Информатика

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 

А.Л. Исаев 

Информатика 

Конспект лекций 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

 

 
 
 

УДК 004 
ББК 32.97 
 
И85 

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/199/book1547.html 

Факультет «Информатика и системы управления» 
Кафедра «Программное обеспечение ЭВМ  
и информационные технологии» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 
 
 
Исаев, А. Л. 
И85  
Информатика. Конспект лекций : учебное пособие / 
А. Л. Исаев. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 54, [6] с. : ил.  
ISBN 978-5-7038-4540-0 
Представлены разделы информатики, охватывающие основные вопросы теории информации, функционирования аппаратного обеспечения, 
алгоритмизации, принципы работы различных программных продуктов, 
устройства вычислительных сетей и основы теории баз данных. Изложены 
основные приемы программирования, используемые студентами на практических занятиях, а также при самостоятельной работе. 
Для студентов первого курса машиностроительных специальностей, 
изучающих дисциплину «Информатика» в 1-м семестре. 

 
 УДК 004 
 
 ББК 32.97 
 
 
 
 
 

 
 
 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 
 
© Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4540-0 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 

Предисловие 

В конспекте лекций представлен материал лекций, читаемых 
студентам машиностроительных специальностей на факультетах 
«Машиностроительные технологии», «Специальное машиностроение», «Энергомашиностроение» МГТУ им. Н. Э. Баумана, изучающим дисциплину «Информатика».  
Информатика является базовой учебной дисциплиной, охватывающей сведения о технических, программных и алгоритмических 
средствах организации современных информационных систем. 
Формирует у обучаемого определенный кругозор, объем знаний, 
уровень алгоритмического мышления, а также практические навыки работы с конкретными программными системами. 
Цель преподавания дисциплины состоит в освоении студентами современных информационных технологий, в формировании 
представления о задачах, реализуемых с их помощью, и методах 
их решения, в развитии алгоритмического мышления. Дисциплина 
реализует базовую подготовку по программированию, рассчитанную на студентов младших курсов.  
Студент, приступающий к изучению дисциплины, должен обладать: 
• культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, 
восприятию информации, целей и выбору путей их достижения;  
• способностью применять основные методы и средства получения, хранения, переработки информации. Иметь навыки работы 
с компьютером как средством управления информацией, в том 
числе в глобальных компьютерных сетях; 
• знанием английского языка, способностью воспринимать 
научно-техническую информацию из зарубежных первоисточников; 
• навыком учитывать современные тенденции развития вычислительной техники, информационных технологий; 
• умением применять современные программные средства выполнения и редактирования изображений; 

• способностью строить математические модели технологических процессов и оборудования, а также использовать стандартные 
программные средства их компьютерного моделирования. 
Задачами преподавания дисциплины является изучение: 
• современных технических и программных средств взаимодействия с компьютером; 
• современных технологий сбора, представления, хранения, 
обработки и передачи информации с использованием компьютеров; 
• методов разработки алгоритмов и приложений; 
• особенностей технологий структурного и объектно-ориентированного программирования;  
• языка программирования высокого уровня; 
• методов тестирования и отладки разрабатываемых приложений. 
Изучение дисциплины предполагает, что предварительно уже 
освоены в рамках школьного курса следующие дисциплины:  
• основы информатики; 
• математика; 
• иностранный язык (английский). 
В предлагаемом конспекте лекций рассмотрены разделы  
информатики, определяющие базовый уровень подготовки специалистов: основы информационной культуры, современные технические средства и программный инструментарий новых информационных технологий (системное и прикладное программное обеспечение, инструментарий создания программных продуктов), 
принципы функционирования вычислительных сетей и основы 
теории баз данных. Изложены также базовые основы алгоритмизации, необходимые студентам для освоения программирования. 
Приведены примеры типовых алгоритмов. 
Основная задача информатики заключается в определении общих закономерностей процессов обработки информации: создания, передачи, хранения и использования в различных сферах человеческой деятельности. Прикладные задачи связаны с разработкой методов, необходимых для реализации информационных 
процессов с использованием технических средств. 
После освоения дисциплины «Информатика», основу которой 
наряду с лекциями составляют и практические занятия, студент 
должен приобрести определенные знания, умения и навыки. 

Студент должен знать: 
• методы представления информации в электронно-вычислительных машинах (ЭВМ) и выполнения арифметических и логических операций над двоичными числами; 
• принципы работы технических и программных средств в информационных системах; 
• типовые алгоритмы решения задач; 
• язык программирования; 
• среду программирования. 
Студенту следует уметь: 
• разрабатывать алгоритмы и кодировать их на языке программирования; 
• проводить оценку функциональных возможностей компьютеров; 
• использовать современные информационные технологии и 
инструментальные средства для решения различных задач. 
Студенту необходимо иметь навыки: 
• самостоятельной работы с учебной и справочной литературой; 
• использования программных комплексов и прикладных программ вычисления на компьютере; 
• разработки алгоритмов и кодирования приложений для решения профессиональных задач; 
• тестирования и отладки приложений; 
• представления результатов в удобном для пользователя виде, 
создания диалоговых и графических приложений. 
Автор выражает благодарность студентам, принявшим участие 
в создании данного конспекта лекций: Аносову Артему, Арбузову 
Петру, Воронцову Владимиру, Ишмаеву Руслану, Пивоваровой 
Светлане, Юркову Евгению. 
 

Л е к ц и я 1 
Информация и информатика 

Информация — сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях, процессах независимо от формы их представления. 
Свойства информации: 
1) атрибутивные (без них информация не существует); 
2) прагматические (характеризуют степень полезности информации); 
3) динамические (характеризуют изменение информации с течением времени). 
Различают две формы атрибутивности: 
• непрерывность (возможность «сливаться» с ранее накопленной информацией); 
• дискретность (информация характеризует отдельные данные 
и свойства объектов). 
Прагматический аспект связан с новизной, ценностью, полнотой, актуальностью, доступностью, достоверностью информации. 
К динамическому аспекту относится: 
• накопление информации; 
• старение информации. 
Объем используемой человеком информации в мире постоянно 
растет. Далее показана динамика роста человеческих знаний, а 
именно, как удваивалась их общая сумма. 

Количество лет 
Год 
Каждые 50 лет ..................................................  до 1800 г. 
Каждые 10 лет ..................................................  до 1950 г. 
Каждые 5 лет ....................................................  до 1970 г. 
Ежегодно...........................................................  до 1990 г. 

Этому способствовали информационные революции (табл. 1.1), 
в ходе которых существенно менялись средства и способы хранения, распространения информации, ее доступность. 

Таблица 1.1 

Информационные революции 

Информационная 
революция 
Причина 
Время 

Первая 
Появление языка и членораздельной речи 
10 тыс. лет до н. э. 

Вторая 
Появление письменности 
3 тыс. лет до н. э. 

Третья 
Книгопечатание 
VII в. н. э. 

Четвертая 
Телефон, телеграф, радио, фотография, кинематограф, телевидение 

Конец XIX — 
 начало XX в. 

Пятая 
Появление ЭВМ 
Середина XX в. 

Современное общество называется информационным, поскольку большинство работающих людей занято обработкой информации. 
При накоплении большого объема информации и неспособности человека ее обработать возникает информационный кризис. 
Преодоление информационного кризиса обеспечивается информатизацией общества, которая представляет собой процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей человека. В этом процессе базовой технической 
составляющей является вычислительная техника, которая позволяет автоматизировать (т. е. ускорить и упростить) обработку информации.  
Формы представления информации (рис. 1.1): 
• непрерывная (аналоговая). Характеризует процесс, который 

не имеет перерывов и может изменяться в любой момент времени 
на любую величину (например, музыка); 
• прерывистая (дискретная, цифровая). Характеризует процесс, 
который может изменяться лишь в определенные моменты времени и принимать лишь заранее обусловленные значения. 
Большинство современных компьютеров обрабатывает информацию в виде последовательности электрических сигналов только 
двух определенных уровней (например, высокого и низкого), двоичных сигналов, т. е. являются цифровыми средствами передачи 
информации.  

Рис. 1.1. Представление информации различными типами сигналов: 
а — цифровой сигнал; б — аналоговый сигнал 
 

Аналогом цифрового сигнала в информатике является бит (binary digit — двоичный разряд), который может принимать только 
одно из двух возможных значений (например, 0 и 1; +, – и т. д.). 
Бит — минимальная единица информации. Более крупная единица — байт (последовательная комбинация из 8 бит). Байт позволяет получать уже не две, а 256 возможных комбинаций. Другие 
более крупные единицы: 
1 килобайт = 1024 байта; 
1 мегабайт = 1024 килобайта; 
1 гигабайт = 1024 мегабайта; 
1 терабайт = 1024 гигабайта. 

Информатика — техническая наука, занимающаяся способами создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи 
информации средствами вычислительной техники, принципами 
функционирования этих средств и методами управления ими. 
Термин «информатика» произошел от слияния двух французских 
слов Informacion (информация) и Automatique (автоматика) и дословно определял новую науку об «автоматической обработке информации». В англоязычных странах информатика называется 
Computer Science (Наука о компьютерной технике). 
Информационная технология — процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о 
состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта). 

Данные — зарегистрированная (зафиксированная) определенным образом информация, представленная в некоторой форме 
(формализованном виде), что обеспечивает ее хранение, обработку 
и передачу. Регистрация информации возможна различными способами: изменением магнитных, оптических, химических свойств 
материалов. Основные операции с данными: сбор данных; фильтрация; преобразование; транспортировка; архивация и т. д. 

Представление данных. Системы счисления 

Наиболее распространенные числовые данные могут быть 
представлены в различном виде. Вид этот определяется используемой системой счисления. 
Система счисления — совокупность приемов и правил представления чисел в виде конечного числа символов. Система счисления имеет свой алфавит (упорядоченный набор цифр и букв) и 
совокупность операций образования чисел из этих символов. Системы счисления разделяют на непозиционные и позиционные.  
Непозиционная система счисления — система, в которой 
цифры не меняют своего количественного эквивалента в зависимости от местоположения (позиции) в записи числа. К непозиционным системам счисления относится, например, система римских 
цифр, основанная на употреблении латинских букв:  
I — 1; V — 5; X — 10; L — 50; C — 100; D — 500; M — 1000. 
Значение числа в этой системе определяется как сумма или 
разность цифр в числе (если меньшая цифра стоит перед большей, 
то она вычитается, а если после — прибавляется). Например, число 1998 записывается как MCMXCVIII. 
Непозиционные системы счисления обладают следующими 
недостатками: 
• сложность представления больших чисел (больше 10 000); 
• сложность выполнения арифметических операций над числами, записанными с помощью этих систем счисления. 
Позиционная система счисления — система, в которой количественный эквивалент цифры зависит от ее положения в числе 
(чем «левее» цифра в записи числа, тем ее значение больше). Основание позиционной системы счисления это количество разных 
символов в ее алфавите; количество цифр и символов, применяю

щихся для изображения чисел в этой системе. Например, в двоичной системе счисления используется две цифры: 0 и 1, в восьмеричной — восемь: 0, 1, …7, в десятичной системе счисления используется десять цифр: 0, 1, …, 9. Сравнение записи чисел в разных системах счисления представлено в табл. 1.2. 

Таблица 1.2  

Сравнение записи чисел в трех системах счисления 

Десятичная 
Восьмеричная 
Двоичная 

0 
0 
0 

1 
1 
1 

2 
2 
10 

3 
3 
11 

4 
4 
100 

5 
5 
101 

6 
6 
110 

7 
7 
111 

8 
10 
1000 

9 
11 
1001 

10 
12 
1010 

 
Наиболее используемой системой счисления является десятичная система счисления, а для представления чисел в большинстве 
современных электронно-вычислительных машин (ЭВМ) используется двоичная система счисления.  
Правило перевода числа из десятичной системы в двоичную 
систему счисления: перевод целой части совершают делением на 
основание системы, в которую переводим (в нашем случае делим 
на 2), а дробной части — умножением на это основание. Операции 
выполняются в десятичной системе. Остатки от деления собираются в обратном порядке. 

Пример: перевести число 100 в двоичную систему счисления (рис. 1.2). 
Решение: представим перевод числа в виде столбца, каждая 
строка которого содержит частное и остаток от деления данного числа на основание двоичной системы счисления n = 2.