектно-ориентированное программирование (ООП) 376
6.3. Методы и искусство программирования 376
6.4. Обзор языков программирования 378
6.4.1. Системы программирования 378
6.4.2. Уровни и история развития языков программирования 380
6.4.3. Примеры языков программирования 383
6.5. Понятие о метаязыках описания языков программирования 385
6.6. Моделирование как метод решения прикладных задач 386
6.7. Основные понятия математического моделирования 387
6.8. Информационное моделирование 388
6.9. Практическое занятие № 11. Вычисления в среде Mathcad 390
6.9.1. Общая характеристика 390
6.9.2. Простейшие вычисления и операции в Mathcad 393
6.9.3. Построение графиков функций 396
6.9.4. Символьные вычисления 398
6.9.5. Векторная и матричная алгебра 403
6.9.6. Решение алгебраических уравнений и систем 406
6.9.7. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) 408
6.9.8. Программирование в пакете Mathcad 409
6.9.9. Справочная информация 412
6.10. Практическое занятие № 12. Вычисления в среде Matlab 420
6.10.1. Ввод и редактирование операторов 423
6.10.2. Программирование в системе Matlab 425
6.10.3. Типы переменных и операторы системы Matlab 428
6.10.4. Ввод и вывод информации 433
6.10.5. Пакет прикладных программ символьной математики
(Symbolic Mathematics Toolbox) 434
6.10.6. Символьное решение уравнений и систем уравнений 436
6.10.7. Интегрирование обыкновенных дифференциальных уравнений
и систем дифференциальных уравнений 438
6.10.8. Графические средства пакета Matlab 440
6.10.9. Матричная алгебра 443
Список литературы 461