Систематический курс 11 класс Для классов гуманитарного профиля Допущено

Вид материала

Учебник

Содержание Название объекта-системы Целостность и делимость. Неоднозначность соответствия «система Взаимодействие со средой. Элементы системы Объект Цель исследования Основные Элементы Системно-исторический анализ Системная методология Системный подход Виды системного анализа Информационная система Информационная система Автоматизированная информационная система Сопровождение программы Классификация программного обеспечения Файловая система Атрибуты файла Путь к файлу ОС общего назначения ОС общего назначения ... Полное содержание

Подобный материал:

• Элективный курс по химии 10-11 класс для профильного обучения. «Введение в биохимию, 103.1kb.
• Программа курса химии для школ и классов гуманитарного профиля (третья ступень обучения), 99.49kb.
• Элективный курс «русская речь: развитие речи», 57.53kb.
• Программа дополнительного образования, 78.63kb.
• Программа элективного курса "Издательское дело", 73.93kb.
• Систематический курс (в трёх томах) Том, 7018.51kb.
• Зимина Ирина Викторовна 2010 год пояснительная записка, 94.37kb.
• Желябовская Татьяна Олеговна, учитель русского языка и литературы моу сош №1 города, 61.66kb.
• Курс лекций по организации производства на предприятиях отрасли, 1731.03kb.
• Пояснительная записка к программе «Страноведение. Великобритания» для учащихся 9-х, 65.3kb.

информатика

С. Бешенков, Н. Кузьмина, Е. Ракитина

СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ КУРС

11 класс

Для классов гуманитарного профиля

Допущено

Министерством образования

Российской Федерации

*-

Москва

Бином. Лаборатория Знаний

200 2

ББК 32.97

УДК 004.9

Б 57

Бешенков С. А.

Б 57 Информатика. Систематический курс. Учебник для

11 класса гуманитарного профиля / С. А. Бешенков, Н. В. Кузьмина, Е. А, Ракитина. — М.: Бином. Лабора­тория Знаний, 2002. — 200 с: ил. ISBN 5-94774-020-6

Учебник предназначен для изучения информатики в старших клас­сах гуманитарного профиля. Впервые информатика рассматривается как существенный элемент гуманитарной культуры человека. Учебник развивает и углубляет основные положения базового курса информати­ки.

Учебно-методический комплект, в который входит данный учеб­ник, содержит практикум и несколько методических пособий для пре­подавателей информатики.

УДК 004.9 ББК 32.97

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизве­дена в любой форме или любыми средствами, электронными или механически­ми, включая фотографирование, магнитную запись или иные средства копиро­вания или сохранения информации без письменного разрешения издательства.



По вопросам приобретения обращаться: (095) 955-03-98, e-mail: lbz@aha.ru



Предисловие 4

Глава 1. Информационные системы 7

§1.1. Определение понятия система. Сущность системного

подхода 7

§ 1.2. Системный анализ как метод научного познания. . . 19 § 1.3. Информационные системы. Автоматизированные

информационные системы 31

Глава 2. Программное обеспечение компьютера

как автоматизированная информационная
система 42

§ 2.1. Программное обеспечение компьютера

как информационная система 42

§ 2.2. Системное программное обеспечение 52

§ 2.3. Системы автоматизированного хранения

информации. Базы данных, СУБД 64

§ 2.4. Геоинформационные системы 78

§ 2.5. Системы искусственного интеллекта 90

Глава 3. Информационые основы управления 108

§ 3.1. Общие принципы управления 109

§ 3.2. Виды управления 121

§ 3.3. Автоматизированные системы управления 134

§ 3.4. Самоуправляющиеся системы 146

§ 3.5. Устойчивость систем с позиций управления 157

Глава 4. Методы информатики. Компьютерный

эксперимент 169

§ 4.1. Системный анализ и информационное

моделирование как методы научного познания ... 170 § 4.2. Компьютерное моделирование. Компьютерный

эксперимент 181

Заключение. Информационная цивилизация 196



Современное общество идет к глобальной информацион­ной цивилизации, в которой информация становится «средой обитания» человека, а информационная деятель­ность — главным фактором общественного развития.

В этих условиях общеобразовательный курс информати­ки выполняет следующие основные задачи.

В плане социализации — курс должен помочь обучаемым сохранить свою личность в окружающей их информацион­ной техносфере, помочь предотвратить скатывание к «тех­ногенному» человеку, выполняющему действия по заданной инструкции. Это предполагает:

• получение знаний, позволяющих преодолеть психологи­ческий дискомфорт, возникающий в связи с необходимо­стью перерабатывать, осмыслять и оценивать огромные объемы информации;
  
• понимание диалектики взаимоотношения действительно­го и виртуального миров, умение сохранить целостность своего «Я».
  

Вместе с тем курс информатики должен обеспечить овла­дение современными информационными технологиями, ко­торые являются необходимым инструментом профессиона­льной деятельности, а также необходимой ступенью для продолжения образования.

Эти задачи могут быть в значительной мере решены, если сформировать представления о ряде фундаментальных идей, которые «управляют» современным миром. Таких идей в сути только три: «формализация и моделирование», «авто­матизация », « управление ».

Кратко прокомментируем эти идеи.

Идея формализации, построения и изучения моделей — основа современного научного метода. Любая наука имеет дело с моделями. Казалось бы, при чем здесь информатика? Однако еще на заре становления европейской науки Г. В. Лейбницем была сформулирована мысль, что познание сути вещей равносильно раскрытию ее внутренней формы. Одной из основных задач информатики как раз и является всестороннее изучение этих форм, то есть информационных моделей.

Вторая и третья идеи непосредственно примыкают к первой.

Цель науки, как это хорошо известно, заключается не в созерцании, а в создании механизмов управления природой и обществом. Управлять, разумеется, можно по-разному. Однако наибольшую значимость с точки зрения информати­ки приобретает управление посредством автоматизации. В свою очередь, чтобы автоматизировать надо сначала форма­лизовать, то есть выделить некоторую форму, структуру. Та­ким образом, круг замкнулся, и мы снова возвращаемся к информационным моделям.

Эти основные идеи информатики представлены в преде­льно общем, почти философском ключе. В действительно­сти, они уже давно и прочно вошли в «прозу» нашей жизни. Например, что мы делаем, когда формулируем свои мысли, оформляем отчеты, заполняем всевозможные формуляры и пр. — по сути, строим информационные модели. Посылая младшего брата в магазин, вы стараетесь, по возможности, «автоматизировать» его действия, чтобы получить заданный результат. Наконец, садясь за компьютер, вывешивая объ­явление, вы в действительности, осуществляете «управле­ние».

Эти три идеи и легли в основу построения «Систематиче­ского курса».

В первой части учебника (10 класс) подробно изучались два направления: «Информация и информационные процес­сы» и «Моделирование и формализация», а также темы, не­посредственно связанные с автоматизацией информацион­ных процессов: «Компьютер как средство обработки информации», «Информационные технологии».

Во второй части (11 класс) акцент сделан на информаци­онных основах управления. Это, в свою очередь потребовало изучение информационных систем, которые, с одной сторо­ны являются «пространством» развертывания информаци­онных процессов, с другой являются основным понятием при изучении информационных основ управления.

Последняя глава учебника посвящена методам информа­тики, которые, собственного говоря, и связывают информа­тику с другими предметами и являются основой примене­ния компьютера к широкому спектру практических задач. К этим методам относятся, в первую очередь: системный анализ, информационное моделирование и компьютерный эксперимент. Учитывая, что методы системного анализа и информационного моделирования уже изучались в соответ-

ствующих главах, основное внимание уделяется именно компьютерному эксперименту.

Методические принципы построения учебника остаются прежними.

Каждая глава традиционно состоит из параграфов. Каж­дый параграф, независимо от содержания, разбивается на уровни усвоения. Уровень «понимать» предполагает знаком­ство с учебным материалом на уровне ассоциативных свя­зей. Уровень «знать» фиксирует то, что необходимо держать «в голове», и то, что «должно остаться, когда все остальное забудется». Наконец, уровень «уметь» предполагает владе­ния навыками решения различных задач — от типовых, до творческих. Последние составляют содержание уровня «Во­прос-проблема». Изучение параграфа всегда будет более эф­фективным, если его можно немного «оттенить», добавив ♦интересный факт» и посмотрев на него более широко (уро­вень «Расширь свой кругозор»).



1.1. Определение понятия система. Сущность системного подхода



Понятие «система» является вполне привычным и интуи­тивно понятным. Оно используется в различных областях знания и в самых разных контекстах. Содержание этого по­нятия так же, как и содержания понятий «информация», «модель», «управление», очень многогранно.

Понятие системы мы применяем:

• к реальным физическим объектам (Солнечная система, молекула как система атомов, компьютер как совокуп­ность аппаратного и программного обеспечения);
  
• к абстрактным объектам, являющимися продуктами тео­ретического обобщения (система счисления, система син­таксических правил русского языка, периодическая сис­тема элементов Д. И. Менделеева);
  
• к процессам, включающим человеческую деятельность (система образования, система подготовки авиадиспетче­ров, система телевещания, система работы актера над со­бой К. С. Станиславского).
  

Общим для всех систем является то, что они состоят из элементов, эти элементы связаны между собой, все вместе они выполняют общие функции, что позволяет рассматри­вать их как единое целое.

Пример. Все следующие объекты можно рассматривать как систе­мы: кристалл как система атомов, живой организм как система живых клеток, компьютер, коллектив класса, промышленное предприятие, телекоммуникационная сеть, научная теория, Вселенная как система звёзд и планет.

Согласно общей теории систем любой реальный объект (предмет, явление, событие) можно рассматривать как сис­тему. В то же время любую систему можно рассматривать как самостоятельный объект. Возникает вопрос: может быть, понятия «объект» и «система» — синонимы? И да, и нет. Они употребляются в разных контекстах, отражают разные взгляды на объект.

Пример. Когда вы говорите: «Пойду поработаю на компьютере» или «Компьютер — это не игрушка», то относитесь к компьютеру как к объекту. А в высказываниях «Основ­ными устройствами компьютера являются процессор, память, системная шина, устройства ввода-вывода» или «Компьютер — это совокупность аппаратного и програм­много обеспечения» компьютер рассматривается как си­стема. Нередко уже в названиях объектов отражается их систем­ный характер, то есть то, что они состоят из взаимосвязан­ных элементов.

Пример. Названия объектов, в которых отражен системный хар-рактер этих объектов: система отсчета, система охлажде­ния двигателя, банковская система, система социально­го обеспечения, операционная система ЭВМ, система не­равенств, сердечно-сосудистая система, система безопас­ности, автоматизированная система управления техно­логическим процессом (АСУТП), файловая система компьютера и так далее.

Чтобы какой-то объект можно было рассматривать как систему, необходимо прежде всего уметь выделять в нем основные составляющие его элементы и взаимосвязи между ними. Причем, связи между элементами могут имет различ­ную природу: физическую, химическую, биологическую, со­циальную и др.

Пример:

Название объекта-системы	Основные элементы	Основные взаимосвязи
Солнечная система	Солнце и планеты	Гравитационные взаимодействия
Промышленное предприятие	Цеха и отделы	Материальные, финансовые и ин­формационные потоки между цеха­ми и отделами
Система линейных уравнений	Отдельные уравнения	Присутствие одних и тех же пере­менных в различных уравнениях
Операционная система	Программные модули	Ссылки, обеспечивающие передачу управления от одного модуля к дру­гому

Совокупность выделенных отношений (взаимосвязей) между элементами системы принято называть структурой системы. Часто структура системы моделируется в виде гра­фа, вершины которого — элементы системы, а ребра — свя­зи между ними.

Пример. На рисунке 1.1.1 изображена структура фразы А.С.Пуш­кина

«Издревле сладостный союз Поэтов меж собой связует», где стрелками показаны непосредственные синтаксиче­ские зависимости.

На рисунке 1.1.2 изображена структура молекулы воды. На рисунке 1.1.3 изображена структура локальной сети, организованной по кольцевому принципу.



Рис. 1.1.1. Структура Рис. 1.1.2. Рис. 1.1.3. Кольцевая

фразы Структура структура локальной

молекулы воды сети

В рамках одной и той же системы в зависимости от реша­емой задачи (поставленной цели исследования) можно выде­лить различные структуры, то есть по-разному провести структуризацию.

Пример. Структурной единицей (элементом) предприятия может быть как цех, так и участок или рабочее место; соответ­ственно меняются и виды связей.

Пример. В системе «школа» можно выделить структуру управле­ния (модель этой структуры представлена на рисунке 1.1.4), структуру параллелей классов (рисунок 1.1.5), структуру профильных классов (рисунок 1.1.6) и др.



Рис. 1.1.4. Фрагмент структуры управления школой



Рис. 1.1.5. Структура «параллелей» школы

Профили		Ступени
	Начальная школа	Среднее звено	Старшие классы
Общеобразовательные классы	1а 2а За 16 26 36	5а 6а 7а 8а 9а 56 66 76
Физико-математические классы		5в 86 96	10а 11а
Классы гуманитарного профиля		6в 7в 8в 9в	106
Классы, занимающиеся по профилю «Информационные техонлогии»	1в	8г9г	10в Ив