Информатика

ИНФОРМАТИКА

Е.Л. ФЕДОТОВА

2-е издание, переработанное и дополненное

Рекомендовано Учебно-методическим советом
Нацио нального исследовательского университета «МИЭТ»
в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся 
по направлению подготовки бакалавров

Москва
ИНФРА-М
2022

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 004(075.8)
ББК 16я73
 
Ф34

Р е ц е н з е н т ы :
О.И. Лисов, профессор, доктор технических наук, профессор Института системной и программной инженерии и информационных 
технологий Национального исследовательского университета «Московский институт электронной техники»; 
Л.Г. Гагарина, профессор, доктор технических наук, директор Института системной и программной инженерии и информационных 
технологий Нацио нального исследовательского университета «Московский институт электронной техники» 

ISBN 978-5-16-016625-4 (print)
ISBN 978-5-16-109205-7 (online)

© Федотова Е.Л., 2011
© Федотова Е.Л., 2022, с изменениями

 Федотова Е.Л.
Ф34  
Информатика : учебное пособие / Е.Л. Федотова. — 2-е изд., перераб. 
и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 453 с. — (Высшее образование: 
Бакалавриат). — DOI 10.12737/1200564.

ISBN 978-5-16-016625-4 (print)
ISBN 978-5-16-109205-7 (online)
Приведены базовые понятия в области информатики, описаны основ ные 
категории аппаратных и программных средств вычислительной тех ники, 
принципы построения архитектуры вычислительных систем. Рассмотрены структурная организация данных и основы алгоритмизации, виды 
программного обеспечения, классификация информационных тех нологий 
и систем, современные системы автоматизации документооборо та и делопроизводства, основы построения систем искусственного интел лекта, геоинформационных систем, систем виртуальной реальности, а также основы 
информационной безопасности.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначено для студентов высших технических учебных заведений, изучающих дисциплину «Информатика», для преподавателей и специалистов, работающих в этой сфере, а также для тех, кто изучает данную 
предметную область самостоятельно.

УДК  004(075.8)
ББК 16я73

Список сокращений

АИС — автоматизированная информационная система
АРМ — автоматизированное рабочее место
АСУ — автоматизированная система управления
ЖК — жидкокристаллический
ООП — объектно ориентированное программирование
ООЯ — объектно ориентированный язык
ОС — операционная система
ОСРВ — операционная система реального времени
ПЗС — прибор с зарядовой связью
ПЗУ — постоянное запоминающее устройство
ПК — персо нальный компьютер
ПО — программное обеспечение
ППП — пакет прикладных программ
ПС — программное средство
ПЭВМ — персо нальная ЭВМ
СУБД — система управления базой данных
ЭЛТ — электронно-лучевая трубка
ЭС — экспертные системы

Предисловие

Модернизация высшего профессио нального образования оказывает влияние на организацию всей системы совершенствования 
образовательного процесса вуза, стимулирует поиски новых методов, средств, форм обучения, заставляет пересматривать содержание и ценностные приоритеты высшего профессио нального образования.
Основанием модернизации современной системы высшего 
профессио нального образования стала концепция образования 
ЮНЕСКО «Образование на протяжении всей жизни»1. В качестве 
факторов, влияющих на модернизацию, называются глобализация, 
демократизация, информатизация, поляризация, регио нализация 
образования и проблема формирования у студентов чувства национальной самоидентификации.
Развитие и включение в образовательные процессы синергетических представлений об открытости, изменяемости и необратимости мира, целостности и взаимосвязанности человека, природы 
и общества обусловливают переход от нормативного к открытому 
обучению, в центре которого находится человек с его неповторимостью как постоянный источник стихийности, неупорядоченности, 
непредсказуемости и в то же время — источник развития, нелинейного сталирующего роста.
В условиях глобализации и ускорения научно-технического развития с их новыми поставщиками образования, новыми учащимися 
и новыми формами обучения студентоцентрированное обучение 
и мобильность помогут студентам сформировать компетенции, необходимые им на меняющемся рынке труда, и позволят стать активными и ответственными гражданами; возникает необходимость 
постоянно реформировать учебные программы, обеспечивать возможность высококачественных, гибких и индивидуализированных 
образовательных траекторий, а также повышать качество преподавания учебных дисциплин.
Особую роль в повышении качества образования призвана 
сыграть его информатизация, понимаемая как создание педагогически спроектированной информационно-образовательной среды 
высшего учебного заведения, подключенной к мировому образова
1 
«Обучение на протяжении всей жизни» — на пути к реализации целей 
программы ЮНЕСКО «Образование для всех». Пятая междуна родная конференция, София, Болгария, 6–9 ноября 2002 г.

тельному пространству и удовлетворяющей культурно-образовательные потребности современного специалиста.
Компетентностный подход к обучению специалистов становится основным средством фундаментализации образования 
на современном этапе образования, позволяющим формировать 
общие виды деятельности у будущего специалиста, направленные 
на «объяснения мира» в контексте изучаемого учебного предмета 
или дисциплины.
Обучение в вузе нацелено на подготовку творческих выпускников, способных функционировать в обществе знаний и в полном 
объеме пользоваться преимуществами обучения в течение всей 
жизни путем избрания соответствующих образовательных траекторий.
Применение методов информатики и кибернетики как наук, 
исследующих проблемы производства и обращения информации, 
а также управления в информационной сфере, объясняется необходимостью изучения физических особенностей и свойств объектов 
информационных отношений — информации, информационных 
технологий и средств их обеспечения, информационных процессов 
и информационной безопасности.
Цель данного учебного пособия — помочь современному 
студенту научиться объединять теорию и практику в области 
профессио нальной подготовки, понимать важность абстракции 
и моделирования, приобретать знания в области информатики 
и современных информационных технологий и систем, представлять научную картину мира в информационной парадигме, уметь 
использовать аудиовизуальные, компьютерные и видеокомпьютерные технологии.
Пособие состоит из семнадцати глав. Рассмотрены базовые понятия в области информации, информатизации, информатики, информационных технологий и систем, синергетический подход в информатике и кибернетике, приведены основные принципы, методы 
и свойства информационных и коммуникационных технологий, 
обсуждаются прикладное программное обеспечение и информационные ресурсы в профессио нально-прикладной деятельности, прикладные информационные системы, системы искусственного интеллекта, системы виртуальной реальности, интернет-технологии, 
технология мультимедиа, проблемы формирования профессионального информационного пространства, вопросы информационной безопасности и защиты информации и пр.
Актуальной задачей на сегодняшний день для крупных предприятий и корпораций в информационном плане является обеспе

чение надежного управления всем объемом разнородных данных, 
которые порождаются, хранятся и используются в различных информационных системах, существующих на предприятии и связанных с информационной поддержкой продукции в течение ее 
жизненного цикла. Разнообразие задач, решаемых с помощью информационных систем, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки информации.
Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, которые обучаются по дисциплине «Информатика», направление подготовки бакалавров, изучающих базовые основы информатики и современных информационных технологий, а также 
для преподавателей и специалистов, работающих в данных предметных областях.
После изучения курса студенты будут:
знать
 
• основные понятия информатики;
 
• разновидности программных и аппаратных средств реализации 
информационных процессов;
 
• виды программного обеспечения и основы технологии программирования;
 
• общие особенности языков программирования;
 
• правила построения алгоритмов линейной, ветвящейся, циклической структуры;
 
• основы построения компьютерных сетей;
 
• разновидности вредоносного программного обеспечения;
 
• методы обеспечения конфиденциальности информации;
уметь
 
• работать с аппаратными средствами ПК;
 
• работать с файловой системой и объектами MS Windows;
 
• выбирать алгоритмические структуры для определения подходов к решению задач обработки информации;
 
• различать основные топологии компьютерных сетей;
владеть
 
• основными приложениями пакета MS Office (Word, Excel, 
PowerPoint) для обработки текстовой, числовой, графической 
информации;
 
• навыками построения алгоритмических структур для решения 
задач;
 
• технологией поиска и переработки информации в интернете.
В конце каждой главы даны контрольные вопросы, позволяющие 
определить качество усвоения материала.

Основное отличие данного пособия от аналогичных изданий 

заключается в широте охвата предметной области. Материал 
прошел апробацию в Нацио нальном исследовательском университете «Московский институт электронной техники» (МИЭТ), 
Московском городском педагогическом университете, Московском 
институте управления, Институте искусств и информационных 
технологий, Московском финансово-юридическом университете 
(МФЮА).

Глава 1. 
ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБЩЕСТВА

1.1. РОЛЬ ИНФОРМАЦИИ В ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ЦИВИЛИЗАЦИИ

Информация — это фундаментальное научное понятие, которое 
широко используется и в науке, и в повседневной жизни.
В настоящее время не существует единого определения термина 
«информация». В различных областях знаний данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Например, 
информация может трактоваться как совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохраняемых и распространяемых во времени и пространстве.
Информация (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, 
изложение и informare — придавать форму) в широком смысле — 
абстрактное понятие, имеющее множество значений в зависимости 
от контекста. В узком смысле — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления.
Можно выделить три подхода к определению понятия «информация»: антропоцентрический, техноцентрический и недетерминированный.
Антропоцентрический подход состоит в том, что информацию 
отождествляют со сведениями или фактами, которые могут быть 
получены и усвоены, т.е. преобразованы в знания (например, такой 
подход применяется в российском законодательстве). Недостатки 
этого подхода заключаются в том, что в его рамках невозможно 
найти адекватное объяснение генетической информации живой 
природы и абстрактной информации, не имеющей соответствующего отображения в природе и обществе. С такой информацией 
имеют дело теология, идеалистическая философия, некоторые 
разделы математики. Антропоцентрический подход до последнего 
времени широко применялся в области правовых и общественных 
наук. Однако в связи с широким внедрением вычислительной 
техники и информатики все чаще раскрываются его недостатки. 
Например, подход к информации только как к сведениям не позволяет адекватно интерпретировать такие информационные 
объекты, как компьютерные программы. В пассивном состоянии 
(в моме нт создания, распространения) компьютерная программа — 
это действительно набор сведений. Их можно просмотреть, размно

жить, распечатать, т.е. перевести в другую форму, а также усвоить 
как знания. В активном состоянии, при работе на компьютере, т.е. 
во время взаимодействия с аппаратным методом, компьютерная 
программа — это не совокупность сведений, а совокупность команд, 
программный метод.
Техноцентрический подход заключается в том, что информацию 
представляют как данные, которые не во всех случаях можно считать информацией. Например, в интернете одни и те же данные, 
передаваемые сервером, могут интерпретироваться клиентом как 
разная информация в зависимости от того, какими аппаратнопрограммными методами он располагает и как они настроены. 
По компьютерным сетям передаются только данные, компьютеры обрабатывают только данные и в базах данных хранятся 
тоже только данные. Станут ли эти данные информацией и если 
да, то какой, — зависит не только от данных, но и от многочисленных аппаратных, программных и естественных методов. Одни 
и те же данные, хранящиеся в базе, могут интерпретироваться как 
различная информация в результате специального программного 
средства — системы управления базой данных (СУБД). На примере 
средств криптографии и средств для работы с электронно-цифровой подписью мы увидим, что данные становятся информацией 
только у тех лиц, которые обладают соответствующими правами. 
В российском законодательстве нет явных признаков техноцентрического подхода, но они имеются в законодательствах других 
государств, например Германии. В частности, такие понятия, как 
«информация», «доступ к информации», «модификация информации», во всех случаях, когда речь идет об эксплуатации технических систем, представляются как «данные», «доступ к данным», 
«модификация данных».
Недетерминированный подход состоит в отказе от определения 
информации на том основании, что это понятие является фундаментальным, как, например, материя и энергия. В частности, мы 
не найдем определения информации в законах РФ «О государственной тайне» и «О средствах массовой информации», хотя 
и в том, и в другом правовом акте это понятие используется.
Отсутствие определения использованного понятия — это не недосмотр законодателя. Во многих случаях отказ от определения информации является традиционным. В лучшем случае информацию 
рассматривают как содержательную часть данных, интерпретируемых человеком (синтез антропоцентрического и техноцентрического подходов).

Следовательно, информация — это совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними. Выделяют три фазы 
существования информации:
1) ассимилированная информация (представление сообщений 
в сознании человека, наложенное на систему его понятий и оценок);
2) документированная информация (сведения, зафиксированные в знаковой форме на физическом носителе);
3) передаваемая информация (сведения, рассматриваемые 
в моме нт передачи информации от источника к приемнику).
В дальнейшем будем рассматривать только документированную 
и передаваемую информацию.
Итак, информация — это новые сведения, позволяющие улучшить процессы, связанные с преобразованием вещества, энергии 
и самой информации. Информация неотделима от процесса информирования, по это му необходимо рассматривать источник информации и потребителей информации. Информацией являются 
сведения, расширяющие запас знаний конечного потребителя.
В практическом смысле, понятном каждому, определение информации дал С.И. Ожегов1: информация — это:
1. Сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.
2. Сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии 
чего-либо.
До середины 20-х гг. XX в. под информацией действительно понимались «сообщения и сведения», передаваемые людьми устным, 
письменным или другим способом. Впервые в научный обиход 
это понятие ввел в 1929 г. физик Д. Сциллард для характеристики 
уровня организации термодинамической системы.
Свойства информации. Качество информации — степень ее соответствия нуждам потребителей. Свойства информации являются 
относительными, так как зависят от нужд потребителя информации. Выделяют следующие свойства, характеризующие качество 
информации:
 
• объективность — независи мость от чьего-либо мнения или сознания, а также от ме тодов получения. Более объективна та информация, в ко торую методы получения и обработки вносят 
меньший эле мент субъективности;
 
• полнота — при условии, что информация содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения 
набор показателей. Как неполная, так и избыточная инфор
1 
Ожегов С.И. Словарь русского языка. 22-е изд. М., 1990.