Информатика для колледжей


Среднее профессиональное образование



Г. А. Га.п.ченко, 0.11. Дроздова




                ИНФОРМАТИКА
                ДЛЯ КОЛЛЕДЖЕЙ




            Общеобразовательная подготовка


Рекомендовано Научно-методическим советом Международного научного общественного объединения «МАИТ» в качестве учебного пособия для подготовки по предметам общеобразовательного цикла в учреждениях среднего образования (рецензия РЭЗ 16-15 от «23» мая 2016 г.)






РОСТОВ-НА-ДОНУ
Феникс

2017

УДК 004(075.32)
ББК 32.81я723
КТК 21
     Г17








      Гальченко Г. А.

Г17 Информатика для колледжей: учебное пособие: общеобразовательная подготовка / Г.А. Гальченко, О.Н. Дроздова. — Ростов н/Д : Феникс, 2017. — 380, [1] с.: ил. — (Среднее профессиональное образование).
      ISBN 978-5-222-27454-5
        В данном учебном пособии излагаются основные вопросы современного понимания информатики, информационных процессов, способов обработки различных типов информации. Рассматриваются архитектура компьютера и средства защиты информации. Описаны информационные и телекоммуникационные технологии. Даны основы алгоритмизации и программирования. Большое внимание уделено основам математической логики, информационному моделированию с использованием математических методов. Работа с прикладными программами и языком программирования Free Pascal показана на примерах решения практических задач. Подробно прокомментированы типовые приемы программирования. Авторы предлагают большое количество тестовых заданий и заданий для самостоятельного выполнения.
        Изучение материала данного учебного пособия позволит сформировать информационную компетентность обучаемых как совокупность знаний и умений эффективного использования современных информационных технологий.
        Учебное пособие полностью соответствует новому образовательному стандарту и примерной программе, утвержденной Министерством образования и науки РФ, и может быть рекомендовано для учащихся средних профессиональных учебных заведений (училищ, колледжей, техникумов).
                                      УДК004(075.32)
                                      ББК32.81я723


ISBN 978-5-222-27454-5

                            © Оформление: ООО «Феникс», 2016
                            © Гальченко Г.А., Дроздова О.Н., 2016

    ВВЕДЕНИЕ








        Роль информатики в современном обществе

   Концепция информационного общества стала своеобразным новым этапом развития постиндустриального общества. Центральную роль в организации и обработке информации и знаний играет компьютер. Постиндустриальное общество в создании национального благосостояния опирается на высокие темпы роста информационного сектора, развитие новых информационных технологий (ИТ), которые являются мощным стимулом роста экономики развитых стран.
   Информационное общество — это такое общество, где большинство граждан участвуют в процессе создания, сбора, хранения, обработки или распределения информации. Кроме того, информатизация ведет к новым технологиям и моделям деятельности, к другому типу культуры. Информатизация позволяет повысить уровень системности народного хозяйства, формирует широко разветвленную систему баз данных и знаний, формирует информационные связи и потоки в производстве, управлении, науке, образовании, сфере услуг и других социальных областях.
   Современное информационное общество выдвигает новые требования к формированию информационных культурных ресурсов. Эффективность работы, например, транспортных и технологических машин, оборудования и их подсистем — сервиса и технической эксплуатации — зависит от компетентности специалистов в области использования средств автоматизации сбора, поиска, использования информации об обеспечении качества ремонта и технологического обслуживания техники организациями технического сервиса с использованием средств ИТ.

3

   Информатизация общества ставит перед средним профессиональным учебным заведением проблему воспитания у студентов способностей самостоятельно и творчески использовать средства информатики и информационных технологий в решении учебных и в дальнейшем профессиональных задач.
   Студенты должны иметь мировоззрение в соответствии с системно-информационной картиной мира, знать особенности программных средств для будущей профессиональной деятельности, уметь работать с профессиональным программным обеспечением, знать о возможностях применения программных средств в будущей деятельности.
   Владение информационно-коммуникационными технологиями (ИКТ) — важная составляющая квалификации и средство социальной мобильности. В образовании главным стимулом обучения ИКТ является как решение сегодняшних проблем, так и требование будущего развития.
   Предмет «Информатика и информационно-коммуникационные технологии» давно стал неотъемлемой частью образовательного процесса любого учебного заведения, как среднего, так и высшего. Предмет «Информатика и ИКТ» в общей системе среднего специального образования занимает особое положение. С одной стороны, информатика должна подготовить человека к решению практических задач в условиях информационного общества, т.е. научить пользоваться средствами компьютерной техники и технологии.
   С другой стороны, она обеспечивает важнейший компонент фундаментального образования. Вместе с другими предметами естественно-научного и гуманитарного, экономического циклов информатика создает основу для формирования способностей к аналитическому, формально-логическому мышлению.
   Данное учебное пособие по информатике и ИКТ направлено на реализацию общего уровня базовой подготовки студентов колледжей, средних специальных учебных заведений в области применения основных прикладных программных продуктов и использования их в профессиональной деятельности.

4

   Учебное пособие написано с учетом государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников средних специальных учебных заведений, а также учитывает обязательный минимум содержания образования по информатике, рекомендованный Министерством образования и науки РФ.
   Ознакомление студентов колледжей с инновационными процессами в области ИТ, таких как моделирование, использование языков программирования в прикладных целях и др., — одна из главных задач системы подготовки специалистов среднего звена, их успешной профессиональной деятельности. Использование в управлении информационных технологий является непременным условием повышения эффективности управленческого труда. Эффективность делопроизводства существенно повышается с переходом на компьютерную обработку деловой документации, быстрый и эффективный поиск любого документа.
   Учебное пособие предназначено для углубленного изучения следующих разделов информатики и ИКТ:
    • информация, информационные процессы;
    • измерение и кодирование информации;
    • алгоритмические конструкции, логические значения и операции;
    • нормализация и структурирование информации;
    • представление данных с использованием соответствующих программных средств обработки данных;
    • математические методы моделирования и их практическое применение;
    • программирование на языках Free Pascal и Visual Basic for Applications.
   В настоящее время большинство вузов предъявляет к бывшим абитуриентам достаточно высокие требования к знаниям и умениям, необходимым для дальнейшего обучения. Базовые стандарты и методы обучения информатике мало способствуют формированию этих навыков и умений. Профильное обучение, введенное во многих колледжах, в некоторой степени помогает решить эту проблему.
   С использованием данного учебного пособия у преподавателей появляется возможность более полно учитывать

5

требование времени, с одной стороны, склонности и способности учащихся — с другой. Пособие поможет создать условия для обучения в соответствии с требованиями ФГОС3+. Изучив материал данного учебного пособия, студент будет способен:
    • понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;
    • понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;
    • использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования своей профессиональной деятельности;
    • овладеть умениями строить математические объекты информатики, в том числе логические формулы и программы на формальном языке, удовлетворяющие заданному описанию; создавать программы на языке программирования по их описанию; использовать общепользовательские инструменты и настраивать их для нужд пользователя;
    • определять адекватные способы решения учебной задачи на основе заданных алгоритмов; комбинировать известные алгоритмы деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них.

        Структура пособия и краткое содержание глав

    Глава 1. Информация. Кодирование информации

   В первой главе рассмотрены традиционный и вероятностный подходы к определению информации, указаны свойства и виды информации, действия, совершаемые над информацией. Подробно изложены содержательный и алфавитный подходы к определению количества информации. Приведены решения типовых задач. Рассмотрены


6

следующие разделы: кодирование и обработка текстовой, графической и звуковой информации. Приведены: задачи на кодирование информации с решениями и для самостоятельной работы. В конце главы предложен тест для контроля знаний.

    Глава 2. Системы счисления

   Во второй главе рассматриваются позиционные и непозиционные системы счисления. Приводятся основные понятия, а также способы перевода чисел и арифметические действия в позиционных системах счисления. Авторами рассмотрены: следующие алгоритмы:
    • перевод целых чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием п;
    • перевод дробных чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием п;
    • перевод двоичных чисел в систему с основанием 2п;
    • перевод чисел из любой системы счисления в десятичную систему счисления;
    • перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления в двоичную систему счисления;
    • выполнение арифметических операций в позиционных системах счисления;
    •  представление целых чисел в памяти компьютера. В конце главы предложен тест для контроля знаний.

    Глава 3. Компьютер и программное обеспечение

   В главе «Компьютер и программное обеспечение» рассмотрен широкий круг вопросов. Вниманию читателей предложен подробный анализ типов компьютеров, их основных характеристик и областей использования. Рассмотрена архитектура персональных компьютеров:
   —  классическая (принцип фон Неймана);
   —  многопроцессорная;
   —  архитектура с параллельными процессорами.
   Приведена структура персонального компьютера, представлена подробная классификация компьютерной памяти и программного обеспечения. Рассмотрены: характеристики микропроцессора, назначения устройств ввода

7

и вывода информации, представлена информация по теме «Файлы. Файловые системы:». В конце главы предложен тест для контроля знаний.
   Главы 4-5. Алгоритмизация и программирование на языках Free Pascal и Visual Basic For Applications
   Вопросам алгоритмизации в книге уделено особое место. Основная задача преподавателя информатики при работе с разделом алгоритмизации:: программирования — выработать у обучаемых способность к алгоритмическому мышлению. Приемы алгоритмического мышления способствуют формированию и становлению таких черт характера молодых людей, как:
    • умение четко выражать свои мысли;
    • правильно ставить задачу и находить наиболее оптимальные пути ее решения;
    • целеустремленность и сосредоточенность;
    • объективность и точность;
    • логичность и последовательность в планировании и выполнении своих действий;
    • умение быстро ориентироваться в стремительно растущем потоке информации.
   Приведенные в книге общие сведения о языках программирования Free Pascal и Visual Basic For Applications достаточны для начального знакомства с языками (или одним из них) и анализа работы приведенных программ решения типовых задач. Основная цель главы — показать приемы и методы: разработки алгоритмов и их реализации на языках программирования. Типовые приемы алгоритмизации и программирования обеспечивают простоту и наглядность восприятия материала. Сложные алгоритмы подробно прокомментированы:. В конце главы приведен тест для закрепления полученных знаний.

    Глава 6. Моделирование и компьютерный эксперимент

   В данной главе рассмотрены: материальные и информационные модели, их назначение и способы представления. Приведена классификация систем и моделей, информационных моделей по типу организации. Рассмотрены табличные, иерархические и сетевые информационные


8

модели. Введены понятие и способы представления графа как возможного способа представления информационной модели. Приведены основные математические методы решения планово-экономических и транспортных задач: гравитационная модель, модель оптимальных стратегий, модель оптимальной скорости, метод электромоделирования транспортных потоков. Указаны этапы построения компьютерной модели. Приведены примеры практического использования метода электромоделирования.

    Глава 7. Основы логики и логические основы компьютера

   Тема «Основы логики и логические основы компьютера» является необходимым методологическим основанием для формирования знаний и навыков работы с дискретными объектами. Материал, предложенный в данной книге, нацелен на развитие логического мышления учащихся, он поможет им сознательно использовать основные мыслительные операции: сравнивать, классифицировать, строить умозаключения, находить закономерности, рассуждать и делать выводы, грамотно обращаться с информацией.
   Авторы книги подробно излагают материал, необходимый для успешного решения заданий по теме «Основы логики». Вниманию читателей предложены следующие разделы:
    • основные понятия: логическое высказывание, элементарное и составное высказывание, логические связки, тождественно истинное и тождественно ложное высказывания;
    • логические операции и их таблицы истинности;
    • построение таблиц истинности;
    • основные законы логики;
    • построение ДНФ, КНФ, СДНФ, СКИФ;
    • использование законов логики при преобразовании логических выражений и при решении логических задач;
    • построение логических схем;
    • задания для самостоятельной подготовки;
    • тестовые задания.

9

    Глава 8. Технология обработки информации в электронных таблицах

   На сегодняшний день одной из самых популярных программ, предназначенных для решения задач, представимых в виде таблиц, является табличный процессор Microsoft Excel.
   В главе 8 рассмотрены сферы использования табличных процессоров, структура табличного процессора Microsoft Excel. Введены основные понятия: рабочая книга, рабочий лист, исходные и производные данные, активная ячейка, диапазон ячеек, формула, функция и т. д. Рассмотрены принципы адресации ячеек (относительная и абсолютная), способы копирования формул и функций, приведены алгоритмы сортировки и построения диаграмм, использования мастера функций.
   Решение задач — одно из важнейших применений Microsoft Excel. Самый простой инструмент анализа — Подбор параметра. Microsoft Excel автоматически подбирает параметры целевой функции до получения необходимого значения. Использование этого инструмента будет полезно будущим экономистам, администраторам, менеджерам при решении проблем принятия оптимальных решений.
   Приведенные в конце главы тестовые задания помогут оценить знание относительной и абсолютной адресации ячеек, принцип копирования формул и функций, умение анализировать результаты построения диаграмм.
   Изложенный в данной главе материал позволит развить общее представление о современной структуре электронных таблиц и основных принципах работы в электронных таблицах; сформировать систему базовых понятий и терминологий, теоретических основ в области технологии обработки информации; сформировать навыки решения прикладных задач в области, связанной с применением возможностей электронных таблиц.
   Глава 9. Телекоммуникационные технологии
   В данной главе представлены базовые принципы организации и функционирования компьютерных сетей: классификация по протяженности, принципу распределения ролей между компьютерами, способу соединения

10