Информационные технологии. Ч.2

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО 

ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 

(МИИТ)» 

 Институт транспортной техники и систем управления  

Кафедра «Инновационные технологии» 

 

Ю.М. Герштейн 

Информационные технологии 

Часть II 

 

               Конспект лекций 

 

 

 

         Москва – 2018 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО 

ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 

(МИИТ)» 

 Институт транспортной техники и систем управления  

Кафедра «Инновационные технологии» 

 

Ю.М. Герштейн 

Информационные технологии 

Часть II 

 

               Конспект лекций 

для бакалавриата по направлению «Инноватика» 

 
 

 

         Москва – 2018 

УДК 658 
Г42 
     Герштейн Ю.М. Информационные технологии. Ч.2: 
Конспект лекций. – М.: РУТ (МИИТ), 2018. – 143 с.: ил. 
 
        В учебном пособии кратко представлены основные 
темы 
лекций 
в 
рамках 
курса 
«Информационные 

технологии» - семестр 2. 
         Цель курса - дать знания основ информатики, 
включающие 
понятия 
информации 
и 
организации 

информационных потоков в обществе, вопросы создания 
вычислительных устройств. 
        Конспект лекций разделен на отдельные главы в 
соответствии с планом лекций курса «Информационные 
технологии» - семестр 2 и рассчитан на студентов 
бакалавриата  кафедры «Инновационные технологии».  
 
Рецензенты: 
Доцент 
кафедры 
«Управление 
инновациями» 

ФГБОУ ВО «Государственный университет управления», 
к.э.н., доцент  В.Н.Гришин. 
 
Доцент 
кафедры 
«Машиноведение, 
проектирование, 

стандартизация и сертификация» 
ИТТСУ РУТ (МИИТ), к.т.н. В.В.Козлов 

 

 

© РУТ (МИИТ), 2018 

Содержание 
Лекция 1 Алгоритм и алгоритмическая система ............................. 8 

1.1 Понятие алгоритма .......................................................... 8 

1.2 Алгоритмические языки ............................................... 10 

1.3 Алгоритма и его свойства ............................................. 11 

1.4 Язык ................................................................................ 12 

1.5 Словесный алгоритм ..................................................... 13 

1.6 Алгоритм и алфавит ...................................................... 14 

1.7 Кодирующее отображение ........................................... 16 

1.8 Обратимость кодирования ............................................ 17 

1.9 Нормальное кодирование ............................................. 18 

1.10 Алфавитный оператор................................................. 19 

1.11 Задание алгоритма ....................................................... 20 

1.12 Свойства алгоритма .................................................... 21 

1.13 Алгоритмическая система .......................................... 22 

Лекция 2 Способы задания алгоритмов ......................................... 26 

2.1 Рекурсивная функция .................................................... 26 

2.2 Машины Тьюринга и Поста ......................................... 27 

2.3 Нормальные алгорифмы Маркова ............................... 31 

2.4 Операторные системы ................................................... 35 

2.5 Операторные алгоритмы Ван Хао ............................... 36 

2.6 Блок-схемный метод ..................................................... 38 

Лекция 3 Компьютерная обработка информации ......................... 42 

3.1 Данные ............................................................................ 42 

3.2 ЭВМ – компьютер ......................................................... 43 

3.3 АВМ ................................................................................ 43 

3.4 ЦВМ ................................................................................ 46 

3.5 ГВМ ................................................................................ 47 

3.6 Hardware & Software...................................................... 47 

3.7 Процесс .......................................................................... 48 

3.8 Пользователь – компьютер ........................................... 50 

3.9 Этапы решения задач .................................................... 53 

3.10 Поколения ЭВМ .......................................................... 55 

3.11 СуперЭВМ ................................................................... 59 

Лекция 4 Средства обработки информации ................................... 60 

4.1 Классификация .............................................................. 60 

4.2 Программное обеспечение (ПО) .................................. 65 

4.3 Системное ПО................................................................ 66 

4.4 Классификация ОС ........................................................ 68 

4.5 Microsoft Windows – история ....................................... 69 

4.6 Mac OS ............................................................................ 70 

4.7 Linux ............................................................................... 71 

4.8 Сетевое ПО .................................................................... 72 

4.9 Операционные оболочки .............................................. 72 

4.10 Сервисное ПО .............................................................. 72 

4.11 Инструментальное ПО ................................................ 73 

4.12 Языки программирования .......................................... 73 

4.13 Трансляция ................................................................... 74 

4.14 Системы программирования ...................................... 75 

4.15 Прикладное ПО ........................................................... 76 

Лекция 5 Представление информации в ЭВМ ............................... 78 

5.1 Преобразование аналоговой информации в цифровую
 ............................................................................................... 78 

5.2 Дискретизация ............................................................... 78 

5.3 Квантование ................................................................... 79 

5.4 Погрешность квантования ............................................ 80 

5.5 Кодирование .................................................................. 81 

5.6 Пример АЦП .................................................................. 81 

5.6 АЦП - ЦАП .................................................................... 82 

 ............................................................................................... 83 

5.7 Принципы фон Неймана ............................................... 83 

5.8 
Схема вычислительной машины фон Неймона ..... 87 

5.9 Архитектура ЭВМ ......................................................... 88 

5.10 Структура ЭВМ ........................................................... 88 

5.11 Процессор ..................................................................... 89 

5.12 Команда процессора .................................................... 90 

5.13 Архитектура ПК ....................................................... 91 

Лекция 6 Современный компьютер ................................................ 93 

6.1 История развития ЭВМ ................................................ 93 

6.2 Структура ЭВМ ............................................................. 95 

6.3 Архитектура ЭВМ ......................................................... 96 

6.4 Интерфейс ...................................................................... 97 

6.5 Структурная схема ЭВМ .............................................. 98 

6.6 Устройства ввода информации .................................... 99 

6.7 Устройства вывода информации ............................... 101 

6.8 Комбинированные устройства ввода - вывода ......... 105 

6.9 Индивидуальные устройства вывода информации .. 105 

Лекция 7 Сетевые технологии ....................................................... 106 

7.1 Локальная сеть ............................................................. 106 

7.2 Схема Системы Передачи Информации (СПИ) ....... 108 

7.3 Компьютерные сети .................................................... 109 

7.3.1 Проводные сети ............................................................. 109 

7.3.2 Топология сети ............................................................... 111 

7.3.3 Беспроводные сети ........................................................ 112 

7.3.4 Bluetooth ......................................................................... 112 

7.3.5 WiFi ................................................................................. 113 

7.3.6 Сети сотовой связи 3G .................................................. 114 

7.3.7 4G .................................................................................... 114 

7.3.8 5G .................................................................................... 115 

7.4 Распределенные вычисления ..................................... 115 

7.5 Глобальная сеть ........................................................... 118 

7.6 Протокол TCP/IP ......................................................... 118 

7.7 Адресация в Интернете ............................................... 122 

7.8 Сервисы Интернета ..................................................... 124 

Лекция 8 Компьютерная безопасность ......................................... 127 

8.1 Угрозы безопасности информации ............................ 127 

8.2 Последствия угроз безопасности ............................... 127 

8.3 Непреднамеренные угрозы ......................................... 128 

8.4 Преднамеренные угрозы ............................................. 131 

8.5 Несанкционированный доступ к информации ......... 136 

8.6 Вредительские программы: ........................................ 141 

8.7 Защита информации .................................................... 142 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................. 143 

 

 
 

Лекция 1 Алгоритм и алгоритмическая система 

1.1 Понятие алгоритма 

Термин 
алгоритм 
(алгорифм) 

происходит от имени арабского ученого 
IX 
века 
аль-Хорезми, 
который 

разработал 
правила 
выполнения 

четырех арифметических действий в 
десятичной системе счисления. 

 

Алгоритм - конечную совокупность 

точно сформулированных правил, которые позволяют 
решать те или иные классы задач. 

Основные свойства: 

* Массовость: алгоритм позволяет решать не одну 

конкретную задачу, а некоторый класс задач данного 
типа.  

* Детерминированность: процесс применения правил 

к 
исходным 
данным 
(путь 
решения 
задачи) 

однозначно определен. 

* Результативность: 
на 
каждом 
шаге 
процесса 

применения 
правил 
известно, 
что 
считать 

результатом этого процесса, а сам процесс должен 
прекратиться за конечное число шагов.  

Вплоть до 30-х годов прошлого столетия понятие 
алгоритма носило сугубо интуитивный характер и имело 
скорее методологическое, чем математическое значение. 

Теория алгоритмов возникла в связи с внутренними 
потребностями теоретической математики.  

Математическая 
логика, 
основания 
математики, 

алгебра, геометрия и анализ остаются и сегодня одной из 
основных областей приложения теории алгоритмов. Теория 
алгоритмов оказалась тесно связанной и с рядом областей 
лингвистики, экономики, физиологии мозга и психологии, 
философии, естествознания. Примером одной из задач этой 
области может служить описание алгоритмов, реализуемых 
человеком в процессе умственной деятельности. 

В середине 30-х – начале 40-х годов были разработаны 
понятия алгоритмов в эквивалентных формулировках:  

* на 
основе 
особого 
класса 
арифметических 

(рекурсивных) функций, (Д. Гильберт, К. Гедель, А. 
Черч, С. Клини) 

* на основе абстрактных автоматов (Э. Пост, А. Тью
ринг) 

* на основе особого соответствия между словами в том 

или ином абстрактном алфавите (А. Марков, Л. 
Калужнин) 

Толчком 
для 
развития 
теории 
алгоритмов 
явилось 

разработка ЭВМ в 40-х годах ХХ века.