Базовые и прикладные информационные технологии

БАЗОВЫЕ 
И ПРИКЛАДНЫЕ 
ИНФОРМАЦИОННЫЕ 
ТЕХНОЛОГИИ
В.А. Гвоздева
Рекомендовано Научно-методическим советом 
Московского государственного института электронной техники
(технического университета)
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по техническим специальностям
УЧЕБНИК
Москва 
ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М

УДК  004(075.8)
ББК 32.81я73
 
Г25
Гвоздева В.А.
Г25 
 
Базовые и прикладные информационные технологии : учебник /
В.А. Гвоздева. — Москва : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2023. — 383 с. — 
(Высшее образование).
ISBN 978-5-8199-0885-3 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-015196-0 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-107668-2 (ИНФРА-М, online)
В учебнике представлены темы по теоретическим и практическим основам информационных технологий, посвященные основным понятиям 
и определениям, истории развития, основам технологий компьютерной обработки текстовой, числовой, графической информации на базе 
MS Office 2007, аудио- и видеоданных. Изложены основы работы с базами 
данных под управлением СУБД.
Рассмотрены такие базовые информационные технологии, как мультимедийные, автоматизации офиса, статистические, проектировочные, 
управленческие, образовательные, промышленно-экономические, корпоративные, искусственного интеллекта, телекоммуникационные, CASE, 
виртуальной реальности, защиты информации.
Прикладные информационные технологии представлены в следующих 
сферах деятельности: юридической, здравоохранении, сельском хозяйстве, энергетике, транспорте.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначен для подготовки студентов вузов и колледжей по специальностям, предполагающим изучение дисциплин, связанных с информационными технологиями.
УДК 004(075.8) 
ББК 32.81я73
Р е ц е н з е н т ы:
Иванов М.И., кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой информатики и компьютерных технологий Московской государственной академии водного транспорта;
Гагарина Л.Г., доктор технических наук, профессор кафедры информатики и программного обеспечения вычислительных систем Московского государственного института электронной техники
ISBN 978-5-8199-0885-3 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-015196-0 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-107668-2 (ИНФРА-М, online)
© Гвоздева В.А., 2014
© ИД «ФОРУМ», 2014

Введение
Процессы развития общества и экономики объективно способст9
вуют раскрытию того огромного потенциала, который несет XXI в.,
век информационного общества. Информационные технологии ис9
пользуются и будут использоваться повсеместно, в любой сфере чело9
веческой деятельности.
Появление ПК, микропроцессорной техники и сетей передачи
данных позволило разработать такие информационные технологии,
которые облегчают, ускоряют работу человека, делают ее эффектив9
ной и в то же время комфортной.
Структурированная информация, хранящаяся в базах данных и
базах знаний, позволяет разрабатывать теперь информационные тех9
нологии (ИТ) на уровне систем искусственного интеллекта, выпол9
няющих уже не только трудоемкий рутинный (как физический, так и
умственный) труд, но вторгающихся в сферу принятия решений,
т. е. сферу высокоинтеллектуальной деятельности человека. Эксперт9
ные системы позволяют различным организациям при небольшом
штате работников эффективно выполнять работу, пользуясь знания9
ми экспертов, накопленными в системе. Разработка интеллектуаль9
ных систем становится практической задачей во всех сферах деятель9
ности.
В России идет становление информационного общества, где ИТ
приобретают первостепенное значение. С начала 20009х гг. развивает9
ся новая наука об информационных технологиях (ИТ9наука), или
итология. Основные черты итологии:
• фундаментальное значение для развития всех областей знания и
видов деятельности как эффективного метода познания и инструмен9
та, усиливающего интеллектуальные возможности человека;
• целевая направленность на проникновение в человеческую
практику и преображение бытия;

• как общезначимой дисциплины (аналогично математике и фи9
лософии), обусловленная ее методологическим значением.
Предмет итологии — информационные технологии, а также про9
цессы, связанные с их созданием и применением.
Стандарты по ИТ разрабатываются на международном уровне.
В рамках ISO и IEC создан JTC1 (Joint Technical Committee 1 — Объ9
единенный технический комитет 1), предназначенный для формиро9
вания всеобъемлющей системы базовых стандартов в области ИТ и их
расширений для конкретных сфер деятельности. Работа над стан9
дартами ИТ в JTC1 тематически распределена по подкомитетам
(Subcommittees — SC). В дополнение создана специальная группа по
функциональным стандартам (Special Group on Functional Standards —
SGFS) для обработки предложений по Международным стандартизо9
ванным профилям (International Standardized Profiles — ISP), пред9
ставляющим определения профилей ИТ.
В настоящее время выделяют базовые (применяемые во всех об9
ластях деятельности) и прикладные (разрабатываемые и используе9
мые в определенных отраслях) информационные технологии.
Широкое использование информационных технологий для реше9
ния научно9технических, экономических и управленческих задач
предъявляет высокие требования к студентам специальностей, в обя9
занности которых будет входить использование информационных
технологий в процессах управления производством. Нужно знать со9
временные достижения компьютерных технологий управления орга9
низационными экономическими объектами, принципы принятия и
реализации экономических и управленческих решений, процедуры и
программные средства обработки экономической информации, ин9
тегрированные информационные технологии управления, инстру9
ментальные средства компьютерных технологий информационного
обслуживания управленческой деятельности; методы управления ор9
ганизацией, компьютерные технологии интеллектуальной поддержки
управленческих решений и перспективы их развития.
Книга поможет студентам в приобретении знаний по теоретиче9
ским и практическим основам базовых и прикладных информацион9
ных автоматизированных технологий и при использовании этих зна9
ний в учебной и дальнейшей производственной деятельности на со9
временном уровне.
Введение

Глава 1
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Информационные технологии (ИТ) как передовая область науки
и техники определяют ритм времени технического развития всего об9
щества; влияют на все сферы человеческой деятельности; сберегают
затраты труда людей и природных ресурсов; повышают экологиче9
скую безопасность технологических производств. ИТ берут на себя
управление многими видами работ и технологических операций.
1.1. Основные понятия и определения
Технология — это комплекс научных и инженерных знаний, реа9
лизованных в приемах труда, наборах материальных, технических,
энергетических, трудовых факторов производства, способах их со9
единения для создания продукта или услуги, отвечающих опреде9
ленным требованиям. Поэтому технология неразрывно связана с ма9
шинизацией производственного или непроизводственного, прежде
всего управленческого процесса. Управленческие технологии осно9
вываются на применении компьютеров и телекоммуникационной
техники.
Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная
технология — комплекс взаимосвязанных, научных, технологических
и инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной органи9
зации труда людей, занятых обработкой и хранением информации;
вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с
людьми и производственным оборудованием, их практические при9
ложения, а также связанные со всем этим социальные, экономиче9

ские и культурные проблемы. Сами информационные технологии
требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и нау9
коемкой техники. Их введение должно начинаться с создания мате9
матического обеспечения, формирования информационных потоков
в системах, подготовки специалистов.
В узком смысле информационная технология — процесс, исполь9
зующий совокупность средств и методов обработки и передачи пер9
вичной информации для получения информации нового качества о
состоянии объекта, процесса или явления.
В основе компьютерной информационной технологии лежат три
основных принципа: интерактивный (диалоговый) режим работы с
компьютером; интеграция программных продуктов; гибкое измене9
ние данных и поставленных задач.
В информационной технологии в роли технических средств про9
изводства информации выступает аппаратное, программное и матема
тическое обеспечение этого процесса. С их участием перерабатывается
первичная информация в информацию нового качества.
Инструментарий информационной технологии — совокупность
программных продуктов, которые применяются для достижения по9
ставленной пользователем цели. Все известные программные продук9
ты общего назначения (текстовый процессор, настольные издатель9
ские системы, электронные таблицы, графические редакторы, СУБД,
аудио9 и видеоредакторы и др.) можно отнести к инструментарию,
используемому для обработки текстовой, числовой, графической,
аудио9 и видеоинформации — как в базовых, так и прикладных ин9
формационных технологиях.
Информационные технологии делят на базовые и прикладные.
Базовыми называют технологии, которые можно применять в любой
сфере деятельности, для решения любых задач. К ним относят мульти9
медийные ИТ, автоматизации офиса, статистические, автоматизирован9
ного проектирования в промышленности и экономике, управленческие,
искусственного интеллекта, образовательные, виртуальной реальности,
в том числе тренажеры, CASE9технологии, геоинформационные, кор9
поративные, телекоммуникационные, защиты информации.
Прикладными называют технологии, которые можно применять в
определенной сфере деятельности, для решения конкретных, специ9
альных задач, например: в юридической деятельности, в сельском хо9
зяйстве, в биологии, медицине и здравоохранении, в энергетике, на
транспорте, в военном деле и т. д.
Глава 1. Основные понятия и история развития информационных технологий

Прикладные программные средства, предназначенные для реше9
ния специализированных задач в конкретной предметной области,
реализуются в виде отдельных приложений и утилит.
Информационные технологии находят широкое применение в
различных сферах человеческой деятельности. Часто они использу9
ются в автоматизированных информационных системах.
1.2. История развития информационных технологий
Человеческая речь была первым носителем знаний о совместно
выполняемых людьми действиях. Знания постепенно накапливались
и устно передавались от поколения к поколению. Процесс устных
рассказов получил первую технологическую поддержку с созданием
письменности на разных носителях. Сначала для письма использова9
лись камень, кость, глина, папирус, шелк, затем — бумага. Возникно9
вение книгопечатания (середина XVI в.) ускорило темпы накопления
и распространения знаний, стимулировало развитие наук. Книгопе9
чатание создало предпосылки роста производительных сил. Наука по9
зволяла разрабатывать технологии создания станков и машин.
Первый этап развития ИТ — «ручная» информационная техноло9
гия (до второй половины XIX в.). Инструментарий: перо, чернильни9
ца, бухгалтерская книга. Форма передачи информации — почта. Ком9
муникации осуществляются ручным способом — с помощью почто9
вой пересылки писем, пакетов.
Но уже в XVII в. начали разрабатываться инструментальные сред9
ства, позволившие в дальнейшем создавать механизированные, а за9
тем автоматизированные ИТ.
В этот период:
• учеными (Шиккард — 1623 г., Б. Паскаль — 1642 г., Лейбниц —
1673 г) были созданы механические вычислительные устройства;
• 1830 г. — английский ученый Ч. Бэббидж теоретически иссле9
довал процесс выполнения вычислений и обосновал основы архитек9
туры вычислительной машины. Работая над проектом «Машина для
исчисления разностей», он предсказал многие идеи и принципы орга9
низации и работы современных ЭВМ, в частности принцип про9
граммного управления и запоминаемой программы;
• 1843 г. — математик А. Лавлейс (1815—1852 гг.) перевела статью
Менабреа по лекциям Бэббиджа, где в виде подробных комментариев
1.2. История развития информационных технологий

сформулировала главные принципы программирования аналитиче9
ской машины. Она разработала первую программу (1843 г.) для ма9
шины Бэббиджа, убедила его в необходимости использования в изо9
бретении двоичной системы счисления вместо десятичной, разрабо9
тала принципы программирования, предусматривающие повторение
одной и той же последовательности команд при определенных усло9
виях. Именно ею были предложены термины «рабочая ячейка» и
«цикл». А. Лавлейс составила первые программы для решения систе9
мы двух уравнений и вычисления чисел Бернулли по довольно слож9
ному алгоритму. Она предположила, что со временем аналитическая
машина будет сочинять музыкальные произведения, рисовать карти9
ны и использоваться в практической и научной деятельности. Сейчас
можно оценить ее правоту и точность прогнозов. Своими работами
А. Лавлейс заложила теоретические основы программирования.
Второй этап развития ИТ — «механическая» информационная
технология (с конца XIX в.). Инструментарий: пишущая машинка, те9
лефон, фонограф. Передается информация с помощью усовершенст9
вованной почтовой связи, идет поиск удобных средств представления
и передачи информации. В конце XIX в. открыт эффект электричест9
ва, что способствовало изобретению телеграфа, телефона, радио, по9
зволяющим оперативно передавать и накапливать информацию в лю9
бом объеме. Появились средства информационной коммуникации,
благодаря чему передача информации могла осуществляться на боль9
шие расстояния.
В этот период:
• 1854 г.— английский математик Джордж Буль опубликовал
книгу «Законы мышления», в которой развил алгебру высказыва9
ний — булеву алгебру. Алгебра логики явилась инструментом разра9
ботки и анализа сложных схем, инструментом оптимизации большого
числа логических элементов, из многих тысяч которых состоит совре9
менная ЭВМ;
• 9 октября 1876 г. — Александр Грэхам Белл организовал первые
телефонные переговоры по телеграфным проводам;
• 21 января 1888 г.— прошло частичное испытание Аналитиче9
ской машины Бэббиджа, которую построил его сын; было успешно
вычислено число Пи;
• 1896 г. — американский ученый Г. Холлерит основал фирму по
выпуску вычислительных перфорационных машин и перфокарт.
Г. Холлерит реализовал идеи Ч. Бэббиджа, обработав с помощью по9
Глава 1. Основные понятия и история развития информационных технологий

строенной счетно9аналитической машины и перфокарт за три года ре9
зультаты переписи населения в США по состоянию на 1890 г. В маши9
не впервые было использовано электричество.
Третий этап развития ИТ начался с конца 409х гг. XX в. — с соз9
дания первых ЭВМ.
В этот период начинается развитие автоматизированных инфор9
мационных технологий; используются магнитные и оптические носи9
тели информации, кремний; применяется «электрическая» информа9
ционная технология (40—609е гг. XX в.). До конца 19509х гг. в ЭВМ
основным элементом конструкции были электронные лампы (I поко9
ление), развитие идеологии и техники программирования шло за счет
достижений американских ученых, в частности Дж. фон Неймана,
сформулировавшего основные принципы построения ЭВМ,
Инструментарий: большие ЭВМ и соответствующее программное
обеспечение, электрическая пишущая машинка, портативный магни9
тофон, копировальные аппараты. Ставится цель не только предостав9
ления информации в нужной форме и более удобными средствами,
но и формирования ее содержательной части.
В этот период:
• 1936 г.— английский математик А. Тьюринг ввел понятие ма9
шины Тьюринга как формального уточнения интуитивного понятия
алгоритма. Тьюринг доказывал возможность построения универсаль9
ной ЭВМ, которая может быть снабжена исходными данными решае9
мой задачи и программой ее решения;
• 12 мая 1941 г. — вниманию научной общественности представ9
лена Z3 — программируемая вычислительная электромеханическая
машина, обладающая всеми свойствами современного компьютера,
созданная немецким инженером К. Цузе;
• 1944 г. — запущен Марк I — первый американский программи9
руемый компьютер, разработанный под руководством профессора
Гарвардского университета Г. Айкена;
• 9 сентября 1945 — официально зарегистрирован первый в исто9
рии баг1;
1.2. История развития информационных технологий
9
1 Термин «баг» обычно употребляется в отношении ошибок, проявляющих
себя на стадии работы программы, в отличие, например, от ошибок проектирова9
ния или синтаксических ошибок. В этот день ученые Гарвардского университета,
тестировавшие вычислительную машину Mark II Aiken Relay Calculator, нашли мо9
тылька, застрявшего между контактами электромеханического реле. Насекомое
было вклеено в технический журнал с сопроводительной подписью.

• 1946 г. — в США группой инженеров под руководством доктора
Дж. Мочли и аспиранта Дж. Эккерта создана первая электронная ма9
шина — «ЭНИАК» (электронный числовой интегратор и кальку9
лятор);
• 1949 г. — в Англии построена EDSAC — первая машина, обла9
дающая автоматическим программным управлением, внутренним за9
поминающим устройством и другими необходимыми компонентами
современных ЭВМ;
• конец 19409х гг. — разработка логических схем вычислительных
машин Дж. фон Нейманом, Г. Гольдстайном и А.В. Берксом. Особый
вклад в эту работу внес американский математик Дж. фон Нейман,
принимавший участие в создании ЭНИАКа. Он предложил идею хра9
нения команд управления и данных в машинной памяти и сформули9
ровал основные принципы построения современных ЭВМ с храни9
мой программой;
• декабрь 1948 г. — И.С. Брук и Б.И. Рамеев явились первыми ав9
торами изобретенной в СССР ЭВМ;
• 1950 г. — запущена первая служба радиопейджинга;
• 1951 г. — в США налажено первое серийное производство
«УНИВАК» (универсальной автоматической вычислительной маши9
ны). В это же время фирма IBM начала серийный выпуск машины
IBM/701;
• 1951 г. — в СССР под руководством С.А. Лебедева создана
МЭСМ — малая электронная счетная машина;
• 1953 г. — в Советском Союзе начался серийный выпуск машин,
первыми их которых были «БЭСМ91» и «Стрела»;
В этом же году А.А. Ляпуновым предложен операторный метод
программирования, открывший дорогу автоматизации программиро9
вания. Алгоритм решения задачи представлялся в виде совокупности
операторов, образующих логическую схему задачи. Схемы позволяли
расчленить громоздкий процесс составления программы; части про9
граммы составлялись по формальным правилам, а затем объединя9
лись в целое;
• 1954 г. — в СССР разработана первая программирующая про9
грамма ПП91 для проверки идей операторного метода, а в 1955 г.—
более совершенная ПП92. В 1956 г. разработана ПП БЭСМ, в
1957 г. — ППСВ 1958 (для машины «Стрела»);
В этом же году в США разработан алгебраический подход, совпа9
дающий по существу с операторным методом, и под руководством
10 Глава 1. Основные понятия и история развития информационных технологий