Информация и информационные технологии

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Казанский национальный исследовательский

технологический университет

Л. Ю. Кошкина, И. В. Логинова, С. А. Понкратова

ИНФОРМАЦИЯ 

И ИНФОРМАЦИОННЫЕ 

ТЕХНОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2022

УДК 004(075)
ББК  32.97я7

К76

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

канд. физ.-мат. наук И. Н. Голицына

канд. техн. наук Н. В. Богданова

К76

Кошкина Л. Ю.
Информация и информационные технологии : учебно-методическое 
пособие / Л. Ю. Кошкина, И. В. Логинова, С. А. Понкратова; Мин-
обрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во 
КНИТУ, 2022. – 84 с.

ISBN 978-5-7882-3134-1

Рассмотрены этапы развития информационных технологий, приведена 

информация о сквозных цифровых технологиях, их возможностях. Рассмотрены 
вопросы теории информации и кодирования, системы счисления, основы 
алгебры логики и логические основы компьютера. 

Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлениям

18.03.01, 18.03.02, 19.03.01, может быть использовано для подготовки студентов 
других технологических направлений, изучающих дисциплину «Информационные 
технологии», для самостоятельной подготовки к контрольным работам, 
экзамену, в том числе к интернет-тестированию.

Подготовлено на кафедре химической кибернетики.

ISBN 978-5-7882-3134-1
© Кошкина Л. Ю., Логинова И. В., 

Понкратова С. А., 2022

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2022

УДК 004(075)
ББК 32.97я7

2

В В Е Д Е Н И Е

Отличительной чертой современного мира является повсеместное 
использование информационных технологий. Их проникновение отмечается 
практически во всех сферах как в профессиональной деятельности, 
так и общественной, социальной. Происходящие преобразования находят 
свое отражение в законодательных актах разных стран. Формируется новая 
реальность, цифровое пространство. 
Увеличивается поток информации, поступающей из средств массовой 
коммуникации, цифровых устройств, гаджетов, интернет-пространства. 
Для того чтобы быть не только потребителем информации, но 
и уметь грамотно управлять ей, необходимо понимать процессы, лежащие 
в основе формирования информации. 
Материалы, приведенные в данном пособии, помимо исторических 
фактов развития информационных технологий содержат современную 
информацию по управлению данными, информацией и цифровым 
контентом. 
Цель пособия – помочь студентам овладеть базовыми понятиями 
и методами теории информации и кодирования. Рассматривается широкий 
круг вопросов, в том числе общая характеристика процессов сбора, передачи, 
обработки и накопления информации, системы счисления и методы 
кодирования текстовой, графической и аудиоинформации, алгебра логики, 
логические основы устройства компьютера. 
Теоретический материал по всем представленным разделам подкреплен 
разбором примеров задач, заданиями для самостоятельной проработки 
и вопросами для самопроверки.  

3

1 .  Ц И Ф Р О В Ы Е И  И Н Ф О Р М А Ц И О Н Н Ы Е

Т Е Х Н О Л О Г И И

1 . 1 .  И н ф о р м а ц и о н н ы е  т е х н о л о г и и :  о с н о в н ы е

п о н я т и я

По К. К. Колину, «информационная технология (ИТ) – это пред-

ставленное в проектной форме (т. е. в формализованном виде, пригодном 
для практического использования) концентрированное выражение научных 
знаний и практического опыта, позволяющее рациональным образом 
организовать тот или иной достаточно часто повторяющийся информационный 
процесс. При этом достигается экономия затрат труда, энергии или 
материальных ресурсов, необходимых для реализации данного процесса».

Рассмотрим
особенности 
информационных 
технологий 

(рис. 1.1).

Рис. 1.1. Составляющие информационных технологий

Развитие информационных технологий связано со стремлением 

человека своевременно получать информацию для ее анализа с целью 
принятия на его основе решения, необходимого для выполнения задач 
в профессиональной деятельности.  

Информационные ресурсы служат исходным «сырьем» для си-

стемы управления любой организации, а конечным продуктом является 
принятое решение. Современная информационная технология позволяет 
существенно повысить степень использования информационных 
ресурсов и во многом определяет эффективность работы организации. 

Информационная деятельность общества представляет собой 

совокупность информационного производства и информационного самообслуживания.


Информационное производство – это область профессиональ-

ной деятельности, связанная с формированием информационного ресурса 
общества и организацией доступа к нему. Она направлена на удовлетворение 
потребностей общества в информации путем ее создания, 
переработки и распространения (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Формирование информационного продукта 

Областями применения принципов самообслуживания в ИТ явля-

ются, например, системы, ориентированные на обслуживание клиентов 
(customer relationship management, CRM), и системы самообслуживания 
предприятий (enterprise self-service, ESS).

Информационная индустрия – это производство информации 

и информационных услуг, а также программно-технических средств
(рис. 1.3).

Рис. 1.3. Составляющие информационной индустрии

Распределение прироста национального дохода в развитых 

странах представлено на рис. 1.4.

Рис.1.4. Прирост национального дохода

В настоящее время информационная индустрия является быст-

роразвивающейся отраслью мировой экономики, демонстрируя рост 7–
8 % в год. Существует мнение, что если бы развитие в автомобилестроении 
соответствовало уровню развития ИТ, то автомобили передвигались 
бы со скоростью света.

1 . 2 .
Э т а п ы  р а з в и т и я  и н ф о р м а ц и о н н ы х

т е х н о л о г и й

Различают следующие этапы развития информационных техно-

логий (ИТ).

Предварительный этап развития ИТ. Для этого этапа характерна 

передача информации по принципу «делай как я» посредством обрядовых 
песен, ритуальных танцев, устных преданий.

Первый этап развития ИТ (20–30 тыс. лет назад). На этом этапе 

появились первые примитивные материальные носители информации 
(наскальные рисунки, гравировка на кости, числовые нарезки на камне).

Второй этап развития ИТ (6 тыс. лет назад). Появилась пись-

менность. В качестве материальных носителей информации стали использоваться 
камень, кость, папирус, шелк, бумага. Доступ к информации 
имел узкий круг лиц – жрецов, которые выполняли функцию посредников 
между хранимыми знаниями и заинтересованными людьми.

Третий этап – первая информационная революция. Прорывом 

можно считать изобретение книгопечатного станка Иоганном Гуттен-
бергом в 1445 г. Технология книгопечатания существенно повысила
эффективность производства и обмена знаниями. 

Четвертый этап – вторая информационная революция. Появля-

ются первые ЭВМ: в 1946 г. – типа ENIAC (электромеханическая счетная 
машина), а в 1949 г. – UNIVAC (компьютер с памятью для программ и данных).


Пятый этап – третья информационная революция. Появились 

компьютерные сети (1969 г.). В 1983 г. создана Система стандартных 
технологий протоколов, модель взаимодействия открытых систем OSI 
(Open System Interconnection). 

Следующий этап развития информационных технологий связы-

вают с созданием когнитивных технологий, в том числе через прямую 
загрузку знаний в нервную систему.

В современном мире в различных областях науки, техники 

и бизнеса широко используются распределенные системы, компьютерные 
сети. Развивается электронная коммерция. Для принятия решений 
в различных сферах человеческой деятельности создана технология
Data Mining – обнаружение знаний в базах данных с использованием 
методов классификации, моделирования и прогнозирования. 

К стремительному росту информационных технологий, комму-

никаций в цифровой сфере привели события, связанные с пандемией 
2019 г. Современное общество характеризуется высокой (более 70 %) 
занятостью трудоспособного населения в сфере обработки, передачи 
и хранения информации и находится на этапе перехода к информационному 
обществу.

Под информатизацией общества понимается «…организован-

ный социально-экономический и научно-технический процесс создания 
оптимальных условий для удовлетворения информационных 

потребностей граждан, органов государственной власти, местного самоуправления, 
организаций, общественных объединений на основе 
формирования и использования информационных ресурсов».

Практически в каждой стране приняты национальные про-

граммы информатизации, которые объединяют:

– увеличение доли наукоемких отраслей в структуре нацио-

нальной экономики;

– признание приоритетного характера информационного сек-

тора экономики;

– вложение значительных финансовых средств в информатизацию;
– развитие коммуникации и обработки информации с целью ро-

ста благосостояния страны и ее граждан.

1 . 3 .
С к в о з н ы е  ц и ф р о в ы е  т е х н о л о г и и

Цифровые технологии – термин более молодой с исторической 

точки зрения и, скорее, отражает текущую ситуацию, когда накопление 
данных, доступность и большие скорости их передачи сделали использование 
подобных технологий повсеместным.

Цифровые технологии – это дискретная система, которая бази-

руется на способах кодирования и трансляции информационных данных, 
позволяющих решать разнообразные задачи за относительно короткие 
отрезки времени.

Возможности цифровых технологий поистине безграничны. 

В сфере бизнеса и промышленного производства, в повседневных нуждах 
обычных людей – везде используются новейшие технологические 
достижения. Персональные компьютеры, смартфоны, бытовые электронные 
приборы – все это часть повседневной жизни общества.

К сквозным технологиям
относят высокотехнологические 

направления, которые одновременно охватывают несколько трендов или 
отраслей. Термин «сквозные цифровые технологии» был впервые введен 
в 2017 г. в Национальной программе «Цифровая экономика РФ». В этом
документе было зафиксировано девять сквозных технологий. Впоследствии 
этот список корректировался. В 2019 г. президиум АНО «Цифровая 
экономика» сократил перечень сквозных технологий до шести: 

нейротехнологии и искусственный интеллект, системы распределенного 
реестра, квантовые технологии, новые производственные технологии, 
технологии беспроводной связи, технологии виртуальной дополненной 
реальности. Определения основных сквозных технологий 
приведены на рис. 1.5. 

Рис. 1.5. Сквозные технологии

Большими данными (Big data) называются наборы данных, раз-

мер и тип которых превосходят возможности традиционных реляционных 
баз данных по захвату, управлению и обработке данных с низкой 
задержкой. Большие данные обладают по крайней мере некоторыми из 
следующих характеристик: большой объем, высокая скорость или 
большое разнообразие. Big data – это огромный объем информации, зачастую 
бессистемной, хранящейся на цифровом носителе. Под термином 
big data понимают еще и технологии поиска, обработки и применения 
неструктурированной информации в больших объемах.

К источникам big data относят: 
– интернет – блоги, соцсети, сайты, СМИ и различные форумы;
– корпоративную информацию – архивы, транзакции, базы

данных;

– показания считывающих устройств – метеорологические при-

боры, датчики сотовой связи и др.

Технологиями искусственного интеллекта (ИИ) (обозначается 

также как AI) в широком плане называют программное обеспечение, 
способное выполнять задачи, для выполнения которых традиционно 
требуется использование когнитивных способностей человека – распознавание 
речи и визуальных образов, принятие аналитических решений, 
сложные логические операции, предсказание будущего на основе 
накопленных данных и т. п.

Нейротехнологии – технологии, которые используют или помо-

гают понять работу мозга, мыслительные процессы, высшую нервную 
деятельность, в том числе технологии по усилению, улучшению работы 
мозга и психической деятельности.

Для развития технологий искусственного интеллекта в России 

в рамках Федерального проекта «Цифровые технологии» утверждена
дорожная карта сквозной цифровой технологии «Нейротехнологии 
и искусственный интеллект».

Основной технологией искусственного интеллекта является 

способность компьютерных систем к «самообучению» («Машинное 
обучение», Machine Learning), использованию накопленных данных 
или специально созданной среды для программирования определенных 
правил принятия решений или поведения, применимых в будущем. При 
выполнении задач они не опираются на логические схемы, заданные 
программистами, а сами выстраивают комплексные механизмы принятия 
решений (нейронные сети) на основе тех данных и задач.

Квантовые технологии. С «квантовыми» преобразованиями мы 

постоянно сталкиваемся в быту, когда, например, имеем дело с цифровой 
техникой. Включают в себя: квантовые вычисления, квантовые 
коммуникации, квантовые сенсоры и метрологию (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Сферы профессионального использования квантовых 

сенсоров