Общая информатика. Теория информатики

В учебном пособии рассматриваются классификация и структура автоматизированных информационных систем (АИС), связанные с ними понятия и определения, роль предметной области. В качестве иллюстрации приводятся некоторые классы информационных систем, применяемых в экономике, и соответствующие конкретные примеры. Рассмотрены технологии проектирования АИС, а также мировые информационные ресурсы, актуальные с точки зрения экономики и управления, и средства доступа к ним. Учебное пособие предназначено для обучающихся по специальности 230401 «Информационные системы (по отраслям)» среднего профессионального образования, а также может использоваться студентами (квалификация «бакалавр», «специалист») соответствующих направлений.

Эта книга написана признанным авторитетом в области компьютерных алгоритмов — профессором информатики Томасом Корменом, чей труд Алгоритмы: построение и анализ, написанный в соавторстве с такими выдающимися учеными, как Чарльз Лейзерсон, Рональд Ривест и Клиффорд Штайн, выдержав три издания, давно стал общепризнанным классическим учебником по алгоритмам. Поскольку книга Алгоритмы: построение и анализ предназначена в первую очередь для студентов и аспирантов, то есть подразумевает достаточно серьезную математическую подготовку, Т. Кормен написал книгу, предназначенную для всех, кого интересуют вопросы, связанные с компьютерными алгоритмами, но базовое образование, да и просто отсутствие времени не позволяют взяться за серьезный труд объемом более 1300 страниц. При всей простоте и легкости изложения эту книгу, как и все вышедшее из-под пера Т. Кормена, отличают точность, широкий спектр охватываемых вопросов, глубина изложения. Основной предполагаемый читатель этой книги — молодой человек, раздумывающий, стоит ли ему заниматься этой областью человеческой деятельности или нет. Но в любом случае, знания никогда не бывают лишними, так что даже если в конечном итоге вы поймете, что алгоритмы не ваше предназначение, все равно ваше время не будет потрачено зря, поскольку алгоритмы окружают нас всюду, а компьютерные алгоритмы всего лишь их разновидность.

Прошло более тридцати лет с тех пор, как Джон Хопкрофт и Джеффри Ульман впервые опубликовали классическую книгу по формальным языкам, теории автоматов и сложности вычислений. В данном переработанном издании, ожидаемом уже давно, авторы продолжают подачу материала в точном и доступном стиле, причем математика здесь сочетается с практическими приложениями. Данная книга стала более доступной для современных студентов. Она содержит сведения о записи доказательств, в ней больше облегчающих восприятие рисунков и много врезок, в которых освещены вопросы, связанные с основным материалом. Книга отличается менее формальным стилем изложения. Она включает много новых упражнений в конце каждого раздела, призванных помочь читателям укрепить и расширить свое понимание материала. Отличительные черты • Книга стала менее формальной и более доступной для студентов младших курсов • Особое внимание уделяется приложениям теории • Используются многочисленные рисунки • Предлагаются более детальные определения и менее формальные доказательства Специальные врезки содержат дополнительный интересный материал Многочисленные и различные по сложности упражнения стимулируют читателей • Приводится графическая нотация для МП-автоматов и машин Тьюринга

Учебное пособие предназначено для приобретения практических навыков работы с наиболее часто используемыми в профессиональной деятельности программными продуктами. Содержит более 300 заданий, соответствующих основным разделам учебника «Информационные технологии в профессиональной деятельности» того же автора. Задания снабжены подробными указаниями для исполнения и уточняющими видами экранов соответствующей программы для наглядности. Для закрепления и проверки полученных навыков практикум содержит дополнительные задания. Максимальный эффект дает параллельное использование учебника и практикума. Для студентов средних профессиональных учебных заведений.

Книга дает возможные ответы на следующие вопросы: как должна быть устроена нервная система с логически-рациональной точки зрения? можно ли воспроизвести путь «конструкторской мысли», который прошла Природа, конструируя нервные системы? что такое нейрон и как он работает? Рассмотрены способы построения адаптивных систем управления на основе эмпирических знаний, или систем динамической оптимизации. Представлены прототипы некоторых прикладных систем, построенных с использованием предложенного метода. Для научных работников, аспирантов и студентов, интересующихся кибернетикой; для специалистов по системам управления, биологов и математиков.

Учебное пособие предназначено для изучения программного обеспечения, используемого в библиотеках. В то же время учебное пособие может быть использовано для занятий в средних учебных заведениях, высших учебных заведениях, курсах пользователей ЭВМ и для самостоятельного изучения работы с программным обеспечением. Темы, изложенные в книге, отобраны в соответствии с государственными стандартами учебных программ Министерства образования РФ для средних и высших учебных заведений по курсу информатики и информационных технологий в профессиональной деятельности.

Приведена систематизация основных конструктивных элементов ЭВМ и средств вычислительной техники, объяснены принципы их работы и особенности функционирования. Рассмотрены методы модернизации и отладки. Отдельные главы посвящены вопросам совместимости, конфигурации и рационального использования оборудования. Для студентов, аспирантов, научных сотрудников, преподавателей высших учебных заведений, а также для тех, кто интересуется устройством персонального компьютера.

Рассматриваются общие принципы организации и функционирования автоматизированных информационных технологий (ИТ), систем (ИС) и ресурсов (ИР), а также примеры их приложений в различных областях профессиональной деятельности — экономике и управлении, гуманитарной сфере, науке и производстве. Для студентов специальностей «Информационные системы/прикладная информатика (по областям применения)», а также для широкого круга специалистов в области информатизации.

Учебное пособие посвящено проблеме информатизации образования. Рассмотрены основные методологические научные принципы, информационно-педагогическая картина мира, информационные технологии научных исследований, информационные технологии в науке и образовании, основные направления развития современных информационных технологий. Читатели могут ознакомиться с теоретическими основами информатики, информационных технологий и систем. Для студентов высших учебных заведений, изучающих дисциплины «Информационные технологии», «Информационные технологии в профессиональной деятельности», «Информационные технологии в науке и образовании», обучающихся по программе подготовки магистров по направлениям 552800 «Информатика и вычислительная техника» и 540600 «Педагогика», а также для аспирантов, преподавателей и специалистов в данной области.

Приведено краткое изложение математических результатов, используемых при синтезе и анализе криптосистем с открытым ключом, и ряда классических и новых криптосистем этого типа, включая достаточно большое число схем электронной цифровой подписи (ЭЦП). Основная часть книги содержит материалы для проведения практических занятий: формулировки заданий для курсовых работ и проектов и большое количество оригинальных задач, связанных с новыми схемами ЭЦП или вопросами, касающимися синтеза и анализа последних. Все задачи сопровождаются подробными указаниями и решениями.

Приведены базовые понятия в области информатики, описаны основные категории аппаратных и программных средств вычислительной техники, базовые принципы построения архитектур вычислительных систем. Рассмотрены структурная организация данных и основы алгоритмизации, виды программного обеспечения, классификации информационных технологий и систем, современные системы автоматизации документооборота и делопроизводства, основы построения систем искусственного интеллекта, геоинформационных систем, систем виртуальной реальности, а также основы информационной безопасности. Пособие предназначено для студентов высших технических учебных заведений, изучающих дисциплину «Информатика», для преподавателей и специалистов, работающих в этой сфере, а также для лиц, изучающих данную предметную область самостоятельно.

В первой части книги, «Информатика», даны история развития вычислительной техники и становления информатики, вопросы представления, измерения и хранения информации, системы счисления, логические основы, архитектура и устройства ЭВМ, основные понятия операционных систем и их файловая структура, системное и прикладное программное обеспечение. Особое внимание уделено основам знаний по алгоритмизации, технологии программирования, языкам программирования, а также системе объектно-ориентированного программирования MS Visual Basic. Во второй части книги, «Информационные технологии», излагаются вопросы компьютерной обработки текстовой, числовой, графической информации, основы баз данных и знаний, систем управления базами данных (СУБД), даются представление о локальных и глобальных компьютерных сетях и знания о средствах создания веб-документов. Третья часть книги, «Автоматизированные информационные системы», посвящена вопросам разработки и функционирования АИС. Рассматриваются вопросы необходимости автоматизации информационных потоков, состав и структура АИС, методы и стадии их разработки, обеспечивающая и функциональные части, чипы АИС, тенденции развития информационных систем. Для подготовки студентов вузов и колледжей, обучающихся по техническим специальностям.

Книга представляет собой учебник по цифровой обработке сигналов, написанный понятным языком, снабженный достаточным количеством иллюстраций и наглядных примеров. Она содержит краткое введение в необходимый математический аппарат (в том числе и z-преобразования, преобразования Лапласа и Гильберта, статистику), в принципы машинного представления сигналов (двоичные форматы), рассматривает вопросы периодической дискретизации. Отдельные главы посвящены дискретному и быстрому преобразованиям Фурье. В разделе цифровой фильтрации подробно рассмотрены фильтры с конечной и бесконечной импульсной характеристикой, фильтры на основе частотной выборки и интерполированные КИХ-фильтры. Описаны квадратурные сигналы и комплексное понижающее преобразование. Разобраны принципы преобразования частоты дискретизации, необходимые для полифазных и каскадированных интеграторов-гребенчатых фильтров. Усреднению сигналов (во временной и частотной области) — когерентному и некогерентному — посвящена отдельная глава. Значительную часть книги составляет коллекция советов и «маленьких хитростей» в области цифровой обработки сигналов. Полезен начинающим специалистам и терминологический словарь, вынесенный в приложение. Книга отличается четкостью построения, тщательной выверенностью примеров и сбалансированностью сложности/доступности материала. Для чтения ее достаточно иметь базовые знания из вузовского курса математического анализа.

В книге рассматривается широкий круг вопросов, связанных с использованием криптографических методов защиты информации в компьютерных системах. Впервые излагается разработанная авторами концепция управляемых преобразований, являющаяся новым направлением прикладной криптографии. Представлены варианты построения управляемых операций и анализ их основных криптографических свойств. Дается описание ряда новых криптографических примитивов и скоростных криптосистем с оценкой их стойкости к дифференциальному, линейному и другим методам криптоанализа. Показана возможность построения операционных блоков, реализующих уникальные модификации операций для каждого значения управляющего кода. Отражены вопросы построения управляемых перестановок и управляемых подстановочных операций, в частности, управляемых сумматоров специального типа, а также представлены методы конструирования скоростных итеративных шифров на их основе.

В монографии предлагаются некоторые нетрадиционные феноменологические подходы и методы для восстановления аналитической структуры наблюдаемых процессов и сигналов. Это, в частности, семейство методов выявления скрытых периодичностей, дальнейшее обобщение классического взвешенного метода наименьших квадратов, метод блочной аппроксимации. Помимо теоретического описания и обоснования предлагаемых методов приводится множество примеров из разных областей исследований применения этих методов, а также результаты сравнения по эффективности с некоторыми известными подходами. Монография предназначена для широкого круга исследователей процессов и сигналов в самых различных областях — физике, химии, астрономии, космических исследованиях, авиации, приборостроении, виброиспытаниях конструкций, биологии, медицине, социологии, экономике, при анализе трендов рынка и т.п.

С того времени, когда стало возможным широкое применение электронных вычислительных машин (ЭВМ), а позднее и персональных компьютеров, широко возрос интерес к их использованию для моделирования научного и художественного творчества. Идеальным объектом для таких исследований является музыка в силу некоторых ее специфических особенностей. Настоящая монография посвящена рассмотрению этой актуальной проблемы применительно к некоторым аспектам творческой деятельности композитора и музыковеда. Излагается предыстория вопроса, связанная с попытками сочинения музыки «немузыкальными средствами» (игральная кость, способ Моцарта и т.п.). Дается обзор зарубежных и отечественных работ, посвященных различным способам сочинения и анализа музыки с помощью компьютеров. Рассматриваются также работы по синтезированию музыкальных звуков и тембров на ЭВМ, которые используются, в частности, при акустических и психофизиологических исследованиях, связанных с восприятием звука. Центральное место в книге занимает разработанный автором метод алгоритмизации и моделирования на ЭВМ функций композитора и музыковеда. Это — моделирование музыкальных сочинений (мелодий, песен и гармонизации), а также анализа гармонизации, когда машина выполняет функции экзаменатора и является прототипом обучающей системы в музыкальном преподавании. Этот метод позволяет достаточно гибко проводить различного рода эксперименты, в частности связанные с восприятием музыки. Показываются возможности метода и в других областях исследования интуитивной деятельности. Книга иллюстрирована нотными примерами и рисунками, поясняющими принципы алгоритмизации. Для всех интересующихся проблемами исследования и моделирования научного и художественного творчества при помощи методов кибернетики.

Материал книги формирует содержательную основу деятельностного изучения алгоритмов компьютерной арифметики, чему способствует стиль изложения, синтезирующий в себе и математический материал, и формализованную запись логики работы компьютера.

Компьютеры окружают нас повсюду — сегодня они стали такой же будничной реалией, как бытовые электроприборы. В этой книге подробно объясняется, как работает компьютер. Для начала приводятся базовые сведения из области информатики: основы кодирования чисел, преобразование аналогового сигнала в цифровой вид и т.д. Излагаются основы булевой алгебры; освещается история ЭВМ от ламп и транзисторов до нетбуков и планшетов. Далее рассматривается аппаратное и программное обеспечение современного компьютера. Вам предоставится возможность не только заглянуть под его корпус, но и разобрать жёсткий диск, флешку, SSD-накопитель. Не оставлены без внимания и различные периферийные устройства: клавиатура, мышь, принтер и др. И, конечно же, речь пойдёт о том, что требуется для работы в Интернете. В книге много практических рекомендаций, задач Ферми с решениями и без. Вы узнаете, как защитить ваш компьютер от сбоев в электрической сети; как вылечить его от вирусов; как сделать так, чтобы ваша и соседская Wi-Fi точки доступа не мешали друг другу. Кроме того, вам предлагается освоить 10-пальцевый слепой метод печати и создавать текстовые документы в свободно распространяемом офисном пакете LibreOffice. В отдельную главу вынесены актуальные выдержки из законодательства РФ, раскрывающие юридические аспекты работы с информацией.

Наконец-то появился увлекательный и практичный способ изучать теорию вычислений и проектирование языков программирования! В этой книге теоретическая информатика излагается в хорошо знакомом вам контексте, что поможет оценить, почему ее идеи важны и как они отражаются на том, чем программист изо дня в день занимается на работе. Вместо математической нотации или незнакомого академичного языка программирования типа Haskell или Lisp в этой книге для объяснения формальной семантики, теории автоматов и функционального программирования вкупе с лямбда-исчислением применяется язык Ruby, сведенный к минимуму. Издание предназначено для программистов любой квалификации, знакомых хотя бы с одним из современных языков, но не имеющих формальной подготовки в информатике.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника» и специальности «Прикладная математика», включает в себя общие теоретические вопросы, связанные с цифровым представлением сигналов, основами анализа линейных дискретных систем. Значительное внимание уделено вопросам эффективного представления информации (сжатия данных) и использования вейвлет-преобразований. Предназначено для студентов ВУЗов, может быть рекомендовано в качестве дополнительного материала для направлений радиотехнического и телекоммуникационного профиля.

На материале широко известной задачи о Ханойских башнях показано, как организовать занятия по информатике, чтобы побудить школьника к творчеству, развить у него вкус к решению исследовательских проблем. Книга предназначена для школьников и преподавателей информатики, но также будет интересна студентам, профессионально занимающимся информатикой. Она может быть использована как в обычных школах при проведении факультативных занятий, так и в образовательных учреждениях с углубленным изучением информатики и математики.

В учебном пособии рассматриваются подходы, техники и модели, предназначенные для работы с требованиями к автоматизированным информационным системам. Лекционный курс содержит сведения об анализе требований, как об инженерной дисциплине. Приводятся классификации требований, рассматриваются их свойства. Подробно анализируются составляющие работы с требованиями: выявление требований, формирование высокоуровневого видения создаваемой системы, классификация, специфицирование, документирование, проверка требований; их расширенный анализ с использованием графических моделей и прототипов, управление требованиями, совершенствование процессов работы с требованиями. Лекционный материал расширен лабораторным практикумом; приведены примеры выполнения работ.

Излагаются основы теории информационных технологий (ИТ) с позиций их применения в повседневной практической деятельности и возможности дальнейшего совершенствования в количественном и качественном отношениях. Приводятся основные компоненты информационных технологий, офисные и расчетно-графические приложения. Особое внимание уделяется созданию гипертекстовых систем и сайтов в сети Интернет — новых и быстро развивающихся ветвей ИТ. Для студентов образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования.

Книга содержит задачи по программированию различной трудности. Большинство задач приводятся с решениями. Цель книги — научить основным методам построения корректных и быстрых алгоритмов. Для учителей информатики, старшеклассников, студентов младших курсов высших учебных заведений. Пособие может быть использовано на кружковых и факультативных занятиях в общеобразовательных учреждениях, в школах с углублённым изучением математики и информатики, а также в иных целях, не противоречащих законодательству РФ.