Информатика

ИНФОРМАТИКА

УЧЕБНИК

6-е издание

Москва
ИНФРАМ
2016

Министерство образования и науки Российской Федерации

В.А. КАЙМИН

Рекомендовано 
Министерством образования 
Российской Федерации в качестве учебника 
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по естественнонаучным 
направлениям и специальностям

УДК 004(075.8)
ББК 22.18я73
       К15

А в т о р :
Каймин Виталий Адольфович — профессор, д-р комп. наук, магистр 
права, действительный член Международной академии информатизации

Каймин В.А.
Информатика: Учебник. — 6е изд. — М.: ИНФРАМ, 2016. — 
285 с. — (Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-516010876-6 (print)
ISBN 978-5-16-102877-3 (online)

В учебнике изложены современные основы информатики как 
компьютерной науки — работа на персональных ЭВМ, в сети Интернет, техника работы с офисными пакетами программ в Windows 
и Linux, с редакторами текстов, электронными таблицами, базами 
данных, а также технология решения задач на ЭВМ с современными 
языками программирования.
Учебнику присуждено первое место по разделу «Информатика» 
на конкурсе вузовских учебников Министерством образования Российской Федерации в 1999 г.
Рекомендован Министерством образования Российской Федерации для студентов высших учебных заведений.

УДК 004(075.8) 
ББК 22.18я73

К15

ISBN 978-516010876-6 (print) 
© Каймин В.А., 2001, 2002, 2003, 
ISBN 978-5-16-102877-3 (online)  
2004, 2006, 2010        

Введение

Информатика — это наука о накоплении, обработке и передаче
информации в ЭВМ, а также информационная индустрия, связанная
с использованием компьютеров и сети Интернет. Развитие бизнеса,
образования, промышленности и общества во многом зависит от развития Интернета и новейших технологий.
В сети Интернет в настоящее время уже установлено более 50 миллионов серверов, которые доступны с любого персонального компьютера. Общий объем информации в Интернете превышает более триллиона страниц и удваивается каждые полгода.
Академик Глушков еще в 80-х годах говорил о компьютерной
грамотности, что «человек ХХI века, который не будет уметь пользоваться ЭВМ, будет подобен человеку ХХ века, не умевшему ни читать,
ни писать».
Любой человек в возрасте от 6 до 65 лет может освоить работу на
компьютере и в Интернете за считанные дни. Минимальные требования — умения читать и писать, а также искать информацию в книгах
и каталогах.
Если обычная грамотность — это умение читать и писать на родном языке, то компьютерная грамотность — это умение читать и
писать с помощью ЭВМ. Для эффективной работы в международной
сети Интернет одной грамотности недостаточно.
Знакомство с Интернетом лучше всего приобрести работая на ЭВМ.
Для этого нужно иметь компьютер, подключенный к сети Интернет,
и путеводитель, позволяющий ориентироваться в глобальной компьютерной сети — поисковые системы Яндекс, Рамблер или Google.
Сеть Интернет зародилась в США в начале 70-х годов, а в 80-х годах
вышла за границы США и стала международной. По этим причинам
английский язык в Интернете с самого начала стал базовым международным языком, объединяющим людей из разных стран.
Сегодня 10 миллионов россиян являются активными пользователями Интернета. Согласно федеральной программе информатизации еще более 10 миллионов россиян в системе образования России
приобретут навыки работы в Интернете.
Этого достаточно для эффективного использования Интернета в
развитии бизнеса, науки, экономики и образования — основных
двигателей экономического прогресса и развития новой отечественной экономики.
Более 90% информации Интернета в настоящее время представлено на английском языке. Причина — более 60% сетевых ЭВМ, уста

новленных в Интернете, находится в США. Там же — основные производители ЭВМ и разработчики программного обеспечения.
Развитые страны уже приближаются к насыщению в развитии
компьютерных и информационных ресурсов Интернета, предоставляя развивающимся странам доступ к глобальным и национальным
информационным ресурсам.
Равные условия в получении образования и доступа к информационным ресурсам Интернета — новинкам науки, культуры, политики и экономики — это самое главное в том, что Интернет реально
открывает всем людям.
В Российской Федерации с 2008 г. персональные ЭВМ установлены во всех средних школах страны без исключения, что создало базу
для обучения компьютерной грамотности и доступа к Интернету всех
учащихся всех российских школ.
Инновациями системы российского образования стало внедрение в российских школах свободного открытого программного обеспечения, которое можно свободно устанавливать в школах, вузах,
офисах и дома на домашних компьютерах.
Работа в Интернете требует умений работать на персональных
компьютерах. Наиболее распространенной моделью персональных
компьютеров являются вычислительные машины IBM PC, выпускаемые в различных странах мира в виде ноутбуков и нетбуков.
Для усвоения навыков читать и писать на персональных компьютерах необходимо освоить возможности операционной системы
Windows или Linux,  а также свободных редакторов текстов и браузеров для поиска и просмотра информации в Интернете.
Для поиска информации в Интернете нужно освоить языки запросов к отечественным и международным поисковым системам, а также
уметь читать и интерпретировать результаты поиска информации на
русском и английском языках.
Ученые предупреждают: идет интенсивное развитие компьютерной
индустрии — каждые пять-шесть лет происходит смена ЭВМ, каждые
два-три года — смена программного обеспечения, а ресурсы Интернета
удваиваются два раза в год.
В настоящее время в мире из программного обеспечения на 52%
компьютеров используется операционная система Windows и на 32%
компьютеров — операционная система Linux.
По данным фирмы IBM — мирового лидера по производству
компьютеров — число пользователей Linux становится на 30% больше
каждый год. Со временем свободное программное обеспечение Linux
станет доминирующей на всем спектре ЭВМ — от карманных компьютеров до cупер-ЭВМ.

Информатике как науке и индустрии — пятьдесят лет. За это время
появилось и ушло в небытие четыре поколения ЭВМ, большое число
пакетов программ, операционных систем, устройств ввода, вывода,
перфокарты, перфоленты и магнитные диски.
Постоянная смена оборудования, пакетов программ, операционных систем, вал технических новинок, постоянные изменения происходят в информатике как индустрии все пятьдесят лет ее развития, а по прогнозам ученых, продлятся еще не менее 10–15 лет.
Неизменным в информатике остается базис — принципы организации и обработки данных в вычислительных машинах и сетях, опирающиеся на аппарат математической логики, теории алгоритмов и
дискретной математики.
Особенность информатики как учебной дисциплины состоит в том,
что решения всех учебных задач должны выполняться на ЭВМ
в виде файлов, рисунков, графиков, результатов вычисления или
обработки данных.
Изучение информатики как учебной дисциплины требует обязательной работы на ЭВМ в школе, вузе, на работе или дома. Для этого необходимы персональные компьютеры, свободное программное обеспечение и подключение к сети Интернет.
Сдача экзаменов и зачетов по информатике может и должна проводиться на ЭВМ. Соответственно, для подготовки к экзаменам и
зачетам по информатике практика работы на ЭВМ обязательна
(о чем должны подумать родители).
Простейшие задачи обработки данных на ЭВМ допускают решения с помощью свободных электронных таблиц и баз данных, имеющихся в операционных системах Windows и Linux. Наиболее распространены пока электронные коммерческие таблицы Excel и базы  данных Access.
Решение сложных задач на ЭВМ требует составления алгоритмов
и программ с применением языков программирования. Наибольшее
распространение для обучения информатике получили языки Бейсик
и Паскаль.
В учебном пособии содержится большое число задач, предлагавшихся на занятиях, экзаменах и олимпиадах по информатике в вузах
и школах. Решения всех сложных задач представлены в виде программ для ЭВМ с описаниями алгоритмов на русском языке.
Без понимания алгоритмов на родном русском языке понимание
логики работы программ и их составление без ошибок практически
невозможны, а отладка программ на ЭВМ и получение результатов решения задач становятся плохо осуществимы.

Все решения задач в учебнике представлены с полным комплектом описаний, позволяющих провести исчерпывающий анализ алгоритмов и программ с изложением доказательств их правильности.
Написание программ для ЭВМ иллюстрируется алгоритмами на
русском языке и использованием систематических методов составления программ, получивших распространение при обучении  информатике в российских школах и вузах.
Основная цель систематических методов — составление алгоритмов и программ с использованием родного языка и обязательным
анализом их правильности для завершения отладки программ на
ЭВМ.
Получение на ЭВМ правильных результатов — главная цель систематических методов составления алгоритмов и программ. Особенно важно это на зачетах и экзаменах по информатике и уж тем более
при решении задач на практике.
Опыт использования систематических методов показал, что все
студенты и школьники, разрабатывая программы вместе с описанием
алгоритмов на родном языке, почти всегда успешно завершают отладку программ на ЭВМ.
Информатику как учебную дисциплину проще всего изучать с
помощью средств Интернета и электронных учебников, доступных в
компьютерной сети, и свободных пакетов программ, которые можно загрузить через Интернет.
Настоящий учебник построен так, что по нему можно изучать
информатику и в школе, и в вузе, и даже дома с использованием
персональных компьютеров типа IBM PC c операционными системами Windows или Linux.
Самостоятельное обучение на ЭВМ требует наличия на домашнем
компьютере пакетов программ с операционными системами, редакторами текстов, системами программирования, а также электронных
учебников с тестами и контрольными вопросами.
Настоящий учебник имеет три версии: 1) бумажную, которую вы
держите в своих руках; 2) электронную, которая записана на компакт-диске; 3) сетевую, которую можно найти в Интернете по адресу: http://bak.boom.ru.
Электронные учебники к настоящему пособию можно найти в
Интернете. Эти учебники позволяют всем самостоятельно подготовиться к сдаче зачетов и экзаменов по информатике и сдать их на
оценки «отлично» или «хорошо» — по выбору.
Главная задача учебника во всех трех версиях — введение в возможности современных компьютеров и сети Интернет, которые

позволят освоить компьютерные средства и усвоить принципы эффективного поиска информации в Интернете.
Настоящий учебник был создан по результатам трех конкурсов
учебников по информатике 1987, 1995 и 1999 гг. Материалы учебника в течение 15 лет апробировались в вузах, школах и учебных центрах России, Казахстана и Украины.
Первое наше учебное пособие по информатике появилось в 1985 году
одновременно с выходом первого школьного учебника А.П. Ершова
по информатике, который был рассчитан на изучение информатики
без ЭВМ из-за отсутствия компьютеров в школах.
Первый наш учебник информатики был создан в 1987 г. и после
победы в конкурсе разошелся по школам нашей страны. Он был
рассчитан на обучение компьютерной грамотности и изучение информатики на отечественных персональных ЭВМ.
Феноменальны победы студентов России в Чемпионатах мира по
программированию, где стабильно лидируют команды университетов Москвы и Петербурга, систематически обыгрывая американские
университеты, которые с 2003 г. не входят даже в десятку лучших
команд.
Подготовка большого числа российских студентов-программистов
была бы невозможна без их обучения информатике в школах, где
они изучают основы программирования и технологию решения задач
на персональных ЭВМ.
Наш первый учебник до сих пор используется для обучения основам
информатики в школах Москвы и России, поскольку его содержание
соответствует обязательному минимуму обучения по информатике,
принятому в Российской Федерации в 2000 г.
После смены двух поколений персональных ЭВМ и трех операционных систем содержание информатики как учебной дисциплины
стабилизировалось. Курс информатики в школах Российской Федерации приобрел твердую основу.
Второй наш учебник, признанный одним из лучших на конкурсе
1995 г., был рассчитан на изучение основ информатики в школах и
вузах с обязательным решением задач и сдачей экзаменов на персональных ЭВМ.
Для данного учебника был создан «электронный учебник», который использовался для приема зачетов и экзаменов по курсу информатики на ЭВМ, а также для систематического контроля знаний
в течение учебного года.
Систематический контроль с использованием электронных и бумажных учебников привел к тому, что все студенты и школьники

после работы с ними на ЭВМ успешно сдавали все зачеты и экзамены
на «хорошо» и «отлично».
Все студенты и школьники при этом самостоятельно создавали
стихи, рисунки, базы данных, электронные калькуляции и программы
решения на ЭВМ самых различных задач с обоснованиями правильности получаемых результатов.
Настоящий учебник был признан победителем конкурса вузовских учебников по информатике в 1999 г. и рассчитан на изучение
работы на персональных ЭВМ в среде Интернета с наиболее современными операционными системами Windows и Linux.
В настоящем учебнике излагаются систематические методы решения задач с использованием языков программирования Бейсик и
Паскаль с обязательной проверкой их на ЭВМ на примерах школьных, вузовских и олимпиадных задач.
 Неслучайна статистика — регионы, где изучались систематические методы составления алгоритмов и программ, — Москва, Петербург, Самара, Саратов, Нижний Новгород, Вологда — оказались
лидерами Чемпионата мира по программированию.
Электронный учебник для настоящего учебника доступен всем в
Интернете по адресу: http://bak.boom.ru. По этому учебнику можно
познакомиться с контрольными вопросами по информатике и практикумом по Интернету.
Главная цель интернет-учебников по информатике в том, чтобы
студенты и школьники могли подготовиться к зачетам и экзаменам
по информатике, используя персональные компьютеры и сеть Интернет дома и в школе, используя свободное ПО.
Автор учебника выражает признательность учителям Москвы,
Подмосковья, Украины и России, оказавшим поддержку новым подходам к преподаванию курса информатики с использованием систематических методов решения задач.
Большой вклад в развитие курса информатики внесли мои соавторы — профессора В.М. Питеркин, Б.С. Касаев, А.М. Нечаев,
В.К. Титов, учителя и методисты — Т.В. Карасева, В.Ю. Куликова,
Е.М. Кузницкий, Н.Д. Угринович.
В создание и апробацию пакетов программ, компьютерных практикумов и электронных учебников большой вклад внесли ученики:
И.Е. Крылов, А.Г. Щеголев, С.В. Каймин, А.Г. Уртминцев, Н.Н. Тютюнников, М.Ю. Тэтюхин, Ю.Н. Горелов, Д.Н. Салатов.

Академик В.А. Каймин

ИНФОРМАЦИЯ И ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ЭВМ

1.1. Введение в информатику

Информатика как наука и индустрия связанна с использованием персональных компьютеров и сетей ЭВМ. В наступившем тысячелетии
бо´льшая часть информации, связанная с деятельностью людей, будет
храниться в памяти многочисленных ЭВМ.
Обработка, накопление и передача информации происходят не
только в ЭВМ, но и при общении людей, в технических устройствах
и в живых организмах. Новым инструментом передачи информации
в человеческом обществе стала сеть Интернет.
Интернет — это глобальная международная сеть ЭВМ, связывающая
компьютеры во всех странах и континентах, хранящая гигантские
объемы информации и дающая оперативный доступ к этой информации всем людям.
Слово информация происходит от латинского informatio, означающего сведения, разъяснения, пояснения. С содержательной точки
зрения информация — это сведения о ком-то или о чем-то.
Информация — это сведения о людях, предметах, фактах, событиях
и процессах, независимо от формы их представления. Данное определение зафиксировано в Законе «Об информации, информатизации
и защите информации», принятом в 1995 г.
Передача информации в общении людей — это передача сведений,
данных и сообщений. Передача информации в сети Интернет — это
обмен письмами и электронными документами между людьми и
компьютерами.
Любая совместная деятельность — работа, учеба, игра — построена
на обмене и передаче информации. Практически весь обмен информацией между людьми, находящимися в любом отдалении друг от
друга, может проходить через Интернет.

1

гл а в а

Для живых существ восприятие и передача информации в форме
сигналов — основное отличие от неодушевленных предметов. Языковая форма передачи знаковой информации — основное отличие людей
от других живых существ.
В жизни общества особую роль играют документы. Документ —
информация, зафиксированная на материальном носителе. Все документы и в Интернете, и в ЭВМ имеют электронную форму представления информации.
Возможность записи информации в письменном виде привела к
образованию библиотек, архивов, почтовых служб, а также бюрократии, деятельность которой состоит в накоплении, подготовке
и использовании текстов и документированной информации.
Документированная информация имеет юридическую силу и может
служить для фиксации различных событий, договоров и договоренностей между людьми. Документированная информация — основной вид информации, передаваемой в сети Интернет.
Использование письменности вызвало потребность в грамотных
людях, умеющих читать, писать и излагать свои мысли в письменном виде. В ХХ в. грамотность стала всеобщей — все люди во всех
странах обучаются читать и писать в школах.
Распространение персональных компьютеров и развитие глобальной
сети Интернет привели к возникновению современной формы —