Опорные конспекты по учебной дисциплине «Информационные технологии»

Министерство образования и науки Самарской области

Министерство имущественных отношений Самарской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Чапаевский губернский колледж»

ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «Информационные технологии»

(Раздел 1. 1 Понятие информации и информационных технологий)

специальность230115 Программирование в компьютерных системах

Чапаевск, 2014 год

Публикуется на основании решения

Методического совета

протокол № 2 от 10.01 2014

Автор: Дикова В.Г., преподаватель общепрофессиональных и специальных дисциплин ГБОУ СПО «Чапаевский губернский колледж»

Редактор: Следкова М.П., заместитель директора по учебно-методической работе образовательной программы среднего профессионального образования ГБОУ СПО «Чапаевский губернский колледж»

Рецензент: Орлова Н.Н., старший преподаватель кафедры высшей математики и информатики СФ ГБОУ ВПО «Московский городской педагогический институт»

Опорные конспекты предназначены для студентов специальности 230115 Программирование в компьютерных системах при изучении основных понятий информатики и информационных технологий. Опорные конспекты составлены на основе учебников, рекомендуемых программой, и информационных Интернет-ресурсов в строгой последовательности и структурированности изложения материала. Опорные конспекты содержат теоретический материал, представленный в виде схем и таблиц, и предназначены для подготовки студентов к учебным занятиям по учебной дисциплине «Информационные технологии».

Содержание

Стр.

Пояснительная записка

4

Тема 1.1 Информация и информационные технологии

5

Тема 1.2 Технология сбора, хранения, передачи и представления информации

7

Тема 1.3 Классификация информационных технологий по сферам применения

9

Контрольные вопросы

20

Список источников и литературы

21

Пояснительная записка

Опорные конспекты разработаны в помощь студентам специальности 230115 Программирование в компьютерных системах и служат «опорой» для подготовки студентов к учебным занятиям и разного вида аттестациям.

При разработке опорных конспектов учитывались требования к результатам освоения учебной дисциплины, сформулированные в ФГОС СПО III поколения.

В результате освоения раздела обучающийся должен овладеть общими и профессиональными компетенциями, а также

уметь:

• применять мультимедийные технологии обработки и представления информации;

• обрабатывать экономическую и статистическую информацию, используя современные программные средства.

знать:

• назначение и виды информационных технологий;

• технологии сбора, накопления, обработки, передачи и распространения информации;

• состав, структуру, принципы реализации и функционирования информационных технологий;

• базовые и прикладные информационные технологии;

• инструментальные средства информационных технологий.

Для осуществления самоконтроля студентам предлагается ответить на контрольные вопросы.

Раздел 1. Понятие информации и ИТ

Тема 1.1. Информация и информационные технологии

Под технологией материального производства понимают совокупность средств и методов обработки, изготовления, изменения со­стояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первона­чальное состояние материи в целях получения материального продукта.

Информационная технология (ИТ) - совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной инфор­мации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления -информационного продукта (рис. 1).

Рис. 1 Информационная технология как аналог технологии переработки материальных ресурсов

В таблице 1приведены основные компоненты обоих видов технологий.

Таблица 1

Сопоставление основных компонентов технологий

Компоненты технологий для производства продуктов

материальных

информационных

Подготовка сырья и материалов.

Производство материального продукта.

Сбыт произведенных продуктов потребителям.

Сбор данных или первичной информации.

Обработка данных и получение результатной инфор­мации.

Передача результатной информации пользователю для принятия на ее основе решений.

Технологический процесс переработки информации можно представить в виде иерархической структуры по уровням.

Составляющие информационных технологий представлены на схеме:

Новая информационная технология - информационная технология с "дружественным" интерфейсом работы пользователя, использующая персо­нальные компьютеры и телекоммуникационные средства.

В таблице 2 представлены основные характеристики новой информационной технологии.

Таблица 2

Основные характеристики новой информационной технологии

Методология

Основной признак

Результат

Принципиально новые средства обработки информации.

Целостные технологические сис­темы.

Целенаправленные создание, пере­дача, хранение и отображение ин­формации.

"Встраивание" в технологию уп­равления.

Интеграция функций специалис­тов и менеджеров.

Учет закономерностей социальной среды.

Новая технология коммуникаций.

Новая технология обработки ин­формации.

Новая технология принятия уп­равленческих решений.

Тема 1.2. Технология сбора, хранения, передачи и представления информации

Информация не существует сама по себе, она формируется в результате информационных процессов (рис.2):

Рис. 2 Основные виды информационных процессов

Наиболее значимым, безусловно, является процесс передачи информации, в этом и есть ее предназначение.

Рассмотрим процесс передачи и преобразования информации по техническим каналам связи, схемы которых предложил американский специалист в области информационных технологий Клод Шеннон (рис.3-5):

Рис. 3 Процесс передачи информации по техническим каналам связи

Рис. 4 Процесс преобразования информации в данные

Рис.5 Передача данных по каналу связи

Обработка информации - это преобразование ее из одного вида в другой по строгим формальным правилам. Алгоритм исследования процесса обработки информации:

 Общая схема процесса обработки информации.

 Постановка задачи обработки.

 Исполнитель обработки.

 Алгоритм обработки.

 Типовые задачи обработки информации.

Схема обработки информации:

Исходная информация - исполнитель обработки - итоговая информация.

Процесс обработки информации представлен на рисунке 6:

Рис. 6 Обобщенная схема технологического процесса обработки информации

Тема 1.3. Классификация информационных технологий по сферам применения

Каждый вид информационной технологии данного класса удобно анализировать по структурной схеме ее компонентов.

Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда (рис.7):

Рис. 7 Основные компоненты информационной технологии обработки данных

Информационная технология управления предназначена для удовлетворения информацион­ных потребностей всех без исключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений.

Основные компоненты информационной технологии управления показаны на рисунке 8.

Входная информация поступает из систем операционного уровня. Выходная информа­ция формируется в виде управленческих отчетов в удобном для принятия реше­ния виде.

Рис. 8 Основные компоненты информационной технологии управления

Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой техноло­гии, происходит в результате итерационного процесса (рис. 9), в котором участвуют:

• система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управ­ления;

• человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее получен­ный результат вычислений на компьютере.

Рис. 9 Информационная технология поддержки принятия решений как итерационный процесс

Структура системы поддержки принятия решений (рис. 10):

Рис. 10 Основные компоненты информационной технологии поддержки принятия решений

База моделей является основной составляющей данной информационной технологии. Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в систе­мах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений.

Информационная технология автоматизированного офиса - организа­ция и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.

В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компью­теров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматиза­ции офиса: текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, электронный календарь, аудиопочта, компьютерные и телеконференции, видеотекст, хранение изображе­ний, а также специализированные программы управленческой деятельности: ведения доку­ментов, контроля за исполнением приказов и т.д.

Автоматизацию офиса дополняют некомпьютерные средства: аудио- и видеоконференции, факсимильная связь, ксерокс и другие средства оргтехники.

Автоматизация офиса (рис.11) призвана не заменить существующую традиционную систему коммуникации персонала (с ее совещаниями, телефонными звонками и приказами), а лишь дополнить ее. Совместное использование этих систем обеспечивает рациональную автоматизацию управленческого труда и наилучшее обеспечение управленцев инфор­мацией.

Рис. 11 Основные компоненты автоматизации офиса

В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компью­теров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматиза­ции офиса: текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, электронный календарь, аудиопочта, компьютерные и телеконференции, видеотекст, хранение изображе­ний, а также специализированные программы управленческой деятельности: ведения доку­ментов, контроля за исполнением приказов и т.д.

Автоматизацию офиса дополняют некомпьютерные средства: аудио- и видеоконференции, факсимильная связь, ксерокс и другие средства оргтехники.

Информационная технология экспертных систем (ЭС) основана на использовании элементов искусственного ин­теллекта. Экспертные системы дают возможность специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, на основе которых этими системами накоплены знания.

Экспертные системы создаются для решения разного рода задач профессиональной деятельности человека, и в зависимости от этого выполняют разные функции. Классификация ЭС приведена в таблице 3.

Таблица 3

Виды ЭС по классу решаемых задач

Класс задач

Назначение

ЭС в задачах интерпретации

используют инфор­мацию от датчиков для описания ситуации

ЭС в задачах прогнозирования

определяют вероятные последствия за­данных ситуаций

ЭС в задачах диагностики

используют описания ситуаций, ха­рактеристики поведения или знания о конструкции компонент, чтобы установить вероятные причины неправильного функционирования ди­агностируемой системы

ЭС в задачах проектирования

разрабатывают конфигурации объектов с учетом набора ограничений, присущих проблеме

ЭС в задачах наблюдения

сравнивают действительное поведение с ожидаемым поведением системы

ЭС в задачах отладки

находят рецепты для исправления непра­вильного поведения устройств

ЭС в задачах ремонта аппаратуры

следуют плану, который предписывает не­которые рецепты восстановления

Типовая структура экспертной системы представлена на рисунке 12:

Рис. 12 Типовая структура экспертной системы

Информационные технологии в обучении

Автоматизированная обучающая система (АОС) - комплекс программных, технических и учебно-методических средств, предназначенных для активного индивидуального обучения человека на основе программного управления этим обучением.

Технические возможности персонального компьютера, если компьютер исполь­зуется как обучающее средство, позволяют:

• активизировать учебный процесс;

• индивидуализировать обучение;

• повысить наглядность в предъявлении материала;

• сместить акценты от теоретических знаний к практическим;

• повысить интерес студентов к обучению.

Выделяют четыре типа обучающих программ, которые отражены в таблице 4:

Таблица 4

Типы обучающих программ и их назначение

Тренировочные и контролирующие

Предназначены для закрепления практических умений. Эти программы в случайной последовательности предлагают студенту вопросы и задачи и подсчитывают количество правильно и неправильно решенных задач. При непра­вильном ответе можно получить помощь в виде подсказки.

наставнические

Задачи и вопросы служат в этих программах для организации человеко-машинного диалога, для управления ходом обучения.

имитационные и моделирующие

Такие программы дают возможность наблюдать на экране дисплея некоторый процесс, влияя на его ход подачей команды с клавиатуры, меняющей значения параметров.

развивающие игры

Предоставляют в распоряжение обучающихся некоторую воображаемую среду, существующий только в компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств их реализации.

Обучение - многогранный процесс, и контроль знаний - лишь одна из его сто­рон. Однако именно в ней компьютерные технологии продвинулись максимально далеко, и среди них тестирование играет ведущую роль.

Типы компьютерных тестовых заданий определяются способами однозначного распозна­вания ответных действий тестируемого.

1. Типы тестовых заданий по блоку «знания»:

• вопросы альтернативные (требуют ответа да - нет);

• вопросы с выбором (ответ из набора вариантов),

• вопросы информативные на знание фактов (где, когда, сколько);

• вопросы на знание фактов, имеющих формализованную структуру (в виде информационной модели или схемы знаний),

• вопросы по темам, где имеются однозначные общепринятые знаковые мо­дели: математические формулы, законы, предикатные представления, таб­лицы;

• вопросы, ответы на которые можно контролировать по набору ключевых слов;

• вопросы, ответы на которые можно распознавать каким-либо методом од­нозначно.

2. Типы тестовых заданий по блоку «практические умения». Ис­пользуют нестандартные алгоритмы и задачи предметной области при контроле времени их решения:

• задания на нестандартные алгоритмы (альтернативные да - нет, выбор из набора вариантов);

• выполнение действия.

Выбор типов тестов определяется

• особенностями инструментальных тестовых программ (тестовыми оболочками);

• особенностями предметной области;

• опытом и мастерством экспертов.

Технология автоматизированных систем научных исследований

Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) представляют собой программно-аппаратные комплексы, обрабатывающие данные, поступающие от различного рода экспериментальных установок и измерительных приборов, и на основе их анализа облегчающие обнаружение новых эффектов и закономерностей (рис. 13).

Рис. 13 Типовая структура АСНИ

АСНИ получили широкое распространение в молекулярной химии, минерало­гии, биохимии, физике элементарных частиц и многих других науках.

Системы автоматизированного проектирования

Система автоматизированного проектирования (САПР) - комплекс программных и аппаратных средств, предназначенных для автоматизации процесса проектирования человеком технических изделий или продуктов интеллектуальной деятельности.

Геоинформационные системы и технологии

Геоинформационные системы (ГИС) и ГИС-технологии объединяют компьютерную картографию и системы управления базами данных. Концепция технологии ГИС состоит в создании многослойной элек­тронной карты, опорный слой которой описывает географию террито­рии, а каждый из остальных слоев - один из аспектов состояния терри­тории. Тем самым ГИС-технологии определяют специфическую область работы с информацией.

Технологии распределенных вычислений (РВ)

Контрольные вопросы

1. Информация. Единицы измерения количества информации.

2. Информационные процессы. Хранение, передача и обработка информации.

3. Представление данных в памяти персонального компьютера (числа, символы, графика, звук).

4. Понятие информационной системы. Процессы, происходящие в информационной системе.

5. Основные компоненты информационной системы.

6. Понятие информационной технологии. Составляющие информационной технологии.

7. Инструментарий информационной технологии.

8. Этапы развития информационных технологий.

9. Новые информационные технологии. Понятие дружественного интерфейса.

10. Аппаратные средства информационных технологий.

11. Классификация видов информационных технологий.

12. Информационная технология обработки данных - характеристика основных компонентов в соответствии со структурной схемой.

13. Автоматизированные рабочие места. Систематизация автоматизированного рабочего места.

14. Информационная технология управления -характеристика основных компонентов в соответствии со структурной схемой.

15. Информационная технология автоматизации офиса - характеристика основных компонентов в соответствии со структурной схемой.

16. Информационная технология экспертных систем- характеристика основных компонентов в соответствии со структурной схемой.

Список источников и литературы

1. Острейковский В.А., Полякова И.В. Информатика. Теория и практика. [Текст]: Учебник. / Острейковский В.А., Полякова И.В. М.: Оникс, 2008. - 608 с.

2. Романова Ю.Д. Информатика и информационные технологии. Конспект лекций. [Текст]: Учебник / Романова Ю.Д. 2-е изд. М.: Эксмо, 2009. - 320с.

3.Информационные технологии [Электронный ресурс] //Википедия: [Web-сайт]. <ru.wikipedia.org/wiki/IT> 7.05.2011.