Информатика. Часть 1

Министерство транспорта Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное 

учреждение высшего образования 

«Российский университет транспорта (МИИТ)» 

 
 
 

Кафедра «Проектирование и строительство железных дорог» 

 
 
 
 
 

А. В. ПОЛЯНСКИЙ 

 
 
 
 
 

ИНФОРМАТИКА. 

ЧАСТЬ 1 

 
 
 
 
 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 

Москва – 2018 

Министерство транспорта Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное 

учреждение высшего образования 

«Российский университет транспорта (МИИТ)» 

 
 
 

Кафедра «Проектирование и строительство железных дорог» 

 
 
 
 
 

А. В. ПОЛЯНСКИЙ 

 
 
 
 
 

ИНФОРМАТИКА. 

ЧАСТЬ 1 

 
 
 
 

Учебное пособие 

для студентов специальности 23.05.06 «Строительство 

железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» 

 
 
 
 
 

Москва – 2018 

УДК 004 

П 54 

 

Полянский А.В. Информатика. Часть 1: Учебное пособие. – М.: 

РУТ (МИИТ), 2018. – 71 с. 

 
 

Учебное 
пособие 
содержит 
основные 
разделы 
дисциплины 

«Информатика», отражающих основные сведения о технических средствах 
информатики, видах программного обеспечения, локальных и глобальных 
компьютерных сетях, в том числе об Интернете. Рассмотрены программы 
для подготовки и форматирования текста, табличных вычислений и 
подготовки презентаций. 

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 

«Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» 
специализации «Строительство магистральных железных дорог». 

 
 
 
 
Табл. 1, рис. 48, библиогр. 2 назв. 
 
 
 
 

Рецензенты: 
 
Доцент кафедры «Автомобильные дороги, 
аэродромы, основания и фундаменты» РУТ (МИИТ),
канд. техн. наук Н.И. Инкин

Начальник отдела информатизации ООО «Камос-Строй», 
канд. техн. наук Ю.Ю. Татаринов 
 

 
 
 
 
 
 

© РУТ (МИИТ), 2018

ВВЕДЕНИЕ 

 
В наши дни достижения информатики привели к тому, 

что умение эффективно использовать компьютер для решения 
прикладных задач является необходимым атрибутом профес-
сиональной деятельности любого специалиста и во многом 
определяет уровень его востребованности в обществе. 

Информатика, как дисциплина, практически включена во 

все Федеральные государственные образовательные стандарты 
высшего образования. Однако изучение информатики ослож-
няется тем, что студенты приходят в вуз с различным уровнем 
компьютерной подготовки, а большинство учебников по ин-
форматике не охватывают в полной мере все ее разделы в силу 
многообразия различных направлений, таких, как теория ин-
формации, теоретические основы вычислительной техники 
(архитектура вычислительных систем, разработка аппаратных 
средств, компьютерные сети), программирование (разработка 
программного обеспечения, системы программирования, опе-
рационные системы), вычислительные методы (машинная гра-
фика, имитационное моделирование), информационные техно-
логии. 

В первой части данного учебного пособия излагаются 

разделы современной информатики, связанные с изучением 
структуры и общих свойств информации и информационных 
процессов, общих принципов построения вычислительных 
устройств, а также систем обработки, хранения и передачи ин-
формации. 
 
 

ГЛАВА 1. ИНФОРМАТИКА И РАЗВИТИЕ 

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 

 

1.1. Информатика и информация 

 

Информатика – это основанная на использовании компь-

ютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие 
свойства информации, а также закономерности и методы её со-
здания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения 
в различных сферах человеческой деятельности  

Информация – это сведения об объектах и явлениях 

окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые 
уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, 
неполноты знаний. 

Информация передаётся в виде сообщении от некоторого 

источника информации к её приёмнику посредством канала 
связи между ними (рис. 1.1). 

 

 

 

Рис. 1.1. Схема передачи информации 

 

1.2. Представление данных в компьютере 

 

Бит (от англ. binary digit) - базовая единица измерения количества 
информации, равная количеству информации, содержащемуся 
в опыте, имеющем два равновероятных исхода.  

Это тождественно количеству информации в ответе на 

вопрос, допускающий ответы «да» либо «нет» и никакого другого (
1/0, включено/выключено).  

В одном разряде двоичного кода содержится один бит 

информации. Слово «бит» часто применяется в значении дво-

ичный разряд. Например: первый бит — первый двоичный разряд 
байта или слова, о котором идёт речь. 

В настоящее время бит — это наименьшая возможная 

единица измерения информации в вычислительной технике. 
Аналогом бита в квантовых компьютерах является q-бит.  

Байт (англ. byte) — единица измерения количества информации, 
равная восьми битам (в этом случае может принимать 
256 (28) различных значений). Один любой символ - это 
всегда 1 байт. Применяется для указания объёма памяти в различных 
электронных устройствах. 

Килобайт (Кбайт, КБ) — единица измерения количества 

информации, равная 210 стандартным байтам или 1024 байтам. 
Помимо приставки «кило» применяются и другие. Причем для 
определения количества информации используются как десятичные, 
так и двоичные приставки. Их соответствие приведено 
в табл. 1.1. 

Таблица 1.1 

 

 

1.3. История развития информатики и поколения 

вычислительной техники 

 

1.3.1. Поколения вычислительной техники 

 

Поколение первое – компьютеры на электронных 

лампах. Компьютеры на основе электронных ламп (вакуумных 

диодов) появились в 40-х годах XX века. ЭВМ содержала 15-20 
тыс. ламп, имела большие размеры и требовала специальной 
системы охлаждения. Главным недостатком являлась необходимость 
замены (в среднем через 7-8 мин.) вышедших из строя 
ламп на новые. 

Первая электронная лампа - вакуумный диод - была по-

строена Флемингом лишь в 1904 году, хотя эффект прохожде-
ния электрического тока через вакуум был открыт Эдисоном в 
1883 году.  

 

Рис. 1.2. Электронная лампа 

 

Поколение второе - транзисторные компьютеры. Пер-

вые компьютеры на основе транзисторов (точечно-контактных 
приборов, в которых три металлических «усика» контактиро-
вали с бруском из поликристаллического германия) появились 
в конце 50-х годов, а к середине 60-х годов был создан первый 
мини-компьютер размером с холодильник. 

Таким образом, уменьшились размеры компьютеров в 

сотни раз и повысилась их надежность. Транзистор способен 
был трудиться за 40 электронных ламп, при этом с большей 
скоростью, выделял очень мало тепла и почти не потреблял 
электроэнергию.  

Появились новые методы хранения информации. Увели-

чился объем памяти, а магнитную ленту начали использовать 
для ввода и вывода информации. Информация стала храниться 

на дисках. Достижения в архитектуре компьютеров увеличили 
быстродействие в миллион операций в секунду. 

 

Рис. 1.3. Транзистор 

 

Поколение третье - интегральные схемы. Интеграль-

ная схема - это специально выращенный полупроводнико-
вый кристалл, на котором располагаются транзисторы, со-
единенные напыленными алюминиевыми проводниками, 
который помещен в керамический корпус с контактами, 
площадью около 10 мм. 

Появились в 1964 году. Одна интегральная схема способ-

на заменить тысячи транзисторов, т.е. один крошечный кри-
сталл обладал такими же вычислительными возможностями, 
как и 30-тонная ЭВМ Эниак!  

Быстродействие ЭВМ третьего поколения возросло в 100 

раз, габариты значительно уменьшились, их производство ста-
ло дешевле. Многие организации смогли приобрести и освоить 
их. Появился спрос на универсальные ЭВМ, предназначенные 
для решения различных задач. До этого ЭВМ решали задачи 
одного определенного типа. 

 

Рис. 1.4. Интегральная схема 

Поколение четвертое - большие интегральные схемы. 

В начале 70-х годов XX века на одном кристалле стали разме-
щать больше одной интегральной схемы. Появились большие 
интегральные схемы (рис. 1.5). 

 

Рис. 1.5. Большая интегральная схема 

 

Развитие микроэлектроники привело к созданию возмож-

ности размещать на одном-единственном кристалле тысячи ин-
тегральных схем. В 1980 году, центральный процессор компьютера 
разместился на кристалле, площадью в 1,5 см2. Началась 
эпоха микрокомпьютеров. 

Толщина кристалла современного процессора составляет 

18 нанометров. Толщина кристалла первого процессора была 
10000 нанометров.  

В первом процессоре компании Intel 1971 года выпуска, 

на одном кристалле было 2300 транзисторов, а в процессоре 
Intel Pentium 4 2003 года - их уже 55 миллионов.  

Быстродействие современного компьютера в 10 раз превышает 
быстродействие ЭВМ третьего поколения на инте-

гральных схемах, в 1000 раз - быстродействие ЭВМ второго 
поколения на транзисторах и в 100000 раз - быстродействие 
ЭВМ первого поколения на электронных лампах.  

Пятое поколение (японская инициатива) – направление, 

развиваемое с 1980 года, направленное на создание компьютера 
с производительностью суперкомпьютера и мощными 
функциями искусственного интеллекта. В середине 90-х годов 
ХХ века закончилась, не достигнув цели. Затрачено 500 млн 
долларов.  
 

1.3.2. Суперкомпьютеры 

 

Суперкомпьютер — вычислительная машина, значительно 
превосходящая по своим техническим параметрам большинство 
существующих компьютеров.  

Появились в середине 60-х годов XX века.  
Представляют собой большое число высокопроизводительных 
серверных компьютеров, соединённых друг с другом 
локальной высокоскоростной магистралью для достижения 
максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания 
вычислительной задачи.  

Суперкомпьютер СКИФ МИИТ построен с использованием 
64 двухпроцессорных узлов Discus на базе четырехъядер-
ных процессоров AMD Opteron 8356 (рис. 1.6). 

Его пиковая производительность составляет 4,7 триллиона 
операций в секунду (TFlops), на тесте Linpack он показал 
3,89 TFlops, что составило 82% от пиковой. Благодаря объединению 
всех составляющих новой информационной системы 
высокоскоростной сетью InfiniBand, доступ к суперкомпьютеру 
можно получить непосредственно через университетский 
портал, что существенно упрощает процесс исследований и 
разработок.