Э. Ю. Черкесова

ИНФОРМАТИКА

Учебное пособие

для студентов очной и заочной форм обучения

по направлениям подготовки бакалавров

262000 «Технология изделий легкой промышленности»

(профили «Технология швейных изделий»

и «Технология изделий из кожи»)

262200 «Конструирование изделий легкой промышленности»

(профили «Конструирование швейных изделий» и

«Конструирование изделий из кожи»)

Рекомендовано УМО по образованию в области технологии, конструирования изделий легкой промышленности в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 262000 «Технология изделий легкой промышленности» и 262200 «Конструирование изделий легкой промышленности».

Протокол № 67 от 27.04.12

ШАХТЫ

ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»

УДК 004(07)

ББК 32.97я73

И741

Авторы:

д.ф.н., профессор, зав. кафедрой «Информатика»

Е.Б. Ивушкина

к.т.н., доцент кафедры «Информатика»

Г.Д. Диброва

к.т.н., доцент кафедры «Информатика»

И.В. Барилов

к.т.н., доцент кафедры «Информатика»

Е.А. Ревякина

к.т.н., доцент кафедры «Информатика»

А.А. Калашников

Рецензенты:

д.т.н., профессор кафедры «Прикладная математика»

ФГБОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ)

Заслуженный деятель науки Российской Федерации

Ю. А. Бахвалов

д.э.н., профессор, зав. кафедрой информационных технологий и управления ШИ(Ф) ФГБОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ)

Э. Ю. Черкесова

И741 Информатика : учебное пособие : / Е.Б. Ивушкина, Г.Д. Диброва, И.В. Барилов, Е.А. Ревякина, А.А. Калашников – Шахты : ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2013. – 337 c.

Пособие содержит требования ФГОС ВПО к приобретаемым в результате освоения дисциплины знаниям, умениям и навыкам; теоретический материал; вопросы и тестовые задания для самоконтроля. Особенностью электронной версии пособия является внедрение интерактивных примеров, рассчитанных на демонстрацию их работы в среде Visual Basic for Applications, а также возможность навигации по тексту пособия с помощью гиперссылок. Пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по направлениям 262000 «Технология изделий легкой промышленности» и 262200 «Конструирование изделий легкой промышленности». Может использоваться студентами других направлений при изучении дисциплины «Информатика».

УДК 004(07)

ББК 32.97я73

Режим доступа к электронному аналогу печатного издания: http://www.libdb.sssu.ru

© ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный

университет экономики и сервиса», 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие....................................................................................... 5

1...... ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ.. 9

1.1... Понятие информации. 9

1.2... Свойства информации. 10

1.3... Понятие количества информации. 11

1.4... Предмет и задачи информатики. 13

1.5... Информационное общество. 15

1.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 18

2...... СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ 20

2.1... Представление (кодирование) данных. 21

2.2... Понятие об основных системах счисления. 22

2.3... Перевод чисел из одной системы счисления в другую.. 23

2.4... Двоичная арифметика. 25

2.5... Представление чисел в ЭВМ.. 26

2.6... Кодирование информации в ЭВМ.. 28

2.7... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 30

3...... ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ.. 31

3.1... Основы алгебры логики. 31

3.2... Операции сравнения. 32

3.3... Логические операции. 33

3.4... Основы элементной базы ЭВМ.. 35

3.5... Элементы теории множеств. 38

3.6... Элементы теории графов. 39

3.7... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 42

4...... ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ.. 45

4.1... История развития ЭВМ.. 45

4.2... Классификация ЭВМ.. 48

4.3... Архитектура ЭВМ.. 51

4.4... Состав персонального компьютера. 54

4.5... Внешние устройства. 62

4.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 68

5...... СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ.. 70

5.1... Базовые понятия ОС.. 73

5.2... Классификация операционных систем. 75

5.3... Файловая структура ЭВМ.. 77

5.4... Файловые системы Microsoft Windows. 79

5.5... Драйверы устройств. 80

5.6... Служебные программы.. 82

5.7... Обзор операционных систем UNIX и Linux. 84

5.8... Обзор операционных систем Windows. 86

5.9... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 90

6...... ПРИКЛАДНОЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 92

6.1... Прикладное программное обеспечение общего назначения. 93

6.2... Прикладное программное обеспечение специального назначения. 95

6.3... Инструментальное ПО.. 96

6.4... Нумерация версий программ. 98

6.5... Правовой статус программ. 98

6.6... Текстовые редакторы и процессоры.. 100

6.7... Программы подготовки презентаций. 103

6.8... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 106

7...... ЭЛЕКТРОННЫЕ ТАБЛИЦЫ.. 107

7.1... Основные понятия электронных таблиц Excel 107

7.2... Ввод, редактирование и форматирование данных. 109

7.3... Вычисления в таблицах. 110

7.4... Диаграммы.. 113

7.5... Списки. 114

7.6... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 116

8...... МОДЕЛИ РЕШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ 118

8.1... Моделирование как метод познания. 118

8.2... Классификация моделей. 122

8.3... Компьютерное моделирование. 124

8.4... Информационные модели. 124

8.5... Примеры информационных моделей. 125

8.6... Базы данных. 126

8.7... Искусственный интеллект. 128

8.8... Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 129

9...... ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ.. 131

9.1... Основные этапы компьютерного решения задач. 132

9.2... Понятие алгоритма и его свойства. 133

9.3... Исполнители алгоритмов. 135

9.4... Способы описания алгоритмов. 137

9.5... Базовые управляющие структуры алгоритмов (основные алгоритмические конструкции) 144

9.6... Алгоритмы линейной структуры.. 147

9.7... Алгоритмы ветвящейся структуры.. 149

9.8... Алгоритмы циклической структуры.. 152

9.9... Способы комбинации базовых управляющих структур (основных алгоритмических конструкций) 159

9.10 Примеры комбинации основных алгоритмических структур. 160

9.11 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 165

10.... ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКАХ ВЫСОКОГО УРОВНЯ 176

10.1 Основные понятия языков программирования. 176

10.2 Типы данных и операторы описания переменных. 181

10.3 Основные операторы.. 183

10.4 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 184

11.... ОСНОВНЫЕ ОПЕРАТОРЫ ЯЗЫКА VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS 186

11.1 Оператор присваивания. 186

11.2 Условный оператор IF … THEN. 188

11.3 Оператор выбора варианта *. 190

11.4 Операторы цикла. 193

11.5 Оператор цикла FOR … NEXT. 196

11.6 Математические функции. 198

11.7 Функции обработки строк *. 199

11.8 Функции преобразования данных. 201

11.9 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 202

12.... ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.. 204

12.1 Концепция программирования. 204

12.2 Структурное и модульное программирование. 207

12.3 Рекурсивные алгоритмы *. 210

12.4 Объектно-ориентированное программирование. 211

12.5 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 215

13.... ЯЗЫКИ И СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.. 217

13.1 Уровни языков программирования. 217

13.2 Системы программирования. 219

13.3 Классификация языков программирования. 220

13.4 Процедурные языки программирования. 221

13.5 Объектно-ориентированные языки. 223

13.6 Декларативные языки. 224

13.7 Языки программирования для баз данных и компьютерных сетей. 225

13.8 Языки моделирования *. 226

13.9 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 226

14.... ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ.. 228

14.1 Виды компьютерной графики. 229

14.2 Графические форматы.. 233

14.3 Цветовые модели *. 234

14.4 Программные средства создания растровых изображений. 235

14.5 Программы векторной графики. 237

14.6 Программные средства обработки трехмерной графики. 239

14.7 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 241

15.... ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ БАЗ ДАННЫХ.. 242

15.1 Задачи, решаемые с помощью баз данных. 242

15.2 Классификация БД.. 244

15.3 Реляционная модель данных. 245

15.4 Свойства полей базы данных. 247

15.5 Типы данных. 248

15.6 Безопасность и объекты баз данных. 249

15.7 Проектирование баз данных *. 252

15.8 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 254

16.... СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТНЫХ, ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ. 256

16.1 Задачи, решаемые с помощью систем автоматического проектирования 256

16.2 Программные продукты MathWorks. 258

16.3 САПР в легкой промышленности. 263

16.4 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 279

17.... ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ.. 280

17.1 Основы передачи данных. 280

17.2 Назначение и классификация сетей. 283

17.3 Сетевая модель OSI/ISO.. 286

17.4 Сетевое оборудование. 287

17.5 Основные стандарты и протоколы.. 289

17.6 Т Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 291

18.... ГЛОБАЛЬНАЯ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ. 294

18.1 Подключение к Интернет. 294

18.2 Службы Интернет. 296

18.3 Поиск информации в Интернете. 301

18.4 Поиск с использованием языка запросов *. 307

18.5 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 309

19.... ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.. 310

19.1 Угрозы информационной безопасности. 310

19.2 Методы и средства защиты информации. 312

19.3 Правовые основы информационной безопасности. 316

19.4 Ответственность за преступления в области информационных технологий 318

19.5 Криптографические механизмы защиты информации. 322

19.6 Компьютерные вирусы и вредоносные программы.. 324

19.7 Методы защиты от вирусов. 327

19.8 Вопросы и тестовые задания для самоконтроля. 330

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 332

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее учебное пособие разработано в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) третьего поколения подготовки бакалавров по направлениям 262000 «Технология изделий легкой промышленности» и 262200 «Конструирование изделий легкой промышленности» и учебными планами соответствующих направлений подготовки (профили «Технология швейных изделий», «Технология изделий из кожи», «Конструирование швейных изделий», «Конструирование изделий из кожи»). Учебное пособие предназначено для изучения дисциплины «Информатика», которая входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла ФГОС ВПО.

Уровень подготовки будущего бакалавра определяется совокупностью требований ФГОС ВПО соответствующего направления. Целью изучения дисциплины «Информатика» является формирование знаний и умений, а также развитие навыков и способностей, соответствующих следующим общекультурным и профессиональным компетенциям будущего выпускника:

– способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, осознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе;

– соблюдение основных требований информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;

– владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации;

– наличие навыков работы с компьютером как средством управления информацией;

– способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях;

– готовность подготавливать презентации, научно-технические отчеты и доклады по результатам выполненных исследований;

– готовность применять информационные технологии при проектировании процессов изготовления изделий легкой промышленности;

В результате изучения дисциплины «Информатика» студент должен владеть знаниями основных понятий,изучаемых в информатике как науке; принципов и методов обработки, хранения и передачи информации; технических и программных средств реализации информационных процессов; файловых систем; моделей решения функциональных и вычислительных задач; основ алгоритмизации и программирования; языков программирования; программного обеспечения и технологии программирования; баз данных; методов работы в Интернете; общих сведений о пакетах прикладных программ; уметь использовать базовые функции текстовых, формульных и табличных процессоров, составлять алгоритмы решения типовых задач, осуществлять обмен информацией в сетях, проводить поиск информации в Интернете, работать с электронной почтой; владетьпользовательскими вычислительными системами и системами программирования; навыками использования типовых пакетов программ для обработки, текстовой и изобразительной информации, основами подготовки презентаций и отчетов.

Методика изучения дисциплины строится на основе сочетания теоретического и практического обучения. Пособие содержит основные теоретические сведения, необходимые для получения студентом базовых знаний, умений и навыков в соответствии с общекультурными и профессиональными компетенциями, указанными в матрице компетенций, представленной в учебных планах. Материалы, помеченные символом «*» (отдельные подразделы, понятия, примеры), требуют расширенного самостоятельного изучения и адресованы студентам, ориентированным на повышенный уровень подготовки.

Особое внимание в пособии уделяется системам и технологиям автоматизированного проектирования, получившим широкое применение в инженерно-конструкторской деятельности, в том числе и в легкой промышленности. Достаточно подробно, с приведением примеров решения задач различной сложности, изложен раздел «Основы алгоритмизации». Это имеет большое значение для студентов указанных направлений, так как для работы в системах автоматизированного проектирования (САПР) необходимо знание базовых понятий алгоритмизации.

Электронная версия пособия содержит интерактивные примеры, рассчитанные на демонстрацию их работы в среде Visual Basic for Applications, а также гиперссылки, обеспечивающие возможность навигации по тексту пособия. Так, в конце каждого раздела приводится гиперссылка «вернуться к содержанию».

Для активизации познавательной деятельности студентов в конце каждого раздела приводятся вопросы и тестовые задания для самоконтроля. Именно в форме тестирования проводится, например, Федеральный интернет-экзамен в сфере профессионального образования (http://фэпо.рф/).

В учебном пособии нашел отражение многолетний опыт преподавания дисциплины «Информатика» для студентов технических специальностей дневной и заочной форм обучения, в том числе с использованием дистанционных технологий. Пособие предназначается, прежде всего, для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров 262000 «Технология изделий легкой промышленности» и 262200 «Конструирование изделий легкой промышленности». Однако может быть рекомендовано и для студентов других направлений ВПО.