Информатика

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 

А.Л. Исаев 

Информатика 

Конспект лекций 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

 

 
 
 

УДК 004 
ББК 32.97 
 
И85 

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/199/book1547.html 

Факультет «Информатика и системы управления» 
Кафедра «Программное обеспечение ЭВМ  
и информационные технологии» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 
 
 
Исаев, А. Л. 
И85  
Информатика. Конспект лекций : учебное пособие / 
А. Л. Исаев. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 
2016. — 54, [6] с. : ил.  
ISBN 978-5-7038-4540-0 
Представлены разделы информатики, охватывающие основные вопросы 
теории информации, функционирования аппаратного обеспечения, 
алгоритмизации, принципы работы различных программных продуктов, 
устройства вычислительных сетей и основы теории баз данных. Изложены 
основные приемы программирования, используемые студентами на практических 
занятиях, а также при самостоятельной работе. 
Для студентов первого курса машиностроительных специальностей, 
изучающих дисциплину «Информатика» в 1-м семестре. 

 
 УДК 004 
 
 ББК 32.97 
 
 
 
 
 

 
 
 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 
 
© Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4540-0 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 

Предисловие 

В конспекте лекций представлен материал лекций, читаемых 
студентам машиностроительных специальностей на факультетах 
«Машиностроительные технологии», «Специальное машинострое-
ние», «Энергомашиностроение» МГТУ им. Н. Э. Баумана, изуча-
ющим дисциплину «Информатика».  
Информатика является базовой учебной дисциплиной, охваты-
вающей сведения о технических, программных и алгоритмических 
средствах организации современных информационных систем. 
Формирует у обучаемого определенный кругозор, объем знаний, 
уровень алгоритмического мышления, а также практические навы-
ки работы с конкретными программными системами. 
Цель преподавания дисциплины состоит в освоении студента-
ми современных информационных технологий, в формировании 
представления о задачах, реализуемых с их помощью, и методах 
их решения, в развитии алгоритмического мышления. Дисциплина 
реализует базовую подготовку по программированию, рассчитан-
ную на студентов младших курсов.  
Студент, приступающий к изучению дисциплины, должен об-
ладать: 
• культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, 
восприятию информации, целей и выбору путей их достижения;  
• способностью применять основные методы и средства полу-
чения, хранения, переработки информации. Иметь навыки работы 
с компьютером как средством управления информацией, в том 
числе в глобальных компьютерных сетях; 
• знанием английского языка, способностью воспринимать 
научно-техническую информацию из зарубежных первоисточников; 
• навыком учитывать современные тенденции развития вычис-
лительной техники, информационных технологий; 
• умением применять современные программные средства вы-
полнения и редактирования изображений; 

• способностью строить математические модели технологиче-
ских процессов и оборудования, а также использовать стандартные 
программные средства их компьютерного моделирования. 
Задачами преподавания дисциплины является изучение: 
• современных технических и программных средств взаимо-
действия с компьютером; 
• современных технологий сбора, представления, хранения, 
обработки и передачи информации с использованием компью-
теров; 
• методов разработки алгоритмов и приложений; 
• особенностей технологий структурного и объектно-ориенти-
рованного программирования;  
• языка программирования высокого уровня; 
• методов тестирования и отладки разрабатываемых прило-
жений. 
Изучение дисциплины предполагает, что предварительно уже 
освоены в рамках школьного курса следующие дисциплины:  
• основы информатики; 
• математика; 
• иностранный язык (английский). 
В предлагаемом конспекте лекций рассмотрены разделы  
информатики, определяющие базовый уровень подготовки специ-
алистов: основы информационной культуры, современные техни-
ческие средства и программный инструментарий новых информа-
ционных технологий (системное и прикладное программное обес-
печение, инструментарий создания программных продуктов), 
принципы функционирования вычислительных сетей и основы 
теории баз данных. Изложены также базовые основы алгоритми-
зации, необходимые студентам для освоения программирования. 
Приведены примеры типовых алгоритмов. 
Основная задача информатики заключается в определении общих 
закономерностей процессов обработки информации: создания, 
передачи, хранения и использования в различных сферах человеческой 
деятельности. Прикладные задачи связаны с разработкой 
методов, необходимых для реализации информационных 
процессов с использованием технических средств. 
После освоения дисциплины «Информатика», основу которой 
наряду с лекциями составляют и практические занятия, студент 
должен приобрести определенные знания, умения и навыки. 

Студент должен знать: 
• методы представления информации в электронно-вычислительных 
машинах (ЭВМ) и выполнения арифметических и логических 
операций над двоичными числами; 
• принципы работы технических и программных средств в информационных 
системах; 
• типовые алгоритмы решения задач; 
• язык программирования; 
• среду программирования. 
Студенту следует уметь: 
• разрабатывать алгоритмы и кодировать их на языке программирования; 
• 
проводить оценку функциональных возможностей компьютеров; 
• 
использовать современные информационные технологии и 
инструментальные средства для решения различных задач. 
Студенту необходимо иметь навыки: 
• самостоятельной работы с учебной и справочной литературой; 
• использования программных комплексов и прикладных программ 
вычисления на компьютере; 
• разработки алгоритмов и кодирования приложений для решения 
профессиональных задач; 
• тестирования и отладки приложений; 
• представления результатов в удобном для пользователя виде, 
создания диалоговых и графических приложений. 
Автор выражает благодарность студентам, принявшим участие 
в создании данного конспекта лекций: Аносову Артему, Арбузову 
Петру, Воронцову Владимиру, Ишмаеву Руслану, Пивоваровой 
Светлане, Юркову Евгению. 
 

Л е к ц и я 1 
Информация и информатика 

Информация — сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, 
явлениях, процессах независимо от формы их представления. 
Свойства информации: 
1) атрибутивные (без них информация не существует); 
2) прагматические (характеризуют степень полезности информации); 

3) динамические (характеризуют изменение информации с течением 
времени). 
Различают две формы атрибутивности: 
• непрерывность (возможность «сливаться» с ранее накопленной 
информацией); 
• дискретность (информация характеризует отдельные данные 
и свойства объектов). 
Прагматический аспект связан с новизной, ценностью, полнотой, 
актуальностью, доступностью, достоверностью информации. 
К динамическому аспекту относится: 
• накопление информации; 
• старение информации. 
Объем используемой человеком информации в мире постоянно 
растет. Далее показана динамика роста человеческих знаний, а 
именно, как удваивалась их общая сумма. 

Количество лет 
Год 
Каждые 50 лет ..................................................  до 1800 г. 
Каждые 10 лет ..................................................  до 1950 г. 
Каждые 5 лет ....................................................  до 1970 г. 
Ежегодно...........................................................  до 1990 г. 

Этому способствовали информационные революции (табл. 1.1), 
в ходе которых существенно менялись средства и способы хранения, 
распространения информации, ее доступность. 

Таблица 1.1 

Информационные революции 

Информационная 
революция 
Причина 
Время 

Первая 
Появление языка и членораздельной 
речи 
10 тыс. лет до н. э. 

Вторая 
Появление письменности 
3 тыс. лет до н. э. 

Третья 
Книгопечатание 
VII в. н. э. 

Четвертая 
Телефон, телеграф, радио, фотография, 
кинематограф, телевидение 


Конец XIX — 
 начало XX в. 

Пятая 
Появление ЭВМ 
Середина XX в. 

Современное общество называется информационным, поскольку 
большинство работающих людей занято обработкой информации. 

При накоплении большого объема информации и неспособности 
человека ее обработать возникает информационный кризис. 
Преодоление информационного кризиса обеспечивается информатизацией 
общества, которая представляет собой процесс создания 
оптимальных условий для удовлетворения информационных 
потребностей человека. В этом процессе базовой технической 
составляющей является вычислительная техника, которая позволяет 
автоматизировать (т. е. ускорить и упростить) обработку информации.  

Формы представления информации (рис. 1.1): 
• непрерывная (аналоговая). Характеризует процесс, который 

не имеет перерывов и может изменяться в любой момент времени 
на любую величину (например, музыка); 
• прерывистая (дискретная, цифровая). Характеризует процесс, 
который может изменяться лишь в определенные моменты времени 
и принимать лишь заранее обусловленные значения. 
Большинство современных компьютеров обрабатывает информацию 
в виде последовательности электрических сигналов только 
двух определенных уровней (например, высокого и низкого), двоичных 
сигналов, т. е. являются цифровыми средствами передачи 
информации.  

Рис. 1.1. Представление информации различными типами сигналов: 
а — цифровой сигнал; б — аналоговый сигнал 
 

Аналогом цифрового сигнала в информатике является бит (bi-
nary digit — двоичный разряд), который может принимать только 
одно из двух возможных значений (например, 0 и 1; +, – и т. д.). 
Бит — минимальная единица информации. Более крупная единица — 
байт (последовательная комбинация из 8 бит). Байт позволяет 
получать уже не две, а 256 возможных комбинаций. Другие 
более крупные единицы: 
1 килобайт = 1024 байта; 
1 мегабайт = 1024 килобайта; 
1 гигабайт = 1024 мегабайта; 
1 терабайт = 1024 гигабайта. 

Информатика — техническая наука, занимающаяся способами 
создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи 
информации средствами вычислительной техники, принципами 
функционирования этих средств и методами управления ими. 
Термин «информатика» произошел от слияния двух французских 
слов Informacion (информация) и Automatique (автоматика) и дословно 
определял новую науку об «автоматической обработке информации». 
В англоязычных странах информатика называется 
Computer Science (Наука о компьютерной технике). 
Информационная технология — процесс, использующий совокупность 
средств и методов сбора, обработки и передачи первичной 
информации для получения информации нового качества о 
состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта). 

Данные — зарегистрированная (зафиксированная) определенным 
образом информация, представленная в некоторой форме 
(формализованном виде), что обеспечивает ее хранение, обработку 
и передачу. Регистрация информации возможна различными способами: 
изменением магнитных, оптических, химических свойств 
материалов. Основные операции с данными: сбор данных; фильтрация; 
преобразование; транспортировка; архивация и т. д. 

Представление данных. Системы счисления 

Наиболее распространенные числовые данные могут быть 
представлены в различном виде. Вид этот определяется используемой 
системой счисления. 
Система счисления — совокупность приемов и правил пред-
ставления чисел в виде конечного числа символов. Система счис-
ления имеет свой алфавит (упорядоченный набор цифр и букв) и 
совокупность операций образования чисел из этих символов. Си-
стемы счисления разделяют на непозиционные и позиционные.  
Непозиционная система счисления — система, в которой 
цифры не меняют своего количественного эквивалента в зависи-
мости от местоположения (позиции) в записи числа. К непозици-
онным системам счисления относится, например, система римских 
цифр, основанная на употреблении латинских букв:  
I — 1; V — 5; X — 10; L — 50; C — 100; D — 500; M — 1000. 
Значение числа в этой системе определяется как сумма или 
разность цифр в числе (если меньшая цифра стоит перед большей, 
то она вычитается, а если после — прибавляется). Например, чис-
ло 1998 записывается как MCMXCVIII. 
Непозиционные системы счисления обладают следующими 
недостатками: 
• сложность представления больших чисел (больше 10 000); 
• сложность выполнения арифметических операций над числа-
ми, записанными с помощью этих систем счисления. 
Позиционная система счисления — система, в которой коли-
чественный эквивалент цифры зависит от ее положения в числе 
(чем «левее» цифра в записи числа, тем ее значение больше). Ос-
нование позиционной системы счисления это количество разных 
символов в ее алфавите; количество цифр и символов, применяю-

щихся для изображения чисел в этой системе. Например, в двоич-
ной системе счисления используется две цифры: 0 и 1, в восьме-
ричной — восемь: 0, 1, …7, в десятичной системе счисления ис-
пользуется десять цифр: 0, 1, …, 9. Сравнение записи чисел в раз-
ных системах счисления представлено в табл. 1.2. 

Таблица 1.2  

Сравнение записи чисел в трех системах счисления 

Десятичная 
Восьмеричная 
Двоичная 

0 
0 
0 

1 
1 
1 

2 
2 
10 

3 
3 
11 

4 
4 
100 

5 
5 
101 

6 
6 
110 

7 
7 
111 

8 
10 
1000 

9 
11 
1001 

10 
12 
1010 

 
Наиболее используемой системой счисления является десятич-
ная система счисления, а для представления чисел в большинстве 
современных электронно-вычислительных машин (ЭВМ) исполь-
зуется двоичная система счисления.  
Правило перевода числа из десятичной системы в двоичную 
систему счисления: перевод целой части совершают делением на 
основание системы, в которую переводим (в нашем случае делим 
на 2), а дробной части — умножением на это основание. Операции 
выполняются в десятичной системе. Остатки от деления собира-
ются в обратном порядке. 

Пример: перевести число 100 в двоичную систему счисле-
ния (рис. 1.2). 
Решение: представим перевод числа в виде столбца, каждая 
строка которого содержит частное и остаток от деления данно-
го числа на основание двоичной системы счисления n = 2.