Информатика — курс лекций. Курс лекций для студентов по направлениям 230100. 62 Информатика и вычислительная техника
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
Министерство образования и науки РФ Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова Кафедра ПОВТАС Информатика Курс лекций для студентов по направлениям 230100.62 «Информатика и вычислительная техника» и 231000.62 «Программная инженерия» Белгород 2011 2 Содержание Тема 1. Информация и информатика ............................................................................................................ 8 Понятие информации ................................................................................................................................. 8 Свойства информации .............................................................................................................................. 10 Объективность информации................................................................................................................ 10 Полнота информации. Моделирование ............................................................................................. 12 Достоверность информации ................................................................................................................ 12 Адекватность информации .................................................................................................................. 13 Актуальность информации................................................................................................................... 14 Доступность информации .................................................................................................................... 14 Информационные процессы и системы ................................................................................................. 15 Информационные ресурсы и технологии ............................................................................................... 19 Информатика и её предыстория ............................................................................................................. 22 Структура информатики и её связь с другими науками......................................................................... 27 Тема 2. Количество и качество информации .............................................................................................. 29 Уровни проблем передачи информации ................................................................................................ 29 Меры информации ................................................................................................................................... 30 Меры информации синтаксического уровня ...................................................................................... 30 Меры информации семантического уровня ....................................................................................... 34 Меры информации прагматического уровня ..................................................................................... 36 Качество информации .............................................................................................................................. 37 Виды и формы представления информации в информационных системах ........................................ 42 Тема 3. Представление числовой информации в ЭВМ .............................................................................. 46 Системы счисления................................................................................................................................... 46 Позиционные системы счисления ....................................................................................................... 47 Перевод чисел из одной системы счисления в другую ..................................................................... 50 Двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления ............................................... 54 Двоично-десятичная система счисления ............................................................................................ 55 Представление числовой информации в ЭВМ ....................................................................................... 55 Прямой, обратный и дополнительный коды ...................................................................................... 57 Выполнение арифметических операций над целыми числами ........................................................ 59 Смещённый код и код Грея.................................................................................................................. 60 Представление вещественных чисел в ЭВМ ....................................................................................... 61 Выполнение арифметических действий над нормализованными числами .................................... 62 Погрешности представления числовой информации в ЭВМ............................................................. 63 3 Тема 4. Кодирование символьной, графической и мультимедийной информации в ЭВМ .................... 65 Кодирование и запись информации ....................................................................................................... 65 Принципы кодирования информации .................................................................................................... 66 Аналоговое кодирование ..................................................................................................................... 67 Табличное кодирование ...................................................................................................................... 67 Цифровое кодирование ....................................................................................................................... 68 Аналого-цифровое преобразование ................................................................................................... 69 Основы цифрового кодирования ............................................................................................................ 70 Двоичный разряд и его особенности .................................................................................................. 70 Бит .......................................................................................................................................................... 71 Байт ........................................................................................................................................................ 71 Правила записи чисел в различных системах счисления .................................................................. 72 Ранние системы кодирования текстов .................................................................................................... 73 Двоичное кодирование текста. Система Бэкона ................................................................................ 74 Двоичный код переменной длины. Система Морзе .......................................................................... 74 Система Бодо. Введение управляющих кодов ................................................................................... 75 Система Мюррея. Введение кодов форматирования ........................................................................ 76 Система FIELDDATA. Введение кодов-разделителей. ........................................................................ 76 Схема кодирования ASCII ..................................................................................................................... 77 Отечественные схемы 8-разрядного кодирования текстов .................................................................. 77 Схема кодирования ISO-8859 ............................................................................................................... 77 Схема кодирования CP 866 .................................................................................................................. 78 Схема кодирования Windows-1251 ..................................................................................................... 78 Схема кодирования КОИ-8Р ................................................................................................................. 78 Технология кодирования Unicode ........................................................................................................... 78 Значение стандарта Unicode ................................................................................................................ 79 Механизмы трансформации Unicode .................................................................................................. 79 Механизм UTF-8 .................................................................................................................................... 80 Механизм UTF-16 .................................................................................................................................. 80 Механизм UTF-7 .................................................................................................................................... 80 Цифровое кодирование изображений ................................................................................................... 80 Растровая модель компьютерной графики ........................................................................................ 81 Векторная модель ................................................................................................................................ 81 Трёхмерная графическая модель ........................................................................................................ 81 Характеристика графических моделей ............................................................................................... 82 4 Кодирование растровых изображений ................................................................................................... 82 Оптическое разрешение изображения ............................................................................................... 82 Глубина цвета........................................................................................................................................ 83 Кодирование цвета ............................................................................................................................... 83 Механизмы образования цвета ........................................................................................................... 85 Теоретические модели RGB и CMY ...................................................................................................... 85 Практические модели sRGB и CMYK .................................................................................................... 86 Разрядность кодирования цвета ......................................................................................................... 86 Оценка объёма выборки данных ........................................................................................................ 86 Кодирование звукозаписей ..................................................................................................................... 87 Цифровое кодирование сигнала ......................................................................................................... 88 Дискретизация сигнала ........................................................................................................................ 88 Квантование импульсов сигнала ......................................................................................................... 89 Оценка размера звуковой выборки данных ....................................................................................... 90 Поток данных ........................................................................................................................................ 91 Кодирование видеозаписей .................................................................................................................... 91 Оценка размера выборки видеоданных ............................................................................................. 91 Поток данных при видеозаписи .......................................................................................................... 92 Сжатие данных при кодировании ........................................................................................................... 92 Теоретические аспекты сжатия данных .............................................................................................. 93 Как измерить данные? ......................................................................................................................... 93 Минимальная выборка данных ........................................................................................................... 93 Избыточность кодирования ................................................................................................................. 94 Снижение избыточности данных......................................................................................................... 94 Обратимость методов сжатия данных ................................................................................................ 95 Обратимые методы сжатия данных ........................................................................................................ 95 Групповое сжатие ................................................................................................................................. 95 Сжатие по словарю ............................................................................................................................... 96 Необратимые методы сжатия данных .................................................................................................... 96 Необратимое сжатие графики. Технология JPEG................................................................................ 97 Необратимое сжатие видео. Технология MPEG ................................................................................. 97 Необратимое сжатие звука (технология МР3) .................................................................................... 98 Тема 5. Логические функции ....................................................................................................................... 99 Основные законы и постулаты алгебры логики ................................................................................... 100 Аксиомы (постулаты) алгебры логики ............................................................................................... 100 5 Законы алгебры логики ...................................................................................................................... 100 Представление функций алгебры логики ............................................................................................. 101 Тема 6. Помехоустойчивое кодирование ................................................................................................. 103 Основные определения теории помехоустойчивого кодирования ................................................... 103 Общий подход к обнаружению ошибок ............................................................................................... 104 Общий подход к исправлению ошибок ................................................................................................ 104 Информационная избыточность помехоустойчивых кодов ................................................................ 105 Код Хэмминга.......................................................................................................................................... 105 Линейные групповые коды .................................................................................................................... 107 Циклические коды .................................................................................................................................. 110 Тема 7. Компьютерная обработка информации ...................................................................................... 114 Поколения электронных вычислительных машин ............................................................................... 118 Классификация средств обработки информации ................................................................................ 122 Классификация программного обеспечения ........................................................................................ 125 Системное программное обеспечение ЭВМ .................................................................................... 126 Инструментарий технологии программирования ............................................................................ 135 Пакеты прикладных программ .......................................................................................................... 138 Тема 8. Автоматизация работы с документами ....................................................................................... 143 Оформление электронных документов ................................................................................................ 143 Размер листа ....................................................................................................................................... 143 Ориентация листа ............................................................................................................................... 143 Печатные поля .................................................................................................................................... 144 Группировка страниц .......................................................................................................................... 144 Колонтитулы........................................................................................................................................ 144 Работа с разделами документа ......................................................................................................... 145 Текстовые абзацы, их функции и свойства ........................................................................................... 145 Свойства шрифта абзаца .................................................................................................................... 146 Выравнивание и переносы ................................................................................................................ 147 Отступы и интервалы .......................................................................................................................... 148 Оформление списков, записей и таблиц .............................................................................................. 148 Оформление списков ......................................................................................................................... 148 Оформление записей ......................................................................................................................... 148 Параметры табуляции ........................................................................................................................ 149 Способ заполнения полей .................................................................................................................. 149 Оформление таблиц ........................................................................................................................... 149 6 Взаимодействие изображений с текстом ............................................................................................. 150 Способы вставки изображений в документ ...................................................................................... 150 Режимы взаимодействия изображений и текста ............................................................................. 150 Представление нетекстовых объектов в документе ............................................................................ 151 Управление представлением изображений ..................................................................................... 151 Представление невизуальных объектов ........................................................................................... 152 Визуализация гиперссылкой .............................................................................................................. 152 Визуализация изображением ............................................................................................................ 152 Визуализация значком ....................................................................................................................... 153 Числовые диаграммы ............................................................................................................................. 153 Структура диаграммы ......................................................................................................................... 153 Основные элементы диаграммы ....................................................................................................... 154 Типы диаграмм ................................................................................................................................... 154 Автоматизация документооборота ....................................................................................................... 155 Стадии документооборота ................................................................................................................. 155 Принципы стилевого оформления документов ............................................................................... 156 Стиль как информационный объект.................................................................................................. 156 Принцип единства функционального оформления ......................................................................... 156 Принцип наследования свойств стилей ............................................................................................ 157 Применение шаблонов документов ..................................................................................................... 157 Автоматизация настройки программ с помощью шаблонов .......................................................... 158 Принцип наследования шаблонов .................................................................................................... 159 Корневой шаблон ............................................................................................................................... 159 Технология подготовки документов слияния ....................................................................................... 159 Тема 9. Защита информации ..................................................................................................................... 162 Информационные угрозы. Цели и объекты защиты информации ..................................................... 162 Юридические меры защиты информации ............................................................................................ 163 Способы защиты информации .............................................................................................................. 163 Защита информации от несанкционированного доступа ................................................................... 164 Средства безопасности операционных систем семейства Windows .............................................. 166 Способы защиты документов Microsoft Office ................................................................................. 166 Защита от потерь информации .............................................................................................................. 168 Действия при сбоях в работе программ ........................................................................................... 168 Вредоносные программы .................................................................................................................. 169 Источники и основные признаки заражения. Способы защиты ..................................................... 172 7 Средства защиты от вредоносных программ ................................................................................... 173 Принцип достаточности защиты ............................................................................................................ 173 |