Теоретические основы информатики

Оглавление 
 

1 

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ОСНОВЫ  
ИНФОРМАТИКИ 
 
 
Рекомендовано УМО РАЕ по классическому университетскому и техническому образованию в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки: 231000.62 – 
«Программная инженерия», 220100.62 – «Системный 
анализ и управление», 080100.62 – «Экономика», 
080200.62 – «Менеджмент», 230700.62 – «Прикладная 
информатика», 080500.62 – «Бизнес-информатика», 
080801.65 – «Прикладная информатика (в экономике)» 
(рег. № 493 от 12.01.2015 г.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2015 

Оглавление 
 

2 

УДК 004(07) 
ББК 32.97я73 
        Т338 
 
 
 
 
А в т о р ы: Р. Ю. Царев, А. Н. Пупков, В. В. Самарин,  
                    Е. В. Мыльникова, А. В. Прокопенко 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Т338           Теоретические основы информатики : учеб. / Р. Ю. Царев, 
А. Н. Пупков, Е. В. Самарин [и др.]. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 
2015. – 176 c. 
ISBN 978-5-7638-3192-4 
 
Рассмотрены основные понятия информатики. Описана архитектура 
ЭВМ, назначение основных узлов. Даны базовые понятия методологии построения компьютерных сетей и основные приемы работы и поиска в глобальной сети 
Internet. Рассмотрены вопросы информационной безопасности и работы с антивирусным программным обеспечением. Отдельно освещена работа в программах 
пакета Microsoft Office 2010: Word, Excel. Детально описаны синтаксические 
конструкции языка VBA, рассмотрено большое количество примеров программ 
на VBA в среде Excel. 
Предназначен для студентов, обучающихся по направлениям 231000.62 
«Программная инженерия», 220100.62 «Системный анализ и управление», 
080100.62 «Экономика», 080200.62 «Менеджмент», 230762.62 «Прикладная        
информатика», 080562.62 «Бизнес-информатика», 080801.65 «Прикладная информатика (в экономике)». Может быть полезно преподавателям дисциплины 
«Информатика».  
 
 
   Электронный вариант издания см.: 
           http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 004(07) 
ББК 32.97я73
 
ISBN 978-5-7638-3192-4                                                          © Сибирский федеральный  
                                                                                                        университет, 2015 

Оглавление 
 

3 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 5 
 
Глава 1. ОСНОВНЫЕ  НАПРАВЛЕНИЯ  ИНФОРМАТИКИ ........................ 7 
1.1. Понятия «информация», информация и «данные»,  
       формы адекватности информации. Меры информации........... 7 
1.2. Информационные системы. Структура  
       и классификация информационных систем ............................ 10 
1.3. Понятие «информационные технологии».  
       Виды информационных технологий ........................................ 12 
1.4. Архитектура персонального компьютера.  
       Назначение основных узлов. Функциональные  
       характеристики компьютера ..................................................... 13 
1.5. Программное обеспечение компьютера. Общая 
       характеристика, состав и назначение основных видов 
       программного обеспечения компьютера ................................. 16 
1.6. Архивация данных. Программы-архиваторы ......................... 18 
1.7. Компьютерные вирусы. Антивирусные программы .............. 21 
1.8. Компьютерные сети. Особенности построения.  
       Назначение и классификация ................................................... 25 
1.9. Глобальная сеть Интернет. Общая характеристика,  
       особенности построения ........................................................... 30 
 
Глава 2. КЛАССИФИКАЦИЯ  ЭВМ ............................................................... 35 
2.1. Классификация ЭВМ по принципу действия .......................... 35 
2.2. Классификация ЭВМ  
       по этапам создания и элементной базе .................................... 36 
2.3. Классификация ЭВМ по назначению ...................................... 43 
2.4. Классификация ЭВМ по размерам  
       и вычислительной мощности .................................................... 44 
 
Глава 3. ВВЕДЕНИЕ  В  ТЕХНОЛОГИЮ  БАЗ  ДАННЫХ ......................... 55 
3.1. Базы данных и системы управления базами данных ............. 55 
3.2. Основные понятия теории баз данных .................................... 56 
3.3. Модели данных .......................................................................... 57 
3.4. Средства ускорения доступа к данным ................................... 64 

Оглавление 
 

4 

3.5. Режимы работы с базами данных ............................................. 66 
3.6. Разработка схемы данных ......................................................... 66 
 
Глава 4. ПРОГРАММА  MICROSOFT  WORD ............................................. 71 
4.1. Знакомство с программой Microsoft Word 2013 ..................... 71 
4.2. Как не следует набирать текст .................................................. 75 
4.3. Редактирование текста ............................................................... 77 
4.4. Форматирование текста ............................................................. 82 
 
Глава 5. ПРОГРАММА  MICROSOFT  EXCEL  2013 ................................... 96 
5.1. Знакомство с программой Microsoft Excel 2013...................... 96 
5.2. Проведение расчетов в программе Microsoft Excel 2013 ..... 104 
 
Глава 6. ПРОГРАММИРОВАНИЕ  
               НА  ЯЗЫКЕ  VISUAL  BASIC  FOR  APPLICATION .................. 111 
6.1. Основы программирования на языке VBA ........................... 111 
6.2. Операторы языка VBA и реализация  
       основных алгоритмических конструкций ............................. 121 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................... 140 
 
ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................... 141 
Приложение 1 .................................................................................................. 141 
Приложение 2 .................................................................................................. 154 
Приложение 3 .................................................................................................. 169 

Введение 
 

5 

 
 
ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Термин «информатика» возник в начале 60-х гг. XX в. во Франции 
для выделения области знаний, связанной с автоматизированной обработкой информации с помощью электронно-вычислительных машин. 
Информатика – это научная и прикладная область знаний о законах, 
методах и способах накопления, обработки и передачи информации с помощью компьютерных и других технических средств. 
Информатика изучает свойства, структуру и функции информационных систем, а также происходящие в них информационные процессы. Под 
информационной системой понимают систему, организующую, хранящую 
и преобразующую информацию. Подавляющее большинство современных 
информационных систем являются автоматизированными. 
Информатика тесно связана с кибернетикой, но не тождественна ей. 
Кибернетика изучает общие закономерности процессов управления сложными системами в разных областях человеческой деятельности независимо 
от наличия или отсутствия компьютеров. Информатика же изучает общие 
свойства только конкретных информационных систем. 
Информатику можно рассматривать как науку, как технологию и как 
индустрию. 
Информатика как наука объединяет группу дисциплин, в которых 
изучаются различные аспекты свойств информации в информационных 
процессах, а также применение алгоритмических, математических и программных средств для ее обработки с помощью компьютеров. 
Информатика как технология включает в себя систему процедур 
компьютерного преобразования информации с целью ее формирования, 
хранения, обработки, распространения и использования. 
Основными чертами современной информационной технологии являются: 
● дружественный программный и аппаратный интерфейс; 
● интерактивный (диалоговый) режим решения задач; 
● сквозная информационная поддержка всех этапов решения задачи 
на основе интегрированной базы данных; 
● возможность коллективного решения задач на основе информационных сетей и систем телекоммуникаций; 
● безбумажная технология, при которой основным носителем            
информации является не бумажный, а электронный документ. 

Введение 
 

6 

Информатика как индустрия – это инфраструктурная отрасль народного хозяйства, обеспечивающая все другие отрасли необходимыми информационными ресурсами. Индустрия информатики включает в себя 
предприятия, производящие вычислительную технику и ее элементы; вычислительные центры различного типа и назначения (индивидуальные, 
кустовые, коллективного пользования и др.); предприятия, осуществляющие 
производство программных средств и проектирование информационных 
систем; организации, накапливающие, распространяющие и обслуживающие фонды алгоритмов и программ; станции технического обслуживания 
вычислительной техники. 
Роль информатики в современных условиях постоянно возрастает. 
Деятельность как отдельных людей, так и целых организаций практически 
полностью зависит от их информированности и способности эффективно 
использовать имеющуюся информацию. Внедрение компьютеров, современных средств переработки и передачи информации в различные области 
индустрии послужило началом процесса, называемого информатизацией 
общества. Современное материальное производство и другие сферы деятельности не могут существовать без информационного обслуживания            
и переработки огромного количества информации. Информатизация на основе внедрения компьютерных и телекоммуникационных технологий        
является реакцией общества на потребность в существенном увеличении 
производительности труда в информационном секторе общественного 
производства, где сосредоточено более половины трудоспособного населения. 
Результатом процесса информатизации является создание информационного общества, где манипулируют не материальными объектами,          
а идеями, образами, интеллектом, знаниями. Для каждой страны ее движение от индустриального этапа развития к информационному определяется 
степенью информатизации общества. 

1.1. Понятия «информация», информация и «данные», формы адекватности информации. Меры информации 
 

7 

 
Г л а в а  1 

 
ОСНОВНЫЕ  НАПРАВЛЕНИЯ 
  ИНФОРМАТИКИ 
 
 
1.1. Понятия «информация», информация и «данные»,  
формы адекватности информации. Меры информации 
 
Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей 
среды, их параметрах, свойствах и состояниях, которые уменьшают 
имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний. 
Информатика рассматривает информацию как связанные между          
собой сведения, изменяющие наши представления о явлении или объекте 
окружающего мира. С этой точки зрения информацию можно рассматривать 
как совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между 
ними. 
В процессе обработки информация может менять структуру и форму. 
Признаком структуры являются элементы информации и их взаимосвязь. 
Формы представления информации могут быть различны. Основными            
из них являются: символьная (основана на использовании различных символов), текстовая (текст – это символы, расположенные в определенном 
порядке), графическая (различные виды изображений), звуковая. 
В повседневной практике такие понятия, как информация и данные, 
часто рассматриваются как синонимы. На самом деле между ними имеются 
различия. Данными называется информация, представленная в удобном 
для обработки виде. Это может быть графики, аудио-визуальный ряд. 
Представление данных называется языком информатики, включающий           
в себя совокупность символов, соглашений и правил, используемых для 
общения, отображения, передачи информации в электронном виде. 
Одной из важнейших характеристик информации является ее адекватность. Адекватность информации – это уровень соответствия образа, 
создаваемого с помощью информации, реальному объекту, процессу,           
явлению. От степени адекватности информации зависит правильность 
принятия решения. 
Адекватность информации может выражаться в трех формах: синтаксической, семантической и прагматической. Каждая из этих форм имеет 
свою меру. 

Глава 1. Основные направления информатики 
 

8 

Синтаксическая адекватность отображает формально-структурные 
характеристики информации, не затрагивая ее смыслового содержания.          
На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость ее передачи и обработки, размеры кодов 
представления информации, надежность и точность преобразования этих 
кодов и т. д. Информацию, рассматриваемую с таких позиций, обычно           
называют данными. 
Синтаксическая мера информации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту. На этом 
уровне объем данных в сообщении измеряется количеством символов            
в этом сообщении. В современных ЭВМ минимальной единицей измерения 
данных является бит – один двоичный разряд. 
В информатике, в основном, используется величина, называемая 
байтом (byte) и равная 8 битам.1 И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных, то байт, соответственно, 1 из 256 (28). В большинстве современных ЭВМ при кодировании каждому символу соответствует 
своя последовательность из восьми нулей и единиц, т.е. байт. Соответствие 
байтов и символов задается с помощью таблицы, в которой для каждого 
кода указывается свой символ. Так, например, в широко распространенной 
кодировке Koi8-R буква «М» имеет код 11101101, буква «И» – код 
11101001, а пробел – код 00100000. 
Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные, производные единицы: 
1 Кб (килобайт) = 210 б (байт) = 1024 б; 
1 Мб (мегабайт) = 210 Кб = 1024 Кб; 
1 Гб (гигабайт) = 210 Мб = 1024 Мб; 
1 Тб (терабайт) = 210 Гб =1024 Гб; 
1 Пб (петабайт) = 210 Тб= 1024 Тб2. 

                                          
1 Ряд ЭВМ 1950 и 1960-х годов (БЭСМ-6, М-220) использовали 6-битовые символы           
в 48-битовых или 60-битовых машинных словах. В некоторых моделях ЭВМ производства 
Burroughs Computer Corporation (англ.) (ныне Unisys (англ.)) размер символа был равен       
9 битам. В советской ЭВМ Минск-32 использовался 7-битный байт. Восьмибитные байты 
были приняты в System/360, вероятно, из-за использования BCD-формата представления 
чисел: одна десятичная цифра (0–9) требует 4 бита (тетраду) для хранения; один 8-битный 
байт может представлять две десятичные цифры. Шестибитные байты могут хранить 
только по одной десятичной цифре, два бита остаются незадействованными. Постепенно 
8-битные байты стали стандартом де-факто и с начала 1970-х в большинстве компьютеров 
байты состоят из 8 бит и размер машинного слова кратен 8 битам. 
2 Согласно предложению МЭК, название «петабайт» общепринято, но формально неверно, так как приставка пета-, означает умножение на 1015, а не 250. Правильной для 
250 является двоичная приставка пеби-. Таким образом, если используется система СИ, 
то 1 ПБ = 1015 байт, а если стандарт МЭК 60027-2, то 1 ПБ = 250 байт. 

1.1. Понятия «информация», информация и «данные», формы адекватности информации. Меры информации 
 

9 

Семантическая адекватность определяет степень соответствия образа 
объекта самому объекту. Здесь учитывается смысловое содержание информации. На этом уровне анализируются сведения, отражаемые информацией, рассматриваются смысловые связи. Таким образом, семантическая 
адекватность проявляется при наличии единства информации и пользователя. Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и ее обобщения. 
Семантическая мера информации используется для измерения смыслового содержания информации. Наибольшее распространение здесь получила 
тезаурусная мера, связывающая семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Тезаурус – 
это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система. Максимальное количество семантической информации потребитель 
получает при согласовании ее смыслового содержания со своим тезаурусом, когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему 
ранее неизвестные сведения. С семантической мерой количества информации связан коэффициент содержательности, определяемый как отношение 
количества семантической информации к общему объему данных. 
Прагматическая адекватность отражает соответствие информации 
цели управления, реализуемой на ее основе. Прагматические свойства информации проявляются при наличии единства информации, пользователя 
и цели управления. На этом уровне анализируются потребительские свойства информации, связанные с практическим использованием информации, 
с соответствием ее целевой функции деятельности системы. 
Прагматическая мера информации определяет ее полезность, ценность для процесса управления. Обычно ценность информации измеряется 
в тех же единицах, что и целевая функция управления системой. 

Вопросы и задания  
1. Дайте определение информатики как науки, технологии, индустрии. Определите предмет информатики. 
2. Какова роль информатики в современном обществе? 
3. Дайте определение понятия «информация». 
4. Дайте определение понятия «данные». 
5. Дайте определение понятия «знания». 
6. Какие формы представления информациивы знаете? 
7. Перечислите формы адекватности информации и дайте их характеристику. 
8. Назовите единицы измерения информации. 
9. Дайте определение понятия «экономическая информация». 
10. Перечислите показатели качества информации и дайте их характеристику.

Глава 1. Основные направления информатики 
 

10 

1.2. Информационные системы. Структура  
и классификация информационных систем 
 
Информационная система – это взаимосвязанная совокупность 
средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки              
и выдачи информации используемой в достижения цели управления.                
В современных условиях основным техническим средством обработки информации является персональный компьютер. Большинство современных 
информационных систем преобразуют не информацию, а данные. Поэтому 
часто их называют системами обработки данных. 
По степени механизации процедур преобразования информации системы обработки данных делятся на системы ручной обработки, механизированные, автоматизированные и системы автоматической обработки данных. 
Важнейшими принципами построения эффективных информационных систем являются следующие. 
Принцип интеграции, заключающийся в том, что обрабатываемые 
данные, однажды введенные в систему, многократно используются для 
решения большого числа задач. 
Принцип системности, заключающийся в обработке данных в различных аспектах, чтобы получить информацию, необходимую для принятия решений на всех уровнях управления. 
Принцип комплексности, заключающийся в механизации и автоматизации процедур преобразования данных на всех этапах функционирования информационной системы. 
Информационные системы также классифицируются по: 
● функциональному назначению – производственные, коммерческие, 
финансовые, маркетинговые и др.; 
● объектам управления – информационные системы автоматизированного проектирования, управления технологическими процессами, 
управления предприятием (офис, фирма, корпорация, организация) и т. п.; 
● характеру использования результатной информации – информационно-поисковые, предназначенные для сбора, хранения и выдачи информации по запросу пользователя; информационно-советующие, предлагающие 
пользователю определенные рекомендации для принятия решений (системы 
поддержки принятия решений); информационно-управляющие, результатная информация которых непосредственно участвует в формировании 
управляющих воздействий. 
Структуру информационных систем составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами. 
Функциональные подсистемы реализуют и поддерживают модели, 
методы и алгоритмы получения управляющей информации. Состав функ

1.2. Информационные системы. Структура и классификация информационных систем 
 

11 

циональных подсистем весьма разнообразен и зависит от предметной области использования информационной системы, специфики хозяйственной 
деятельности объекта, управления. 
В состав обеспечивающих подсистем обычно входят: 
1. Информационное обеспечение – методы и средства построения 
информационной базы системы, включающие системы классификации        
и кодирования информации, унифицированные системы документов, схемы 
информационных потоков, принципы и методы создания баз данных. 
2. Техническое обеспечение – комплекс технических средств, задействованных в технологическом процессе преобразования информации         
в системе. В первую очередь это вычислительные машины, периферийное 
оборудование, аппаратура и каналы передачи данных. 
3. Программное обеспечение включает в себя совокупность программ регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач, и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать 
вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства 
в работе. 
4. Математическое обеспечение – совокупность математических           
методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых              
в системе. 
5. Лингвистическое обеспечение – совокупность языковых средств, 
используемых в системе с целью повышения качества ее разработки и облегчения общения человека с машиной. 
Организационные подсистемы, по существу, относятся также к обеспечивающим подсистемам, но направлены в первую очередь на обеспечение эффективной работы персонала, и поэтому они могут быть выделены 
отдельно. К ним относятся: 
1. Кадровое обеспечение – состав специалистов, участвующих в создании и работе системы, штатное расписание и функциональные обязанности. 
2. Эргономическое обеспечение – совокупность методов и средств, 
используемых при разработке и функционировании информационной системы, создающих оптимальные условия для деятельности персонала, для 
быстрейшего освоения системы. 
3. Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, регламентирующих создание и функционирование информационной системы,           
порядок получения, преобразования и использования информации. 
4. Организационное обеспечение – комплекс решений, регламентирующих процессы создания и функционирования как системы в целом, так 
и ее персонала.