учебное пособие. Часть1. Информатика

представления неструктурированного свободно наращиваемого знания.

Этим он отличается от других моделей представления информации.

Таким образом, под гипертекстом понимают систему информационных объектов (статей), объединенных между собой направленными связями, образующими сеть. Каждый объект связывается с информационной панелью экрана, на которой пользователь может ассоциативно выбирать одну из связей. Объекты не обязательно должны быть текстовыми, они могут быть графическими, музыкальными, с использованием средств мультипликации, аудио- и видеотехники. Обработка гипертекста открыла новые возможности освоения информации, качественно отличающиеся от традиционных. Вместо поиска информации по соответствующему поисковому ключу гипертекстовая технология предполагает перемещение от одних объектов информации к другим с учетом их смысловой связанности. Обработке информации по правилам формального вывода в гипертекстовой технологии соответствует запоминание пути перемещения по гипертекстовой сети.

Гипертекстовая технология ориентирована на обработку информации не вместо человека, а вместе с человеком, т.е. становится авторской. Удобство ее использования состоит в том, что пользователь сам определяет подход к изучению или созданию материала с учетом своих индивидуальных способностей, знаний, уровня квалификации и подготовки. Гипертекст содержит не только информацию, но и аппарат ее эффективного поиска. По глубине формализации информации гипертекстовая технология занимает промежуточное положение между документальными и фактографическими информационными системами.

Структурно гипертекст состоит из информационного материала, тезауруса гипертекста, списка главных тем и алфавитного словаря.

Информационный материал подразделяется на информационные статьи, состоящие из заголовка статьи и текста. Заголовок содержит тему или наименование описываемого объекта. Информационная статья содержит традиционные определения и понятия, должна занимать одну панель и быть легко обозримой, чтобы пользователь мог понять, стоит ли ее внимательно читать или перейти к другим, близким по смыслу статьям. Текст, включаемый в информационную статью, может сопровождаться пояснениями, примерами, документами, объектами реального мира. Беглый просмотр текста статьи упрощается, если эта вспомогательная информация визуально отличается от основной, например подсвечена или выделена другим шрифтом.

Тезаурус гипертекста – это автоматизированный словарь, отображающий смысловые отношения между лексическими единицами дескрипторного информационно-поискового языка и предназначенный для поиска слов по их смысловому содержанию. С латыни этот термин переводится как сокровище, запас, богатство. Тезаурус гипертекста состоит из тезаурусных статей. Тезаурусная статья имеет заголовок и список заголовков родственных тезаурусных статей, где указаны тип родства и

131

заголовки тезаурусных статей. Заголовок тезаурусной статьи совпадает с наименованием информационной статьи и является наименованием объекта, описание которого содержится в информационной статье. В отличие от традиционных тезаурусов-дескрипторов тезаурус гипертекста содержит не только простые, но и составные наименования объектов. Формирование тезаурусной статьи гипертекста означает индексирование текста.

Полнота связей, отражаемых в тезаурусной статье, и точность установления этих связей, в конечном итоге, определяют полноту и точность поиска при обращении к данной статье гипертекста. Пользователь получает более общую информацию по родовому типу связи, а по видовому – специфическую информацию без повторения общих сведений из родовых тем. Тем самым глубина индексирования текста зависит от родовидовых отношений. Список заголовков родственных тезаурусных статей представляет собой локальный справочный аппарат, в котором указываются ссылки только на ближайших родственников. Тезаурус гипертекста можно представить в виде сети: в узлах находятся текстовые описания объекта (информационные статьи), ребра сети указывают на существование связи между объектами и на тип родства. В гипертексте поисковый аппарат не делится на тезаурус и массив поисковых образов – документов, как в обычных информационно-поисковых системах. В гипертексте весь поисковый аппарат реализуется как тезаурус гипертекста.

Список главных тем содержит заголовки всех справочных статей. Желательно, чтобы список занимал не более одной панели экрана.

Алфавитный словарь содержит перечень наименований всех информационных статей в алфавитном порядке.

Гипертекст используется для предоставления какой-либо информации в виде ссылок на другие темы или документы.

Гипертексты, составленные вручную, используются давно, это справочники, энциклопедии, а также словари, снабженные развитой системой ссылок. Область применения гипертекстовых технологий очень широка: это издательская деятельность, библиотечная работа, обучающие системы, разработка документации, законов, справочных руководств, баз данных, баз знаний и т.д. Наиболее распространенными системами являются

HyperCard, HyperStudio, SuperCard, QuickTime фирмы APPLE для персональных компьютеров Macintosh. Linkway - - для IBM: из отечественных – Flexis II, автоматизированная система формирования и обработки гипертекста (АСФОГ) и др. В большинстве современных программных продуктов вся помощь (help) составлена с использованием гипертекстовой технологии на базе меню.

132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с программой учебного курса в настоящем учебном пособии рассмотрены основные теоретические аспекты общетехнической дисциплины информатики и практические основы работы с вычислительной техникой. Кратко изложена история вычислительной техники, теоретические вопросы информатики, устройство персональных компьютеров и основы программного обеспечения, методы компьютерной графики. Описаны практические вопросы использования вычислительной техники в информационных сетях и рассмотрены основы программирования.

Учебное пособие предназначено для ознакомления студентов с главными принципами построения вычислительной техники и для привития им базовых навыков ее эксплуатации. Контрольные вопросы, сопровождающие каждую главу, дают возможность контроля и закрепления полученных знаний.

Материал пособия ориентирован на неподготовленного читателя, но содержит достаточно полные сведения об аппаратных и программных средствах вычислительной техники. Дальнейшая подготовка специалистов в области информатики подразумевает практическое освоение студентами одного из современных языков программирования высокого уровня, например, С++.

133

ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Информация – сведения об окружающем мире, получаемые человеком в процессе его жизнедеятельности.

Информатика изучает процессы обработки, хранения и передачи информации средствами электронно-вычислительных машин (ЭВМ ).

Бит – наименьшая единица измерения объема памяти. Для определения емкости обычно используют более крупную единицу байт.

1байт = 8 бит

1Кб(килобайт) = 1024 байт (1024=210

1Мб(мегабайт) = 1024 Кб

1Гб(гигабайт) = 1024 Мб

1Тб(терабайт)= 1024 Гб ОЗУ представляет собой основную оперативную память (ОП),

предназначенную для хранения информации непосредственно во время работы ЭBM. ОП состоит из ячеек. Каждая ячейка вмещает в себя 8 бит или 1 байт информации. У каждой ячейки есть свой номер, начиная с нуля. Две смежные ячейки образуют машинное слово.

ВЗУ (внешняя память) предназначена для длительного хранения информации. К ВЗУ относятся жесткие магнитные диски, дискеты, лазерные оптические диски.

Файл – единица хранения информации во внешней памяти. Это последовательность байтов, записанная в устройство внешней памяти и имеющая имя. Обмен информацией между оперативной памятью и внешней осуществляется файлами.

Диск – устройство внешней памяти (физический диск) или раздел винчестера (логический диск). Диск имеет имя и таблицу размещения файлов.

Группы файлов па диске образуют каталоги и подкаталоги. Главный каталог, который не входит ни в один другой, называется корневым.

134

Каждый файл имеет адрес, имя и расширение имени. Пример: C:\My Documents\Отчет.doc (Расширения указывают на тип хранящейся информации.

EXE – Программа, выполняемая операционной системой COM – Программа в старом формате

SYS – Часть операционной системы

DLL – Библиотека функций для разных программ BAT – Команды для операционной системы TMP – Временные файлы

DОС, ТХТ – Текстовые документы HTM, HTML – Гипертекстовые документы

BMP, GIF, JPG, JPEG, TIF, EPS – Графические файлы

AVI, MPEG – Видеофайлы

WAV, MP3, MIDI. WMA – Файлы звукозаписи

ZIP, RAR, ARJ – Программы-архиваторы

Числа, поступающие в компьютер, переводятся в двоичную систему счисления.

135

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ

Система счисления – способ представления числовых знаков. Системы счисления делятся на непозиционные и позиционные.

Непозиционные системы счисления.

Каждый знак обозначает всегда одно и то же число, и значения знаков в записи суммируются. Пример: в римской системе счисления семь знаков

(цифр) – I,V,X,L,C,D,M.

Позиционные системы счисления.

Число N в позиционной системе счисления с основанием р

представляется в виде:

N=anpn+ an-1pn-1 +…+a1p1 +a0p0 +a-1p-1 +a-2p-2 +…+a-kp-k

Где p=10 в десятичной системе счисления; р = 16 - в шестнадцатеричной и т. д.; аi -коэффициенты (цифры числа), которые меньше р.

Десятичная система счисления – Набор цифр от 0 до 9 с основанием

10.

Пример: 527,34=5x102 + 2x101 + 7x100+3x10-1+4x10-2

Двоичная система счисления. Набор 0 и 1 с основанием 2.

Шестнадцатеричная система счисления

Набор цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,А,В,С,D,E,F.

Перевод чисел us десятичной системы счисления в другую (с

основанием р) осуществляется с ПОМОЩЬЮ правила деления для целой части и правила умножения для дробной части.

Пример перевода числа из десятичной в двоичную систему счислении:

37,45→N2,

Правило деления. Необходимо последовательно делить исходное число и получаемые частные на основание р, выписывая остатки. Деление продолжается до тех пор, пока очередное частое не станет меньше р. Затем нужно выписать последнее частное и за ним -полученные остатки в обратом порядке, (заменив их цифрами р-ичной системы счисления. Получившаяся запись – код числа в системе с основанием р.

Правило умножения. Необходимо последовательно умножать исходную дробь и дробные части получаемых произведений на р. Целые части произведений, замененные цифрами р-ичной системы счисления, и дают искомый код. В общем случае перевод осуществляется приближенно.

Перевод из двоичной системы в шестнадцатеричную и обратно.

Каждая цифра в шестнадцатеричном числе заменяется четырьмя двоичными, обозначающими то же число. Двоичное число разбивается на тетрады, каждая заменяется соответствующей шестнадцатеричной цифрой.

Формы представления числовых данных в памяти Диапазон представления – наименьшее и наибольшее числа, которые

можно записать в отведенном участке памяти.

136

Кодирование целых чисел со знаком. Один разряд (старший)

отводится под знак числа. Знак « + » кодируется нулем, «-» кодируется единицей.

Для ускорения операций алгебраического сложения чисел с разными знаками отрицательные числа записываются специальным дополнительным кодом - во всех разрядах, кроме знакового, единицы заменяются нулями, а нули - единицами, после чего прибавляется единица в младший разряд. Такое кодирование позволяет обойтись без операции вычитания.

Нормализованная форма

Числа с дробной частью обычно представляются в нормализованной

форме (с плавающей точкой/запятой).

Х=трn,

где т - мантисса числа; р – основание системы счисления: n; – порядок или характеристика числа. Мантисса выбирается так, чтобы точка (запятая) находилась перед первой значащей цифрой мантиссы.

Например: 12345,67 = 0,1234567*105.

Для записи мантиссы обычно отводится 5 байт, для порядка - 1 байт. Получение в результате операции такого малого числа, порядок которого не помещается в отведенное число разрядов, называется потерей значения.

Элементы математической логики

Суждения бывают истинными ( 1) и ложными (0). Все суждения связаны между собой связками и (логическое умножение), или (логическое сложение), не (отрицание).

Компьютерная графика Существует два способа представления графической информации:

растровый и векторный.

Растровая графика

Изображение разбивается прямоугольной сеткой на элементы – пиксели. Полученный двухмерный массив называется растром.

Разрешение изображения - количество пикселов на единицу длины. Каждый пиксел характеризуется цветом. Чем больше в изображении пикселов, тем больше размер файла.

Векторная графика

Изображение рассматривается как совокупность отдельных объектов – точек, линий, многоугольников, эллипсов и т. д. Объекты хранится в памяти в виде набора параметров (форма, толщина, цвет и т. д.)

Перед выводом на экран или печать каждого объекта программа векторной графики вычисляет координаты точек в изображении объекта по соответствующим математическим формулам.

В векторной графике, в от растровой, информация записывается компактно, масштабирование и другие преобразования объектов производятся без потерь качества изображения.

137

Алгоритмизация Алгоритм – совокупность строго определенных правил для решения

задачи за коночное число шагов.

Алгоритмизация - процесс составления алгоритмов. (Свойства алгоритмов:

1. Дискретность

3.Определенность

4.Массовость

5.Результативность

Алгоритм можно записать, на естественном языке с помощью слов и предложении, на

алгоритмическом (формальном) языке, на языке блок-схем (графическое представление). Основные структуры алгоритмов:

1.линейные – операторы (команды) выполняются последовательно один за другим с первого до последнего.

2.разветвляющиеся – состоит из управляющего выражения, проверяемого на истинность и блока команд.

3.цикл – многократное повтopение группы команд

Этапы разработки алгоритма

1. Разработка алгоритма.

1. Создание программы. Программа – описание алгоритма с помощью программного кода.

3. Преобразoвaниe текста программы в машинный код (в виде 0 и 1) с

помощью программы-транслятора.

Трансляторы разделяются на два вида: компиляторы (переводит сразу весь исходный текст и записывает код в память в виде файла) и интерпретаторы (переводит программу по строкам и сразу ее выполняет)

Программное обеспечение (ПО)

Системное ПО – операционные cиcтемы и дополняющие их модули (системные утилиты, драйверы, архиваторы, антивирусные средства и др.)

Операционная система ОС - комплекс взаимосвязанных программ, который управляет paботой всех устройств компьютера, загрузкой в память и выполнением прикладных программ, обеспечивает интерфейс пользователя.

Основные типы ОС для персональных компьютеров: Lnix.

DOS/Windows, Windows NT, MacOS.

Прикладные программы предназначены для пользователей. Наиболее распространенные: текстовые и графические редакторы, информационнопоисковые системы и др.

Примером управляющей программы, необходимой для pаботы на компьютере, является ВlOS (Basic Input/Output System).

База данных (datebase) - автоматизированное хранилище оперативно обновляемых данных.

Гипертекст (hypertext) - сетевая форма организации материала, разделенного на фрагменты, для каждого из которых указан переход к другим фрагментам по определенным типам связей.

138

Глобальная сеть (global network, Wide Area Network) - международная сеть, обеспечивающая не только доступ к компьютерным ресурсам, но и возможность взаимодействия между собой пользователей.

Драйвер (driver) – программа операционной системы, обслуживающая отдельные периферийные устройства; в ЛВС-узел устройства на передающем конце цепи, осуществляющий вывод последовательности двоичных цифровых сигналов.

Запись (record) – минимальная единица обмена между программой и внешней памятью.

Звездообразная (радиальная) топология сети (star network) – топология сети, при которой все ее узлы соединены с одним центральным узлом.

Иерархическая топология сети (hierarchical network) –

многоуровневая сеть, построенная на базе различных ЭВМ (на одном уровне

– однородных), объединяемых в единое целое по принципу части и целого.

Интегральная сеть (integrated communication network) – сеть,

обеспечивающая на одном и том же оборудовании коммутацию каналов, сообщений и пакетов.

Интерфейс (interface) - правила взаимодействия операционной системы с пользователем, соседних уровней в сети ЭВМ.

Интрасеть (intranet) - внутренняя корпоративная сеть, объединяющая несколько ЛВС посредством протоколов TCP/IP и HTTP.

Информатизация общества (Society infor-matization) – совокупность взаимосвязанных политических, социально-экономических, научных факторов, которые обеспечивают свободный доступ каждому члену общества к любым источникам информации, кроме законодательно секретных.

Информационная технология (information technology) - совокупность методов, производственных и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения надежности и оперативности.

Информационное обслуживание (information service) –

предоставление информации для выработки и принятия решений, удовлетворения культурных, научных, производственных, бытовых и других потребностей человека.

Информационное хранилище (information store) –

автоматизированная система, которая собирает данные из существующих баз и внешних источников, формирует, хранит и эксплуатирует информацию как единое целое.

Клиент (client) – приложение, посылающее запрос серверу. Клиент–сервер (client–server) – модель взаимодействия пользователя с

рабочими станциями, при которой сервер сначала обрабатывает запросы, а затем посылает клиенту то, в чем он нуждается. Ключ (key) – совокупность знаков, используемая для идентификации записи в файле и быстрого доступа к ней.

139

Кольцевая топология (token – ring network) – есть «эстафетное кольцо» («кольцевая ЛВС с маркером»), в которой для регулирования сетевого трафика и предотвращения конфликтов используется метод эстафетной передачи данных.

Коммуникационная сеть (communication network) – множество серверов и host–ЭВМ, объединенных физическими каналами связи, которые называются магистральными.

Коммутация каналов (channel switching) –способ передачи данных,

осуществляемый прямым объединением каналов связи в соответствии с полученной адресной информацией.

Коммутация пакетов (packet switching) –способ передачи данных, при котором сообщения принимаются, накапливаются и передаются в виде пакетов данных.

Коммутация сообщений (message switching) – способ передачи данных, при котором прямое соединение между абонентами не устанавливается, а передача после накопления сообщений начинается после освобождения первого канала.

Компилятор (compiler) – транслятор, выполняющий преобразование программы, составленной на исходном языке, в объектный модуль.

Компьютерная система (computer system) –совокупность аппаратных и программных средств, разного рода физических носителей информации, а также персонала, обслуживающего перечисленные выше компоненты.

Компьютерный вирус (computer virus) –специальная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим (т.е. «заражать» их) и при запуске последних выполнять различные нежелательные действия: порчу файлов и каталогов, искажение результатов вычислений, засорение или стирание памяти, создание помех в работе ЭВМ.

Локальная вычислительная сеть (local area network) – сеть, узлы которой расположены на небольшом расстоянии друг от друга, не использующая средства связи общего назначения.

Маршрутизатор (router) – программа, определяющая путь передачи сообщения между узлами и абонентами сети.

Мост (bridge) – устройство для соединения двух сетей, присутствие которого для абонентов невидимо (в отличие от шлюза).

Мейнфрейм (mainframe) – большая ЭВМ с объемом оперативной памяти от 512 Мбайт до 8 Гбайт.

Мультимедиа (multimedia) – интерактивная система, обеспечивающая работу с неподвижными изображениями, движущимся видео, анимированной компьютерной графикой, текстом, речью и высококачественным звуком.

Мультимедиа–акселератор (multimedia –accelerator) – программно– аппаратные средства, которые объединяют базовые возможности графических акселераторов с одной или несколькими мультимедийными функциями, требующими обычно установки в компьютер дополнительных устройств.

140