Информатика, Грошев А.С., 2021

Информатика, Грошев А.С., 2021.

   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 hасk'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.




Свойства информации.
Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенностью информации от других объектов природы и общества является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих её содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и прочие.

1) Объективность информации. Объективный - существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация - это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов её фиксации, чьего-либо мнения, суждения.

Пример. Сообщение «На улице тепло» несёт субъективную информацию, а сообщение «На улице 22 °С» - объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения.

Объективную информацию можно получить с помощью измерительных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестаёт быть объективной, так как преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта.

Содержание.
Введение.
Глава 1. Общие сведения об информационных процессах.
1.1. Понятие информации, её виды и свойства.
1.2. Свойства информации.
1.3. Характеристики информации.
1.3.1. Формальные единицы измерения информации в технике.
1.3.2. Обозначение одного байта по ГОСТ 8.417–2002.
1.3.3. Методы и модели оценки количества информации.
1.3.3.1. Объёмный метод.
1.3.3.2. Энтропийный метод (информация как снятая неопределённость).
1.3.3.3. Алгоритмический метод.
1.3.4. Семантическая (смысловая) мера информации.
1.3.5. Прагматическая мера информации (мера полезности).
1.4. Заключение.
1.5. Контрольные вопросы к главе 1.
1.6. Литература к главе 1.
Глава 2. Представление информации в компьютере.
2.1. Основные теоретические сведения представления чисел в ЭВМ.
2.1.1. Положительные целые числа (машинное представление без знаковых целых чисел).
2.1.1.1. Зачем столько двоичных форматов?.
2.1.2. Основы кодирования, представления и записи целых чисел.
2.1.2.1. Прямой код.
2.1.3. Отрицательные целые числа (машинное представление любых целых, как со знаком, так и без).
2.1.3.1. Дополнительный код.
2.1.3.2. Алгоритмы вычисления дополнительного кода.
2.1.3.3. Ошибки «переполнения» целых.
2.1.4. Целые и не целые (числа с плавающей точкой/запятой).
2.1.4.1. Кратко о стандартах IEEE 754-2008 и IEEE 854-1987.
2.1.4.2. Типы данных в языке С (для хранения действительных чисел).
2.1.4.3. Пример «36,6» (один частный случай).
2.1.4.3.1. Терминология.
2.1.4.3.2. Алгоритм преобразования для одного числа из примера.
2.1.4.4. Общий случай для действительных чисел: 10 диапазонов, 5 алгоритмов преобразований, 2 формулы!.
2.1.4.4.1. Диапазон нормализованных чисел.
2.1.4.4.2. Ноль (нуль).
2.1.4.4.3. Диапазон денормализованных чисел.
2.1.4.4.4. Бесконечность (∞).
2.1.4.4.5. Не числа (NaN, Not a Number).
2.1.4.5. Интересные наблюдения.
2.1.5. Ошибки представления (точность).
2.2. Представление текстовой информации в ЭВМ.
2.2.1. Кодовые таблицы.
2.2.1.1. Русификация.
2.2.1.2. Кодовая таблица Unicode.
2.2.2. Однобайтное и многобайтное кодирование текстов, кодировки переменной длины.
2.2.3. Недостатки многобайтовых кодировок.
2.2.3.1. Краткое сравнение UCS-2 и UTF-16.
2.2.4. Кодирование символов таблицы Unicode в формате UTF-8.
2.2.5. Транслитерация, ASCII art.
2.2.6. Специальные символы.
2.2.6.1. Знаки валют.
2.2.6.2. Смайлики (значки, маленькие цветные картинки, иконки, эмодзи).
2.2.6.3. Специальный символ «BOM».
2.2.6.4. Символ(ы) перевода (конца) строки.
2.2.6.5. Другие специальные символы.
2.2.7. Работа с текстовыми данными на практике.
2.2.7.1. Локализация в ОС Linux.
2.2.7.2. Перекодирование текстов, ошибки.
2.3. Кодирование звуковой и аналоговой информации.
2.3.1. Терминология.
2.3.2. Формат кодирования FLAC.
2.3.3. Основы звукообработки.
2.3.3.1. Обратный путь: из цифры в аналог.
2.4. Кодирование графической и видеоинформации.
2.4.1. Растровая графика.
2.4.1.1. Стандарт EXIF хранения метаданных об изображении.
2.4.1.2. Цветовая модель.
2.4.2. Векторная графика.
2.4.3. Трёхмерная графика (3D-графика).
2.4.4. Фрактальная графика.
2.4.5. Представление видеоинформации в ПК.
2.4.5.1. Цифровое вещание.
2.4.5.2. 3D-изображение, 3D-видео.
2.4.5.3. Пленоптика (вычисляемое видео).
2.5. Некоторые виды кодов и кодирования.
2.5.1. Штрихкоды.
2.5.1.1. QR-коды.
2.5.2. Шрифт Брайля.
2.5.3. Сжатие (архивация) различных видов информации.
2.6. Контрольные вопросы к главе 2.
2.7. Литература к главе 2.
Глава 3. Законодательство РФ о защите компьютерной информации.
3.1. УК РФ о преступлениях 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.
Статья 2741 Неправомерное воздействие на критическую информационную инфраструктуру Российской Федерации.
3.2. ГК РФ об информации и её взаимосвязях с гражданами и ЭВМ.
Статья 1225. Охраняемые результаты интеллектуальной деятельности и средства индивидуализации.
Статья 1253.1. Особенности ответственности информационного посредника.
Статья 1256. Действие исключительного права на произведения науки, литературы и искусства на территории Российской Федерации.
Статья 1261. Программы для ЭВМ.
Статья 1262. Государственная регистрация программ для ЭВМ и баз данных.
Статья 1280. Право пользователя программы для ЭВМ и базы данных.
Статья 1286.1. Открытая лицензия на использование произведения науки, литературы или искусства.
3.3. Другие федеральные законы и подзаконные акты.
ФЗ от 27 июля 2006 года № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».
ФЗ от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных».
ФЗ от 29.12.2010 г. № 436-ФЗ «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию».
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».
Распоряжение Правительства РФ от 31 декабря 2020 года № 3704-р.
3.4. Контрольные вопросы к главе 3.
Глава 4. Аппаратное обеспечение компьютеров.
4.1. Введение.
4.2. История механических вычислителей.
4.3. Аналоговые компьютеры (аналоговые вычислители).
4.3. Поколения цифровых ЭВМ.
4.4. Другие компьютеры (вычислители).
4.4.1. Квантовые компьютеры (квантовые вычислители).
4.5. Научные основы работы современной ЭВМ.
4.5.1. Математические основы работы «чёрного ящика».
4.5.1.1. Какие они, сколько их?.
4.5.1.2. Основные положения алгебры логики и вытекающие из этого интересные свойства.
4.5.1.3. Способы описания работы «чёрного ящика».
4.5.1.4. Базисы функций алгебры логики.
4.5.2. Часто используемые базовые логические элементы.
4.5.3. Бистабильные схемы, триггеры.
4.5.4. Другие схемы.
4.5.5. Алгоритмизация.
4.5.6. Машина Тьюринга, машина Поста.
4.6. Структура классической ЭВМ.
4.7. Процессор.
4.7.1. Отечественные разработки (процессор Эльбрус).
4.7.2. Процессор изнутри.
4.7.3. Закон Мура.
4.7.4. Что выбрать.
4.7.5. «Разгон» процессоров.
4.7.6. Резюме по процессорам.
4.8. Чипсет.
4.8.1. Intel Management Engine, AMD Secure Processor.
4.9. Материнская плата.
4.9.1. Raspberry Pi®.
4.10. Оперативная память.
4.10.1. Внутреннее устройство памяти.
4.11. Устройства хранения информации.
4.11.1. Винчестер.
4.11.2. Внешние диски, DAS, СХД, SAN, NAS, iSCSI.
4.11.3. Пути улучшения характеристик жёстких дисков.
4.11.4. Твердотельные накопители (SSD).
4.11.5. Дисководы оптических дисков.
4.11.6. Флэш-память (USB-flash и карты памяти).
4.11.6.1. SD-карты памяти.
4.11.7. Стример.
4.12. Устройства ввода информации.
4.12.1. Клавиатура.
4.12.2. Компьютерная мышь.
4.12.3. Сканер.
4.12.4. Дигитайзер, графический планшет.
4.12.5. Сенсорный монитор.
4.12.6. Платы видеозахвата, TV- и FM-приёмники.
4.12.7. Музыкальные устройства ввода.
4.12.8. Веб-камера.
4.13. Устройства вывода информации.
4.13.1. Видеоадаптер.
4.13.2. Монитор.
4.13.3. Принтер.
4.13.4. Плоттер.
4.13.5. Мультимедиапроектор.
4.13.6. Устройства вывода звука.
4.14. Оборудование компьютерных сетей.
4.14.1. Сетевой адаптер (сетевая карта).
4.14.2. Концентратор (hub).
4.14.3. Коммутатор (switch).
4.14.4. Кабель.
4.14.5. Маршрутизатор (router).
4.14.6. Модем.
4.15. Оборудование беспроводных сетей.
4.15.1. Каналы Wi-Fi.
4.16. Дополнительное оборудование.
4.16.1. Сетевой фильтр.
4.16.2. Стабилизатор напряжения.
4.16.3. Источник бесперебойного питания (ИБП).
4.16.4. «Грозозащита».
4.17. Контрольные вопросы к главе 4.
4.18. Литература к главе 4.
Глава 5. Программное обеспечение.
5.1. Введение.
5.2. Классификация программного обеспечения.
5.3. Операционная система.
5.3.1. Краткая история развития операционных систем для ПК.
5.3.1.1. История Windows (зарубежная закрытая ОС).
5.3.1.2. История Linux.
5.3.1.3. Операционные системы для мобильных устройств.
5.3.2. Процесс.
5.3.3. Файл.
5.3.3.1. Задачи управления файлами.
5.3.3.2. Именование файлов.
5.3.3.3. Типы файлов.
5.3.4. Логическая структура файловой системы. Стандарт FHS.
5.3.5. Пользователи и разграничение доступа.
5.3.5.1. Дискреционная политика безопасности в ОС Linux.
5.3.5.1.1. Проблема хранения учётных записей (и/или паролей пользователей).
5.3.5.1.2. Стандартные и расширенные атрибуты файлов.
5.3.5.1.3. Изменение атрибутов (прав доступа).
5.3.5.1.4. Смена владельца (группы).
5.3.5.1.5. Изменение и просмотр расширенных атрибутов.
5.3.5.1.6. Списки управления доступом (ACL).
5.3.5.1.7. Пользователи ОС Linux.
5.3.5.2. Реализация дискреционной политики в Windows.
5.3.5.3. Другие политики безопасности.
5.3.6. Основа безопасного разграничения – файловая система.
5.3.7. Файловая система (уровень организации).
5.3.7.1. FAT.
5.3.7.2. VFAT.
5.3.7.3. NTFS.
5.3.7.3.1. Альтернативные файловые потоки в ФС NTFS.
5.3.7.3.2. Резюме по ФС NTFS.
5.3.7.4. exFAT.
5.3.7.5. ext2, ext3, ext4.
5.3.7.6. CDFS, UDF, ISO 9660.
5.3.8. Краткое сравнение файловых систем.
5.3.9. Таблица разделов, MBR, GPT.
5.3.9.1. Полезные советы про таблицу разделов.
5.3.10. Полезная информация про ОС Windows.
5.3.11. Сбои системы: синий экран «BSOD» и kernel panic.
5.4. Виртуализация, гипервизоры.
5.4.1. Проблемы.
5.4.2. Эмуляция.
5.4.3. Облака.
5.4.4. Недостатки облачных сервисов.
5.4.5. QEMU.
5.4.6. VirtualBox.
5.4.7. Wine и DOSBox.
5.5. Офисный пакет LibreOffice.
5.5.1. Подготовка текстовых документов в LibreOffice Writer.
5.5.1.1. Стили оформления.
5.5.1.2. Создание документа.
5.5.1.3. Формулы.
5.5.1.4. Математические графики в тексте.
5.5.1.5. Рисунки.
5.5.1.6. Таблицы в тексте.
5.5.1.7. Создание оглавления.
5.5.1.8. Проверка правописания.
5.5.1.9. Экспорт в PDF.
5.5.1.10. Ленточный интерфейс в LibreOffice.
5.5.1.11. Сохранение в облако.
5.5.2. Другие офисные программы, входящие в состав LibreOffice.
5.5.3. Альтернативные офисные пакеты.
5.6. Сервисные программы.
5.6.1. Защита от вирусов.
5.6.2. Архивация файлов.
5.6.3. Работа с оптическими дисками.
5.6.4. Программы воспроизведения DVD-фильмов и видеофайлов, кодеки.
5.6.5. Создание и просмотр специальных форматов документов.
5.7. Контрольные вопросы к главе 5.
5.8. Литература к главе 5.
Приложение к главе 5. Примеры лабораторных работ.
Лабораторная работа № 1. Разграничение доступа.
Лабораторная работа № 2. Исследуем inode.
Глава 6. Объединение компьютеров в сéти.
6.1. Зачем объединяться?.
6.1.1. Как и для чего используют сети частные лица?.
6.1.2. Социальные аспекты в развитии сетевого обмена информацией.
6.2. Компьютерная сеть.
6.2.1. Классификации компьютерных сетей.
6.2.2. Сетевые (эталонные) модели.
6.2.3. Заключение, используемые термины.
6.2.4. Документы RFC (Request For Comments), draft.
6.3. Интернет.
6.3.1. История интернета.
6.3.2. Современная структура интернета.
6.3.3. Некоторые сетевые протоколы.
6.3.4. Адресация в интернете.
6.3.5. Способы подключения к интернету конечных пользователей.
6.3.6. Что надо «знать» компьютеру, чтобы «выходить» в интернет?.
6.3.7. Поиск информации в интернете.
6.3.8. Основы создания веб-страниц.
6.4. Общение и обмен информацией в интернете между пользователями.
6.4.1. Электронная почта.
6.4.2. RSS-каналы.
6.4.3. Twitter.
6.4.4. Общение в реальном времени.
6.4.4.1. Службы мгновенных сообщений (ICQ и др.).
6.4.4.2. Альтернатива времени: Whatsapp, Viber, Telegram и др.
6.4.4.3. Коллективное виртуальное общение.
6.4.4.4. Вебинары.
6.4.4.5. IР-телефония.
6.4.5. Обмен файлами.
6.4.5.1. Торренты.
6.4.5.2. Хранение файлов в облаке.
6.5. Интернет-радио и интернет-телевидение.
6.6. Электронная коммерция.
6.7. Обеспечение безопасности информации в интернете.
6.8. Литература к главе 6.
6.9. Контрольные вопросы к главе 6.
Приложение к главе 6. Примеры лабораторных работ.
Лабораторная работа № 3. Настройка и исследование работы сетевого шлюза.
Лабораторная работа № 4. Исследуем сокеты.

Купить .








Теги: учебник по информатике :: информатика :: компьютеры :: Грошев