Прикладная информатика

УДК 004.9(075.8)
ББК
32.81
П75

П75
Прикладная информатика : учеб. пособие / Г. В. Алехина, Д. В. Денисов, В. В. Дик [и др.]; под ред. Д. В. Денисова. — М.: Московский
финансово-промышленный университет «Синергия», 2012. — 624 с.
(Сдаем госэкзамен).
ISBN 978-5-4257-0067-4

Учебное пособие предназначено для подготовки к сдаче государственного экзамена по специальностям «Информационные системы и технологии»
и «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных
систем».

УДК 004.9(075.8)
ББК 32.81

ISBN 978-5-4257-0067-4

© Коллектив авторов, 2012
© Московский финансово-промышленный университет
«Синергия», 2012

Алехина Гелена Васильевна, Годин Игорь Михайлович,
Денисов Денис Владимирович, Дик Владимир Владимирович,
Красильникова Елизавета Викторовна, Крылова Елена Викторовна,
Лужецкий Михаил Георгиевич, Прокимнов Николай Николаевич,
Ребус Наталья Анатольевна, Тарарук Юрий Олегович,
Тимошин Петр Александрович

ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА

Учебное пособие

Формат издания 60901/16.
Печать офсетная. Гарнитура Miniature.
Печ. л. 39,0. Тираж 1000 экз.

Корректоры
И. С. Булина, И. Ф. Козлова, Ф. М. Шагиахметов
Компьютерная верстка
Н.В. Зимина, В. С. Чукашев
Дизайн обложки НТБСофт

Московский финансово-промышленный университет «Синергия»
125190, Москва, Ленинградский просп., д. 80, корп. Г, оф. 509
Тел.: (495) 987-43-74
e-mail: book@mfpa.ru
www.book.mfpa.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ НА ЗНАНИЕ БАЗОВЫХ ПОНЯТИЙ
И ПРИНЦИПОВ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
1. Понятия: данные, информация, знания. Свойства информации . . . . . . .
7
2. Понятие файловой системы. Отличие файловых систем друг от друга
. . . .
14
3. Обработка файлов в ПК. Процессы. Создание и завершение процесса. Приоритеты процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
4. Основные понятия, этапы и перспективы развития вычислительной техники
41
5. Компьютерные вирусы: определение, классификация по среде «обитания»
и способам заражения
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
6. Представление данных в ПК. Системы счисления и единицы измерения информации
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
7. Обзор и особенности версий MS Windows
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
8. Основные требования, предъявляемые к современным операционным системам
95
9. Основные принципы построения компьютерных сетей . . . . . . . . . . . .
102
10. Типы локальных сетей. Методы доступа к передающей среде в локальных сетях
116
11. Машинозависимые и машинонезависимые свойства ОС
. . . . . . . . . . .
131
12. Базовые компоненты универсального компьютера архитектуры Джона фон
Неймана. Классификация вычислительных систем и ЭВМ
. . . . . . . . . .
134
13. Общие принципы подключения и классификация периферийных устройств
139
14. Накопители на магнитных носителях: устройство и принципы хранения данных
145
15. Накопители на оптических носителях: устройство и принципы хранения данных
154
16. Свет как физическое явление. Видеосистемы: состав и основные принципы работы
161
17. Ресурсо- и энергосберегающие технологии использования вычислительной
техники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
167
18. Физическая природа звука. Принципы восприятия звука человеком. Акустические системы и звуковые карты
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
174
19. Устройство системного блока. Типы корпусов и блоков питания
. . . . . .
182
20. Устройство и параметры материнской платы. Назначение устройств, размещаемых на материнской плате
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
191
21. Устройство и параметры микропроцессоров. Понятие конвейеризации. Системы
команд и прерываний. Современные модели микропроцессоров для ПК . . .
200
22. Нестандартные периферийные устройства: классификация, назначение и параметры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
211
23. Указатели и адресная арифметика в языках программирования высокого уровня
223
24. Коммуникационные устройства. Цифровые и аналоговые модемы
. . . . . .
227
25. Организация и устройство оперативной памяти в ПК
. . . . . . . . . . . .
233
26. Принтеры и плоттеры: классификация, параметры и принципы работы
. .
248
27. Алгоритмизация вычислительных процессов. Способы представления и канонические структуры алгоритмов
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
258
28. Управляющие конструкции алгоритмического языка. Основные структуры
алгоритмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
264

Содержание

29. Понятие и типы переменных в языках программирования высокого уровня
270
30. Использование функций в языках программирования высокого уровня: правила записи, вызова и передачи параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . .
283
31. Операторы управления (условные операторы, операторы цикла) в языках
программирования высокого уровня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
285
32. Структуры в языках программирования высокого уровня. Обращение к полям структуры
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
292
33. Массивы в языках программирования высокого уровня
. . . . . . . . . . .
301
34. Основные понятия и показатели надежности ИС, свойства ИС, определяющие
степень ее надежности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
304
35. Понятие отказов ИС и их классификация
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
307
36. Показатели надежности невосстанавливаемых (неремонтируемых) и восстанавливаемых (ремонтируемых) систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
308
37. Понятие модели. Классификация моделей. Требования к моделям. Примеры
областей применения
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
314
38. Имитационная модель. Граф модели. Узел, транзакт, ресурс. Основные узлы
системы Pilgrim
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
323
39. Модели систем массового обслуживания. Модель одноканальной СМО с неограниченной очередью. Формула Полачека—Хинчина. Анализ формулы
. .
339
40. Замкнутые модели корпоративных информационных систем. Приемы получения нестандартных выходных параметров в системе Pilgrim . . . . . . . .
348
41. Управление. Цель управления. Аксиомы управления
. . . . . . . . . . . . .
354
42. Системы с управлением. Типы. Классификация . . . . . . . . . . . . . . . .
362
43. Клиент-серверная и файл-серверная технологии. Выделенные серверы . . . .
371
44. Программы сжатия данных: возможности и принципы работы
. . . . . . .
377

Раздел 2

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ НА ЗНАНИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ
ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИН ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
И СПЕЦИАЛЬНОГО ЦИКЛОВ И ДИСЦИПЛИН СПЕЦИАЛИЗАЦИИ
1. Сетевые протоколы в Internet и принципы сетевых взаимодействий через сеть
Internet между прикладным программным обеспечением в соответствии с моделью OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
396
2. Информационный менеджмент и место IT-менеджера на предприятии
. . . .
409
3. Понятие информационного пространства и его структура: информационные
ресурсы предприятия, средства и технологии информационных взаимодействий, информационная инфраструктура. Пример информационного пространства предприятия
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
413
4. Стратегии внедрения информационных систем. Факторы, влияющие на выбор стратегии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
417
5. Стратегии автоматизации деятельности компании
. . . . . . . . . . . . . .
424
6. Адресация в сети Internet и служба доменных имен (DNS): IP адреса и управление ими, служба DNS и ее эволюция, протокол DNS и технология его работы
439

Содержание 5

7. Проектное управление в сфере ИТ. Виды проектов разработки и внедрения
ИС. Команда ИТ-проекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
451
8. Стандарт ITSM (IT Service Management): назначение, основные сервисы, типовая модель функционирования IT-службы . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
464
9. Корпоративные информационные системы: понятие, составляющие, классификация
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
477
10. Стандарты MRP, MRP II, ERP, ERP II: основные принципы, применение
. . . .
486
11. Жизненный цикл разработки программного обеспечения. Модели жизненного цикла разработки программного обеспечения
. . . . . . . . . . . . . . .
493
12. Организация выбора (обследование предприятия и анализ рынка ПО) и приобретения ИС на предприятии (способы приобретения)
. . . . . . . . . . .
502
13. Системы управления базами данных: классификация, возможности и тенденции развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
510
14. Управление ИТ-рисками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
523
15. Структуры и модели данных (реляционная, иерархическая, сетевая) . . . . .
534

Раздел 3

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
1. Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую . . . . .
551
2. Выполнение арифметических действий (сложение, вычитание, умножение
и деление) над числами в двоичной системе счисления . . . . . . . . . . . .
554
3. Выбор совместимых комплектующих из предложенного списка . . . . . . .
560
4. Определение типа архитектуры вычислительной системы (по классификации
Флинна)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
561
5. Определение типа микропроцессора по представленному описанию системы
его команд
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
564
6. Определение принципа действия представленной ЭВМ . . . . . . . . . . . .
565
7. Определение типа топологии информационно-вычислительной сети
. . . .
566
8. Описание технических параметров комплектующего по данным прайс-листа
577
9. Представление схемы топологии интерфейса USB
. . . . . . . . . . . . . .
578
10. Представление схемы интерфейсной системы ПК . . . . . . . . . . . . . . .
579
11. Определение технических параметров ПК в соответствии с его типом (сервер,
домашний ПК и т. д.)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
581
12. Расчет объема графического файла по представленным данным . . . . . . .
582
13. Расчет объема звукового файла по представленным данным . . . . . . . . .
582

Раздел 4

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ НА ПОНИМАНИЕ ТЕРМИНОЛОГИИ,
ПОНЯТИЙ И ПРИНЦИПОВ ПО ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
СПЕЦИАЛЬНОСТИ (ДЛЯ СТУДЕНТОВ ДНЕВНОЙ ПРОГРАММЫ ОБУЧЕНИЯ)
1. Как повлияет на надежность системы, состоящей из последовательно соединенных равнонадежных элементов, введение еще одного последовательного
элемента с такой же надежностью? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . .
583

Содержание

2.
Как повлияет на надежность системы, состоящей из параллельного соединенных равнонадежных элементов, параллельное введение еще одного элемента
с такой же надежностью? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
583
3. Какой закон — Вейбулла или экспоненциальный — следует использовать для
оценки надежности системы в период нормальной эксплуатации? Обоснуйте
ответ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
584
4. Какой из двух подходов к анализу данных (построение регламентированных
отчетов или Data Mining) обеспечивает более широкие возможности? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
585
5. Какой из двух типов сетей (одноранговые сети или сети на основе сервера) целесообразно использовать для обеспечения полного контроля над всеми рабочими местами? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
590
6. Какой из двух типов сетей (одноранговые сети или сети на основе сервера) целесообразно использовать для объединения небольшого числа компьютеров
при отсутствии строгой защиты данных? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . .
594
7. Для какого из распределений времени обслуживания — детерминированного
или экспоненциального — средний размер очереди в одноканальной системе
массового обслуживания больше? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . .
595
8. Как соотносятся такие классы систем, как BPM и BPI? Обоснуйте ответ . . .
596
9. Как связаны информационные технологии и TQM? Обоснуйте ответ . . . .
601
10. В чем заключается суть технологии CRM? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . .
610
11. Может ли пользователь самостоятельно осуществлять калибровку сканера?
Обоснуйте ответ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
620
12. Нарушает ли производство интегрированных материнских плат принципы
открытой архитектуры? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
621
13. Может ли пользователь смостоятельно осуществлять калибровку монитора?
621
14. Целесообразно ли приобретать комплектующее в OEM-исполнении для сборки ПК компьютерной компанией? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . .
621
15. Целесообразно ли приобретать комплектующее в Retail-исполнении для сборки ПК компьютерной компанией? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . .
622
16. Для повышения быстродействия системы необходимо установить оперативную память с синхронным или асинхронным интерфейсом? Обоснуйте ответ.
622
17. Для повышения быстродействия системы целесообразно использовать статическую или динамическую оперативную память? Обоснуйте ответ . . . . . .
622
18. При разработке операционных систем учитываются архитектурные или микроархитектурные особенности процессоров? Обоснуйте ответ . . . . . . . .
622
19. Какой источник бесперебойного питания (постоянно действующий или интерактивный) следует установить для повышения отказоустойчивости вычислительной системы? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
623
20. Какую пропускную способность (симметричную или асимметричную) выгоднее использовать при доступе к сети Internet через цифровой модем? Обоснуйте ответ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
624

Раздел 1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ НА ЗНАНИЕ
БАЗОВЫХПОНЯТИЙИПРИНЦИПОВПОСПЕЦИАЛЬНОСТИ

1. Понятия: данные, информация, знания.
Свойства информации

На практике часто отождествляются определения таких понятий, как
«информация», «данные», «знания». Однако эти понятия необходимо различать.
Данные несут в себе сведения о событиях, произошедших в материальном мире, и являются регистрацией сигналов, возникших в результате
этих событий. Однако данные не тождественны информации. Станут ли
данные информацией, зависит от того, известен ли метод преобразования
данных в известные понятия.

Пример
Мы можем услышать речь человека, обращающегося к нам, говорящего на иностранном и не знакомом нам языке. С одной стороны,
мы получаем от него данные в виде звуков, но с другой стороны —
никакой информации от него мы получить не смогли, так как не сумели понять передаваемые нам данные. Они для нас были закодированы, а метода раскодирования мы не знали.

По своей природе данные являются объективными, так как это результат регистрации объективно существующих сигналов, вызванных изменениями в материальных телах или полях. Например, к данным можно
отнести следующее: 45, 12, 8, red и т. д.
Методы преобразования данных в информацию являются субъективными. В основе методов лежат алгоритмы (упорядоченные последовательности
команд), составленные и подготовленные людьми (субъектами). Например,
к методам можно отнести: алгоритм (последовательность действий) перевода с одного иностранного языка на другой, алгоритм распознавания последовательности символов и преобразования их в слова и т. д.

Пример
Когда мы видим 45, 12, 8, red и т. д., то можно утверждать, что
мы имеем дело с данными. В том случае, когда видим 45 кг, 12 лет, 8 м,
red красный, то мы имеем дело с информацией, так как примени

тельно к данным нами использовался соответствующий метод их восприятия: что-то взвесили, определили возраст, измерили длину, перевели иностранное слово на понятный нам язык.
Одни и те же данные могут в момент потребления представлять разную информацию в зависимости от степени адекватности (соответствия)
взаимодействующих с ними методов.

Пример
С одной стороны, 45 кг — это информация. Но с другой стороны,
мы не можем в данный момент сказать, чего именно 45 кг. Это может
быть вес человека, вес коробки, вес мешка с мукой или сахаром. И в этой
ситуации только что полученная нами информация может опять превратиться в данные (так как требуется очередной метод уточнения полученных
сигналов). Если нас интересует вес, который может выдержать мост, то
45 кг для нас будет информацией (так как в данном случае не важно, к чему
именно относится этот вес). Если же мы решили варить варенье, то 45 кг
для нас станут данными, так как требуется дальнейшее уточнение, к чему именно эти килограммы относятся — к ягодам, сахарному песку и т. д. (рис. 1).

Рис. 1. Схема, иллюстрирующая особенности сущности информации

Теперь охарактеризуем знания. Прежде всего, у каждого из нас есть
индивидуальный способ их применения. Например, таблицу умножения,
которую мы изучаем в начальной школе, применяем на протяжении последующей жизни при решении самых разнообразных по сложности задач. Кроме того, знания должны быть структурированы, взаимосвязаны
между собой, не быть хаотичными, фрагментарными. Очень важно постоянно пополнять уже накопленные знания.
Получая информацию, пользователь превращает ее путем интеллектуального усвоения в свои личностные знания. В превращении информации в знание участвует целый ряд закономерностей, регулирующих деятельность мозга, и различных психических процессов, а также разнообразных правил, включающих знание системы общественных связей, —

8 Раздел 1. Теоретические вопросы на знание базовых понятий по специальности

культурный контекст определенной эпохи. Благодаря этому знание становится достоянием общества, а не только отдельных индивидов. Между
информацией и знаниями имеется разрыв. Человек должен творчески перерабатывать информацию, чтобы получить новые знания.
Таким образом, учитывая вышеизложенное, можно сформулировать
следующие определения.

Данные представляют собой фиксируемые в виде определенных
сигналов воспринимаемые факты окружающего мира.

Информация — данные, определенным образом организованные,
имеющие смысл, значение и ценность для своего потребителя и необходимые для принятия им решений, а также реализации других
функций и действий.

Источники информации — предметы или устройства, от которых
человек может получить информацию.

Рис. 2. Схема, иллюстрирующая основные понятия

1. Понятия: данные, информация, знания. Свойства информации 9

Приемники информации — предметы или устройства, которые могут получать информацию.

Знания — результаты решения задач, истинная, проверенная информация (сведения), обобщенная в виде законов, теорий, совокупностей взглядов и понятий.

На рис. 2 в виде схемы проиллюстрированы основные перечисленные
выше понятия.
Схема взаимосвязи таких понятий, как «данные», «информация»,
«знания», представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема взаимосвязи понятий «данные», «информация», «знания»

Пример
Информация, данные и знания используются постоянно. В данный момент, когда вы читаете это пособие, вы получаете новые зна
10 Раздел 1. Теоретические вопросы на знание базовых понятий по специальности