• Язык
   

 

Информатика: учебник для вузов

Дисциплина: Базы данных Информатика Информационное обеспечение, базы данных Информационные системы Информационные технологии Компьютерные сети Компьютерные, сетевые и информационные технологии Операционные системы Программные средства обработки информации Сети и системы передачи информации Теоретические основы компьютерной безопасности Технологии и методы программирования Хранение и защита компьютерной информации

Жанр: Учебная литература для ВУЗов

Рекомендовано федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана» в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 15.03.01 «Машиностроение»

ISBN: 978-5-94074-766-6

Москва: ДМК Пресс, 2014

Объем (стр):592

Дополнительная информация:2-е изд., перераб. и доп.

 

Постраничный просмотр для данной книги Вам недоступен.

Аннотация

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.

Содержание

Введение 5
Глава 1. Общие сведения об информационных процессах 8
1.1. Понятие информации, её виды и свойства 8
1.2. Свойства информации 11
1.3. Количественные характеристики информации 12
1.3.1. Измерение информации в технике 12
1.3.2. Обозначение одного байта по ГОСТ 8.417–2002 13
1.3.3. Методы и модели оценки количества информации 14
1.3.3.1. Объёмный метод 14
1.3.3.2. Энтропийный метод (информация как снятая неопределённость) 14
1.3.3.3. Алгоритмический метод 17
1.4. Кодирование информации 18
1.5. Контрольные вопросы к главе 1 19
1.6. Литература к главе 1 19
Глава 2. Представление информации в компьютере 20
2.1. Основные теоретические сведения представления чисел в ЭВМ 20
2.1.1. Машинное представление целых чисел 21
2.1.1.1. Зачем столько двоичных форматов? 22
2.1.2. Основы 23
2.1.2.1. Прямой код 24
2.1.3. Отрицательные числа 25
2.1.3.1. Дополнительный код 26
2.1.3.2. Алгоритмы вычисления дополнительного кода 28
2.1.3.3. Ошибки 34
2.1.4. Числа с плавающей точкой/запятой согласно стандарту IEEE754 37
2.1.4.1. Краткие теоретические сведения 38
2.1.4.2. Типы данных в языке С 39
2.1.4.3. Почему двоичная система удобна? 42
2.1.4.4. Терминология и обозначения 43
2.1.4.5. «10 формул!» 47
2.1.4.5.1. Ноль (нуль) 48
2.1.4.5.2. Нормализованные числа 49
2.1.4.5.3. Денормализованные числа 51
2.1.4.5.4. Бесконечность 57
2.1.4.5.5. Не числа (NaN, Not a Number) 58
2.1.4.6. Интересные наблюдения 59
2.2. Представление текстовой информации в ЭВМ 65
2.2.1. Кодовые таблицы 65
2.2.2. Однобайтное и многобайтное кодирование 71
2.2.3. Специальный символ «BOM» 72
2.2.4. Перекодирование текстов 72
2.2.5. Ошибки кодирования текста 73
2.3. Кодирование звуковой и аналоговой информации 74
2.4. Кодирование графической и видеоинформации 78
2.4.1. Растровая графика 78
2.4.2. Векторная графика 80
2.4.3. Трёхмерная графика (3D-графика) 81
2.4.4. Фрактальная графика 82
2.4.5. Представление видеоинформации в ПК 83
2.4.6. QR-коды 86
2.5. Сжатие (архивация) различных видов информации 88
2.5.1. Способы обратимого сжатия информации 89
2.5.2. Перечень форматов и программ сжатия с кратким указанием алгоритмов их работы 91
2.6.1. Замечание к главе 2 (EXIF) 93
2.7. Контрольные вопросы к главе 2 95
2.8. Литература к главе 2 96
Глава 3. Законодательство РФ о защите компьютерной информации 98
3.1. Уголовный кодекс РФ о преступлениях в сфере компьютерной информации 99
Статья 272. Неправомерный доступ к компьютерной информации 99
Статья 273. Создание, использование и распространение вредоносных компьютерных программ 100
Статья 274. Нарушение правил эксплуатации средств хранения, обработки или передачи компьютерной информации и информационно-телекоммуникационных сетей 100
3.2. Законодательство РФ о защите программ для ЭВМ как объекта авторского права 101
Статья 1225. Охраняемые результаты интеллектуальной деятельности и средства индивидуализации 101
Статья 1256. Действие исключительного права на произведения науки, литературы и искусства на территории Российской Федерации 101
Статья 1261. Программы для ЭВМ 102
Статья 1262. Государственная регистрация программ для ЭВМ и баз данных 102
Статья 1280. Свободное воспроизведение программ для ЭВМ и баз данных. Декомпилирование программ для ЭВМ 102
3.3. Другие федеральные законы 103
Федеральный закон РФ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» 103
Федеральный закон от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных» 103
Требования к защите персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных 104
Федеральный закон Российской Федерации от 29.12.2010 г. № 436-ФЗ «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» 104
Федеральный закон Российской Федерации от 02.07.2013 г. № 187-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам защиты интеллектуальных прав в информационно-телекоммуникационных сетях» 105
3.4. Требования к организации рабочих мест пользователей ПК 105
3.5. Контрольные вопросы к главе 3 107
Глава 4. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров 108
4.1. Введение 108
4.2. Поколения ЭВМ 108
4.3. Математические основы работы «чёрного ящика» 121
4.3.1. И, AND 125
4.3.2. ИЛИ, OR 126
4.3.3. НЕ, NOT 126
4.3.4. И-НЕ, NAND 127
4.3.5. ИЛИ-НЕ, NOR 127
4.3.6. Триггер 128
4.3.7. От триггеров к памяти 130
4.3.8. Машина Тьюринга 133
4.4. Структура классической ЭВМ 136
4.5. Процессор 141
4.5.1. Процессор изнутри 143
4.5.2. Закон Мура 144
4.5.3. Что выбрать 144
4.5.4. «Разгон» процессоров 154
4.5.5. Резюме по процессорам 155
4.6. Чипсет 159
4.7. Материнская плата 164
4.7.1. Raspberry Pi® 173
4.8. Оперативная память 174
4.8.1. Внутреннее устройство памяти 176
4.9. Устройства хранения информации 178
4.9.1. Винчестер 179
4.9.1.1. История названия 179
4.9.1.2. Интерфейс жёсткого диска 184
4.9.1.3. Параметры, влияющие на быстродействие 185
4.9.1.4. S.M.A.R.T., надёжность и стоимость 186
4.9.2. Внешние диски, DAS, СХД, SAN, NAS, iSCSI 189
4.9.3. Пути улучшения характеристик жёстких дисков 190
4.9.4. Твердотельные накопители (SSD) 194
4.9.4.1. Прародитель Flash – ПЗУ, история возникновения 195
4.9.4.2. Flash-память 200
4.9.4.3. NOR- и NAND-flash-память 202
4.7.4.3. Разбираем SSD 205
4.9.4.4. Как работает SSD-накопитель 206
4.9.4.5. Контроллер SSD 208
4.9.4.6. Надёжность SSD 209
4.9.4.7. Особенности удаления файлов на SSD-носителях 209
4.9.4.8. Оптимизация SSD 210
4.9.4.9. Преимущества SSD-накопителей 210
4.9.4.10. Недостатки SSD-накопителей 211
4.9.4.11. Заключение 211
4.9.5. Дисководы оптических дисков 211
4.9.5.1. Дисковод CD-ROM 211
4.9.5.2. Дисковод CD-RW 213
4.9.5.3. Дисководы DVD-ROM и DVD±RW 215
4.9.5.4. Дисководы Blu-Ray и HD 216
4.9.6. Флэш-память (USB-flash и карты памяти) 219
4.9.6.1. SD-карты памяти 220
4.9.7. Стример 223
4.10. Устройства ввода информации 226
4.10.1. Клавиатура 226
4.10.1.1. 10-пальцевый метод быстрой печати 227
4.10.1.2. Дополнительные клавиши 229
4.10.1.3. Ё – это тоже буква русского языка 230
4.10.2. Компьютерная мышь 231
4.10.2.1. Touch pad 232
4.10.3. Сканер 232
4.10.4. Дигитайзер, графический планшет 234
4.10.5. Сенсорный монитор 236
4.10.6. Музыкальные устройства ввода 237
4.10.7. Веб-камера 237
4.10.8. Платы видеозахвата, TV- и FM-tuner 238
4.11. Устройства вывода информации 239
4.11.1. Видеоадаптер 239
4.11.2. Монитор 241
4.11.2.1. Принцип построения изображения 243
4.11.3. Принтер 244
4.11.3.1. Лазерный принтер 246
4.11.3.2. Особенности печати на GDI-принтерах 248
4.11.3.3. Струйный принтер 249
4.11.3.4. Заправка картриджей и СНПЧ 251
4.11.3.5. Жёлтые точки на борьбе с фальшивомонетничеством 252
4.11.3.6. Другие принтеры 252
4.11.4. Плоттер 253
4.11.5. Мультимедиапроектор 255
4.11.5.1. LCD-проектор 255
4.11.5.2. DLP-проектор 256
4.11.6. Устройства вывода звука 257
4.12. Оборудование компьютерных сетей 260
4.12.1. Сетевой адаптер (сетевая карта) 261
4.12.2. Концентратор (hub) 261
4.12.3. Коммутатор (switch) 261
4.12.4. Кабель 262
4.12.5. Маршрутизатор (router) 263
4.12.6. Модем 264
4.13. Оборудование беспроводных сетей 265
4.13.1. Каналы Wi-Fi 266
4.14. Дополнительное оборудование 268
4.14.1. Сетевой фильтр 269
4.14.2. Стабилизатор напряжения 270
4.14.3. Источник бесперебойного питания (ИБП) 271
4.14.3.1. Классификация ИБП по мощности 272
4.14.3.2. Классификация ИБП по типу 273
4.14.4. «Грозозащита» 275
4.15. Контрольные вопросы к главе 4 278
4.16. Литература к главе 4 281
Глава 5. Программное обеспечение 282
5.1. Введение 282
5.2. Классификация программного обеспечения 283
5.3. Операционная система 286
5.3.1. История развития операционных систем для ПК 288
5.3.1.1. История Windows 288
5.3.1.2. История Linux 292
5.3.1.3. Операционные системы для мобильных устройств 293
5.3.2. Процесс 294
5.3.3. Файл 298
5.3.3.1. Задачи управления файлами 298
5.3.3.2. Именование файлов 299
5.3.3.2.1. Максимальная длина имени файла 301
5.3.3.2.2. Используемые символы 301
5.3.3.2.3. Подстановка имён файлов 303
5.3.3.2.4. Дескриптор файла 303
5.3.3.2.5. Стратегии адресного пространства 305
5.3.3.3. Типы файлов 306
5.3.3.3.1. Обычный файл 306
5.3.3.3.2. Каталог (директория) 306
5.3.3.3.3. Файл устройства (блочный и символьный) 306
5.3.3.3.4. Именованный канал 307
5.3.3.3.5. Символическая ссылка (мягкая ссылка) 307
5.3.3.3.6. Доменное гнездо (сокет) 308
5.3.3.3.7. Жёсткая ссылка (hard link) 308
5.3.4. Логическая структура файловой системы. Стандарт FHS 310
5.3.5. Пользователи и разграничение доступа 319
5.3.5.1. Дискреционная политика безопасности в ОС Linux 320
5.3.5.1.1. Проблема хранения учётных записей (и/или паролей пользователей) 322
5.3.5.1.2. Стандартные и расширенные атрибуты файлов 323
5.3.5.1.3. Изменение атрибутов (прав доступа) 326
5.3.5.1.4. Смена владельца (группы) 329
5.3.5.1.5. Изменение и просмотр расширенных атрибутов 330
5.3.5.2. Реализация дискреционной политики в Windows 332
5.3.5.2.1. Пользователи 336
5.3.5.2.2. Разрешения (права доступа) 336
5.3.5.2.3. Владение объектами 337
5.3.5.2.4. Наследование разрешений 337
5.3.5.2.5. Права пользователя 337
5.3.5.2.6. Аудит объектов 338
5.3.5.2.7. Общий доступ к папкам и файлам 338
5.3.5.3. Другие политики безопасности 339
5.3.6. Основа безопасного разграничения – файловая система 340
5.3.7. Файловая система (уровень организации) 342
5.3.7.1. FAT 343
5.3.7.2. VFAT 345
5.3.7.3. NTFS 346
5.3.7.4. ext2, ext3, ext4 350
5.3.7.4.1. Работа с ФС ext2 в Windows 355
5.3.7.4.2. ext3 355
5.3.7.4.3. ext4 357
5.3.7.5. CDFS, UDF, ISO 9660 359
5.3.8. Сравнение файловых систем 360
5.3.9. Таблица разделов 360
5.3.8. Взаимодействие пользователя с ОС Windows 361
5.3.8.1. Интерфейс пользователя 361
5.3.8.2. Рабочий стол 363
5.3.8.3. Меню Пуск 363
5.3.8.4. Проводник 367
5.3.8.5. Браузер Internet Explorer 374
5.3.8.6. Защитник Windows 380
5.3.8.7. Архивация и восстановление данных 381
5.3.8.8. Методы повышения производительности 383
5.3.8.9. Работа в Сети 384
5.3.8.10. XPS-документы 385
5.3.8.11. Центр обновления Windows 385
5.3.8.12. Конференц-зал Windows 386
5.3.8.13. Учётные записи пользователей и групп, профили пользователей 386
5.3.8.14. Улучшенные стандартные приложения 388
5.3.9. Сбои: синий экран «BSOD» и kernel panic 389
5.4. Виртуализация 391
5.4.1. Виртуальные машины 392
5.4.2. Облака 394
5.4.3. Недостатки облачных сервисов 395
5.4.4. VirtualBox 395
5.5. Офисный пакет LibreOffice 398
5.5.1. Подготовка текстовых документов в LibreOffice Writer 399
5.5.1.1. Стили оформления 401
5.5.1.2. Создание документа 402
5.5.1.3. Таблицы в тексте 404
5.5.1.4. Формулы 405
5.5.1.5. Рисунки 407
5.5.1.7. Создание оглавления 408
5.5.1.8. Проверка правописания 408
5.5.2. Другие офисные программы, входящие в состав LibreOffice 408
5.5.3. Альтернативные офисные пакеты 409
5.6. Сервисные программы 411
5.6.1. Сервисные программы корпорации Symantec 412
5.6.2. Защита от вирусов 413
5.6.3. Архивация файлов 424
5.6.4. Работа с оптическими дисками 426
5.6.5. Программы воспроизведения DVD-фильмов и видеофайлов, кодеки 429
5.6.5. Создание и просмотр специальных форматов документов 430
5.7. Контрольные вопросы к главе 5 433
5.8. Литература к главе 5 436
Приложение к главе 5. Примеры лабораторных работ 438
Лабораторная работа № 1 438
Организация и описание лабораторного стенда 438
Подготовка лабораторного стенда 438
Краткий справочник команд 439
Задание 1 на лабораторную работу (основные атрибуты) 440
Задание 2 на лабораторную работу (два пользователя) 443
Задание 3 на лабораторную работу (расширенные атрибуты) 444
Заключение 445
Глава 6. Объединение компьютеров в сeти 446
6.1. Зачем объединяться? 446
6.1.1. Как и для чего используют сети частные лица? 449
6.1.2. Социальные аспекты в развитии сетевого обмена информацией 455
6.2. Компьютерная сеть 467
6.2.1. Классификации компьютерных сетей 468
6.2.2. Сетевые (эталонные) модели 468
6.2.3. Заключение, используемые термины 470
6.2.4. Документы RFC (Request For Comments), draft 472
6.3. Интернет 475
6.3.1. История интернета 476
6.3.2. Современная структура интернета 480
6.3.3. Некоторые сетевые протоколы 488
6.3.4. Адресация в интернете 489
6.3.4.1. Символьная адресация 489
6.3.4.2. Численная адресация 493
6.3.4.3. Сетевая маска 494
6.3.4.4. Кому принадлежит «этот» IP-адрес? 496
6.3.4.5. Протокол IP версия 6 (RFC 2460) 498
6.3.5. Способы подключения к интернету конечных пользователей 500
6.3.6. Что надо знать компьютеру, чтобы выходить в интернет? 504
6.3.7. Поиск информации в интернете 506
6.4. Общение и обмен информацией в интернете между пользователями 510
6.4.1. Электронная почта 510
6.4.2. RSS-каналы 513
6.4.3. Twitter 514
6.4.4. Общение в реальном времени 514
6.4.4.1. Службы мгновенных сообщений 515
6.4.4.2. Коллективное виртуальное общение 517
6.4.4.3. Вебинары 520
6.4.4.4. IР-телефония 520
6.4.5. Обмен файлами 523
6.4.5.1. Торренты 524
6.4.5.2. Хранение файлов в облаке 525
6.5. Интернет-радио и интернет-телевидение 527
6.6. Электронная коммерция 528
6.7. Обеспечение конфиденциальности информации в интернете 533
6.8. Основы создания веб-страниц 536
6.9. Литература к главе 6 540
6.10. Контрольные вопросы к главе 6 541
Глава 7. Основы разработки программного обеспечения 543
7.1. Проектирование программного обеспечения 546
7.2. Классификация языков программирования 550
7.3. Алгоритмизация 562
7.3.1. Интуитивное определение алгоритма 563
7.3.2. Математические определения алгоритма 565
7.3.3. Основные свойства и формы описания алгоритмов 566
7.4. Концепция «Модель–Представление–Контроллер» (MVC) 569
7.5. Контрольные вопросы к главе 7 572
7.6. Список литературы, ссылки к главе 7 573
Приложение к главе 7. Лабораторная работа № 2 574
Задание 1. Ветвления 574
Задание 2. Циклы 579
Алфавитный указатель 582
Содержание 584

Рекомендации материалов по теме: нет