Информация и её свойства. Для заочников

1. Информатика

доцент, к.п.н.
Поднебесова Мария Игоревна
кафедра ЭПА (ауд. 404)

2.

Литература:
Симонович С.В. Информатика: Базовый курс:
Учебное пособие для вузов
Степанов, А.Н. Информатика: учебное пособие
для вузов
Будин В.И., Крайнова Е.А. Информатика.
Работа с офисными приложениями: Учебное
пособие
Будин В.И., Поднебесова М.И. Основы
информатики и информационных технологий:
Учебное пособие
2

3. Информация и её свойства

Информация – это отражение внешнего мира в
сознании человека
Информатика – наука, изучающая структуру и
свойства информации, а также вопросы,
связанные с ее сбором, хранением, обработкой и
передачей с помощью ЭВМ
Информация в технике:
сигналы (физические процессы)
данные (зарегистрированные сигналы)
3

4.

Формы представления информации
дискретная
непрерывная
U
U
t1
t2
…
текст
данные
таблицы
tn
t
t
речь
музыка
изображение
В ЭВМ информация представлена в
дискретной форме
4

5.

Свойства информации:
объективность
достоверность
полнота
точность
актуальность (своевременность)
полезность (ценность) или бесполезность
краткость
понятность
доступность
5

6. Представление информации в ЭВМ

В ЭВМ информация → в закодированном виде
Для кодирования используется двоичная система
счисления → алфавит 0 и 1
Количество информации - числовая
характеристика сигнала, отражающая ту степень
неопределенности, которая исчезнет после
получения сообщения в виде данного сигнала
бит (bit – binary digit – двоичная цифра)
6

7.

Бит – минимальная единица количества
информации
1 байт = 8 бит
Байт – основная единица количества
информации в вычислительной технике
1 разряд = 1 бит
1 Кбайт = 210 = 1024 байт
1 Мбайт = 1024 Кбайт
1 Гбайт = 1024 Мбайт
1 Тбайт = 1024 Гбайт
7

8.

Структура ЭВМ
Системная (материнская) плата
ПЗУ
Процессор
Системная шина
Чипсет
Северный мост
ОЗУ
Чипсет
Южный мост
Видеоадаптер
Звуковая Жесткий CD-ROM
DVD-ROM
карта
диск
Монитор
Колонки,
микрофон
Шины
Порты
(разъемы,
слоты)
Периферийные
устройства
8

9.

Системная (материнская) плата - основная
плата ПК
Процессор - основная микросхема,
выполняющая большинство математических и
логических операций
С остальными устройствами связан системной
шиной (адресная шина, шина данных и шина
команд)
Микропроцессорный комплект (чипсет) набор микросхем, управляющих работой
внутренних устройств компьютера и
определяющих основные функциональные
возможности материнской платы
9

10.

Оперативная память (оперативное
запоминающее устройство, ОЗУ) - набор
микросхем, предназначенных для временного
хранения данных, когда компьютер включен
ПЗУ (постоянное запоминающее
устройство) - микросхема, предназначенная
для длительного хранения данных
Шины - наборы проводников, по которым
происходит обмен сигналами между
внутренними устройствами компьютера
Разъемы (порты, слоты) для подключения
дополнительных устройств
10

11. Организация памяти ЭВМ

Память ЭВМ
Внешняя
Внутренняя
Кэшпамять
Оперативная
(ОЗУ)
HDD
Постоянная
(ПЗУ)
FDD
Оптические
диски
DVD
CD
BD
CMOS
RAM
Flash
Memory
Др.
USBflash
SSD
стример
11

12. Внешние (периферийные) устройства

Устройства ввода
Клавиатура
Манипуляторы
Сканер
Дигитайзер (графический
планшет)
Цифровые фотоаппараты
и видеокамеры
Микрофон
Устройства вывода
Монитор
Принтер
Плоттер
(графопостроитель)
Звуковые устройства
12

13.

Программное
обеспечение
Системное ПО
Инструментальное
ПО
системы
операционные
программирования
системы
операционные
оболочки
драйверы
утилиты
архиваторы
антивирусные
программы
программы
обслуживания сети
Прикладное
ПО
текстовые редакторы
графические
редакторы
электронные
таблицы
базы данных
бухгалтерские
программы
образовательные
программы
игровые и
развлекательные
пакеты
13

14. Операционная система Windows

Интерфейс пользователя (или системы) –
совокупность стандартных соглашений, средств,
методов и правил взаимодействия пользователя
с программной системой
В ОС Windows заложены принципы:
WYSIWYG (What You See Is What You Get)
Plug and Play (включи и играй(работай))
В ОС WINDOWS используются технологии:
Drag-and-Drop (перетащи и бросай)
OLE (Objects Linking and Embedding)
14

15.

Файловая структура (система) диска
Файл - отдельная самостоятельная логическая
единица хранения информации
Файл имеет:
название или имя
расширение имени
размер (в байтах)
дату и время записи информации
атрибуты (характерные свойства)
15

16.

Файловая система диска – совокупность
служебных таблиц, содержащих всю
необходимую для работы с хранящимися на диске
файлами информацию
таблицы размещения файлов (FAТ-таблицы)
Сектор - наименьшая физическая единица
хранения данных
размер 512 байт
группы секторов условно объединяются в
кластеры
Кластер – наименьшая единица адресации к
данным
размер не фиксирован
16

17.

Обработка текстовой информации
Этапы подготовки текстового документа:
1. Ввод текста
набор с клавиатуры
перевод бумажных документов в электронную
форму
голосовой ввод
рукописный ввод
17

18.

2. Редактирование текста:
исправление орфографических ошибок и
неточностей
добавление, удаление и перестановка
фрагментов документа и т.д.
3. Форматирование текста:
изменение параметров шрифта, абзацев
использование списков, колонтитулов,
границ и заливок и т.д.
18

19. 4. Сохранение документа

Простой текст (plain text)
RTF (Rich Text Format)
DOC
5. Публикация документов
Публикация - представление документа в его
окончательном, готовом виде
3 вида публикации:
печать документа
электронная публикация
web-документы
19

20. Основные понятия электронных таблиц

Электронная таблица (ЭТ) - компьютерный
эквивалент обычной таблицы, в ячейках которой
записаны данные различных типов: тексты, даты,
числа, формулы, функции
Особенность ЭТ→ возможность применения формул
расчет по формулам выполняется автоматически
обновление таблицы в соответствии с
изменившимися данными
в ячейках с формулами → результаты вычислений
20

21. Табличный процессор MS Excel

Рабочий лист
256 столбцов (A, B, C...Z, AA, AB,..., BA, ... IV)
65536 строк (от 1 до 65536)
Ячейка таблицы - область, определяемая
пересечением столбца и строки ЭТ
Блок (диапазон) ячеек - столбец или часть
столбца, строка или ее часть, а также
последовательности строк или столбцов (или
их частей)
21

22. Вычисления в ЭТ

Формула - математическая запись действий,
производимых над данными таблицы
Формула = операнды
числовые
константы
ссылки на
ячейки
функции
+
операторы
арифметические
текстовые
сравнения
адресные
22

23.

Функция – математическая запись,
указывающая на выполнение определенных
вычислительных операций
в составе формулы или отдельно
состоит из имени и аргументов, заключенных
в круглые скобки и разделенных точкой с
запятой
=СУММ(А1:А4;В4)
=ЕСЛИ(В4<100;1;0)
23

24.

Адреса ячеек
Относительный адрес
при копировании
формул с относительным
адресом - правило
относительной
ориентации
при перемещении ссылки не изменяются
Абсолютный адрес
при копировании не
изменяются
- полная абсолютная
ссылка
$B$5, $D$12
- частичная абсолютная
ссылка
B$5 , $D12
24

25. Основные понятия баз данных

База данных (БД) - это организованная структура,
предназначенная для хранения информации,
используемая различными задачами в рамках
единой автоматизированной информационной
системы
объект
класс объектов
атрибут (поле, элемент)
запись данных
ключевой элемент
первичный ключ
вторичный ключ
25

26.

Пример базы данных
«Университет»
записи
поля (атрибуты, элементы
№
зачетк
и
Фамили
я
352674
Иванов
653236
Петров
Отчество
№
группы
Адрес
Дата
рождения
Петр
Сергеевич
М 231
пр. Гагарина 32-4
6.04.1986
Андрей
Иванович
Э 415
ул. Ф.Энгельса 5312
24.11.1984
Имя
первичный
ключ
26

27.

Общие принципы процедур хранения данных:
целостность и непротиворечивость
данных
минимальная избыточность данных
Программное обеспечение
СУБД - система управления базами
данных
27

28. Модели организации данных

Иерархическая модель
записи образуют такую структуру, в которой
все элементы связаны отношениями
подчиненности и при этом запись-потомок
должна иметь только одного предка
28

29.

Сетевая модель
потомок может иметь любое число предков
сетевая БД состоит из набора записей и набора
связей между этими записями
29

30.

Реляционная модель Э. Ф. Кодд
объекты и взаимосвязи между ними
представляются с помощью таблиц
30

31. Язык работы с базами данных (SQL)

Structured Query Language –
структурированный язык запросов
Инструкции:
язык описания данных –
DDL (Data Definition Language)
язык манипулирования данными –
DML (Data Manipulation Language)
язык управления транзакциями
31

32. Общие сведения о компьютерных сетях

Сеть - совокупность компьютеров,
объединенных средствами передачи данных
Современные сети можно классифицировать:
по назначению
по территориальной распространенности
по топологии
по принципам управления
по виду среды передачи
по скорости передачи
по типу сетевой ОС
32

33.

По назначению:
вычислительные
информационные
смешанные
По удаленности компьютеров:
локальные вычислительные сети (ЛВС)
LAN (Local Area Network)
региональные (городские) сети
MAN (Metropolitan Area Network)
глобальные вычислительные сети (ГВС)
WAN (Wide Area Network)
33

34. Характеристика процесса передачи данных

Коммуникационная сеть должна включать
следующие основные компоненты:
передатчик
сообщение
средства передачи
приёмник
34

35.

Каналы связи:
телефонные каналы
специальные каналы для передачи
цифровой информации
радиоканалы
каналы спутниковой связи
В ЛВС используются:
витая пара проводов
коаксиальный кабель
оптоволоконный кабель
35

36.

Для преобразования аналогового сигнала в
цифровой
модем (модулятор-демодулятор)
Модем
Цифровой
сигнал
Модем
Аналоговый сигнал
Канал связи
Цифровой
сигнал
Цифровые данные передаются путем смены
текущего напряжения:
1 – есть напряжение
0 – нет напряжения
36

37.

Устройства можно разделить на три
функциональные группы:
Рабочая станция (workstation) - это ПК,
подключенный к сети
Сервер сети (server) - это компьютер,
предоставляющий пользователям сети
определенные услуги:
хранение данных общего пользования
печать заданий
обработку запроса к СУБД
удаленную обработку заданий и т. д.
37

38.

Коммуникационные узлы:
повторитель (repeater)
концентратор (hub)
коммутатор (switch)
мост (bridge)
маршрутизатор (router)
беспроводная точка доступа
(Wireless Access Point, WAP)
38

39. Сетевая модель OSI

OSI (Open Systems Interconnection
Reference Model)
модель взаимодействия открытых систем
основная модель, описывающая процесс
передачи данных между компьютерами
описывает системные средства взаимодействия
сетевого оборудования и программного
обеспечения
39

40.

Сетевая модель OSI
Система А
(ПК отправителя)
7. Прикладной уровень
сообщение
сообщение
протоколы
7
7
интерфейс
Система В
(ПК получателя)
7. Прикладной уровень
интерфейс
6. Уровень представления
7
6
5. Сеансовый уровень
7
6 5
4. Транспортный уровень
7
6 5 4
3. Сетевой уровень
7
6 5 4 3
2. Канальный уровень
7
6 5 4 3 2
1. Физический уровень
7
6 5 4 3 2 1
6 7
6.Уровень представления
5 6 7
5. Сеансовый уровень
4 5 6 7
4. Транспортный уровень
3 4 5 6 7
3. Сетевой уровень
2 3 4 5 6 7
2. Канальный уровень
1 2 3 4 5 6 7
1. Физический уровень
Среда передачи данных
40

41. Основные топологии ЛВС

Топология – это усредненная геометрическая
схема соединения узлов сети
Полносвязная топология
каждый компьютер сети
связан со всеми остальными
41

42.

Ячеистая топология
получается из полносвязной
путем удаления некоторых
возможных связей
непосредственно связываются только те
компьютеры, между которыми происходит
интенсивный обмен данными
42

43.

Шинная топология (общая шина)
компьютеры подключаются к одному кабелю
(шина или магистраль)
передаваемая информация распространяется
на все компьютеры сети
43

44.

Топология "звезда"
все компьютеры сети подключены к
центральному узлу (ЦУ)
Две разновидности:
активная звезда
ЦУ - сервер сети
пассивная звезда
ЦУ - концентратор или коммутатор
44

45.

Иерархическая звезда (древовидная)
несколько узлов соединяются иерархически
между собой связями типа "звезда"
45

46.

Топология "кольцо"
данные передаются по кольцу от одного
компьютера к другому в одном направлении
Смешанная топология
произвольные связи между компьютерами
46

47. Глобальная вычислительная сеть Internet

Internet - глобальная компьютерная сеть
internet – межсеть, между сетей
Доступ отдельных пользователей к
информационным ресурсам Internet
Провайдер (provider) - организация, имеющая
средства для подключения пользователей к сети
Internet
47

48. Передача информации исистема адресации в Internet

Любое сообщение, передаваемое по сети,
разбивается на нужное число пакетов
Каждый пакет снабжается:
адресом отправителя
адресом получателя
некоторой служебной информацией
Каждый пакет передается независимо от
остальных
По прибытии пакетов из них собирается
исходное сообщение → коммутация пакетов
48

49.

Протокол - набор формальных правил о том,
как следует передавать данные по сети
TCP/IP
Transmission Control Protocol/Internet
Protocol
Эти протоколы регламентируют:
правила разбивки сообщений на пакеты
принципы устройства пакетов
контроль прибытия пакетов к месту назначения
способы ликвидации ошибок и другие детали
49

50.

Каждому компьютеру назначается свой
уникальный сетевой адрес:
IP-адрес (Internet Protocol)
имеет длину 32 бита
состоит из 4 частей по 8 бит
Два способа выделения IP-адреса:
динамическое (временное) выделение
постоянное закрепление IP-адреса за
компьютером
50

51.

Доменные имена преобразуются доменной
системой DNS (Domain Name System) в IPадреса автоматически
Доменная структура адреса:
domain4. domain3. domain2. domain1
domain1
domain2
domain3
domain4
– домен первого (верхнего) уровня
– имя региональной сети
– имя локальной сети
– имя хост-компьютера
sstu.syzran.ru
microsoft.com
51

52. Основные службы Internet

WWW (World Wide Web, всемирная паутина)
гипертекстовая сетевая информационная
система
Гипертекст – текст, содержащий гиперссылки
Веб-страницы – документы, созданные с
помощью языка HTML
Hyper Text Markup Language
язык разметки гипертекста
52

53.

Протокол передачи гипертекста
HTTP (Hyper Text Transmission Protocol)
унифицированный указатель ресурса
URL (Uniform Resource Locator)
http:\\имя host-компьютера/путь/файл
схема
протокола
доменный адрес
спецификация
файла
http:\\www.mypage.narod.ru/docs/text.txt
53

54. Электронная почта (e-mail)

Протоколы:
SMTP → отправка
POP3 → получение
все пользователи имеют уникальные адреса,
зарегистрированные в определенном домене
с каждым доменом связан почтовый сервер,
управляющий адресами пользователей
Адрес:
учетное имя пользователя @ адрес почтового сервера
[email protected]
54

55. Система обмена файлами (FTP)

обеспечивает оптимизированный доступ к
файлам в файловых архивах
протокол FTP – File Transfer Protocol
Система телеконференций (Usenet)
построена по принципу электронных досок
объявлений
протокол NNTP - Network News Transfer
Protocol
55

56. Поиск информации в Internet

Поисковая система представляет собой
программно-аппаратный комплекс с вебинтерфейсом
Три основных компонента:
поисковый агент (паук)
база данных
поисковый сервер
56

57. Основные понятия защиты информации

Безопасность информации - состояние
защищенности информации, при котором
обеспечены ее конфиденциальность,
доступность и целостность
Виды угроз безопасности информации:
организация утечки информации
угроза искажений
угроза уничтожения информации
угроза интеллектуальной собственности
помехи функционирования информационных систем
телекоммуникации
57

58.

Защита информации (информационная
безопасность) – деятельность, направленная
на предотвращение утечки защищаемой
информации, несанкционированных и
непреднамеренных воздействий на защищаемую
информацию
Средства защиты информации:
технические (аппаратные) средства
программные средства
организационные средства
58

59. Компьютерные вирусы

Компьютерный вирус - это программа,
способная размножаться и модифицирующая
другие программы, записанные в файлах или
системных областях, для последующего
получения управления, воспроизводства новой
копии и осуществления несанкционированного
доступа к информации
59

60.

По среде обитания:
сетевые
файловые
загрузочные
файлово-загрузочные
По способу заражения среды обитания:
резидентные
нерезидентные
По деструктивным возможностям:
неопасные
опасные
очень опасные
60

61.

По особенностям алгоритма вируса:
"черви" (репликаторы)
"паразитические"
"стелс"-вирусы (вирусы-невидимки)
макровирусы
полиморфные вирусы
руткиты
61

62.

Средства антивирусной защиты
резервное копирование наиболее ценных
данных
использование антивирусных программ
Функции антивирусных программ:
регулярное сканирование дисков в поисках
вируса
контроль за изменением размеров и других
параметров файла
контроль за обращением к жесткому диску
62

63. Защита информации в Internet

Безопасность в сетях:
1. Аутентификация
2. Целостность
3. Секретность
шифрование данных криптография
Алгоритм – способ закодировать исходный
текст
Ключ – используется для управления
процессами шифрования и дешифрования
63

64.

Алгоритмы шифрования
симметричные
асимметричные
Симметричное шифрование:
отправитель и получатель данных владеют одним
секретным ключом
Ключ
0101011001001001
Шифрование
Сообщение
Дешифрование
Шифрованное
сообщение
Сообщение
64

65.

Асимметричное шифрование
открытый ключ
сообщение шифруется
широко публикуется
закрытый ключ
сообщение дешифруется
владеет только одно лицо
Открытый ключ
Закрытый ключ
010101100
001001001
Шифрование
Сообщение
Дешифрование
Шифрованное
сообщение
Сообщение
65

66.

Электронная (цифровая) подпись присоединяемое к тексту его
криптографическое преобразование,
создаваемое с помощью закрытого ключа, которое
позволяет другим пользователям проверить
авторство и подлинность сообщения с
использованием открытого ключа
66

67. Виды компьютерной графики

По способу формирования изображения:
растровая
векторная
фрактальная
Трехмерная (3D) графика – сочетание
векторного и растрового способов формирования
изображения
67

68. Растровая графика

Растр - совокупность элементов изображения,
образующих сетчатое поле
Основной элемент растрового изображения пиксель (pixel)
Цвет каждого пикселя кодируется с помощью
комбинации битов
больше бит → большее количество оттенков для
каждого пикселя
Глубина цвета - число бит, используемых для
кодирования пикселя
68

69.

Разрешение (разрешающая
способность) - количество точек на единицу
длины
Недостаток:
69

70. Векторная графика

Основной элемент изображения → линия
описывается математически как единый объект
с помощью линий строят другие объекты
изображения
Векторная графика
применяется при создании
чертежей и изображений, у
которых имеет особо важное
значение сохранение четких
и ясных контуров
70

71. Фрактальная графика

Основной элемент - математическая формула
Ключевое свойство – самоподобие
71

72.

program Zvezda;
uses Crt, Graph;
const
it = 1280;
r = 0.35;
l = 300;
da = 4*pi/5;
v = 4;
var
gd,gm : Integer;
a
: Real;
x, y : Real;
xn,yn : Real;
i
: Integer;
function Mn(nn: Integer):
begin
if nn mod (v*v*v*v) = 0
if nn mod (v*v*v)
= 0
if nn mod (v*v)
= 0
if nn mod (v)
= 0
Real;
then
then
then
then
Mn:=1
else
Mn:=r
else
Mn:=r*r
else
Mn:=r*r*r else
Mn:=r*r*r*r;
end;
begin
gd := Detect;
InitGraph(gd,gm,'c:\bp\bgi');
a:=0;
x:=200;
y:=320;
for i:=0 to it do begin
xn:=x+sin(a)*l*Mn(i);
yn:=y-cos(a)*l*Mn(i);
Line(Round(x), Round(y), Round(xn), Round(yn));
x:=xn;
y:=yn;
a:=a+da;
end;
ReadKey;
closegraph;
end.
72

73.

73

74. 3D-графика

используются геометрические примитивы и
гладкие (сплайновые) поверхности
твердотельное моделирование
74

75. Понятие цвета. Цветовые модели

Два способа описания цвета:
система аддитивных цветов (световые
излучения суммируются)
система субтрактивных цветов (световые
излучения вычитаются)
Цветовая модель - способ описания
цвета с помощью количественных характеристик
75

76. Цветовая модель RGB

[Red, Green, Blue]
Red
Green
White
Yellow
Cyan
Magenta
Black
Blue
76

77. Цветовая модель CMYK

[Cyan, Magenta, Yellow, blacK]
Cyan
Magenta
Blue
Black
Red
Green
Yellow
77