М.Е. Крекин
Основы информатики и информационных технологий
В этом году в вашем расписании появился новый предмет -- "Основы информатики и информационных технологий". Чем же вам предстоит заниматься на этих уроках?
Информатика1 -- научно-техническое направление, занимающееся общими принципами автоматизированной работы с различной информацией. Но на уроках мы будем не только знакомиться с некоторыми из этих принципов, но и учиться использовать компьютер для решения различных практических задач. Вы узнаете, как с его помощью можно рисовать и считать, находить нужные сведения и писать рассказы, строить графики и переписываться с разными, живущими очень далеко, людьми... И все это -- работа с информацией.
Но что же это такое - информация2? Дать строгое определение этого понятия невозможно, как невозможно дать строгое определение точки, прямой, материи и других базовых понятий различных наук. Мы будем понимать под информацией различные знания, сведения о реальном мире. Эти знания можно разделить на две категории: знание фактов ("Я знаю, что...", декларативные3 знания) и знание правил ("Я знаю, как...", процедурные4 знания). Для того чтобы правильно определить свои действия в конкретной ситуации равно необходимы и те, и другие.
Все живые существа могут воспринимать образную информацию (запахи, вкусы, шумы и многое другое). Человек же еще умеет представлять свои знания в знаковом (символьном) виде. Из различных символов (букв, цифр, знаков препинания) состоит текст; из символов - только уже звуковых (фонем5) -- состоит устная речь. Можно передать информацию с помощью жестов. И это тоже -- символы.
Знаковую систему для представления информации называют языком, а полный набор символов языка - его алфавитом. Языки делятся на разговорные (естественные) и формальные. Формальные языки специально создаются, чаще всего для определенной области человеческой деятельности (например, язык математики). В вычислительной технике тоже используются особые формальные языки. Когда информация представлена в виде, пригодном для автоматической обработки, ее называют словом "данные".
Какие действия человек выполняет с информацией? Их три: обмен (передача и прием), хранение и обработка. Информация хранится либо в собственной памяти человека - и тогда ей можно воспользоваться сразу, либо "на внешних носителях" (в книге, блокноте, на магнитной ленте и т. п.), откуда ее сперва нужно прочитать.
Почти непрерывно человек обрабатывает информацию:
получает новые знания на основе уже известных ему фактов и правил;
изменяет форму представления (например, переводя на другой язык);
упорядочивает (сортирует) информацию;
ищет ее в большом массиве (словаре, справочнике, картотеке и т.п.)...
При этом, так же как при обмене и хранении, человек зачастую использует различные технические средства, наиболее универсальным из которых является компьютер6.
Компьютер (электронно-вычислительная машина, ЭВМ) - это комплекс технических средств для автоматизированной работы с информацией. Каждое из входящих в состав компьютера устройств моделирует одну из информационных функций человека. Мозг компьютера -- процессор7 -- обрабатывает информацию и командует всеми остальными устройствами. Обрабатываемые данные находятся в оперативной памяти, а для длительного хранения их можно записать в "блокнот" -- внешнюю память. Естественно, компьютер должен каким-то образом получать информацию. Для этого служат устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер8 и др.). И, наконец, с помощью устройств вывода (монитор9, принтер10 и др.) компьютер передает информацию человеку. Устройства ввода и вывода, а также внешнюю память называют периферийными11 (или внешними) устройствами. Процессор, оперативная память, некоторые устройства внешней памяти и схемы управления периферийными устройствами (контрОллеры12) обычно объединяются в системный блок. Все эти устройства общаются друг с другом с помощью магистрали13. Для подключения внешних устройств на системном блоке имеются разъемы, которые называются портами14.
Еще несколько слов об отличиях оперативной и внешней памяти. Во-первых, данные в оперативной15 памяти (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) могут быть обработаны процессором непосредственно, а из внешней их необходимо сначала загрузить (перенести) в оперативную. Во-вторых, ОЗУ хранит информацию только пока компьютер включен, внешняя же память -- энергонезависима. Кроме того, обычно емкость внешних запоминающих устройств гораздо больше.
Как же представлена информация внутри компьютера? Оказывается, технически наиболее удобно использовать язык, алфавит которого содержит всего два символа (их условно обозначают нулем и единицей), -- язык двоичных кодов. С помощью этих двух символов представляется все многообразие информации, с которой работают современные вычислительные машины: и тексты, и фотографии, и музыка, и кинофильмы. В дальнейшем вы узнаете, как это удается сделать. Пока же нужно помнить, что любые данные в компьютере представлены в виде некоторой последовательности нулей и единиц.
Естественно, чем длиннее код, тем больше информации он содержит. Поэтому в технике количество информации определяют именно по длине кода. А в качестве эталона при этом используют самый короткий код - состоящий из одного двоичного символа. Такая единица количества информации получила название бит16.
Работать с непрерывной последовательностью символов двоичного алфавита (т. е. когда отсутствует пробел, разграничитель между ними) практически невозможно. Потребовалось соглашение о разбиении ее на части фиксированной длины, которые воспринимались бы как единое целое. Удобным оказалось принять длину этих частей равной 8 бит. Соответствующее количество информации было названо байтом.
При работе с большими объемами информации удобнее пользоваться более крупными единицами.
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
С. Г. Фадюшин
ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Владивосток
2012УДК 681.3
Фадюшин С. Г. Информатика и информационные технологии: Уч. пособие. Владивосток: ДВФУ, 2012. 150 с.
Излагаются основные сведения по информатике и информационным технологиям. Приводятся практические примеры использования информационных технологий. Изложение иллюстрируется рисунками, листингами фрагментов программ на языке VBA, выдержками из нормативно-правовых документов.
Предназначено для студентов гуманитарных специальностей, изучающих информатику и информационные технологии и будет полезно для студентов других специальностей.
Ил. 17, табл. 11, библиогр. 28 назв.
ОТ АВТОРА
Информация это сведения и знания об окружающем нас мире, динамическая виртуальная сущность, отражающая этот мир в сознании человека в виде сигналов и знаков, а потому часто проявляющаяся в форме мысли. Информация – вспышка света, озаряющая наше сознание светом из космоса, освещающая наш путь в блужданиях по лабиринтам мироздания и собственной души.
В настоящее время, в век компьютерных и информационных технологий, информация нужна как воздух, вода и пища. Если в предыдущие века человек имел дело только с «ручейками» информации, то теперь его окружают бездонные «моря» разнообразных сведений и знаний, способные поглотить необразованного специалиста в своих пучинах. Легко преодолеть ручей. Но чтобы переплыть море, нужны корабли и навигационные карты, нужна наука о кораблях и кораблевождении. «Информатика» это наука о навигации в «Тихом океане» информации, а электронные вычислительные машины океанские лайнеры, покоряющие информационные просторы. «Информационные технологии» процесс обработки информации, наука о том, как использовать отдельные островки информации в качестве навигационных ориентиров для того, чтобы точно и в срок прибыть в порт назначения.
Ко всему современный специалист должен быть не только грамотным пользователем компьютерной техники, но и человеком культурным во всех отношениях. Ему придётся налаживать работу компьютерной системы производственной организации, обучать персонал безопасным приёмам работы за компьютером, а если потребуется – отвечать по закону за правонарушения в сфере информационных технологий.
Однако многолетний опыт преподавания автором информатики и информационных технологий различным категориям учащихся позволил выявить общую негативную закономерность: слабую культурную подготовку и нежелание заниматься ей у большинства обучаемых. Простой вопрос «Зачем нужны зацепки на клавишах клавиатуры с буквами “А” и “О”?» порой вызывает затруднения с ответом даже у опытного пользователя, знакомого с языками программирования высокого уровня. К сожалению, культурная подготовка при работе на компьютере не включена в учебные планы по информатике. Вот почему в учебном пособии большое внимание уделяется вопросам информационно-компьютерной этики, санитарным правилам и нормам при работе за компьютером , законодательной и нормативно-правовой базе, всему, что в совокупности определяет понятие информационно-компьютерная культура.
Одной из слагаемых информационно-компьютерной культуры является умение читать и составлять компьютерные программы. Должен ли современный человек не программист по специальности (менеджер, социальный работник, психолог…) уметь составлять компьютерные программы для решения задач, которые ставит перед ним практика? Этот вопрос, зародившись ещё в ту пору, когда появились первые программируемые микрокалькуляторы, остаётся актуальным и в настоящее время. Для современного специалиста владение хотя бы одним языком программирования – это не только производственная необходимость, но и часть его культурного развития как человека.
Компьютерные языки программирования необходимы для общения и передачи информации. Их знание и владение ими требуются современному человеку, как знание обычных языков: русского, английского…, как знание языка музыки – нот. И, конечно же, общение на языке программирования невозможно без компьютера. Современный персональный компьютер – «скрипка», на которой искусный программист, как профессиональный музыкант, создаёт свои мелодии-программы.
В этой связи интересно отметить, что первым персональным компьютером считается машина под названием «Альтаир-8800». Её разработала в 1974 году небольшая фирма Micro Instrumentation and Telemetry System (MITS), расположенная в городе Альбукерке, которую возглавлял отставной офицер ВВС США энтузиаст электроники Эдвард Робертс. По современным понятиям это была довольно примитивная машина. Собранная на процессоре Intel 8080, с объёмом памяти 256 байт, она не имела ни клавиатуры, ни экрана. Данные вводились в двоичном коде с помощью выключателей, результаты (в двоичном коде) считывались по мигающим лампочкам. Однако эта машина имела огромный коммерческий успех, настолько людям хотелось иметь собственную вычислительную машину и заниматься программированием. В качестве языка программирования в этой вычислительной машине использовался Basic.
Разработка прикладных программ для компьютерного моделирования различных процессов в социальной сфере, в экономике и других сферах человеческой деятельности очень трудоемкий процесс, его невозможно осилить без знания современных интегрированных сред разработки приложений таких как, например, Visual Basic (VB). В настоящем пособии даны элементы языка программирования Visual Basic и одной из разновидностей этого языка Visual Basic for Applications (VBA) изложены основные принципы программирования с использованием методов и событий.
При написании рукописи автор не стремился рассматривать те вопросы, которые изучаются в школе по дисциплине «Информатика». Предполагается, что читатель должен иметь начальную подготовку по информатике и уметь запускать и настраивать нужные программы.
Кроме того, в небольшой по объёму учебно-методической работе невозможно рассмотреть все известные на сегодняшний день прикладные программы, такие как текстовые редакторы, табличные процессоры, системы управления базами данных. Поэтому при использовании учебного пособия необходимо учитывать стремительные темпы развития и совершенствования информационных технологий, электронных вычислительных машин и программного обеспечения для них.
Таким образом, ускорить решение многих задач социальной сферы так, чтобы идти в ногу со временем , всегда находясь на гребне волны, можно, лишь научив современного специалиста использовать информационные технологии, разрабатывать алгоритмы и программы для решения различных задач, которые ставить практика, используя при этом вычислительную технику и свой творческий потенциал.
ВВЕДЕНИЕ
Информатика (в США computer science компьютерная наука; в Великобритании computing science вычислительная наука) наука о способах получения, накоплении, хранении, преобразовании, передаче и использовании информации с помощью компьютера 1 .
Термин «информатика» был впервые введён в Германии Карлом Штейнбухом в 1957 году. В советской научно-технической литературе термин «информатика» был введён в 1968 году А. И. Михайловым, А. И. Черным и Р. С. Гиляревским. В начальный период информатика развивалась в составе математики, электроники и других технических наук и лишь в 1970-х годах была признана отдельной наукой. С момента своего признания отдельной наукой информатика разработала собственные методы и терминологию, основные из которых предстоит рассмотреть при изучении данного курса.
В учебных заведениях СССР учебная дисциплина «Информатика» появилась в 1985 году одновременно с первым учебником А. П. Ершова «Основы информатики и вычислительной техники».
С появлением дисциплины «Информатика» появилось, связанное с ней понятие и, соответственно, дисциплина «Информационные технологии ».
Информационные технологии это процесс обработки информации (приём, хранение, получение информации нового качества) с помощью компьютера.
Дисциплины «Информатика» и «Информационные технологии» имеют цель привить слушателям профессиональные навыки по использованию персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ) для обеспечения производственной деятельности при решении задач, которые ставит перед специалистом практика.
Знания, умения и полученные в ходе изучения этих дисциплин навыки должны быть достаточны для того, чтобы грамотно эксплуатировать ПЭВМ, уметь пользоваться представляемой компьютером информацией, а кроме того уметь решать с помощью компьютера задачи по специальным дисциплинам, которые изучаются на старших курсах университета.
Обучающиеся, проходящие подготовку по программе настоящего курса, должны иметь опыт работы с ПЭВМ и прикладными программами Microsoft Word, Microsoft Excel, а также должны быть знакомы со стандартными компьютерными интерфейсами и уметь работать с такими элементами как окна, меню и т. д. в объёме школьного курса.
При работе на компьютере пользователь ПЭВМ контактирует с опасными и вредными производственными факторами (умственное перенапряжение, сенсорные нагрузки, напряжение зрения, напряжение внимания, большой объём информации, обрабатываемый в единицу времени), которые могут оказаться опасными для человека. Поэтому, работая на компьютере необходимо знать и строго соблюдать правила техники безопасности (прил. 1), санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (прил. 2), комплексы специальных упражнений для снижения утомления зрительного анализатора (прил. 3).
Учебные программы по дисциплинам «Информатика» и «Информационные технологии (по различным сферам знаний)» включает в себя следующий минимальный перечень тем и вопросов:
1. Введение в информатику:
правила техники безопасности и правила пожарной безопасности при эксплуатации компьютерной системы;
санитарные правила и нормы при работе за компьютером и организации такой работы;
отработка нормированных приёмов и правил работы на клавиатуре компьютера.
этапы развития (поколения) вычислительной техники;
принципы устройства и работы компьютера ;
основные блоки и элементы компьютера;
типы вычислительных машин;
периферийные устройства.
информация с точки зрения естественнонаучных дисциплин, теории информации и права;
информация и энтропия;
расчёт количества информации;
кодирование информации;
классификация информации.
классификация программного обеспечения;
BIOS;
интегрированные операционные системы (Windows);
программы-приложения (Microsoft Office);
пакеты прикладных программ;
составление документации на русском и английском языках с использованием текстовых редакторов;
стандарты предприятий и общие требования к оформлению текстовых и графических документов;
повышение информационной насыщенности текстового документа.
составление рабочих документов (рабочих листов);
составление связанных документов;
использование мастера функций;
создание диаграмм;
растровая графика;
векторная графика;
графические редакторы.
базы данных;
системы управления базами данных;
классификация языков программирования;
этапы программирования;
математические модели и алгоритмы;
среда программирования VB и VBA;
язык HTML и создание Web-страниц.
понятие локальной и глобальной вычислительной сети;
сетевые топологии;
сетевые устройства и средства коммуникаций;
среда передачи данных;
Интернет.
основные понятия;
создание Web-страниц.
ГИС-технологии;
совершенствование элементной базы компьютеров;
совершенствование устройств ввода и вывода информации;
совершенствование периферийных устройств.
1. ИНФОРМАЦИОННО-КОМПЬЮТЕРНАЯ КУЛЬТУРА
1.1. Компьютерная этика
Компьютерная этика занимается исследованием поведения людей, использующих в работе и в быту компьютер , на основе чего вырабатываются соответствующие нравственные предписания и нормы этики. Выражение «компьютерная этика» следует считать условным, т. к. эта дисциплина очень молода (появилась на рубеже 70-х 80-х гг. XX столетия) и пока ещё не имеет устоявшихся понятий. Поэтому наряду с термином «компьютерная этика» также употребляется такой термин, как «информационная этика».
Компьютерная этика включает в себя технические, моральные, юридические, социальные, политические и философские вопросы, к которым в частности относятся:
разработка моральных кодексов для профессионалов и пользователей компьютерной техники;
защита прав собственности, авторских прав, права на личную жизнь и свободу слова применительно к области информационных технологий;
борьба с компьютерными преступлениями, т. е. законодательные и нормативно-правовые вопросы.
Основные положения кодекса по компьютерной этике гласят:
1. Не использовать компьютер с целью навредить другим людям.
2. Не создавать помех и не вмешиваться в работу пользователей компьютерных сетей.
3. Не пользоваться файлами, которые не предназначены для свободного использования.
4. Не использовать компьютер для хищения.
5. Не использовать компьютер для распространения заведомо ложной информации.
6. Не использовать «пиратское» программное обеспечение.
7. Не присваивать себе чужую интеллектуальную собственность.
8. Не использовать компьютерное оборудование или сетевые ресурсы без разрешения того, кто им владеет, или соответствующей компенсации.
9. Думать о возможных общественных последствиях создаваемых программ и разрабатываемых информационных систем.
10. Использовать компьютер с самоограничениями, которые показывают Вашу предупредительность и уважение к другим людям.
1.2. Законодательная и нормативно-правовая база
Основу законодательного и нормативно-правового обеспечения информатики и информационных технологий в РФ составляют следующие официальные документы 2:
1. Федеральные законы:
«О связи» от 07.07.2003 № 126-ФЗ;
«Об информации, информационных технологиях и о защите информации» от 27.07.2006 № 149-ФЗ;
«Об электронной подписи» от 06.04.2011 № 63-ФЗ (ред. от 01.07.2011);
3. Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации (утв. Президентом РФ 07.02.2008 № Пр-212).
4. Государственная программа Российской Федерации «Информационное общество» (2011 – 2020 годы) (утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 20.10.2010 № 1815-р).
5. ТОИ Р-45-084-01. Типовая инструкция по охране труда при работе на персональном компьютере (утв. Приказом Минсвязи РФ от 02.07.2001 № 162).
6. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 30.05.2003).
7. Статьи УК РФ по преступлениям в сфере компьютерной информации:
Статья 272. Неправомерный доступ к компьютерной информации;
Статья 273. Создание, использование и распространение вредоносных компьютерных программ;
Статья 274. Нарушение правил эксплуатации средств хранения, обработки или передачи компьютерной информации и информационно-телекоммуникационных сетей.
1. Декларация о европейской политике в области новых информационных технологий (принята в г. Будапеште 06.05.1999 - 07.05.1999 на 104-ой сессии Комитета министров Совета Европы).
2. Окинавская хартия глобального информационного общества (принята на о. Окинава 22.07.2000).
3. Соглашение о сотрудничестве государств – участников Содружества Независимых Государств в борьбе с преступлениями в сфере компьютерной информации (заключено в г. Минске 01.06.2001).
4. Совместное заявление стран СНГ по развитию информационного общества (Санкт-Петербургская декларация) (принято на заседании Координационного Совета государств-участников СНГ по информатизации при РСС 1 июля 2003 г. в г. Санкт-Петербурге, Россия).
5. Хартия о сохранении цифрового наследия (принята на 32-й Генеральной конференции ЮНЕСКО Париж, Франция, октябрь 2003).
Примечание – в этом подразделе перечислены некоторые основные законодательные акты , связанные с информатикой и информационными технологиями.
1.3. Санитарные правила и нормативы при работе за компьютером
При работе за компьютером, прежде всего, очень важно соблюдать правильную посадку на рабочем месте, поскольку от нее зависит напряжение глаз, мышц и суставов.
Работая за компьютером необходимо помнить, что компьютер и другая электронная техника создают вокруг себя так называемый «электрический смог», который может быть вредным для здоровья.
Безобидная на первый взгляд клавиатура компьютера, также может быть опасной с точки зрения гигиены и здоровья компьютерным атрибутом: на клавишах компьютера может находиться большое количество микробов. Поэтому необходимо следить за состоянием клавиатуры, которая должна быть чистой и исправной.
Длительная работа за компьютером без соблюдения санитарных правил и норм негативно сказывается на многих функциях организма: высшей нервной деятельности, эндокринной, иммунной и репродуктивной системах, на зрении и костно-мышечном аппарате человека и т. д. В конечном итоге может ухудшиться психическое состояние.
К основным вредным факторам, влияющим на здоровье человека, работающего за компьютером, относятся:
сидячее положение в течение длительного времени;
воздействие электромагнитного излучения монитора;
перегрузка суставов кистей;
стресс при потере информации.
Для правильной и безопасной для здоровья работы на персональном компьютере и организации такой работы следует руководствоваться требованиями и рекомендациями , изложенными в официальных документах: Типовая инструкция по охране труда при работе на персональном компьютере, Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» и хорошей компьютерной практикой.
1.4. Посадка за компьютером и работа на клавиатуре
Для безопасной работы и профилактики заболеваний шеи, рук, ног и спины при работе за компьютером необходимо принимать правильную посадку, соблюдая следующие простые правила, рекомендуемые официальными документами и выработанные хорошей компьютерной практикой:
стул и монитор должны иметь поворотно-выдвижные устройства, для правильной регулировки по высоте;
желательно чтобы периферийные устройства (клавиатура, мышь, принтер и т. п.) подключались к компьютеру дистанционно, т. е. без проводов;
монитор должен располагаться примерно на расстоянии вытянутой руки;
центр монитора должен быть на уровне взгляда при прямой голове или чуть ниже, примерно на 1/3 его высоты;
спину и голову держать прямо в одной плоскости и примерно параллельно плоскости спинки стула;
голову нужно держать ровно по отношению к обоим плечам, голова не должна наклоняться к одному плечу;
ноги не вытягивать, а держать прямо или на специальной подставке.
запястья упираться о край стола, на свободную поверхность 10-15 см до клавиатуры, так чтобы локти были примерно в плоскости стола;
кисти полусогнуты и расслаблены;
четыре пальца левой руки, начиная с мизинца, должны находиться на клавишах с буквами «ФЫВА», правой – «ОЛДЖ». При этом указательный палец левой руки должен ощущать зацепку (метку) на клавише с буквой «А», правой руки – зацепку на клавише с буквой «О». Большие пальцы обеих рук на клавише «Пробел» (см. рис. 1).
при нажатии клавиш стараться не отрывать запястья от стола.
Рисунок 1 – Буквенная раскладка клавиатуры
Для фиксирования правильной посадки за компьютером и закрепления нормированных навыков работы на клавиатуре рекомендуется выполнить следующее упражнение:
1. Внимательно изучить буквенную раскладку клавиатуры и зоны действия пальцев, показанные на рисунке 1. Для запоминания расположения букв на клавишах , прежде всего, следует помнить основной принцип буквенной раскладки клавиатуры: клавиши с буквами, которые чаще всего встречаются в текстовых документах (на русском языке), располагаются в самом удобном месте буквенной части клавиатуры (по центру) и наоборот.
2. Запустить текстовый редактор Microsoft Word и установить типовые параметры шрифта и абзаца: тип шрифта – Times New Roman, размер – 14 кеглей, выравнивание – По ширине, междустрочный интервал – Одинарный, отступ и интервал слева и справа – 0 см, первая строка – Отступ (1,25 – 0,8 см), поля сверху и снизу – 2 см, поле слева – 3 см, поле справа – 1,5 см.
3. Принять правильную посадку, руки на клавиатуре расположить в основной позиции.
4. Не меняя посадки для этого и последующих пунктов напечатать 15 строчек комбинаций клавиш «ФЫВА» «ОЛДЖ» с пробелами. При этом обращать внимание не на скорость печати, а на правильность нажатия на клавиши пальцами рук, в соответствии с раскладкой клавиатуры (см. рис. 1).
5. Напечатать 10 строчки комбинаций букв «ПРОЭ» с пробелами.
6. Напечатать 10 строчки комбинаций букв «СМИТЬ» с пробелами.
7. Напечатать 10 строчки комбинаций букв «ЯЧБЮ» с пробелами.
8. Напечатать 10 строчки комбинаций букв «КЕНГ» с пробелами.
9. Напечатать 10 строчек комбинаций букв «ЙЦУШЩЗХЪ» с пробелами.
10. Для того чтобы научиться «не чувствовать» клавиатуру (элемент слепого десятипальцевого способа печати) рекомендуется повторить пункты 4–9 «вслепую». Для этого закрыть руки специальной матерчатой накидкой.
11. Напечатать «вслепую» следующие слова: про, лов, вол, вал, рол, пролов, провал, олово, лыжа, жара, эффа, фал, доллар, юла, борись, час, чип, митинг, кнехт, цирк, зерно, щенок, шнурок, объявление, абстракционизм.
7. Напечатать «вслепую» следующее предложение: Информация это данные, сведения и знания об окружающем мире.
Информационные технологии
Информацио́нные техноло́гии (ИТ , от англ. information technology , IT ) - широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, сохранения, управления и обработки данных , в том числе с применением вычислительной техники. В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для создания, хранения, обработки, ограничения к передаче и получению информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.
Согласно определению, принятому ЮНЕСКО , ИТ - это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их внедрение должно начинаться с создания математического обеспечения, моделирования, формирования информационных хранилищ для промежуточных данных и решений.
Основные черты современных ИТ:
- Структурированность стандартов цифрового обмена данными алгоритмов ;
- Широкое использование компьютерного сохранения и предоставление информации в необходимом виде;
- Передача информации посредством цифровых технологий на практически безграничные расстояния.
Дисциплина информационных технологий
В широком понимании ИТ охватывает все области создания, передачи, хранения и восприятия информации и не только компьютерные технологии. При этом ИТ часто ассоциируют именно с компьютерными технологиями, и это не случайно: появление компьютеров вывело ИТ на новый уровень. Как когда-то телевидение , а ещё ранее печатное дело.
Отрасль информационных технологий
Отрасль информационных технологий занимается созданием, развитием и эксплуатацией информационных систем . Информационные технологии призваны, основываясь и рационально используя современные достижения в области компьютерной техники и иных высоких технологий, новейших средств коммуникации, программного обеспечения и практического опыта, решать задачи по эффективной организации информационного процесса для снижения затрат времени, труда, энергии и материальных ресурсов во всех сферах человеческой жизни и современного общества. Информационные технологии взаимодействуют и часто составляющей частью входят в сферы услуг, области управления, промышленного производства, социальных процессов .
История
Начало развития - с 1960-х годов, вместе с появлением и развитием первых информационных систем (ИС).
Инвестиции в инфраструктуру и сервисы Интернет вызвали бурный рост отрасли ИТ в конце 1990-х годов.
Технологический потенциал и рост
Гильберт и Лопес отмечают экспоненциальный рост технологического прогресса (своего рода закон Мура) как увеличение удельной мощности всех машин для обработки информации в два раза на душу населения каждые 14 месяцев между 1986 и 2007 годами; глобальный потенциал телекоммуникационных возможностей на душу населения удваивается каждые 34 месяца; количество внесённой информации в мире на душу населения удваивается каждые 40 месяцев (то есть каждые три года), а трансляция информации на душу населения имеет тенденцию удвоения примерно каждые 12,3 года .
Использование информационных технологий в бизнесе
Взаимодействие информационных технологий и бизнеса проявляется в следующем: 1) ИТ-технологии повышают эффективность и конкурентоспособность практически любого бизнеса; 2) в настоящее время весь бизнес перемещается в Интернет, поэтому любой компании надо иметь стратегию для новой реальности; 3) если у компании нет подобной стратегии - у неё нет будущего. .
Информационные технологии как инструмент повышения эффективности основного бизнеса необходимо использовать продуманно и взвешенно. Положительный эффект достигается лишь в том случае, если у руководства компании существует ясное представление о целях будущих действий. То есть, если появляется инструмент, способный приносить пользу бизнесу, необходимо предвидеть на несколько шагов вперед, как будет развиваться сам бизнес и как необходимо развивать применение ИТ-технологии для поддержания успешной реализации бизнес-стратегии. Иначе, этот весьма мощный инструмент, к тому же дорогой и сложный в использовании, пользы бизнесу, к сожалению, не принесет, а средства на ИТ будут потрачены зря. .
Статистика по России
Согласно данным, собранным Тимуром Фарукшиным (директором по консалтингу IDC в России и СНГ) за 2010 год , по денежным расходам на ИТ-оборудование, Россия входила в первую десятку ведущих стран мира, уступая развитым странам Западной Европы и США в 3-5 раз по расходам на ИТ-оборудование на душу населения. Значительно меньше тратится в России на покупку программного обеспечения на душу населения, в этом пункте расходов Россия отстаёт от США в 20 раз, от ведущих стран Западной Европы - в 10 раз, а от среднемирового показателя - на 55 %. По оказанию ИТ-услуг за 2010 год Россия заняла лишь 22 место и уступила среднемировому показателю на 66 % .
По оценкам ИТ-специалистов, основной проблемой развития ИТ-технологий в России является цифровой разрыв между различными российскими регионами. По статистике 2010 года отставание в этой области таких регионов как Дагестан и Ингушетия , по сравнению с Москвой , Санкт-Петербургом , Томской областью , Ханты-Мансийским и Ямало-Ненецким автономными округами по отдельным показателям даже имеет тенденцию к увеличению. Поскольку недостаток ИТ-специалистов и общий образовательный уровень населения в отстающих регионах по сравнению с передовыми, в 2010 году уже достигал соотношения 1/11,2; несмотря на то, что доступ школ к интернету отстающих и передовых регионов имел меньшее соотношение - 1/2,2 .
Расходы на информационные и коммуникационные технологии в 2005 году в процентах к основному потребителю - США (1.096.112.600.000 $)
См. также
Примечания
Ссылки
| Портал «Компьютерные технологии» | |
| Информационные технологии в Викиучебнике | |
| Информационные технологии в Викиверситете | |
| Информационные технологии в Викиновостях |
- Информационная технология по ГОСТ 34 .003-90
- Сайт ООН Информационно-коммуникационные технологии
Информатика – это наука и учебная дисциплина о закономерностях работы с информацией, методах ее преобразования, хранения и передачи средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.
Информатика изучает свойства, структуру и функции информационных систем, а также происходящие в них информационные процессы.
Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации для достижения цели управления. Информационный процесс – это процесс, в результате которого осуществляется восприятие, накопление, хранение, поиск, обработка и распространение информации.
Дисциплина «Информатика» в ВУЗе имеет целью ознакомить студентов с основами современных информационных технологий и тенденциями их развития. С этой точки зрения «Информатика» служит базой для специализированных дисциплин, направленных на изучение современных информационных технологий в областях будущей профессиональной деятельности.
Из определения информатики также видно, что информатика очень близка к технологии, поэтому ее предмет нередко называют информационной технологией. Информационная технология (ИТ) – совокупность методов и программно-технических средств, обеспечивающая сбор, обработку, хранение, распределение и отображение данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. Цель ИТ – производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.
Предмет информатики составляют следующие понятия:
аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
программное обеспечение средств вычислительной техники;
средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.
Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого даже есть специальное понятие – интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.
Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.
Информатика как наука объединяет группу дисциплин, занимающихся изучением различных аспектов свойств информации в информационных процессах, а также применением алгоритмических, математических и программных средств для ее обработки с помощью компьютеров.
Информатика – практическая наука . Ее достижения должны проходить подтверждение практикой и приниматься в тех случаях, когда они соответствуют критерию повышения эффективности.
В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос, как сделать ту или иную операцию, для информатики является важным, но не основным. Основным же является вопрос, как сделать данную операцию эффективно.
Информатика как индустрия – это инфраструктурная отрасль народного хозяйства, обеспечивающая все другие отрасли необходимыми информационными ресурсами. Индустрия информатики включает в себя предприятия, производящие вычислительную технику и ее элементы; вычислительные центры различного типа и назначения; осуществляющие производство программных средств и проектирование информационных систем; организации, накапливающие, распространяющие и обслуживающие фонды алгоритмов и программ; станции обслуживания вычислительной техники.
Сигнал (от латинского signum - знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.
Сообщение - это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.
Данные - это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.
Технологии, опишем составные части «ядра» современной информатики. Каждая из этих частей может рассматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина; взаимоотношения между ними примерно такие же, как между алгеброй, геометрией и математическим анализом в классической математике - все они хоть и самостоятельные дисциплины, но, несомненно, части одной науки.
Теоретическая информатика - часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она опирается на математическую логику и включает такие разделы как теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и другие. Этот раздел информатики использует математические методы для общего изучения процессов обработки информации.
Вычислительная техника - раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем. Речь идет не о технических деталях и электронных схемах (это лежит за пределами информатики как таковой), а о принципиальных решениях на уровне, так называемой, архитектуры вычислительных (компьютерных) систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств. Примеры принципиальных, ставших классическими решений в этой области - неймановская архитектура компьютеров первых поколений, шинная архитектура ЭВМ старших поколений, архитектура параллельной (многопроцессорной) обработки информации.
Программирование - деятельность, связанная с разработкой систем программного обеспечения. Здесь отметим лишь основные разделы современного программирования: создание системного программного обеспечения и создание прикладного программного обеспечения. Среди системного - разработка новых языков программирования и компиляторов к ним, разработка интерфейсных систем (пример - общеизвестная операционная оболочка и система Windows). Среди прикладного программного обеспечения общего назначения самые популярные - система обработки текстов, электронные таблицы (табличные процессоры), системы управления базами данных. В каждой области предметных приложений информатики существует множество специализированных прикладных программ более узкого назначения.
Информационные системы - раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации. Информационно-справочные системы, информационно-поисковые системы, гигантские современные глобальные системы хранения и поиска информации (включая широко известный Internet) в последнее десятилетие XX века привлекают внимание все большего круга пользователей. Без теоретического обоснования принципиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться. Известным примером решения проблемы на глобальном уровне может служить гипертекстовая поисковая система WWW, а на значительно более низком уровне - справочная система, к услугам которой мы прибегаем, набрав телефонный номер 09".
Искусственный интеллект - область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Как научить компьютер мыслить подобно человеку? - Поскольку мы далеко не все знаем о том, как мыслит человек, исследования по искусственному интеллекту, несмотря на полувековую историю, все еще не привели к решению ряда принципиальных проблем. Основные направления разработок, относящихся к этой области - моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие.
Реферат
Современные компьютерные технологии на уроках информатики
Введение
Использование современных информационных технологий на уроках стало не просто способом привлечь к изучению предмета обучающихся, но и неотъемлемой частью образовательного процесса. И каждый учитель заинтересован в наиболее эффективном использовании информационных компьютерных технологий (ИКТ).
Должна отметить, что возможность представлять информацию в различных видах заметно активизировало всех участников образовательного процесса.
Возможность использования на уроках информационных технологий позволяет обучающимся проявлять свои способности, а использование учителем одновременно нескольких каналов восприятия информации, усиливает обучающий эффект. Компьютерные технологии обеспечивают наглядность в изучении материала и помогают упорядочить знания обучающихся. Выпускники современных школ должны не только обладать глубокими и прочными знаниями, они должны быть компетентны в области информационных компьютерных технологий.
Современные компьютерные технологии в процессе обучения
Внедрение компьютерных технологий в образование можно охарактеризовать как логичный и необходимый шаг в развитии современного информационного мира в целом. Подтверждением этого может служить возникновение целого ряда специальных научных центров, непосредственно занимающихся проблемами информатизации и компьютеризации. Современная наука концентрирует внимание на теоретической разработке концепции и структурно-организационных моделей компьютеризации образования. Обоснование безотлагательной необходимости внедрения компьютерной и микропроцессорной техники в школьную практику содержит два основных, тесно связанных между собой слагаемых. Во-первых, огромные технико-операционные возможности компьютера несут в себе несравнимый с ранее применявшимися техническими средствами обучения, дидактический материал, который может и должен быть реализован в учебно-воспитательном процессе. Во-вторых, подлинная действенность научно-технического прогресса (а широкое применение компьютеров – одно из ярчайших его проявлений) в решающей степени зависит от подготовки кадров на уровне современных требований.
Поэтому изучение и использование компьютерной техники в учебном процессе – важнейший компонент подготовки учащихся к дальнейшей трудовой жизни. Нельзя не учитывать того, что для большинства выпускников средних и высших учебных заведений будущая профессия станет по преимуществу компьютерной.
Методы и принципы организации обучения с применением персонального компьютера.
В практике обучения могут применяться четыре основных метода обучения:
объяснительно-иллюстративный
репродуктивный
проблемный
исследовательский
Учитывая, что первый метод не предусматривает наличия обратной связи между учеником и системой обучения, его использование в системах с использованием ПК бессмысленно.
Репродуктивный метод обучения с применением средств вычислительной техники предусматривает усвоение знаний, сообщаемых ученику преподавателем и (или) ПК, и организацию деятельности обучаемого по воспроизведению изученного материала и его применению в аналогичных ситуациях. Применение этого метода с использованием ПК позволяет существенно улучшить качество организации процесса обучения, но не позволяет радикально изменить учебный процесс по сравнению с применяемой традиционной схемой (без ПК). В этом плане более оправданным является применение проблемного и исследовательского методов.
Проблемный метод обучения использует возможности ПК для организации учебного процесса как постановки и поисков способов разрешения некоторой проблемы. Главной целью является максимальное содействие активизации познавательной деятельности обучаемых. В процессе обучения предполагается решение разных классов задач на основе получаемых знаний, а также извлечение и анализ ряда дополнительных знаний, необходимых для разрешения поставленной проблемы. При этом важное место отводится приобретению навыков по сбору, упорядочению, анализу, и передаче информации.
Исследовательский метод обучения с применением ПК обеспечивает самостоятельную творческую деятельность обучаемых в процессе проведения научно-технических исследований в рамках определенной тематики. При использовании этого метода обучение является результатом активного исследования, открытия и игры, вследствие чего, как правило, бывает более приятным и успешным, чем при использовании других вышеперечисленных методов. Исследовательский метод обучения предполагает изучение методов объектов и ситуаций в процессе воздействия на них. Для достижения успеха необходимо наличие среды, реагирующей на воздействия. В этом плане незаменимым средством является моделирование, т. е. имитационное представление реального объекта, ситуации или среды в динамике.
Компьютерные модели имеют ряд серьезных преимуществ перед моделями других видов в силу своей гибкости и универсальности. Применение моделей на ПК позволяет замедлять и ускорять ход времени, сжимать или растягивать пространство, имитировать выполнение действий дорогостоящих, опасных или просто невозможных в реальном мире.
Общие принципы организации обучения с применением ПК.
Эффективное обучение с применением компьютерной техники базируется на следующих общих принципах и выводах по ним:
Общие принципы
Персональный компьютер как средство обучения
Последние технические достижения часто находили применение в учебном процессе, и ПК в этом смысле не является исключением. Уже первые опыты применения ПК в учебном процессе показали, что использование вычислительной техники позволяет существенно повысить эффективность процесса обучения, улучшить учет и оценку знаний, обеспечить возможность индивидуальной помощи преподавателя каждому учащемуся в решении отдельных задач, облегчить создание и постановку новых курсов.
ПК является мощным средством для обработки информации, представляемой в виде слов, чисел, изображений, звуков и т. п. Главной особенностью ПК как инструмента является возможность его настройки (программирования) на выполнение различного рода работ, связанных с получением и переработки информации.
Применение вычислительной техники в учебном процессе открывает новые пути в развитии навыков мышления и умения решать сложные проблемы, предоставляет принципиально новые возможности для активизации обучения. ПК позволяет сделать аудиторные и самостоятельные занятия более интересными, динамичные и убедительными, а огромный поток изучаемой информации легко доступным.
Главными преимуществами ПК перед другими техническими средствами обучения являются гибкость, возможность настройки на разные методы и алгоритмы обучения, а также индивидуальной реакции на действия каждого отдельного обучающего. Применение ЭВМ дает возможность сделать процесс обучения более активным, придать ему характер исследования и поиска. В отличие от учебников, телевидения и кинофильмов ПК обеспечивает возможность немедленного отклика на действия обучаемого, повторения, разъяснения материала для более слабых, перехода к более сложному и сверхсложному материалу для наиболее подготовленных. При этом легко и естественно реализуется обучение в индивидуальном темпе.
Не подлежит сомнению, что во многих случаях преимущества компьютера не оспоримы. Он не только избавит учащихся от рутинных работ, но и позволит им заняться трудоемкими практическими задачами с использованием методов линейного программирования и сложных аналитических исследований. Использование текстовых редакторов избавляет обучающихся от нудного печатания на машинке. Время, которое раньше тратилось на рутинные, раз за разом повторяющиеся операции, теперь может быть посвящено более важным вопросам, требующим напряжения мысли и творческого подхода.
Компьютеры открывают новые перспективы в области образования. По мере увеличения объема знаний и усложнения методов анализа, становится все труднее строить обучение придерживаясь в основном принципа пассивного слушания лекций и чтения учебных текстов. Критическое мышление, умение понять и решать сложные проблемы, способность вывести полезные обобщения из груды исходных данных – все это приобретает большую важность и требует от обучающихся более активной деятельности.
Использование презентаций на уроке.
Презентации – важный и чрезвычайно полезный элемент цифровых образовательных ресурсов, поскольку учитель может не только продемонстрировать содержательный материал по изучаемой теме, но формировать определенную логику мышления, так как все презентации строятся по одной и той же логической схеме:
1. Первый слайд – это всегда заголовок презентации.
2. Второй слайд – определение термина или общее пояснение к теме.
3. Два-три слайда посвящаются иллюстрациям, примерам, применению объекта изучения, то есть выделению его наиболее ярких особенностей.
4. Последний слайд – итог, то есть выделяется то главное, что должно быть понято и должно остаться в памяти учащихся.
Каждая презентация – это открытая дидактическая единица, которая состоит из нескольких слайдов, которую учитель может использовать в заданном виде или отредактировать под свою задачу. Можно изменить стиль оформления, добавить или убавить слайды, отредактировать тексты и иллюстрации, если учитель этого хочет. Вносить те или иные изменения в презентацию могут и учащиеся, то есть можно использовать редактирование слайдов как дополнительное творческое задание для особо одаренных учащихся. Презентации, используются, как правило, при объяснении нового материала, при закреплении учебного материала в процессе самостоятельной работы. В первую очередь, презентации на уроке служат для объяснения нового материала. В то же время их можно также использовать и при повторении, систематизации знаний, закреплении изученного материала. Презентации могут использоваться и при подведении итогов работы на уроке и при контроле знаний в форме устного опроса. В последнем случае обучающийся рассказывает тему, пользуясь презентацией. Это формирует его информационную компетенцию, такую, как представление информации в форме устного изложения с использованием электронной презентации.
Презентация обладает наглядностью и выразительностью, является прекрасным дидактическим и мотивационным средством, способствующим лучшему запоминанию учебного материала. При ее систематическом использовании возрастает (увеличивается) продуктивность обучения. Ключевые идеи каждой темы курса в презентациях содержатся в систематизированном виде. В такой форме содержание изучаемого материала представлено коротко и наглядно. При объяснении нового материала они сопровождают, иллюстрируют объяснения учителя. Использование презентации обогащает объяснения учителя, делая их более доступным и запоминающимся. Такое сопровождение позволяет получать обучающимся информацию не только аудиально, но и визуально. Таким образом, понимание достигается не только посредством слова, но и зрительного образа. Такое использование одновременно нескольких каналов восприятия информации, усиливает обучающий эффект. Кроме того, вместе с обеспечением наглядности презентация помогает упорядочить знания. Учащимся наглядно представляется логика изложения, ключевые понятия и их взаимосвязи.
Форма использования презентации на уроке может быть выбрана учителем в зависимости от существующих условий. Это может быть фронтальная форма. Когда учитель, объясняемый материал иллюстрирует слайдами на экране с помощью мультимедийного проектора. Таким образом, презентация помогает объяснению нового материала в различных его формах. Возможен вариант и без мультимедийного проектора, когда учитель объясняет, а обучающиеся по его команде осуществляют смену слайдов на своих компьютерах. В таком случае успех лежит в синхронной, слаженной работе всех участников. Нельзя оставить без внимания и такой вариант, когда по разным причинам знакомство с презентацией осуществляется учениками в самостоятельном режиме. Это не самый удачный вариант при изучении нового, так как презентации не предназначены для этого, они не являются электронной версией учебника для самостоятельного чтения или обучающей программой. В них мало слов и они ориентированы на рассказ учителя. Но и такая форма работы с презентацией может быть успешной при соблюдении ряда условий. Во-первых, соответствие сложности темы возможностям обучающихся. Во-вторых, необходима обеспеченная должным образом мотивация учащихся перед работой с презентацией, чтобы они понимали, для чего это нужно. Учителем должны быть четко поставлены вопросы, ответы на которые учащиеся в ходе просмотра презентации должны найти. После такого просмотра, важно получить ответы на поставленные вопросы, проверить степень понимания материала презентации и при необходимости вернуться к отдельным слайдам, содержание которых прокомментировать или объяснить.
Такая форма, как самостоятельная работа с презентацией в индивидуальном режиме, наиболее удачна при повторении материала, когда необходимо актуализировать имеющиеся по теме знания. При повторении и закреплении можно попросить учащихся самих прокомментировать тот или иной слайд, раскрыть суть иллюстрируемого понятия, объяснить взаимосвязи и содержание представленных на слайдах презентации объектов.
В основу разработки презентации положена многофункциональность, то есть возможность использования в различных видах уроков или его этапов. Во-первых, как иллюстративный материал при изложении новой темы. Во-вторых, как повторно-обобщающий материал при подготовке к самостоятельной или контрольной работе. В-третьих, как материал для самостоятельного выборочного повторения учащихся. Презентацию можно использовать при устном опросе учащихся в начале или в конце урока.
Учитель определяет объем материала (количество слайдов), которые необходимо использовать на данном уроке. Учитель в соответствии со своими задачами может добавить или удалить какие-либо объекты или слайды, создать и дополнить новыми. Учитель может самостоятельно создать презентацию в случае необходимости.
Электронные презентации можно рассматривать как дидактическое средство обучения, а мультимедийный проектор или интерактивную доску – технические средства, позволяющие демонстрировать презентации в классе. Электронную презентацию можно отнести к электронным учебным пособиям, но только с оговоркой: электронные учебные пособия рассматриваются как самостоятельные средства обучения, а презентация – вспомогательное, используемое учителем на уроке и требующее его комментариев и дополнений. Под электронной презентацией нужно понимать логически связанную последовательность слайдов, объединенную одной тематикой и общими принципами оформления.
Создание и применение на уроке электронных презентаций на сегодняшний день весьма актуально, как и разработка общих методических принципов для них.
В качестве примера возьмем урок информатики в 7 классе по теме «Системы счисления».
Авторская разработка урока по информатике «Системы счисления»
Первое занятие из 7-х учебных часов.
Цели урока:
Дидактическая – приобретение новых знаний по теме «Системы счисления», формирование специальных умений и навыков по данной теме.
Развивающая – учить выделять главное; развивать мышление учащихся посредством анализа, сравнения и обобщения изучаемого материала; способствовать развитию речи, логического мышления учащихся; вырабатывать практические умения и навыки работы с интерактивной доской.
Воспитательная – формировать интерес к предмету, чувство ответственности, деловые качества учащихся. Воспитывать интерес к историческим сведениям.
Задачи урока:
Отработать практические навыки перевода чисел из любой системы счисления в десятичную систему счисления и обратно.
Активизировать познавательную и творческую активность учащихся.
Проверить приобретённые навыки, посредством мониторинга полученных знаний.
План урока:
Представление числовой информации с помощью систем счисления
Позиционные и непозиционные системы счисления.
Перевод чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с другим основанием.
Перевод чисел в десятичную систему счисления из системы счисления с другим основанием.
Организационный момент.
Актуализация ранее полученных знаний.
Объяснение нового материала
Мониторинг полученных знаний.
Подведение итогов урока.
Домашнее задание
Оборудование:
ПК, мультимедийный проектор и интерактивная доска.
Программное обеспечение:
ОС Windows
QuickTime –плеер(свободное программное обеспечение).
Презентация "Системы счисления".
Основные методические особенности занятия:
Сочетание коллективной и индивидуальной работы учащихся.
Дифференцированное руководство учителя работой учеников.
Реализация принципа самостоятельности учащихся в обучении.
Применение инновационных методов обучения.
Ход урока
Организационный момент, целевые установки. Проверить готовность класса к уроку. Сказать о порядке и последовательности работы на уроке. 1мин
Задачи урока:
Приобрести теоретические знания по данной теме.
Получить практические навыки перевода чисел.
Что необходимо для этого сделать :
Вернуться к ранее изученному материалу.
Быть активными на уроке.
Где нужно - проявите самостоятельность, где нужно - проявите коллективизм. (см. презентацию)
Актуализация знаний.
Как вы уже знаете, понятие информации является центральным в информатике и особую роль играет способ её представления. Познакомившись с историей информатики, вы выяснили, что человек издревне занимался обработкой информации, важнейшим видом который являются вычисления. Для того, чтобы ответить сейчас на мой вопрос вам необходимо вспомнить предыдущий урок и приготовить первой счётное средство используемое человеком! Какое это средство? (Рука) см. презентацию
Вопрос: Ребята решите пример: 1+1 =? (см презентацию)
Ответ:2 . – Правильно!
Но сегодня на уроке мы узнаем, что так бывает не всегда.(см. презентацию) Для записи первого примера я использовала десятичную систему счисления. Люди всего мира используют эту систему, договорившись о способе записи чисел; числа в такой системе записываются слева направо, а не наоборот. Так, число 1998 будет означать «одна тысяча девятьсот девяносто восемь», а не «восемь тысяч девятьсот девяносто один» или еще какое-нибудь число. (см. презентацию)
У каждой информации есть свое собственное содержание и форма его представления. Чтобы понять содержание информации, надо знать правило (соглашение), по которому представление переводится в содержание (смысл, значение). Вот почему мы читаем числа слева направо, а не наоборот.
На этом уроке мы будем рассматривать способы представления числовой информации, познакомимся с правилами перевода одного представления числа в другое. А также попытаемся понять, почему одно и то же число в различных ситуациях необходимо представлять по-разному. Таким образом, целью нашего изучения будут системы счисления, а целью создания системы счисления является выработка наиболее удобного способа записи чисел.
Изложение нового материала с использованием
презентации
Понятие системы счисления(общее).
Система счисления – способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков Вопрос: «Как они называются?» Ответ : цифры. С первого класса вы изучали десятичную систему счисления, в которой для записи чисел использовались десять хорошо известных цифр Вопрос: «Перечислите эти цифры?» Ответ: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Какие же бывают системы счисления: непозиционные и позиционные.
Позиционная и непозиционная системы счисления
Признаки непозиционной системы: - это система, в которой положение знака в записи числа не зависит от его позиции.
Примеры непозиционной системы счисления: римская.
Еще у людей каменного века возникла необходимость считать мамонтов или своих соплеменников. Естественным способом счета явилась простейшая модель – каждый мамонт обозначается камушком или палочкой, для подсчёта делались зарубки и вязались узелки.
В римской системе счисления были придуманы следующие цифры: I -соответствует 1, V - 5, X - 10, L - 50, С – 100, D - 500, М – 1000. Но система непозиционная и при увеличении числа надо придумывать новые цифры. Поэтому действия с римскими цифрами очень неудобны. (см. презентацию)
Непозиционные системы счисления были более или менее пригодны для выполнения сложения и вычитания, но совсем не удобны для умножения и деления. (На Руси до 18 века использовались непозиционные системы славянских цифр.)
Признаки позиционной системы: - это система, в которой положение знака в записи числа зависит от его позиции.
Идеи позиционного построения систем счисления неоднократно возникали у разных народов. Отголоски этих идей можно найти в разговорном языке. Вспомните хотя бы такие фразы. Как «сорок сороков», «чертова дюжина», «тьма народа» (в древней Руси словом «тьма» обозначали нынешнее число «миллион»). Но сегодня мы остановимся на письменной интерпретации этого понятия.
Впервые идея позиционной системы возникла в древнем Вавилоне: основание системы счисления 60 – пережитки этого до сих пор сохранились в отсчете времени и долей градусов. Вавилоняне вплотную подошли к открытию нуля, но, увы, этого последнего шага так и не сделали. Наибольшее же распространение получила десятичная система счисления, пришедшая из Индии в 595 году нашей эры. (см. презентацию)
Значение каждой цифры в позиционной системе счисления зависит от ее места (позиции) при написании числа. Положение (позиция) цифры в записи числа определяет ее… Вопрос: «Что определяет?» Ответ: разряд; если в числе отсутствует какой-либо разряд, то в записи числа на его место ставят цифру 0. Мы знаем, что 10 единиц любого разряда образуют новую единицу старшего разряда. Число 10 называется основанием десятичной системы счисления. С его помощью определяется «вес» единицы каждого разряда.
Позиционных систем много: двоичная, пятеричная, восьмеричная, шестнадцатеричная и т.д., а своё название они берут в зависимости от количества цифр, используемых для составления числа в данной системе.
Формирование понятия систем счисления с разными основаниями:
Вопрос: Сколько же цифр используется в 12-ричной системе счисления?
Ответ: Двенадцать.
Вопрос: А сколько цифр используется в 8-ричной системе счисления?
Ответ: Восемь.
Форма записи чисел в различных системах счисления . (см. презентацию)
Мы рассмотрели с вами формы записи чисел, которые позволяют нам произвести:
Перевод чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с другим основанием выполняется методом деления целого десятичного числа на основание новой системы счисления. При этом необходимо запомнить, что количество цифр для записи числа в любой системе счисления не может превышать основания этой системе.
Примеры : Переведем 29 в 3-ичную систему счисления (демонстрация учителя), а 13 в 2-ичную систему счисления(коллективно). (см. презентацию)
Перевод целых чисел из системы счисления с любым основанием в десятичную систему счисления выполнить достаточно легко. Для этого необходимо записать число в развернутой форме и вычислить его значение. (см. презентацию)
Примеры:
1002 3 = 1*3 3 + 0*3 2 + 0*3 1 + 2*3 0 = 27 + 0+ 0+ 2 = 29 10 (демонстрация учителя)
1101 2 = 1*2 3 + 1*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13 10 (коллективно)
1011 2 = 1*2 3 + 0*2 2 + 1*2 1 + 1*2 0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 10 (коллективно)
120 3 = 1*3 2 + 2*3 1 + 0*3 0 = 9 + 6 + 0 = 15 10 (коллективно)
Учитель: Ребята! Мы с вами проделали огромную работу: выяснили, какие бывают системы счисления, разобрали правила перевода чисел из одних систем в другие. А сейчас мне хотелось бы зачитать вам строки стихотворения:
Десятичной ту систему мы привыкли называть.
Были палочки и счеты, калькулятор, Пифагор,
А теперь перед глазами – серебристый монитор.
Эта умная машина сможет все нам сосчитать
Ну, а как она считает – предстоит нам разобрать.
Мы считаем в десятичной – два, двенадцать, сто один,
А компьютер лишь в двоичной – либо ноль, либо один».
Учитель: Ребята, я прочитала вам эти строки не просто так! А для чего? Как вы думаете? Ответ учащихся.
Итог: я хотела, что бы вы обратили внимание на то, что компьютер всю информацию преобразует в двоичный код. Изучение различных систем счисления даёт нам возможность разговаривать с компьютером на одном языке и понимать всю зашифрованную им информацию!
Выполнение творческих заданий на закрепление материала: (см. презентацию)
А сейчас самостоятельно предлагаю вам выполнить задания на закрепление материала.
Понаблюдаем за рождением цветка: сначала появился один листочек, затем второй … и вот распустился бутон. Постепенно подрастая, цветок показывает нам некоторое двоичное число. Если вы до конца проследите за ростом цветка, то узнаете, сколько дней ему понадобилось, чтобы вырасти.
Ответ : 1001001 2 или 145 10
Критерии оценки самостоятельной работы:
Выполнено:
все задания правильно: «5» - отлично;
4 задания правильно: «4» - хорошо;
3 задания правильно: «3» - удовлетворительно;
менее 3 заданий правильно: «На уроке были не внимательны!»
Задание повышенной сложности для сильных учащихся.
Используя таблицу кодировки букв и правила перевода чисел 210, расшифруйте приведенное слово:
111 2 110 2 1011 2 1010 2 100 2 1000 2 111 2 1100 2 1101 2
«В Древнем Египте цифры записывались с помощью этих символов»
Ответ : иероглифы.
Мониторинг
(устный опрос обучающихся, в качестве ответа используются карточки: зелёная – «ДА», красная – «НЕТ».
Вопросы:
1 вопрос: верно ли, что в древности использовали руку как инструмент для счёта?(Да)
2 вопрос: верно ли, что в компьютерах используется римская система счисления? (Нет)
3 вопрос: верно ли, что в Древнем Вавилоне цифры изображались с помощью иероглифов?(Нет)
4 вопрос: верно ли, что число 1001101 может быть записано в двоичной системе счисления?(Да)
5 вопрос: верно ли, что десятичную позиционную систему счисления изобрели в Древней Индии? (Да)
6 вопрос: верно ли, что в позиционной системе счисления расположения цифры не зависит от её положения (места) в числе? (Нет)
7 вопрос: верно ли, что клинописью пользовались в Древнем Египте? (Нет)
8 вопрос: верно ли, что мы не пользуемся в повседневной жизни шестнадцатеричной системой счисления? (Да)
9 вопрос: верно ли, что число 34263 может быть записано в пятеричной системе счисления? (Нет)
10 вопрос: верно ли, что Римская система счисления была непозиционной? (Да)
11 вопрос: верно ли, что число 443423 может быть записано в пятеричной системе счисления? (Да)
12 вопрос: верно ли, что название системы зависит от её основания? (Да)
Заключение
Практика использования современных информационных технологий на уроках информатики подтвердила актуальность и действенность выбранного метода изложения материала для обучения, что позволило сделать следующие выводы: современные средства обучения - презентация и интерактивная доска помогают учителю излагать учебный материал, формируют навыки наблюдения, обеспечивают прочное усвоение обучающимися знаний, повышают интерес к предмету. Современные средства обучения позволили сократить время изложения нового материала, ускорили процесс закрепления полученных навыков, правильно понять цель и ход проделанной работы, сократили время выполнения заданий.
Рассмотренная методика проведения по теме вводного урока может быть использована в других предметных областях. Считаю необходимым предложить разработку урока своим коллегам.
