Информатика и ИКТ в системе дополнительного образования

Информатика и ИКТ

Консультация перед вступительным экзаменом

Общее

• Вид экзамена – компьютерный тест
• Длительность экзамена – 1 час 20 минут
• Количество тестовых заданий – 25
• Максимальное количество баллов за тест – 100 (25 заданий по 4 балла)
• Результаты – сразу же после завершения тестирования
• «Удовлетворительный» результат – не менее 40 баллов
• Протокол распечатывается, подписывается абитуриентом

Общее

• Просмотр соседского монитора, использование сотового телефона, сети Интернет приравнивается к использованию шпаргалки, вызывает удаление с экзамена.
• Иметь при себе:

• экзаменационный лист / лист собеседования паспорт или документ, его заменяющий ручку калькулятор
• экзаменационный лист / лист собеседования
• паспорт или документ, его заменяющий
• ручку
• калькулятор

Разделы

• Информация: понятие, виды, свойства
• Системы счисления
• История развития ВТ
• Архитектура персональных компьютеров
• Компьютерные коммуникации и сети
• Программное обеспечение
• Алгоритмизация

1. Информация: понятие, виды, свойства

Информация

любые сведения об окружающем мире, которые человек получает с помощью органов чувств:

• глаза (зрение, 90 процентов информации) уши (слух) язык (вкус) нос (обоняние) кожа (осязание)
• глаза (зрение, 90 процентов информации)
• уши (слух)
• язык (вкус)
• нос (обоняние)
• кожа (осязание)

Виды информации

• Символ (знак, жест)
• Текст (состоит из символов, важен их порядок)
• Числовая информация Графическая информация (рисунки, картины, чертежи, фото, схемы, карты)
• Звук
• Тактильная информация (осязание)
• Вкус
• Запах

Свойства информации

• объективной (не зависящей от чьего-либо мнения) «На улице тепло» , «На улице 28°С»

• понятной (английский язык?) полезной (получатель решает свои задачи) достоверной (правильной) дезинформация, помехи, слухи, байки
• понятной (английский язык?)
• полезной (получатель решает свои задачи)
• достоверной (правильной) дезинформация, помехи, слухи, байки

Свойства информации

• актуальной – должна быть важна в данный момент (погода, землетрясение) устаревшая, ненужная полной (достаточной для принятия правильного решения) «Концерт будет вечером», история
• актуальной – должна быть важна в данный момент (погода, землетрясение) устаревшая, ненужная
• полной (достаточной для принятия правильного решения) «Концерт будет вечером», история

Информационные процессы

• Получение (через органы чувств)
• Хранение

• мозг, бумага, камень, береста, … память ПК, дискеты, винчестеры, CD, DVD
• мозг, бумага, камень, береста, …
• память ПК, дискеты, винчестеры, CD, DVD
• Обработка создание новой информации кодирование – изменение формы, запись в некоторой знаковой системе (в виде кода) поиск сортировка – расстановка элементов списка в заданном порядке
• создание новой информации
• кодирование – изменение формы, запись в некоторой знаковой системе (в виде кода)
• поиск
• сортировка – расстановка элементов списка в заданном порядке
• Передача

11

Процесс передачи информации

Абстрактная информация передается посредством конкретного сообщения

помехи

источник информации

приемник информации

канал связи

Канал связи – среда, по которой носитель информации перемещается от источника к приемнику (жидкость (вода), газы (воздух), твердые тела (электрический провод))

11

Кодирование информации

• Кодирование – это запись информации с помощью некоторой знаковой системы (языка)

11

Количество информации

• Количество информации - числовая характеристика информации, отражающая ту степень неопределенности, которая исчезает после получения информации
• За единицу информации принимается 1  бит - количество информации, при котором неопределенность, т.е. количество вариантов выбора, уменьшается вдвое
• 1 бит – это количество информации, которое можно передать с помощью одного знака в двоичном коде («0» или «1»)

11

1 бит – 1 двоичный разряд

11

Количество информации

11

Единицы измерения информации

• 1 байт (bytе) = 8 бит
• 1 Кбайт (килобайт) = байт = 1024 байта
• 1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт
• 1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайт
• 1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайт
• 1 Пбайт (петабайт) = 1024 Тбайт

11

Перевод количества информации из одних единиц в другие

11

Задачи: текст

Сколько места в памяти надо выделить для хранение предложения Привет, Вася!

• считаем все символы, включая знаки препинания и пробелы (здесь 13 символов) если нет дополнительной информации, то считаем, что 1 символ занимает 1 байт
• считаем все символы, включая знаки препинания и пробелы (здесь 13 символов)
• если нет дополнительной информации, то считаем, что 1 символ занимает 1 байт

Ответ: 13 байт или 104 бита

11

Задачи: текст

Сколько места надо выделить для хранения 10 страниц книги, если на каждой странице помещаются 32 строки по 64 символа в каждой?

Решение:

• на 1 странице 32·64=2048 символов на 10 страницах 10·2048=20480 символов каждый символ занимает 1 байт
• на 1 странице 32·64=2048 символов
• на 10 страницах 10·2048=20480 символов
• каждый символ занимает 1 байт

Ответ:

• 20480 байт = 20480·8 бит = 20480:1024 Кбайт = 20 Кбайт
• 20480 байт = 20480·8 бит = 20480:1024 Кбайт = 20 Кбайт

11

Задачи: рисунок

Сколько места в памяти надо выделить для хранения 16-цветного рисунка размером 32 на 64 пикселя?

Решение:

• общее число пикселей: 32·64=2048 при использовании 16 цветов отводится 4 бита/пиксель
• общее число пикселей: 32·64=2048
• при использовании 16 цветов отводится 4 бита/пиксель

Ответ:

• 2048·4 бита = 8192 бита 2048·4:8 байта = 1024 байта 1024:1024 Кбайт = 1 Кбайт
• 2048·4 бита = 8192 бита
• 2048·4:8 байта = 1024 байта
• 1024:1024 Кбайт = 1 Кбайт

11

Задачи: передача информации

Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 256000 бит/c. Передача файла через это соединение заняла 2 минуты. Определить размер файла в килобайтах.

Решение:

• время передачи: 2·60 сек=120 сек передано информации 256 ·1000·120 бит =3072 · бит= =384 · байт=3750 Кбайт
• время передачи: 2·60 сек=120 сек
• передано информации 256 ·1000·120 бит =3072 · бит= =384 · байт=3750 Кбайт

объем файла 3750 Кбайт

Ответ:

11

2. Системы счисления

Определения

11

Система счисления – это способ записи чисел с помощью специальных знаков – цифр .

Числа: 123, 45678, 1010011, CXL

Цифры: 0, 1, 2, … I, V, X, L, …

Алфавит – это набор цифр . {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

Типы систем счисления:

• непозиционные – значение цифры не зависит от ее места (позиции) в записи числа; позиционные – зависит…
• непозиционные – значение цифры не зависит от ее места (позиции) в записи числа;
• позиционные – зависит…

11

Позиционные системы

11

Позиционная система: значение цифры определяется ее позицией в записи числа.

Десятичная система: первоначально – счет на пальцах изобретена в Индии, заимствована арабами, завезена в Европу

Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Основание (количество цифр): 10

11

Позиционные системы

11

Другие позиционные системы:

• двоичная , восьмеричная, шестнадцатеричная (информатика) двенадцатеричная (1 фут = 12 дюймов, 1 шиллинг = 12 пенсов) двадцатеричная (1 франк = 20 су) шестидесятеричная (1 минута = 60 секунд, 1 час = 60 минут)
• двоичная , восьмеричная, шестнадцатеричная (информатика)
• двенадцатеричная (1 фут = 12 дюймов, 1 шиллинг = 12 пенсов)
• двадцатеричная (1 франк = 20 су)
• шестидесятеричная (1 минута = 60 секунд, 1 час = 60 минут)

11

6 переводим правую часть в десятичную систему в записи есть цифра 6, поэтому x 6 переводим правую часть в десятичную систему решаем уравнение решаем уравнение 1 0 58 = 46 x = 4·x 1 + 6·x 0 = 4·x + 6 58 = 4·x + 6 x = 13 11 " width="640"

Позиционные системы

11

Задача: в какой системе счисления число 58 записывается как «46 x »? Определите основание системы счисления X.

58 = 46 x

• в записи есть цифра 6, поэтому x 6 переводим правую часть в десятичную систему
• в записи есть цифра 6, поэтому x 6
• переводим правую часть в десятичную систему

• решаем уравнение
• решаем уравнение

1 0

58 = 46 x

= 4·x 1 + 6·x 0

= 4·x + 6

58 = 4·x + 6

x = 13

11

Перевод целых чисел

11

Двоичная система: Алфавит: 0, 1 Основание (количество цифр): 2

10  2

19

2

19 = 10011 2

18

9

2

8

1

2

4

система счисления

4

1

2

2

2

0

2

1

0

0

0

2  10

1

4 3 2 1 0

разряды

10011 2

= 1 ·2 4 + 0 ·2 3 + 0 ·2 2 + 1·2 1 + 1·2 0

= 16 + 2 + 1 = 19

Арифметические операции. Сложение

сложение

0+0=0 0+1=1

1+0=1 1+1= 1 0 2

1 + 1 + 1 = 1 1 2

перенос











1 0 1 1 0 2

+ 1 1 1 0 1 1 2

1

0

0

0

1

0

1

2

Восьмеричная система

Основание (количество цифр): 8

Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

10  8

100

8

100 = 144 8

96

8

12

8

4

8

1

0

система счисления

4

0

1

8  10

2 1 0

разряды

144 8

= 1 · 8 2 + 4· 8 1 + 4· 8 0

= 64 + 32 + 4 = 100

Таблица восьмеричных чисел

X 10

X 8

0

X 2

1

0

1

000

2

2

X 10

001

3

3

X 8

4

010

011

X 2

5

4

5

6

100

101

6

7

7

110

111

{

{

{

{

Перевод из восьмеричной системы в двоичную и обратно

10

• трудоемко
• 2 действия

8

2

8 = 2 3

!

Каждая восьмеричная цифра может быть записана как три двоичных ( триада )!

1725 8 =

111

010

101 2

00 1

1 7 2 5

31

Перевод из двоичной системы в восьмеричную

31

1001011101111 2

Шаг 1 . Разбить на триады, начиная справа:

00 1 001 011 101 111 2

Шаг 2 . Каждую триаду записать одной восьмеричной цифрой:

00 1 001 011 101 111 2

1

3

5

7

1

Ответ: 1001011101111 2 = 11357 8

31

Шестнадцатеричная система

31

Основание (количество цифр): 16

Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

B , 11

C , 12

D , 13

A , 10

E , 14

F 15

10  16

107

16

107 = 6B 16

96

6

16

0

11

0

B

система счисления

6

16  10

C

2 1 0

разряды

= 1 ·16 2 + 12 ·16 1 + 5·16 0

1C5 16

= 256 + 192 + 5 = 453

Таблица шестнадцатеричных чисел

X 10

0

X 16

X 2

0

1

0000

1

2

X 10

0001

3

2

X 16

8

4

0010

3

X 2

9

8

5

0011

4

1000

9

10

6

5

0100

1001

6

A

11

0101

7

12

7

1010

0110

B

0111

1011

13

C

D

14

1100

1101

E

15

1110

F

1111

{

{

{

{

Перевод из шестнадцатеричной системы в двоичную

10

• трудоемко
• 2 действия

16

2

16 = 2 4

!

Каждая шестнадцатеричная цифра может быть записана как четыре двоичных ( тетрада )!

7F1A 16 =

0 111

1111

0001

1010 2

7 F 1 A

35

Перевод из двоичной системы в шестнадцатеричную

35

1001011101111 2

Шаг 1 . Разбить на тетрады, начиная справа:

000 1 0010 1110 1111 2

Шаг 2 . Каждую тетраду записать одной шестнадцатеричной цифрой:

000 1 0010 1110 1111 2

1

2

E

F

Ответ: 1001011101111 2 = 12EF 16

35

35

3. История развития вычислительной техники

35

Компьютер или ЭВМ

• ЭВМ (электронно-вычислительная машина) (или компьютер) — это аппаратно-программное вычислительное устройство, реализованное на электронных компонентах и выполняющее заданные программой действия. Работает с числовой информацией.
• Термин ЭВМ сегодня практически не применяется, кроме как в историческом смысле.

Поколения ЭВМ

Поколение

Элементная база

I поколение

Электронные лампы

II поколение

Полупроводниковые транзисторы

III поколение

Интегральные системы

IV поколение

Большие интегральные системы

Первая электронно-вычислительная машина - “Эниак” (1946 год)

История в лицах

• Жозеф М. Жаккард – автоматизировал ткацкий станок.
• Джон Буль – двоичная система счисления и алгебра логики.
• Чарльз Бэббидж – механическая вычислительная машина («разностная машина», «аналитическая машина»).

История в лицах

• Готфрид Вильгельм Лейбниц – калькулятор Лейбница (арифмометр с кареткой и ручкой, 4 арифметических действия).
• Герман Холлерит – статистический табулятор (информация кодировалась на перфокартах, электрический датчик распознавал отверстия и посылал сигнал на счетное устройство).
• Мухаммед аль Хорезми – правила сложения и вычитания в позиционной системе счисления.

История в лицах

• Джон фон Нейман – логическая схема ЭВМ, 4 блока: АЛУ, УУ, устройство памяти, УВВ (классическая архитектура), общие принципы работы компьютера.
• Ада Лавлейс – первые программы для решения систем двух линейных уравнений.
• Сергей Лебедев – основоположник советской вычислительной техники.

Принципы фон Неймана

• принцип общего устройства ЭВМ:

• принцип произвольного доступа к основной памяти;
• принцип хранимой программы;
• принцип программного управления.

4. Архитектура персональных компьютеров

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

• Системный блок: - материнская плата; - процессор; - память: внешняя, внутренняя, оперативная; - винчестер (жесткий диск). Монитор. Клавиатура. Мышка. Соединительные кабели.
• Системный блок: - материнская плата; - процессор; - память: внешняя, внутренняя, оперативная; - винчестер (жесткий диск).
• Монитор.
• Клавиатура.
• Мышка.
• Соединительные кабели.

Устройства ввода информации

• Клавиатура;
• Сканер;
• Цифровые фотокамеры, видео и веб-камеры;
• Средство речевого ввода (микрофон);
• Координатные устройства ввода ( мышь, трекбол );
• Сенсорные устройства ввода (световое перо, сенсорный экран, дигитайзер (графический планшет)).

Устройства вывода информации

• Монитор;
• Принтер (матричный, струйный, лазерный);
• Плоттер (графопостроитель);
• Акустические колонки и наушники.

5. Компьютерные коммуникации и сети

Компьютерная сеть

• Компьютерная сеть  – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Типы сетей

Локальные ( LAN = Local Area Network ) – соединяют компьютеры в одном или нескольких соседних зданиях.

Корпоративные – соединяют компьютеры одной фирмы, возможно в разных городах.

Муниципальные (общегородские) – сети органов управления (милиция, паспортный стол, и т.д.).

Глобальные (общемировые), например, Интернет.

Локальные сети

• Одноранговые сети - все компьютеры равноправны
• Сети с выделенным сервером

Сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства) в общее использование.

• файловый сервер сервер печати почтовый сервер
• файловый сервер сервер печати почтовый сервер
• файловый сервер
• сервер печати
• почтовый сервер

Клиент – компьютер, пользующийся услугами сервера.

Технология «клиент-сервер»

Клиент

• посылает запрос с заданием выводит на экран ответ, полученный от сервера
• посылает запрос с заданием
• выводит на экран ответ, полученный от сервера

Сервер

• принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь выполняет задание посылает ответ с результатами
• принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь
• выполняет задание
• посылает ответ с результатами

6. Программное обеспечение

Взаимодействие человека с компьютером

Программное обеспечение ПК

Программное обеспечение ПК

Системное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение

Системы программирования

55

Системное программное обеспечение

• обеспечивает взаимодействие пользователя и прикладных программ с аппаратными средствами

• операционные системы драйверы утилиты
• операционные системы
• драйверы
• утилиты

55

Операционные системы

Операционная система (ОС) – это комплекс программ, обеспечивающих пользователю и прикладным программам удобный интерфейс (способ обмена информацией) с аппаратными средствами компьютера.

Функции ОС (что она обеспечивает):

• обмен данными с внешними устройствами работу файловой системы (файлы, папки) запуск и выполнение остальных программ тестирование компьютера, обработка ошибок распределение ресурсов (процессор, память, внешние устройства)
• обмен данными с внешними устройствами
• работу файловой системы (файлы, папки)
• запуск и выполнение остальных программ
• тестирование компьютера, обработка ошибок
• распределение ресурсов (процессор, память, внешние устройства)

55

Утилиты

• это служебные программы для проверки и настройки компьютера:

• разбивка диска на разделы ( fdisk.exe ) форматирование диска ( format.com ) тестирование диска ( chkdsk.exe ) редактирование реестра ( regedit.exe ) проверка соединения ( ping.exe )
• разбивка диска на разделы ( fdisk.exe )
• форматирование диска ( format.com )
• тестирование диска ( chkdsk.exe )
• редактирование реестра ( regedit.exe )
• проверка соединения ( ping.exe )

55

Драйверы

• это программа, которая постоянно находится в памяти и обеспечивает обмен данными с внешним устройством (файлы *.sys в Windows )

• драйвер видеокарты, звуковой карты, сетевой карты, принтера, сканера, …
• драйвер видеокарты, звуковой карты, сетевой карты, принтера, сканера, …

55

Прикладное программное обеспечение

• программы, которые пользователь использует для решения своих задач

• текстовые редакторы графические редакторы базы данных …
• текстовые редакторы
• графические редакторы
• базы данных …
• позволяют пользователю обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио и видео информацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.
• функционируют под управлением определенной ОС.

55

Программы для работы с текстом

• Текстовые редакторы – для редактирования текстовых документов без оформления

Блокнот – файлы *.txt

• Текстовые процессоры – для редактирования текстовых документов

WordPad – файлы *.doc (текст + рисунки)

Word – файлы *.doc, *.docx (текст + рисунки + таблицы + автофигуры + диаграммы …)

OpenOffice Writer – файлы *.odt – бесплатно

55

Офисное программное обеспечение

• Электронные таблицы – для выполнения расчетов с табличными данными

Microsoft Excel – файлы *.xls, *.xlsx

OpenOffice Calc – файлы *.ods – бесплатно

• Системы управления базами данных

Microsoft Access – файлы *.mdb, *.accdb

OpenOffice Base – файлы *.odb – бесплатно

• Создание презентаций

Microsoft PowerPoint – файлы *.ppt, *.pptx

OpenOffice Impress – файлы *.odp – бесплатно

55

Системы программирования

• Системы программирования (или инструментальные средства) – это ПО, предназначенное для разработки и отладки новых программ
• Транслятор – это программа, которая переводит текст других программ в машинные коды.

55

Архивация и сжатие файлов

Архивация – создание резервных копий . Цели:

• сохранить данные на случай сбоя на диске объединить группу файлов в один архив зашифровать данные с паролем сжатие файлов – уменьшение их размера.
• сохранить данные на случай сбоя на диске
• объединить группу файлов в один архив
• зашифровать данные с паролем
• сжатие файлов – уменьшение их размера.

55

Компьютерные вирусы

Компьютерный вирус – это программа, которая при запуске способна распространяться без участия человека.

Признаки заражения:

• замедление работы компьютера перезагрузка или зависание компьютера неправильная работа ОС или прикладных программ изменение длины файлов появление новых файлов уменьшение объема оперативной памяти рассылка сообщений e-mail без ведома автора
• замедление работы компьютера
• перезагрузка или зависание компьютера
• неправильная работа ОС или прикладных программ
• изменение длины файлов
• появление новых файлов
• уменьшение объема оперативной памяти
• рассылка сообщений e-mail без ведома автора

55

Антивирусные программы

• это любая программа, способная обнаружить компьютерные вирусы и вредоносные программы, вылечить зараженные ими объекты (файлы), а также предотвратить заражение вредоносным кодом ОС компьютера и ее модификации.

55

Виды антивирусных программ

• Программы – вакцины (программы – доктора, фаги) – созданы для поиска зараженных папок/файлов и их «вылечивания». К ним относятся такие всемирно популярные антивирусные программы, как Doctor Web, Norton AntiVirus и Kaspersky Antivirus.
• Программки – фильтры или «сторожа» — предназначены для обнаружения вирусов на ранней стадии заражения.
• Программы – сканеры (детекторы) – служат для обнаружения вирусов на внешних накопителях и в оперативной памяти ПК.

55

Виды антивирусных программ

• Файерволы (программки – мониторы) – начинают свою работу при запуске операционной системы компьютера. Находясь постоянно в памяти устройства, производят проверку всех файлов.
• «Ревизоры» — являются одними из наиболее действенных видов антивирусных программ. Они способны запоминать все исходные параметры системы до заражения и проводить сравнительный анализ после.

55

7. Алгоритмизация

55

Понятие алгоритма

• Алгоритм – набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения некоторого результата.

• Алгоритм   – это понятное и точное предписание исполнителю, выполнить конечную последовательность шагов, приводящей от исходных данных к искомому результату.

55

Свойства алгоритма

• Конечность (результативность)  – за конечное число шагов должен быть получен результат;
• Дискретность  – алгоритм должен быть разбит на последовательность выполняемых шагов;
• Понятность   – алгоритм должен содержать только те команды, которые входят в набор команд, который может выполнить конкретный исполнитель;
• Точность   – каждая команда должна пониматься однозначно;
• Массовость   – однажды составленный алгоритм должен для решения подобных задач с разными исходными данными.
• Детерминированность (определенность) – если для одних и тех же наборов исходных данных он будет выдавать один и тот же результат, т.е. результат однозначно определяется исходными данными.
• Корректность   - если алгоритм создан для решения определенной задачи, то для всех исходных данных он должен всегда давать правильный результат и ни для каких исходных данных не будет получен неправильный результат. Если хотя бы один из полученных результатов противоречит хотя бы одному из ранее установленных и получивших признание фактов, алгоритм нельзя признать корректным.

55

Основные алгоритмические конструкции

• Линейный алгоритм
• Ветвление (разветвляющийся алгоритм)
• Цикл (циклический алгоритм)

55

Формы записи алгоритмов (блок-схемы)

55

Линейный алгоритм

55

Ветвление

55

Цикл, виды циклов

55

Примеры заданий

b=2

55

Примеры заданий

m=14

55

Примеры заданий

p=2

55

Примеры заданий

2, 3, 4, 5, 6

55

Примеры заданий

55

Примеры заданий

55

Разделы

• Информация: понятие, виды, свойства
• Системы счисления
• История развития ВТ
• Архитектура персональных компьютеров
• Компьютерные коммуникации и сети
• Программное обеспечение
• Алгоритмизация

55

Спасибо за внимание! Удачи на экзамене!