- •Военный университет министерства обороны
- •Чешуин с.А.
- •Математика и информатика
- •Москва – 2004
- •Оглавление
- •Список сокращений
- •Предисловие
- •Глава 1. Вводная
- •§ 1.1. Теоретические основы информатики
- •I. Цель, задачи, основные требования к процессу изучения дисциплины «Математика и Информатика»
- •II. Предмет и структура информатики.
- •§ 1.2. Кибернетические аспекты информатики
- •I. Информационная деятельность человека (военного специалиста)
- •II. Количество и измерение информации
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 2. Основные понятия и методы теории информации и кодирования
- •§ 2. 1. Информация и её свойства
- •I. Понятие и классификация информации
- •Виды и свойства информации
- •III. Общая характеристика процессов сбора, передачи обработки и хранения информации
- •§ 2.2. Представление информации
- •Абстрактный алфавит
- •Двоичное кодирование информации
- •Кодирование информации различной формы
- •§ 2.3. Системы счисления используемые в информационных технологиях
- •Представление информации в эвм. Системы счисления (сс) и формы представления чисел. Позиционные сс
- •Двоичная Арифметика
- •Восьмеричная сс
- •Методы перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •Метод перевода целых чисел
- •Метод перевода правильных дробей
- •IV. Варианты представления информации в эвм (пк)
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 3. Математические модели решения информационных и вычислительных задач
- •§ 3.1. Комплексное аналитическое и имитационное моделирование
- •Поэтому в научных и практических исследованиях существуют два направления:
- •I. Цель, задачи и основные требования к математическому моделированию информационных процессов
- •II. Метод построения комплексных аналитических и имитационных моделей
- •III. Сравнительный анализ подходов к математическому описанию информационных процессов
- •§ 3.2. Математический аппарат теории множеств
- •Основные понятия теории множеств. Операции над множествами
- •Операции булевой алгебры
- •Основные термины математической логики
- •Операции булевой алгебры
- •1. Логическое сложение (дизъюнкция, или)
- •2. Логическое умножение (конъюнкция, и)
- •3. Логическое отрицание (инверсия, не)
- •Поглощения
- •Алгебра высказываний, исчисление высказываний
- •1. Доказать табличным способом соотношения
- •Логический вывод
- •Продукционное правило
- •Декларативное правило
- •§ 3.3. Математический аппарат теории графов
- •Понятие графа
- •Правила нумерации событий в сетевом графе методов вычёркивания дуг:
- •Отношения и графы, Свойства и типы однородных отношений
- •Перечень мероприятий:
- •Синтез эталонного графа:
- •Оптимизация эталонного графа
- •Синтез текущего граф
- •Сравнение текущего графа с эталонным
- •Вывод-распознавание объекта.
- •§ 3.4. Математический аппарат теории вероятности и прикладной статистики
- •Основные понятия теории вероятности и прикладной статистики
- •Основные направления исследования
- •Случайные события
- •1. Основные понятия комбинаторики
- •2. Пространство элементарных событий
- •3. Классификация случайный событий
- •Случайные величины
- •4. Дискретная случайная величина
- •5. Функция распределения случайной величины и её свойства
- •6. Непрерывная случайная величина
- •7. Числовые характеристики случайной величины
- •II. Табличное представление экспертных данных. Числовые характеристики выборки, упрощенные методы вычисления характеристик Предмет и основные задачи математической статистики
- •Генеральная и выборочная совокупности
- •Упрощённые методы вычисления характеристик
- •Статистический подход к определению вероятности. Вычисление вероятностей сложных событий. Условные вероятности. Формула Байеса
- •1. Определение вероятностей случайных событий
- •2. Определение вероятностей совместных событий
- •3. Определение условной вероятности
- •4. Теорема о полной вероятности
- •5. Формула Байеса
- •6. Формула Бернулли
- •Формула Бернулли
- •§ 3.5. Математический аппарат регрессионного и корреляционного анализа
- •Корреляционный анализ. Коэффициент корреляции и его оценка
- •Регрессионный анализ. Простая и линейная регрессия
- •Ранговые корреляционные статистики. Устойчивость оценки
- •Построим график полученной прямой на поле корреляции по двум точкам
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 4. Архитектура персонального компьютера
- •§ 4. 1. Информационно-логические основы построения электронно-вычислительных машин
- •I. Структурная схема канонической эвм
- •II. Принципы программного управления.
- •Структура и виды команд
- •Состав машинных команд
- •III. Классификации компьютеров
- •По способу организации обмена информацией
- •2. По назначению:
- •3. По назначению, размерам и функциональным возможностям:
- •На базе большой эвм
- •Другие виды классификации компьютеров
- •4. Классификация по уровню специализации.
- •5. Классификация по типоразмерам.
- •6. Классификация по совместимости.
- •7. Классификация по типу используемого процессора.
- •История развития Электронно-вычислительных машин
- •8. По элементной базе, использованной при создании эвм. Исторический аспект (поколения развития техники и технологии микропроцессоров)
- •§ 4.2. Функционально – структурная организация пэвм
- •I. Структура пэвм и назначение устройств
- •Основные блоки персонального компьютера и их назначение
- •Элементы конструкции пк
- •Системный блок
- •Монитор
- •Электронно-лучевые мониторы
- •Жидкокристаллические мониторы (дисплеи)
- •Клавиатура
- •Видеокарта (видеоадаптер)
- •Звуковая карта
- •Системы, расположенные на материнской плате Оперативная память
- •Процессор
- •Микросхема пзу и система bios
- •Энергонезависимая память cmos
- •Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)
- •II. Функциональные характеристики пэвм
- •III. Внутримашинный системный интерфейс
- •Шины расширений
- •Локальные шины
- •§ 4.3. Микропроцессоры и запоминающие устройства
- •Типы, структура и порядок работы микропроцессора История развития микропроцессоров
- •Типы, структура и порядок работы микропроцессора
- •Типы микропроцессоров
- •Порядок работы основных устройств микропроцессора
- •Устройство управления
- •Шина адреса
- •Арифметико-логическое устройство
- •Кодовая шина данных Кодовая шина инструкций
- •Микропроцессорная память
- •Интерфейсная часть микропроцессора
- •Последовательность работы блоков персонального компьютера при выполнении команды
- •Основная, внешняя и кэш – память Запоминающие устройства персонального компьютера
- •Основная (внутренняя )память Физическая структура основной памяти
- •Логическая структура основной памяти
- •Отображаемая
- •Внешняя память
- •Логическая структура диска
- •Накопители на жестких магнитных дисках
- •Дисковые массивы raid
- •Накопители на гибких магнитных дисках
- •Накопители на оптических дисках (компакт-дисках) cd-rom
- •Накопители на магнитной ленте
- •Сравнительные характеристики запоминающих устройств
- •Другие устройства хранения данных
- •§ 4.4. Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера
- •Устройства ввода информации Устройства командного управления
- •Клавиатура
- •Устройства ввода графических данных
- •II. Устройства вывода информации Видеотерминальные устройства
- •Разрешающая способность мониторов
- •Монохромные мониторы
- •Видеоконтроллеры
- •Принтеры
- •Матричные принтеры
- •Струйные принтеры
- •Лазерные принтеры
- •III. Мультимедийные устройства
- •Средства связи и телекоммуникаций
- •Заключение
- •Глава 5. Системное программное обеспечение пэвм
- •§ 5.1. Программное обеспечение пэвм
- •I. Системное и прикладное программное обеспечение Системное программное обеспечение пэвм
- •Прикладное программное обеспечение
- •II. Назначение структура и порядок загрузки операционных систем. Файловая система Понятие и классификация операционных систем
- •Семейства Операционных систем
- •Назначение и структура ms dos
- •Файловые системы
- •Команды операционной системы ms dos
- •Основные команды dos. Общие сведения о программах – оболочках Способы обращения к файлам в ос ms dos
- •Основные команды dos
- •1) Смена текущего логического диска
- •2) Просмотр содержимого каталога
- •3) Создание каталогов
- •4) Удаление каталога
- •5) Копирование файлов
- •6) Просмотр содержимого файла
- •7) Удаление файлов
- •8) Переименование файлов (перемещение)
- •9) Форматирование диска
- •Конфигурирование операционной системы ms dos
- •Общие сведения о программах – оболочках
- •Назначение, основные возможности и интерфейс операционной оболочки Norton Commander
- •Основные методы работы с Norton Commander. Управление режимами отображения информации в панелях nc
- •Работа с каталогами и файлами
- •Работа с дисками
- •Форматирование дискеты
- •Копирование дискет
- •Очистка дисков от лишней информации
- •§ 5.2. Операционные системы семейства Windows. Сервисное программное обеспечение
- •Концепция Windows. Элементы пользовательского интерфейса. Особенности различных версий Общая характеристика операционной среды Windows
- •Архитектура операционной среды Windows
- •Операционная система Windows 98
- •Операционная система Windows 2000
- •Интерфейс пользователя
- •Рабочий стол Windows
- •Структура окна
- •Операции с файловой структурой
- •Работа с программой Проводник
- •Настройка системы Windows
- •Завершение работы
- •Стандартные программы Windows
- •Графический редактор Paint
- •Текстовый редактор WordPad
- •Калькулятор
- •Сервисное программное обеспечение: резервирование информации, антивирусные средства, обслуживание дисков, ограничение доступа к информации
- •Служебные программы
- •Защита и резервирование информации
- •Резервирование информации
- •Компьютерные вирусы и антивирусные средства
- •Защита от компьютерных вирусов
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 6. Компьютерная обработка текстовой и графической информации
- •§ 6.1. Программное обеспечение «Microsoft office». Создание и обработка текстовых документов и электронных таблиц
- •Цели, состав, решаемые задачи при помощи программного обеспечения «Microsoft office»
- •Интерфейс текстового процессора. Основные технологические операции
- •Основные версии текстового процессора Microsoft Word
- •Рабочее окно процессора Microsoft Word 2000
- •Приемы работы с командами строки меню
- •Панели инструментов Microsoft Word 2000
- •Основные принципы практической работы с текстовым процессором Microsoft Word
- •Основные элементы текстового документа
- •Связывание и встраивание объектов
- •Интерфейс табличного процессора. Основные технологические операции
- •Вычисления в электронных таблицах
- •Применение электронных таблиц для расчетов
- •Использование надстроек
- •Построение диаграмм и графиков
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •§ 6.2. Концепции баз данных
- •Назначение и компоненты баз данных
- •Структура простейшей базы данных
- •Свойства полей базы данных
- •Типы данных
- •Безопасность баз данных
- •Этапы проектирования баз данных
- •Характеристика субд Microsoft Access 2000
- •Создание межтабличных связей
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •§ 6.3. Компьютерная графика
- •Принципы формирования изображений
- •Существует два принципа представления изображений:
- •Растровая графика
- •2. Векторная графика
- •Форматы графических данных
- •Векторная и растровая графика
- •Программное обеспечение компьютерной графики
- •Рабочий стол Photoshop
- •Окно изображения
- •Строка состояния
- •Панель инструментов
- •Группа инструментов для работы с выделениями
- •Инструменты «Рисование и редактирование»
- •Инструменты наведения
- •Управление цветами переднего и заднего планов
- •Плавающие палитры
- •Команды панели меню
- •Команды настройки
- •Фильтры
- •Контуры
- •Изменение цвета в изображении
- •Запись операций
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 7. Компьютерная обработка аудиоинформации
- •§ 7.1. Программное обеспечение компьютерной обработки аудиоинформации
- •Направление движения предмета
- •Назначение, состав и возможности программного обеспечения «СаkеWalk», «Sound Forge» и «Cool Edit»
- •Волны находятся в фазе Волны в четверть фазы Волны в противофазе
- •Уровень и громкость звука
- •Тембр звука
- •Стоячие волны и резонанс
- •Форматы midi и wave
- •§ 7.2. Основы режиссуры
- •Запись и обработка звука
- •Способы хранения и сжатия звука
- •Восстановление сигнала из цифрового вида в аналоговый
- •Понятие «Sample» и семплирование
- •Основные функции сэмплеров. Звуковая петля
- •Основы режиссуры
- •§ 7.3. Работа с программным обеспечением «Cool Edit» Выбор рабочего формата
- •Настройка редактора
- •Окно редактирования сэмплов
- •Запись и обработка звука в многоканальном звуковом файле
- •Сведение звуковых дорожек в стереофайл Окно редактирования дорожек
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 8. Компьютерная обработка видеоинформации
- •§ 8.1. Программное обеспечение компьютерной обработки видеоинформации
- •Назначение, состав и возможности по « Adobe Premier»
- •Конфигурация системы видеомонтажа
- •Запись, экспорт, импорт видеофайлов, их компьютерная обработка
- •Действия по оцифровке видеофайлов
- •§ 8.2. Основы видеорежиссуры
- •Видеомонтаж
- •Работа с окном Project
- •Работа с окнами TimeLine и Monitor
- •Переходы и Видеоэффекты
- •Оцифровка видеофайлов и экспорт видеопрограмм
- •Создание готового продукта
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Информационные системы и компьютерные сети
- •§ 9.1. Информационные системы
- •Основные понятия общей теории систем. Сущность системного подхода
- •Сущность и принципы системного подхода
- •Системный анализ предметной области: описание системы, выявление проблемы, выбор варианта решения
- •Методика проведения системного анализа
- •Основные понятия теории эффективности
- •Основные понятия, виды обеспечения информационных систем. Технология «Клиент - Сервер»
- •§ 9.2. Основы построения и архитектура компьютерных сетей (кс)
- •Назначение, классификация кс. Характеристика процесса передачи данных
- •Характеристика процесса передачи данных.
- •Эталонные модели взаимодействия систем. Протоколы кс
- •Передающая среда
- •Особенности организации локальных вычислительных сетей (лвс). Типовые технологии и методы доступа. Безопасность информации
- •§ 9.3. Работа компьютерной сети
- •Организация доступа в сеть
- •Глобальная сеть «Интернет» и её службы
- •Службы Интернета
- •Электронная почта (e-Mail)
- •Способы организации передачи данных
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания.
- •Словарь терминов
- •Литература
Цели, состав, решаемые задачи при помощи программного обеспечения «Microsoft office»
Исторически автоматизация началась на производстве и затем распространилась на офис, имея вначале целью лишь автоматизацию рутинной работы по делопроизводству. По мере развития информационных технологий автоматизация офиса заинтересовала специалистов и управленцев, которые увидели в ней возможность повысить производительность своего труда.
Автоматизация офиса призвана не заменить существующую традиционную систему коммуникации персонала (с совещаниями, приказаниями, телефонными звонками), а лишь дополнить её. Используясь совместно, обе эти системы обеспечат рациональную автоматизацию управленческого труда и наилучшее обеспечение управленцев информацией.
На заре эры персональных компьютеров каждое из приложений представляло собой независимую программу. Обычно пользователь покупал программу обработки текстов у одной компании, программу обработки электронных таблиц — у другой, а систему управления базами данных — у третьей. Вероятность того, что эти приложения имеют одинаковый интерфейс и функционируют на базе одинаковых принципов, была очень низкой, что затрудняло изучение каждой новой программы, поскольку она могла абсолютно отличаться от изученных ранее.
Причина такой обособленности приложений частично заключалась в самой операционной системе, в которой они работали, — MS DOS. Поскольку изначально микропроцессоры 8086/8088 не поддерживали многозадачность, то DOS могла управлять только одной программой в каждый момент времени.
Появление более современных процессоров и операционной среды Windows изменило принципы использования персонального компьютера благодаря появлению многозадачных приложений, которые к тому времени уже использовались на платформах UNIX, Macintosh и др. Современные процессоры и операционные системы обладают возможностями реальной многозадачности — они позволяют создать среду, в которой одновременно могут функционировать несколько приложений, совместно используя микропроцессор и другие ресурсы компьютера.
Многозадачность позволила создавать пакеты, которые состоят из отдельных программ, имеющих одинаковый интерфейс и основанных на одних и тех же принципах работы. В современных пакетах, включая Microsoft Office, интеграция приложений усилилась: различные приложения используют общий программный код и объекты. Например, более 50% программного кода Office 97 совместно используется всеми приложениями набора. Благодаря совместному использованию кода удалось ускорить цикл разработки этого набора (то есть сократить время обновления и усовершенствовать программы) и повысить эффективность приложения.
Такой интегрированный подход предполагает и наличие согласованного интерфейса во всех приложениях Office 2000. Хотя элементы интерфейса, например панели инструментов, естественно, в некоторой степени изменяются от одной программы к другой, многие их них остаются одинаковыми, как и структура меню. Кроме того, панели инструментов, меню и клавиатурные эквиваленты во всех приложениях можно настраивать с использованием одинаковых методов.
Интеграция приложений в Office 2000 позволяет также легко перемещать информацию между различными приложениями. Например, базу данных Access или адресную книгу Outlook можно использовать для создания почтовых этикеток в Word, Visual Basic for Application (VВА) — для создания пользовательских программ, связывающих различные приложения Office и выполняющих конкретные задачи.
Информационная технология автоматизированного офиса - организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.
В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов и некомпьютерных технологических средств, обеспечивающих технологию автоматизации офиса: текстовые процессоры, табличные процессоры, системы управления базами данных, системы слайдовых презентаций, средства электронной почты, электронные календари, компьютерные и телеконференции, специализированные программы управленческой деятельности. Из некомпьютерных средств широко используются аудио- и видеоконференции, факсимильная и пейджинговая связь, средства копирования и размножения документов и другие.
По разным причинам стандартным программным обеспечением для поддержки офисных технологий в российских организациях стал интегрированный пакет Microsoft Office различных версий. Основными его компонентами являются:
• текстовый процессор MS Word;
• табличный процессор MS Excel;
• система управления базами данных MS Access;
• система слайдовых презентаций MS PowerPoint.
Хотя тема интеграции неразрывно связана с Office 97, все приложения этого набора можно использовать как отдельные программы. Например, если вам не нужно создавать презентации или базы данных, просто не устанавливайте Power Point или Ассеss, а продолжайте использовать Word, Ехсеl, Outlook и другие средства Office 2000. Кроме того, каждое приложение в достаточной степени отличается от других и представляет собой отдельную программу. Поэтому в следующих разделах мы представим обзор каждого из приложений набора Office 97, позволяющий вам составить представление о возможностях Office 97 и его отдельных приложений.
Текстовые редакторы и текстовые процессоры (Microsoft Word) представляют собой программы, предназначенные для подготовки документов (писем, статей, книг) с помощью ПЭВМ. Их можно различать на качественном уровне: текстовые редакторы определим как программы, обеспечивающие основные возможности по подготовке несложных документов; к текстовым процессорам отнесём программы, обеспечивающие широкий набор средств по подготовке документов любой сложности. Во многих программных продуктах имеются свои встроенные текстовые редакторы, являющиеся необходимым компонентом этих систем (например, текстовый редактор оболочки Norton Commander, текстовый редактор среды программирования Turbo Pascal и другие).
Для представления данных в удобном виде используют таблицы. Компьютер позволяет представлять их в электронной форме, а это дает возможность не только отображать, но и обрабатывать данные. Класс программ, используемых для этой цели, называется электронными таблицами (Microsoft Ехсеl) .
Особенность электронных таблиц заключается в возможности применения формул для описания связи между значениями различных ячеек. Расчет по заданным формулам выполняется автоматически. Изменение содержимого какой-либо ячейки приводит к пересчету значений всех ячеек, которые с ней связаны формульными отношениями и, тем самым, к обновлению всей таблицы в соответствии с изменившимися данными.
Рис. 6.1. Окно PowerPoint с примером презентации
Microsoft PowerPoint 2000 позволяет создать презентации для выставок-продаж, семинаров или для случаев, когда необходимо представить информацию группе людей с применением графики, текста и диаграмм. Иначе говоря,
PowerPoint - работает как электронная программа демонстрации слайдов, однако эти слайд представлять собой листы текста, прозрачные пленки или изображения, выводимые на экран путём проецирования содержимого дисплея вашего компьютера на монитор большего размера. На основе этих слайдов можно даже создать реальные фотографические слайды, предназначенные для показа на диапроекторе. На рис. 6.1. показано окно PowerPoint с примером презентации.
Однако презентации PowerPoint не ограничиваются использованием статического текста и графики. В них можно включить эффекты анимации, звук, аудиоклипы с компакт-дисков, рассказы и другие эффекты мультимедиа. Возможность вывода презентации на два монитора позволяет оратору просматривать информацию вместе со своими заметками, в то время как для аудитории отображаются только слайды.
Microsoft Access 2000 — это мощная программа обработки баз данных, которую можно использовать для хранения, сортировки и управления практически любыми типами данных. В качестве примеров можно привести имена и адреса, описи товаров, информацию о продавцах и складах и даже свои любимые рецепты блюд. На рисунке 6.2. показано окно Ассеss, в которое загружена база данных.
Рис. 6.2. Окно Ассеss, для создания базы данных
Access является системой управления реляционными базами данных. Реляционная база данных(relational database) – это такая база данных, записи которой можно сравнивать друг с другом и другими источниками данных и анализировать в целях создания динамического источника данных. Содержимое такой базы данных может изменяться на основе результатов сортировки, запросов или других операций с данными.
Хотя Ассеss является довольно мощной программой, ее легко использовать. База данных определяется простым указанием полей данных, которые должны содержаться в базе (например, имя, адрес и индекс). Вы можете легко создавать формы данных, которые помогут вводить данные в базу, не задумываясь о работе программы управления этой базой данных или самой Ассеss. Кроме того, интеграция Ассеss с VВА позволяет создавать мощные пользовательские программы для ввода и управления данными, а также экспортировать данные в другие приложения, в том числе в приложения Office 2000.
Microsoft Outlook 2000 представляет собой комбинацию программы обработки электронной почты и менеджера личной информации (Регsоnаl Information Мапаgег — PIM). Программа Outlook опирается на базовые компоненты обработки сообщений, обеспечиваемые Microsoft Exchange и Windows 95.
Рис. 6.3. Окно единого интерфейса Outlook
Outlook поддерживает несколько систем управления сообщениями (messaging service provider), которые представляют собой дополнительные модули и позволяют Outlook обрабатывать различные типы сообщений, а также работать с различными серверами сообщений. Outlook поддерживаетMicrosoft Mail, Internet Маil, Microsoft Network (МSN) и Соmpuserve Mail различных производителей. Это означает, что электронная почта от Соmpuserve Mail и из Internet может быть собрана в одном почтовом ящике и ее можно читать и обрабатывать с помощью единого интерфейса — Outlook (рис. 6.3).
Помимо поддержки электронной почты, Outlook позволяет отправлять и получать факсы с помощью систем управления сообщениями Microsoft Fax и Delrina WinFax. Эти системы управления сообщениями позволяют использовать Outlook для отправки и получения факсов, если в вашем компьютере установлен факс-модем.
Однако Outlook представляет собой нечто большее, чем просто программа обработки электронной почты и факсов. Его средства PIM также обеспечивают возможности управления адресной книгой, расписанием встреч; планирования, создания примечаний и многого другого. Благодаря поддержке столь широкого спектра задач Outlook является важной частью набора Office 97. Но самое главное, информацию из Outlook можно легко интегрировать с другими приложениями Outlook 97. Например, адресную книгу Outlook можно без труда использовать для создания почтовых этикеток или писем в Word.