Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 605912)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Информатика : учебник для вузов (6000,00 руб.)

0   0
Первый авторЗакляков
ИздательствоМ.: ДМК Пресс
Страниц752
ID810035
АннотацияКомпьютеры окружают нас повсюду – сегодня они стали такой же будничной реалией, как бытовые электроприборы. В этой книге подробно объясняется что ныне понимается под информацией и как компьютер её обрабатывает. Для этого, сначала даётся академическое изложение материала в стиле учебника, приводятся базовые сведения из области информатики: основы кодирования текстов, чисел, преобразования аналогового сигнала в цифровой вид и т. д. Излагаются основы вычислений и булевой алгебры. В последующей (условно справочной) части освещается история ЭВМ от ламп и транзисторов до нетбуков и планшетов, рассматриваются аппаратное устройство и программное обеспечение современного компьютера. В процессе чтения вы узнаете много интересных фактов и случаев из истории, примеров эффективного применения свободного ПО на базе ОС GNU/Linux, несомненно станете мудрее (поскольку в тексте содержится много различных life hack'ов). В отдельную главу вынесены актуальные выдержки из законодательства РФ, раскрывающие юридические аспекты работы с информацией. Приложения к главам содержат лабораторные работы, рекомендуемые для самостоятельного выполнения и закрепления изученного материала. Информация по базам данных и программированию в книге отсутствует.
ISBN978-5-97060-921-7
Закляков, В.Ф. Информатика : учебник для вузов / В.Ф. Закляков .— Москва : ДМК Пресс, 2021 .— 752 с. — ISBN 978-5-97060-921-7 .— URL: https://rucont.ru/efd/810035 (дата обращения: 07.02.2023)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Информатика__учебник_для_вузов.pdf
Стр.3
Стр.744
Стр.745
Стр.746
Стр.747
Стр.748
Стр.749
Стр.750
Информатика__учебник_для_вузов.pdf
УДК 004 ББК 32.97 Закляков В. Ф. Информатика: учеб. для вузов – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: ДМК Пресс, 2021. – 750 с.: цв. ил. ISBN 978-5-97060-921-7 Компьютеры окружают нас повсюду – сегодня они стали такой же будничной реалией, как бытовые электроприборы. В этой книге подробно объясняется что ныне понимается под информацией и как компьютер её обрабатывает. Для этого, сначала даётся академическое изложение материала в стиле учебника, приводятся базовые сведения из области информатики: основы кодирования текстов, чисел, преобразования аналогового сигнала в цифровой вид и т. д. Излагаются основы вычислений и булевой алгебры. В последующей (условно справочной) части освещается история ЭВМ от ламп и транзисторов до нетбуков и планшетов, рассматриваются аппаратное устройство и программное обеспечение современного компьютера. В процессе чтения вы узнаете много интересных фактов и случаев из истории, примеров эффективного применения свободного ПО на базе ОС GNU/Linux, несомненно станете мудрее (поскольку в тексте содержится много различных life hack'ов). В отдельную главу вынесены актуальные выдержки из законодательства РФ, раскрывающие юридические аспекты работы с информацией. Приложения к главам содержат лабораторные работы, рекомендуемые для самостоятельного выполнения и закрепления изученного материала. Информация по базам данных и программированию в книге отсутствует. Ил. 540. Табл. 258. УДК 004 ББК 32.97 Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок всё равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несёт ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. © В. Ф. Закляков, 2021 ISBN 978-5-97060-921-7 © Оформление, ДМК Пресс, 2021
Стр.3
Содержание 743 Содержание Введение................................................................................................................................3 Глава 1. Общие сведения об информационных процессах.................................................6 1.1. Понятие информации, её виды и свойства...............................................................6 1.2. Свойства информации................................................................................................9 1.3. Характеристики информации..................................................................................12 1.3.1. Формальные единицы измерения 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........................................13 1.3.3.1. Объёмный метод............................................................................................14 1.3.3.2. Энтропийный метод (информация как снятая неопределённость)............14 1.3.3.3. Алгоритмический метод................................................................................19 1.3.4. Семантическая (смысловая) мера информации..............................................19 1.3.5. Прагматическая мера информации (мера полезности)..................................21 1.4. Заключение...............................................................................................................22 1.5. Контрольные вопросы к главе 1..............................................................................24 1.6. Литература к главе 1.................................................................................................25 Глава 2. Представление информации в компьютере.........................................................26 2.1. Основные теоретические сведения представления чисел в ЭВМ........................27 2.1.1. Положительные целые числа (машинное представление без знаковых целых чисел)...........................................................................................................................28 2.1.1.1. Зачем столько двоичных форматов? ............................................................29 2.1.2. Основы кодирования, представления и записи целых чисел.........................31 2.1.2.1. Прямой код.....................................................................................................34 2.1.3. Отрицательные целые числа (машинное представление любых целых, как со знаком, так и без)..................................................................................35 2.1.3.1. Дополнительный код......................................................................................36 2.1.3.2. Алгоритмы вычисления дополнительного кода...........................................39 2.1.3.3. Ошибки «переполнения» целых...................................................................44 2.1.4. Целые и не целые (числа с плавающей точкой/запятой)................................48 2.1.4.1. Кратко о стандартах IEEE 754-2008 и IEEE 854-1987.................................48 2.1.4.2. Типы данных в языке С (для хранения действительных чисел).................49 2.1.4.3. Пример «36,6» (один частный случай).........................................................52 2.1.4.3.1. Терминология..............................................................................................54 2.1.4.3.2. Алгоритм преобразования для одного числа из примера.........................54 2.1.4.4. Общий случай для действительных чисел: 10 диапазонов, 5 алгоритмов преобразований, 2 формулы!................................................58 2.1.4.4.1. Диапазон нормализованных чисел.............................................................61 2.1.4.4.2. Ноль (нуль)..................................................................................................63 2.1.4.4.3. Диапазон денормализованных чисел.........................................................64 2.1.4.4.4. Бесконечность (∞).......................................................................................71 2.1.4.4.5. Не числа (NaN, Not a Number)....................................................................72 2.1.4.5. Интересные наблюдения...............................................................................73 2.1.5. Ошибки представления (точность)..................................................................79
Стр.744
744 Содержание 2.2. Представление текстовой информации в ЭВМ......................................................87 2.2.1. Кодовые таблицы..............................................................................................87 2.2.1.1. Русификация...................................................................................................89 2.2.1.2. Кодовая таблица Unicode...............................................................................92 2.2.2. Однобайтное и многобайтное кодирование текстов, кодировки переменной длины.........................................................................94 2.2.3. Недостатки многобайтовых кодировок...........................................................95 2.2.3.1. Краткое сравнение UCS-2 и UTF-16.............................................................96 2.2.4. Кодирование символов таблицы Unicode в формате UTF-8..........................97 2.2.5. Транслитерация, ASCII art................................................................................99 2.2.6. Специальные символы....................................................................................100 2.2.6.1. Знаки валют..................................................................................................101 2.2.6.2. Смайлики (значки, маленькие цветные картинки, иконки, эмодзи).........101 2.2.6.3. Специальный символ «BOM».....................................................................104 2.2.6.4. Символ(ы) перевода (конца) строки...........................................................104 2.2.6.5. Другие специальные символы.....................................................................105 2.2.7. Работа с текстовыми данными на практике..................................................105 2.2.7.1. Локализация в ОС Linux..............................................................................107 2.2.7.2. Перекодирование текстов, ошибки.............................................................107 2.3. Кодирование звуковой и аналоговой информации...............................................110 2.3.1. Терминология..................................................................................................114 2.3.2. Формат кодирования FLAC............................................................................115 2.3.3. Основы звукообработки..................................................................................115 2.3.3.1. Обратный путь: из цифры в аналог............................................................121 2.4. Кодирование графической и видеоинформации..................................................123 2.4.1. Растровая графика...........................................................................................125 2.4.1.1. Стандарт EXIF хранения метаданных об изображении............................127 2.4.1.2. Цветовая модель...........................................................................................128 2.4.2. Векторная графика..........................................................................................130 2.4.3. Трёхмерная графика (3D-графика)................................................................132 2.4.4. Фрактальная графика......................................................................................133 2.4.5. Представление видеоинформации в ПК........................................................135 2.4.5.1. Цифровое вещание.......................................................................................138 2.4.5.2. 3D-изображение, 3D-видео..........................................................................139 2.4.5.3. Пленоптика (вычисляемое видео)...............................................................140 2.5. Некоторые виды кодов и кодирования..................................................................144 2.5.1. Штрихкоды......................................................................................................145 2.5.1.1. QR-коды........................................................................................................146 2.5.2. Шрифт Брайля.................................................................................................150 2.5.3. Сжатие (архивация) различных видов информации.....................................151 2.6. Контрольные вопросы к главе 2............................................................................157 2.7. Литература к главе 2...............................................................................................158 Глава 3. Законодательство РФ о защите компьютерной информации...........................161 3.1. УК РФ о преступлениях в сфере компьютерной информации............................162 Статья 272. Неправомерный доступ к компьютерной информации......................162
Стр.745
Содержание 745 Статья 273. Создание, использование и распространение вредоносных компьютерных программ.....................................................................163 Статья 274. Нарушение правил эксплуатации средств хранения, обработки или передачи компьютерной информации и информационно-телекоммуникационных сетей................................163 Статья 2741 Неправомерное воздействие на критическую информационную инфраструктуру Российской Федерации...........................................164 3.2. ГК РФ об информации и её взаимосвязях с гражданами и ЭВМ.......................165 Статья 1225. Охраняемые результаты интеллектуальной деятельности и средства индивидуализации..............................................................165 Статья 1253.1. Особенности ответственности информационного посредника....165 Статья 1256. Действие исключительного права на произведения науки, литературы и искусства на территории Российской Федерации....166 Статья 1261. Программы для ЭВМ..........................................................................166 Статья 1262. Государственная регистрация программ для ЭВМ и баз данных....166 Статья 1280. Право пользователя программы для ЭВМ и базы данных...............166 Статья 1286.1. Открытая лицензия на использование произведения науки, литературы или искусства..............................................................167 3.3. Другие федеральные законы и подзаконные акты...............................................168 ФЗ от 27 июля 2006 года № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».....168 ФЗ от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных»....................................169 ФЗ от 29.12.2010 г. № 436-ФЗ «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию». . .170 ФЗ 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»...................................................170 Распоряжение Правительства РФ от 31 декабря 2020 года № 3704-р...................170 3.4. Контрольные вопросы к главе 3............................................................................173 Глава 4. Аппаратное обеспечение компьютеров.............................................................174 4.1. Введение.................................................................................................................174 4.2. История механических вычислителей..................................................................175 4.3. Аналоговые компьютеры (аналоговые вычислители).........................................181 4.3. Поколения цифровых ЭВМ...................................................................................185 4.4. Другие компьютеры (вычислители)......................................................................198 4.4.1. Квантовые компьютеры (квантовые вычислители)......................................198 4.5. Научные основы работы современной ЭВМ........................................................204 4.5.1. Математические основы работы «чёрного ящика»......................................204 4.5.1.1. Какие они, сколько их?................................................................................205 4.5.1.2. Основные положения алгебры логики и вытекающие из этого интересные свойства.....................................................................209 4.5.1.3. Способы описания работы «чёрного ящика».............................................210 4.5.1.4. Базисы функций алгебры логики................................................................211 4.5.2. Часто используемые базовые логические элементы.....................................211 4.5.3. Бистабильные схемы, триггеры.....................................................................214
Стр.746
746 Содержание 4.5.4. Другие схемы...................................................................................................219 4.5.5. Алгоритмизация..............................................................................................220 4.5.6. Машина Тьюринга, машина Поста................................................................225 4.6. Структура классической ЭВМ...............................................................................228 4.7. Процессор...............................................................................................................232 4.7.1. Отечественные разработки (процессор Эльбрус).........................................236 4.7.2. Процессор изнутри.........................................................................................238 4.7.3. Закон Мура......................................................................................................240 4.7.4. Что выбрать.....................................................................................................241 4.7.5. «Разгон» процессоров.....................................................................................249 4.7.6. Резюме по процессорам..................................................................................250 4.8. Чипсет.....................................................................................................................254 4.8.1. Intel Management Engine, AMD Secure Processor..........................................256 4.9. Материнская плата.................................................................................................256 4.9.1. Raspberry Pi® ....................................................................................................265 4.10. Оперативная память.............................................................................................266 4.10.1. Внутреннее устройство памяти....................................................................268 4.11. Устройства хранения информации......................................................................270 4.11.1. Винчестер......................................................................................................271 4.11.2. Внешние диски, DAS, СХД, SAN, NAS, iSCSI...........................................282 4.11.3. Пути улучшения характеристик жёстких дисков........................................283 4.11.4. Твердотельные накопители (SSD)................................................................287 4.11.5. Дисководы оптических дисков.....................................................................304 4.11.6. Флэш-память (USB-flash и карты памяти)...................................................314 4.11.6.1. SD-карты памяти........................................................................................315 4.11.7. Стример..........................................................................................................317 4.12. Устройства ввода информации............................................................................321 4.12.1. Клавиатура.....................................................................................................321 4.12.2. Компьютерная мышь....................................................................................326 4.12.3. Сканер............................................................................................................327 4.12.4. Дигитайзер, графический планшет..............................................................330 4.12.5. Сенсорный монитор......................................................................................331 4.12.6. Платы видеозахвата, TV- и FM-приёмники.................................................333 4.12.7. Музыкальные устройства ввода...................................................................334 4.12.8. Веб-камера.....................................................................................................334 4.13. Устройства вывода информации.........................................................................335 4.13.1. Видеоадаптер.................................................................................................335 4.13.2. Монитор.........................................................................................................337 4.13.3. Принтер..........................................................................................................341 4.13.4. Плоттер..........................................................................................................351 4.13.5. Мультимедиапроектор..................................................................................353 4.13.6. Устройства вывода звука..............................................................................356 4.14. Оборудование компьютерных сетей...................................................................358 4.14.1. Сетевой адаптер (сетевая карта)..................................................................359 4.14.2. Концентратор (hub).......................................................................................359 4.14.3. Коммутатор (switch)......................................................................................359
Стр.747
Содержание 747 4.14.4. Кабель............................................................................................................360 4.14.5. Маршрутизатор (router)................................................................................361 4.14.6. Модем.............................................................................................................362 4.15. Оборудование беспроводных сетей....................................................................363 4.15.1. Каналы Wi-Fi.................................................................................................364 4.16. Дополнительное оборудование...........................................................................366 4.16.1. Сетевой фильтр.............................................................................................367 4.16.2. Стабилизатор напряжения............................................................................368 4.16.3. Источник бесперебойного питания (ИБП)..................................................369 4.16.4. «Грозозащита»...............................................................................................373 4.17. Контрольные вопросы к главе 4..........................................................................376 4.18. Литература к главе 4.............................................................................................378 Глава 5. Программное обеспечение.................................................................................380 5.1. Введение.................................................................................................................380 5.2. Классификация программного обеспечения........................................................381 5.3. Операционная система...........................................................................................384 5.3.1. Краткая история развития операционных систем для ПК...........................386 5.3.1.1. История Windows (зарубежная закрытая ОС)............................................386 5.3.1.2. История Linux...............................................................................................390 5.3.1.3. Операционные системы для мобильных устройств..................................394 5.3.2. Процесс............................................................................................................396 5.3.3. Файл.................................................................................................................399 5.3.3.1. Задачи управления файлами........................................................................400 5.3.3.2. Именование файлов.....................................................................................401 5.3.3.3. Типы файлов.................................................................................................407 5.3.4. Логическая структура файловой системы. Стандарт FHS...........................412 5.3.5. Пользователи и разграничение доступа........................................................421 5.3.5.1. Дискреционная политика безопасности в ОС Linux.................................421 5.3.5.1.1. Проблема хранения учётных записей (и/или паролей пользователей). 424 5.3.5.1.2. Стандартные и расширенные атрибуты файлов.....................................425 5.3.5.1.3. Изменение атрибутов (прав доступа)......................................................428 5.3.5.1.4. Смена владельца (группы)........................................................................431 5.3.5.1.5. Изменение и просмотр расширенных атрибутов....................................432 5.3.5.1.6. Списки управления доступом (ACL).......................................................434 5.3.5.1.7. Пользователи ОС Linux............................................................................437 5.3.5.2. Реализация дискреционной политики в Windows......................................437 5.3.5.3. Другие политики безопасности...................................................................444 5.3.6. Основа безопасного разграничения – файловая система.............................445 5.3.7. Файловая система (уровень организации).....................................................447 5.3.7.1. FAT................................................................................................................448 5.3.7.2. VFAT..............................................................................................................450 5.3.7.3. NTFS.............................................................................................................451 5.3.7.3.1. Альтернативные файловые потоки в ФС NTFS......................................454 5.3.7.3.2. Резюме по ФС NTFS.................................................................................455 5.3.7.4. exFAT.............................................................................................................456
Стр.748
748 Содержание 5.3.7.5. ext2, ext3, ext4...............................................................................................456 5.3.7.6. CDFS, UDF, ISO 9660...................................................................................480 5.3.8. Краткое сравнение файловых систем............................................................482 5.3.9. Таблица разделов, MBR, GPT........................................................................482 5.3.9.1. Полезные советы про таблицу разделов.....................................................484 5.3.10. Полезная информация про ОС Windows.....................................................485 5.3.11. Сбои системы: синий экран «BSOD» и kernel panic...................................488 5.4. Виртуализация, гипервизоры................................................................................489 5.4.1. Проблемы.........................................................................................................491 5.4.2. Эмуляция.........................................................................................................492 5.4.3. Облака..............................................................................................................494 5.4.4. Недостатки облачных сервисов.....................................................................495 5.4.5. QEMU..............................................................................................................495 5.4.6. VirtualBox.........................................................................................................496 5.4.7. Wine и DOSBox...............................................................................................499 5.5. Офисный пакет LibreOffice....................................................................................500 5.5.1. Подготовка текстовых документов в LibreOffice Writer...............................500 5.5.1.1. Стили оформления.......................................................................................503 5.5.1.2. Создание документа.....................................................................................504 5.5.1.3. Формулы.......................................................................................................506 5.5.1.4. Математические графики в тексте..............................................................508 5.5.1.5. Рисунки.........................................................................................................509 5.5.1.6. Таблицы в тексте..........................................................................................509 5.5.1.7. Создание оглавления....................................................................................510 5.5.1.8. Проверка правописания...............................................................................510 5.5.1.9. Экспорт в PDF..............................................................................................511 5.5.1.10. Ленточный интерфейс в LibreOffice.........................................................511 5.5.1.11. Сохранение в облако..................................................................................512 5.5.2. Другие офисные программы, входящие в состав LibreOffice......................512 5.5.3. Альтернативные офисные пакеты..................................................................513 5.6. Сервисные программы...........................................................................................514 5.6.1. Защита от вирусов...........................................................................................515 5.6.2. Архивация файлов..........................................................................................525 5.6.3. Работа с оптическими дисками......................................................................527 5.6.4. Программы воспроизведения DVD-фильмов и видеофайлов, кодеки........530 5.6.5. Создание и просмотр специальных форматов документов..........................532 5.7. Контрольные вопросы к главе 5............................................................................535 5.8. Литература к главе 5...............................................................................................537 Приложение к главе 5. Примеры лабораторных работ...................................................540 Лабораторная работа № 1. Разграничение доступа....................................................540 Лабораторная работа № 2. Исследуем inode...............................................................548 Глава 6. Объединение компьютеров в сéти......................................................................577 6.1. Зачем объединяться?..............................................................................................577
Стр.749
Содержание 749 6.1.1. Как и для чего используют сети частные лица?............................................580 6.1.2. Социальные аспекты в развитии сетевого обмена информацией................586 6.2. Компьютерная сеть.................................................................................................601 6.2.1. Классификации компьютерных сетей...........................................................602 6.2.2. Сетевые (эталонные) модели.........................................................................602 6.2.3. Заключение, используемые термины.............................................................604 6.2.4. Документы RFC (Request For Comments), draft............................................606 6.3. Интернет.................................................................................................................610 6.3.1. История интернета..........................................................................................610 6.3.2. Современная структура интернета................................................................615 6.3.3. Некоторые сетевые протоколы.......................................................................623 6.3.4. Адресация в интернете...................................................................................625 6.3.5. Способы подключения к интернету конечных пользователей.....................635 6.3.6. Что надо «знать» компьютеру, чтобы «выходить» в интернет?...................640 6.3.7. Поиск информации в интернете.....................................................................641 6.3.8. Основы создания веб-страниц........................................................................646 6.4. Общение и обмен информацией в интернете между пользователями...............651 6.4.1. Электронная почта..........................................................................................651 6.4.2. RSS-каналы......................................................................................................655 6.4.3. Twitter...............................................................................................................656 6.4.4. Общение в реальном времени........................................................................657 6.4.4.1. Службы мгновенных сообщений (ICQ и др.).............................................658 6.4.4.2. Альтернатива времени: Whatsapp, Viber, Telegram и др............................660 6.4.4.3. Коллективное виртуальное общение..........................................................663 6.4.4.4. Вебинары......................................................................................................666 6.4.4.5. IР-телефония.................................................................................................667 6.4.5. Обмен файлами...............................................................................................670 6.4.5.1. Торренты.......................................................................................................670 6.4.5.2. Хранение файлов в облаке...........................................................................672 6.5. Интернет-радио и интернет-телевидение.............................................................675 6.6. Электронная коммерция........................................................................................676 6.7. Обеспечение безопасности информации в интернете.........................................683 6.8. Литература к главе 6...............................................................................................687 6.9. Контрольные вопросы к главе 6............................................................................688 Приложение к главе 6. Примеры лабораторных работ...................................................690 Лабораторная работа № 3. Настройка и исследование работы сетевого шлюза......690 Лабораторная работа № 4. Исследуем сокеты.............................................................711 Алфавитный указатель......................................................................................................740 Содержание........................................................................................................................743
Стр.750

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически