Информационные технологии и системы

-¬¡ ©¡¡
«¬ª°¡--¤ª©œ§¸©ª¡
ª¬œ£ªžœ©¤¡
-ÁÌÄÛ
ÊÍÉʾ¼É¼
¾

¿ÊÀÏ
О.В. ИСАЧЕНКО
ИНФОРМАЦИОННЫЕ 
ТЕХНОЛОГИИ 
И СИСТЕМЫ
УЧЕБНИК
Москва
ИНФРА-М
2025

УДК 004(075.32)
ББК 16.3я723
 
И85
Исаченко О.В.
И85  
Информационные технологии и системы : учебник / О.В. Исаченко. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 234 с. — (Среднее профессиональное образование). — DOI 10.12737/1171960.
ISBN 978-5-16-016507-3 (print)
ISBN 978-5-16-108773-2 (online)
В учебнике изложены главные направления в развитии современных 
информационных технологий и принципы, лежащие в их основе. Содержит пять разделов, посвященных последовательно аппаратному и программному обеспечению вычислительной техники, принципам разработки 
программного обеспечения и технологиям построения локальных и глобальных вычислительных сетей.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования последнего 
поколения.
Может быть использован как в системе среднего профессионального 
образования, так и в учебных заведениях высшего профессионального образования.
УДК 004(075.32)
ББК 16.3я723
ISBN 978-5-16-016507-3 (print)
ISBN 978-5-16-108773-2 (online)
© Исаченко О.В., 2024

Предисловие
Предлагаемая книга предназначена для использования в качестве учебника:
• 
в системе среднего профессионального образования при изучении следующих общепрофессиональных и специальных дисциплин:
− «Информационные технологии»,
− «Операционные системы и среды»,
− «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»,
− «Технические средства информатизации»,
− «Периферийные устройства вычислительной техники»,
− «Компьютерные сети»,
− «Компьютерные сети и телекоммуникации»;
• 
в системе высшего профессионального образования при изучении следующих общепрофессиональных и специальных дисциплин:
− «Организация ЭВМ и систем»,
− «Операционные системы»,
− «Сети ЭВМ и телекоммуникации»,
− «Сетевые технологии».
В результате изучения пособия учащийся должен:
знать
• 
устройство компьютера и принципы его построения;
• 
основные виды программного обеспечения компьютера 
и особенности его разработки;
уметь
• 
работать с инструментальными системами;
• 
разрабатывать различного рода программное обеспечение;
владеть
• 
навыками работы с локальными и глобальными вычислительными сетями;
• 
основными технологиями, лежащими в основе функционирования вычислительных сетей.
Целью, которая должна стоять перед учащимися при изучении 
учебника, может являться приобретение учащимися практических 
навыков по работе, настройке и конфигурированию компьютера 
и компьютерных сетей.
Книга включает в себя пять разделов, состоящих из 16 глав, 
каждая из которых заканчивается перечнем вопросов для самопроверки и тестовыми заданиями.
3

В начале учебника даны определения информации, информационных технологий и информационной системы, что необходимо 
для полноценного изучения материала, представленного в книге.
Первый раздел книги посвящен описанию принципов построения компьютера и особенностям функционирования его отдельных элементов.
Второй раздел характеризует понятие программного обеспечения и дает классификацию основных его видов. Здесь же приводятся начальные сведения о современных операционных системах 
и инструментальных средствах.
Третий раздел связан с описанием особенностей проектирования программ и их разработки с использованием современных 
языков программирования.
Четвертый раздел посвящен характеристике понятия «локальная сеть» и технологиям, лежащим в основе ее функционирования.
Пятый раздел характеризует основные принципы построения 
глобальных сетей и программное обеспечение веб-систем.
Также в учебнике приведено пять практических работ для каждого из разделов, чтобы закрепить теоретические навыки и научиться разрабатывать приложения на языке C++. Еще в книгу 
включены практические работы по получению навыков работы 
с офисными программами и HTML-документами. Также приведены 
задачи по закреплению знаний по арифметическим и логическим 
принципам работы вычислительной техники и задачи по программированию, даны их решения. Помимо этого, в учебник входят задачи по программированию для самостоятельного решения.
В конце книги даются ответы на тестовые задания, приведенные 
в конце каждой главы, сведенные в специальную таблицу по тематическому принципу. Кроме того, даны библиографический список 
и список основных терминов, о которых должен иметь представление учащийся в результате изучения предлагаемой книги.
4

Введение
Определения информатики, информации и информатизации. 
Информатика — это сравнительно молодая научная дисциплина, 
изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных 
сферах человеческой деятельности. По своей сути информатика 
связана с вычислительной техникой, компьютерными системами 
и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию. До настоящего 
времени толкование термина «информатика» (в том смысле, в котором он используется в современной научной и методологической 
литературе) еще не является установившимся и общепринятым.
Одной из категорий информатики является информация. Информация (лат. information — разъяснение, изложение, осведомленность) — одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее 
некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний 
и т.п. В широком смысле информация — это отражение реального 
мира; в узком — любые сведения, являющиеся объектом хранения, 
передачи и преобразования. Информация всегда представляется 
в виде сообщения (рис. В.1).
Источник 
сообщений
Получатель 
сообщений
Декодирующее 
устройство
Канал связи
Кодирующее 
устройство
Рис. B.1. Общая схема передачи информации
Важнейшая особенность информатики — широчайшие приложения, охватывающие почти все виды человеческой деятельности: 
производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, медицину и др. Как наука 
информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам. Объектом информатики выступают автоматизированные, основанные на ЭВМ и телекоммуникационной 
технике информационные системы различного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и использования на практике. Предметом информатики как новой фундаментальной науки выступает 
информационный ресурс — его сущность, законы функционирования, механизмы взаимодействия с другими ресурсами общества 
5

и воздействия на социальный прогресс. Переход на уровень информационного ресурса в его содержательной трактовке означает 
переход к изучению внутренних связей и закономерностей социальной динамики, основанной на использовании информационных технологий.
Во второй половине XX в. человечество вступило в новый 
этап своего развития. В этот период начался переход от индустриального общества к информационному. Процесс, обеспечивающий 
этот переход, получил название информатизации. Это процесс 
создания, развития и всеобщего применения информационных 
средств и технологий, обеспечивающих достижение и поддержание 
уровня информированности всех членов общества. Информатизацию общества следует понимать как создание и развитие информационной среды: комплекса условий и факторов, обеспечивающих наилучшие условия функционирования информационных 
ресурсов с учетом автоматизированных способов их переработки 
и использования в целях социального прогресса. Техническая база 
информатизации — это компьютерные и телекоммуникационные 
системы и сети, которые должны составить ядро экономики — производственного аппарата будущего общества.
Информационные технологии. Стержень всей информатизации — создание новых информационных структур, в том числе 
формирование новых информационных технологий, т.е. способов 
и систем обработки информации.
Информационные технологии — это машинизированные способы 
обработки, хранения передачи и использования информации в виде 
знаний. Информационные технологии принято классифицировать 
по следующим признакам: способу реализации в автоматизированных информационных системах (АИС), степени охвата задач 
управления, классам реализуемых технологических операций, типу 
пользовательского интерфейса, вариантам использования сети 
ЭВМ, обслуживаемой предметной области и др.
По способу реализации информационные технологии делятся на традиционные и современные. Первые существовали 
в условиях централизованной обработки данных, до периода массового использования персональных (ПЭВМ). Они были ориентированы на снижение трудоемкости (инженерные и научные расчеты). Новые информационные технологии связаны с информационным обеспечением процесса управления в рамках реального 
времени.
По степени охвата информационными технологиями задач 
управления выделяют: электронную обработку данных (решение 
6

локальных математических и экономических задач); автоматизацию функций управления (комплексное решение функциональных задач и работа в информационно-справочном режиме 
для подготовки управленческих решений); поддержку принятия 
решений (использование экономико-математических методов 
и моделей, пакетов прикладных программ для аналитической работы); электронный офис (интегрированные пакеты прикладных 
программ, которые обеспечивают комплексную реализацию задач 
предметной области); экспертную поддержку (автоматизация труда 
аналитиков).
По классу реализуемых технологических операций выделяют: 
работу с текстовыми и табличными процессорами, графическими 
объектами; системы управления базами данных; гипертекстовые 
и мультимедийные системы.
По типу пользовательского интерфейса: пакетную информационную технологию, диалоговую и сетевую.
В настоящее время наблюдается тенденция объединения различных типов информационных технологий в единый компьютерно-технологический комплекс, который носит название интегрированного. Особое место в нем принадлежит средствам коммуникации, не только обеспечивающим чрезвычайно широкие 
технологические возможности автоматизации управленческой 
деятельности, но и являющимся основой создания самых разнообразных сетевых информационных технологий: локальных, многоуровневых, распределенных и глобальных информационно-вычислительных сетей.
Дальнейшее развитие информационных технологий будет стремиться к следующим принципам:
1) простота применения, когда от пользователя не требуется 
профессиональных знаний;
2) моделирование функциональных возможностей человека 
(например, построение доказательств и принятие решений);
3) автоматический выбор релевантных запросов данных из машинных хранилищ большого объема;
4) гибкость конфигурации (обеспечение приспособляемости 
ЭВМ к выполнению широкого диапазона работ);
5) автоматизация программирования;
6) высокая надежность.
В настоящее время стало ясно, что развитие экономики в XXI в. 
будет определяться новаторскими технологиями (термоядерный 
синтез, биотехнологии, плазменные процессы, космическая связь 
и др.), которые непосредственно зависят от информатики.
7

Информационные системы. Одним из направлений развития современных информационных технологий является проектирование 
и разработка информационных систем. Система (от греч. systema — 
целое, составленное из частей соединение) — это совокупность 
элементов, взаимодействующих друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Для характеристики системы используют следующие понятия: «элемент системы», «организация 
системы», «структура системы», «архитектура системы», «целостность системы». Элемент системы — часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. Сложные элементы систем, 
в свою очередь состоящие из более простых взаимосвязанных элементов, часто называют подсистемами. Организация системы — 
внутренняя упорядоченность, согласованность взаимодействия 
элементов системы, проявляющаяся, в частности, в ограничении 
разнообразия состояний элементов в рамках системы. Структура 
системы — состав, порядок и принципы взаимодействия элементов 
системы, определяющие основные свойства системы. Архитектура 
системы — совокупность свойств системы, существенных для пользователя. Целостность системы — принципиальная несводимость 
свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов и в то же 
время зависимость свойств каждого элемента от его места функции 
внутри системы.
Под информационной системой (ИС) понимают систему, организующую, хранящую и преобразующую информацию, т.е. систему, 
основным предметом и продуктом труда в которой является информация. ИС могут быть классифицированы по следующим признакам:
1) функциональному назначению: производственные, коммерческие, финансовые, маркетинговые и т.д.;
2) объектам управления: ИС автоматизированного проектирования, ИС управления технологическими процессами, ИС управления предприятием (офисом, фирмой, корпорацией, организацией) и т.п.;
3) характеру использования результатной информации: информационно-поисковые, предназначенные для сбора, хранения и выдачи информации по запросу пользователя; информационно-советующие, предлагающие пользователю определенные рекомендации 
для принятия решений (системы поддержки принятия решений); 
информационно-управляющие, результатная информация которых 
непосредственно участвует в формировании управляющих воздействий.
8

В состав информационной системы в общем случае входят подсистемы функциональные, обеспечивающие и организационные. 
Функциональные подсистемы реализуют и поддерживают модели, 
методы и алгоритмы получения управляющей информации. Состав этих подсистем весьма разнообразен и зависит от предметной 
области использования ИС, специфики хозяйственной деятельности объекта управления. Каждая из подсистем обеспечивает 
выполнение комплексов задач и процедур обработки информации, 
необходимых для эффективного управления объектом. Сюда 
входят подсистемы: научно-технической подготовки, бизнес-планирования, оперативного управления, финансового менеджмента, 
бухгалтерского учета. Состав обеспечивающих подсистем мало 
зависит от области использования ИС. Сюда входит обеспечение 
информационное, техническое, программное, математическое, 
лингвистическое. Организационные подсистемы относятся также 
к обеспечивающим подсистемам, но направлены на обеспечение 
эффективной работы персонала, поэтому они могут быть выделены отдельно. Это обеспечение кадровое, эргономическое, правовое, организационное.
В общем случае информационная система может быть представлена как структура, включающая информационное поле, приемник 
информации, преобразователь информации (рис. В.2).
Информационное поле
Преобразователь 
информации
Приемник 
информации
Отсортированная 
информация
Поток информации
Новая информация
Рис. B.2. Структура информационной системы
Между элементами системы существует определенная система 
связи, обеспечивающая циркуляцию данных в ее контуре. Типичная структурная схема передачи данных может быть представлена следующим образом.
Система связи начинается с источника информации, создающего сообщение или их последовательность для передачи 
по линии связи. Сообщения передаются на передатчик, который 
преобразовывает их в сигналы в соответствии с данным каналом 
связи. Из передатчика сигналы поступают в канал передачи или 
9

среду, в качестве которой могут выступать либо радиосигнал, либо 
проводная среда. В канале связи (среде), как правило, на сигнал 
действуют помехи, которые искажают его, поэтому прием-восстановление информации осуществляется в условиях шумов (помех). 
В приемнике сообщение восстанавливается, здесь обычно выполняются операции, обратные тем, которые имеют место в передатчике: 
усиление сигнала, демодуляция, декодирование. С выхода приемника расшифрованное сообщение поступает адресату (рис. В.3).
Принятый сигнал
Переданный сигнал
Приемник
Адресат
Передатчик
Источник 
информации
Сообщение
Сообщение
x(t)
y(t)
n(t)
Источник 
шума
Канал (среда)
Рис. B.3. Структурная схема передачи данных
Рассмотрим основные характеристики информационных систем. 
Пропускная способность определяется как максимальная величина 
относительной информации выходного сигнала относительно входmax
ного 
0
( , )
lim
t
x y
C
t



, (x, y) — относительная информация; 
0
x, y — сигналы. Надежность есть мера соответствия принятого сообщения переданному. При данных условиях (заданной помехе, 
условиях распространения и пр.) надежность зависит от свойств 
системы, главным образом, способности противостоять вредному 
действию помех. Это свойство называется помехоустойчивостью. 
Надежность определена как мера достоверности, т.е. мера соответствия принятых сообщений переданным. Несоответствие выражается в ошибках принятого сообщения. Появление ошибки может 
быть охарактеризовано вероятностью ее появления p0. Надежность 
или помехоустойчивость обратно пропорциональна этой величине. 
В силу малости p0 удобнее выбрать логарифмический масштаб. 
Выбор основания логарифма не имеет значения. Помехоустойчи1
log
lg
.
p
p








П
вость определяется выражением 
0
0
10