Руководство_Информатика
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет информатики и радиоэлектроники Кафедра информационных технологий
ИНФОРМАТИКА
Руководство по изучению дисциплины
для студентов специальностей:
210105 – Электронные приборы и устройства
210302 – Радиотехника
220201 – Управление и информатика в технических системах
Москва Издательство МГОУ
2007
Конев Ф.Б., Куприянова Г.И.
© МГОУ, 2007
Оглавление |
|
ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................ |
4 |
ГРАФИКИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПЛАНЫ ......... |
6 |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА.................................................................................................. |
8 |
Тема 1. ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ......................................................................................................................... |
8 |
1.1. Введение в информатику.................................................................................................................................... |
8 |
1.2. История развития информационных технологий............................................................................................. |
9 |
1.3. Алгоритмы, алгоритмизация и разработка программ для ЭВМ..................................................................... |
9 |
Тема 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ........ |
10 |
2.1. Технические средства персональных компьютеров....................................................................................... |
10 |
2.2. Программные средства персональных компьютеров..................................................................................... |
11 |
2.3. Операционные системы: MS Windows............................................................................................................. |
11 |
2.4. Файловая структура хранения данных............................................................................................................. |
12 |
Тема 3. ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ............................................................................. |
12 |
3.1. Прикладные программы.................................................................................................................................... |
12 |
3.2. Работа с текстовыми документами................................................................................................................... |
13 |
3.3. Работа с табличными документами.................................................................................................................. |
14 |
3.4. Работа с базами данных..................................................................................................................................... |
15 |
3.5. Создание презентаций....................................................................................................................................... |
16 |
3.6. Основы компьютерной графики....................................................................................................................... |
17 |
3.7. Справочно-правовые системы.......................................................................................................................... |
17 |
Тема 4. РЕШЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ НА ОСНОВЕ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ........................ |
18 |
4.1. Инженерные расчеты......................................................................................................................................... |
18 |
4.2. Решение вычислительных задач в программе MS Excel............................................................................... |
18 |
4.3. Программа MathСad ......................................................................................................................................... |
19 |
4.4. Моделирование электронных схем: программа Electronics Workbench .................................................... |
19 |
4.5. Пакет программ MatLab.................................................................................................................................... |
19 |
Тема 5. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ.......................................................................................................................... |
19 |
Тема 6. ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ.......................................................................................................................... |
20 |
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ.......................................................................................... |
21 |
Тематика лабораторных работ.................................................................................................................................. |
21 |
КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ............................................................................................. |
23 |
Контрольная работа №1: MS Word........................................................................................................................... |
23 |
Контрольная работа №2: MS Excel ........................................................................................................................... |
32 |
Контрольная работа № 3: MathCad .......................................................................................................................... |
40 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ И ЭКЗАМЕНУ............................................... |
42 |
ТРЕБОВАНИЯ К ОБЪЕМУ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИТОГОВОГО |
|
КОНТРОЛЯ........................................................................................................................ |
47 |
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................................................... |
48 |
Основная учебная литература................................................................................................................................... |
48 |
Дополнительная литература и учебные материалы ............................................................................................. |
48 |
Интернет-адреса ........................................................................................................................................................... |
50 |
3
ВВЕДЕНИЕ
В настоящем Руководстве приведены рабочая программа по дисциплине «Информатика», задания к контрольным работам, список вопросов к экзаменационным билетам и зачетам по дисциплине, список рекомендуемой литературы, а также перечень лабораторных работ.
Наступивший век характеризуется проникновением новых информационных технологий (НИТ) во все отрасли хозяйства, науки, производства, образования, во все направления интеллектуальной и созидательной деятельности человеческого общества. Информация становится важнейшим ресурсом развития общества наравне с сырьевыми и энергетическими ресурсами.
Дисциплина «Информатика» относится к числу базовых дисциплин, изучение которой должно послужить основой для освоения специальных дисциплин на старших курсах.
Целями изучения дисциплины «Информатика» являются:
•получение целостного представления об информации и ее роли в развитии общества, об основных информационных процессах, о современной компьютерной технике и программных средствах и их практическом использовании в новых информационных технологиях;
•получение практических навыков применения новых информационных технологий при решении прикладных задач, близких к будущей инженерной специальности студента, при работе с текстовыми документами, табличными данными, базами данных.
Изучение дисциплины «Информатика» должно сформировать у студентов четкое представление о законах, методах и средствах получения, сбора, накопления, хранения, обработки и передачи информации, о новых информационных технологиях, об устройстве, функционировании и областях применения современных ЭВМ, о методах постановки, формализации и алгоритмизации задач, назначении, составе и применении основных системных и прикладных программных средств, о принципах построения и использования баз данных, использовании средств телекоммуникаций.
Специфика инженерной деятельности приводит к необходимости сделать акценты в дисциплине «Информатика» на выработке у студентов основ алгоритмического мышления, на умении четко формулировать задачу, выявлять исходную и результирующую («выходную») информацию, на навыках постановки инженерных задач, построения информационных и математических моделей, применения современных технических и программных средств для решения практических задач. Наряду с этим серьезное внимание должно быть
4
уделено решению чисто информационных задач, в частности задач поиска и получения доступа к научно-технической и правовой информации. Важно показать роль в этих процессах глобальной компьютерной сети Интернет и ее ресурсов.
Рабочая программа соответствует требованиям Государственных образовательных стандартов и примерным программам дисциплины «Информатика», утвержденным Министерством образования и науки Российской Федерации, и адаптирована к профессиональным интересам будущих инженеров – выпускников факультета. Программа дисциплины отображает основные направления развития современных информационных технологий, принципы и способы передачи данных между компьютерами в локальных и глобальных сетях.
Содержание программы соответствует максимальному объему знаний по каждой изучаемой теме. Объем учебных занятий, отводимый на изучение каждой темы рабочей программы, определяется ведущим преподавателем (лектором) и зависит от формы обучения.
Методами изучения дисциплины являются аудиторные занятия с преподавателями, самостоятельная работа с литературой, работа в сети Интернет, выполнение лабораторных работ. Учебными планами предусмотрено выполнение курсовой работы.
Задания к контрольным работам, приведенные в Руководстве, предназначены для самостоятельной работы студентов всех форм обучения. Для студентов заочного обучения они являются обязательными.
Контрольные вопросы могут быть использованы студентами для самостоятельного контроля знаний. Из них ведущим преподавателем формируются экзаменационные билеты. Они также могут быть использованы при дистанционном обучении.
5
ГРАФИКИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНОТЕМАТИЧЕСКИЕ ПЛАНЫ
В соответствии с утвержденными учебными планами специальностей 210105 «Электронные приборы и устройства», 210302 «Радиотехника», 220201 «Управление и информатика в технических системах» проводятся следующие виды учебной работы по дисциплине «Информатика»:
Дневное обучение
Курс |
Семестр |
Лекции |
Практич. и лабораторн. работы |
Контрольные работы |
Курсовая работа |
Зачет |
Экзамен |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
32 |
36 |
– |
|
+ |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
48 |
40 |
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Учебно-тематический план
№ |
Наименование темы |
|
По плану (в часах) |
|
||
|
|
|
Сам. |
|||
п/п |
Всего |
лк |
п/з |
|||
|
работа |
|||||
|
|
|
|
|
||
1. |
Основы информатики |
8 |
8 |
– |
– |
|
2. |
Технические и программные |
12 |
8 |
4 |
– |
|
|
средства персональных |
|||||
|
компьютеров |
|
|
|
|
|
3. |
Прикладное программное |
62 |
24 |
32 |
6 |
|
|
обеспечение |
|||||
|
|
|
|
|
||
4. |
Решение инженерных задач |
74 |
32 |
36 |
6 |
|
|
на основе прикладных |
|||||
|
программ |
|
|
|
|
|
5. |
Компьютерные сети |
12 |
4 |
4 |
4 |
|
6. |
Защита информации |
4 |
4 |
– |
– |
|
|
Всего: |
172 |
80 |
76 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6
Заочное обучение
|
Курс |
|
Семестр |
Лекции |
Практич. и лабораторн. работы |
Контрольные работы |
|
Курсовая работа |
|
Зачет |
|
Экзамен |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
8 |
8 |
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
– |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
8 |
8 |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Учебно-тематический план |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
№ |
Наименование темы |
|
|
|
|
|
|
По плану (в часах) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сам. |
||||||
п/п |
|
Всего |
|
|
лк |
|
п/з |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
работа |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. Основы информатики |
6 |
|
2 |
|
|
– |
4 |
||||||||||||
2.Технические и программные
средства персональных |
16 |
2 |
2 |
12 |
|
компьютеров |
|
|
|
|
|
3. Прикладное программное |
58 |
4 |
6 |
48 |
|
обеспечение |
|||||
|
|
|
|
4.Решение инженерных задач
|
на основе прикладных |
78 |
4 |
6 |
68 |
|
|
программ |
|
|
|
|
|
5. |
Компьютерные сети |
10 |
2 |
2 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Защита информации |
4 |
2 |
– |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего: |
172 |
|
16 |
|
|
|
|
16 |
120 |
|||
7
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Тема 1. ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ
1.1.Введение в информатику
Предмет, методы, средства информатики. Понятие информации, виды информации. Формы представления информации. Неопределенность и информация. Количество информации. Мера измерения количества информации. Кодирование информации. Информация и данные. Измерение объема данных.
Информационные процессы: сбор, накопление, хранение, обработка и передача (распространение) информации.
Информационные технологии – методы и средства реализации информационных процессов.
Информационные процессы как основа современных процессов управления и производства. Необходимость обеспечения полноты и достоверности информации для принятия управленческих решений.
Техническое, программное и информационное обеспечение процессов принятия решений. Экономические, организационные и правовые вопросы создания и использования программного и информационного обеспечения. Понятие интеллектуальной собственности.
Информационные системы: технические и организационные. Техническое, информационное, организационное, правовое, математическое и программное обеспечение информационных систем.
Компьютеры и новые информационные технологии. Роль и место компьютеров в современном мире – наука и техника, управление, бизнес и экономика, оборона, искусство, образование, досуг.
Компьютеры и средства телекоммуникаций. Компьютерные сети. Возможности и перспективы развития и применения безбумажных информационных технологий.
Системы автоматизированного проектирования в технике, строительстве, архитектуре. Системы автоматизации научных исследований. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Мониторинг окружающей среды.
Электронные банковские услуги. Информационное обеспечение банковских расчетов.
8
Данные, информация и знания. Формализация знаний. Понятие об экспертных системах. Искусственный интеллект. Принцип автоформализации знаний.
Информация как важнейший ресурс развития общества. Информатизация общества. Национальные информационные ресурсы. Информационные технологии в образовании. Дистанционные образовательные технологии.
Информационные продукты и услуги. Рынок информационных продуктов и услуг.
1.2.История развития информационных технологий
Этапы развития информационных технологий: обмен сигналами, жесты, устная речь, числа, изобретение письменности, печатного станка, телеграфа, телефона, радио, телевидения, компьютера, оптической и спутниковой связи. Информационные революции.
История развития ЭВМ. Принципы фон Неймана. Классификация ЭВМ. Поколения ЭВМ. Персональные ЭВМ (ПЭВМ). Основные характеристики наиболее распространенных классов и типов ЭВМ.
Тенденции развития ЭВМ. Понятие о многопроцессорных и многомашинных вычислительных системах. Параллельная обработка данных.
История развития отечественной вычислительной техники. История становления и развития глобальной сети Интернет.
1.3.Алгоритмы, алгоритмизация и разработка программ для ЭВМ
Математическое, информационное, программное обеспечение решения прикладных задач. Основные этапы решения задач на ЭВМ. Формализация постановки задач. Понятие алгоритма. Средства представления алгоритмов. Блок-схемы алгоритмов. Последовательные (линейные), разветвляющиеся, итерационные, циклические алгоритмы.
Алгоритмизация и принцип автоформализации знаний. Разработка алгоритмов решения типовых задач.
Понятие программы для ЭВМ как последовательности команд, реализующих алгоритм. Принципы кодирования и представления команд и данных в ЭВМ. Двоичная система счисления как основа представления информации в ЭВМ. Другие системы счисления (десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная). Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Элементы математической логики.
Языки программирования. Трансляторы языков программирования - интерпретаторы, компиляторы.
9
Методы проектирования программ. Принципы структурного программирования. Модульное программирование. Технологии создания больших программных систем. Визуальное программирование. Объектноориентированное программирование.
Тема 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
2.1. Технические средства персональных компьютеров
Персональные компьютеры, особенности и разновидности. Персональные компьютеры типа IBM PC.
Структурная схема и основные элементы персонального компьютера типа
IBM PC.
Центральный процессор – функции, разрядность, наборы команд, быстродействие, типы, характеристики.
Память компьютера. Единицы измерения объема памяти. Оперативная память (ОЗУ). Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Кэш-память.
Системные (материнские) платы, их разновидности и состав. Платы расширения.
Внешняя память компьютера. Внешние запоминающие устройства (накопители): разновидности, назначение, принципы действия.
Машинные носители данных – магнитные ленты, диски; оптические диски; магнитооптические носители; их характеристики. Электронные устройства перезаписываемой внешней памяти – флэш-память.
Устройства ввода информации – клавиатура, сканер, дигитайзер, манипуляторы (мышь, джойстик).
Устройства вывода информации – дисплей, принтер (матричный, струйный, лазерный), графопостроитель (плоттер). Типы, особенности, характеристики.
Контроллеры внешних устройств.
Средства мультимедиа. Графические ускорители с графическими сопроцессорами. Видеоплаты, звуковые платы, их характеристики.
Шинная архитектура персональных компьютеров типа IBM PC: системная шина, локальные шины, их характеристики.
Конструктивное исполнение IBM-совместимого персонального компьютера.
Локальные сети ЭВМ. Назначение сетей, классификация и характеристики
сетей.
10