Базовый курс школьной информатики. Методические рекомендации к изучению предмета «Информатика и ИКТ» в базовом курсе информатики

Учебник «Информатика. 5-6 класс. Начальный курс» является частью нового учебно-методического комплекта для средней школы. Цель учебника - дать учащимся начальные знания и области информатики, обучить их работе на компьютере и системной среде Windows, текстовом редакторе Блокнот и графическом редакторе Paint, а также в среде программирования ЛогоМиры.
Курс рассчитан на детей 9-12 лет и ориентирован не только на освоение технологий работы в различных средах, но и на развитие алгоритмического мышления и творческого потенциала ребенка. С этой целью в основной части учебника представлено множество практических заданий, а в приложении помешены упражнения для самостоятельной работы.
Учебник может быть использован как для работы в классе, так и для самостоятельных внешкольных занятий.

Человек и компьютер.
Человек способен получать информацию из окружающего мира при помощи органов чувств в виде звуков, зрительных образов, запахов. Он может передавать информацию голосом, жестами, с помощью записей и рисунков. Человек научился накапливать информацию и хранить ее не только в своей памяти, но и в блокнотах, книгах, на аудио- и видеокассетах и других носителях. И, наконец, способность человека обрабатывать информацию - понимать ее и делать выводы - отличает его от всех других живых существ на Земле.

Создавая компьютер, человек хотел получить помощника, умеющего работать с информацией.
На рисунке 1.1 вы видите основные устройства, из которых состоит компьютер: системный блок, клавиатуру, мышь и монитор. Каждое из них предназначено для работы с информацией.

Оглавление
Введение
Раздел 1. Учимся работать на компьютере
§1.1. Человек и компьютер
§1.2. Рабочий стол в реальном и виртуальном мире
§1.3. Компьютерная помощница - мышь
§1.4. Меню: возможность выбора
§1.5. Начните работу с нажатия кнопки Пуск
§1.6. Окно в компьютерный мир
§1.7. Клавиатура - инструмент писателя
§1.8. Набор и редактирование текста
§1.9. Что скрывается в строке меню
§1.10. Действия с фрагментом текста
§1.11. Калькулятор - помощник математиков
§1.12. Один помощник - хорошо, а два - лучше
Контрольные вопросы
Контрольные задания
Раздел 2. Компьютерная графика
§2.1. Инструменты для рисования
§2.2. Компьютерная графика
§2.3. Создание компьютерного рисунка
§2.4. Настройка инструментов
§2.5. Редактирование компьютерного рисунка
§2.6. Фрагмент рисунка
§2.7. Сборка рисунка из деталей
§2.8. Как сохранить созданный рисунок
§2.9. Как открыть рисунок, сохраненный на диске
§2.10. Построения с помощью клавиши Shift
§2.11. Эллипс и окружность
§2.12. Что такое пиксель
§2.13. Что такое пиктограмма
§2.14. Алгоритмы в нашей жизни
§2.15. Откуда произошло слово «алгоритм»
§2.16. Компьютерная среда и алгоритмы
§2.17. Какие бывают алгоритмы
§2.18. Действия с фрагментом рисунка
§2.19. Повторяющиеся действия в алгоритмах
§2.20. Повторяющиеся элементы вокруг нас
§2.21. Конструирование из мозаики
§2.22. Меню готовых форм
§2.23. Конструирование из кубиков
§2.24. Моделирование окружающего мира
§2.25. Учебные модели
Контрольные вопросы
Раздел 3. Среда программирования ЛогоМиры
§3.1. Знакомство со средой ЛогоМиры
§3.2. Пробы пера
§3.3. Первые итоги
§3.4. Черепашка меняет облик
§3.5. Учим Черепашку двигаться
§3.6. Весь мир - театр
§3.7. Микромир наполняется обитателями
§3.8. Черепашка идет по компасу
§3.9. Движение усложняется
§3.10. Первая анимация
§3.11. Что можно моделировать в ЛогоМирах
§3.12. Черепашка-ученица
§3.13. Как оформить программу
§3.14. Нужен ли вечный двигатель
§3.15. Что показывают датчики
§3.16. Для чего Черепашке датчики
§3.17. Учимся командовать «с умом»
§3.18. Приборная панель
§3.19. Случай - душа игры
§3.20. Мы расстаемся, чтобы встретиться вновь
Контрольные вопросы
Приложение. Задания для самостоятельной работы
Задания к разделу 1
Задания к разделу 2
Задания к разделу 3
Рекомендации учителю.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Информатика, 5-6 класс, Начальный курс, Макарова Н.В., 2005 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.

М о с к в а Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана

Предисловие

Предлагаемое вниманию читателя учебное пособие написано в соответствии с программой дисциплины «Информатика», которая преподается студентам первого курса на кафедре «Компьютерные системы и сети» МГТУ имени Н.Э. Баумана. Информатика как предмет входит в естественнонаучный цикл дисциплин российской высшей школы и является базовым компонентом федерального государственного образовательного стандарта учебных планов подготовки дипломированных специалистов по направлению «Информатика и вычислительная техника».

В настоящее время преподавание информатики в средней школе проводится с разной степенью детализации изучения отдельных разделов. Наряду с различной квалификацией учителей и разнородным оснащением кабинетов информатики это приводит к тому, что первокурсники технических вузов по-разному подготовлены к обучению в таком вузе, хотя практически все они имеют дома персональные компьютеры. Разумеется, при написании учебного пособия было учтено данное обстоятельство, поэтому каждая новая тема излагается по принципу «от простого к сложному», с подробным объяснением основных понятий и многочисленными примерами. Вместе с тем автор надеется, что эта работа не покажется искушенному читателю слишком простой, и он найдет в ней довольно много интересной для себя информации.

Во введении анализируется предмет информатики и определяется ее место в ряду других научных дисциплин.

Первая глава посвящена рассмотрению основного понятия информатики, а именно информации. В ней конкретизируются ее свойства, изучаются различные подходы к измерению количества информации. Здесь же вводится

понятие энтропии и исследуется ее связь с информацией. Наконец, устанавливается различие между терминами «информация» и «данные», которые в обиходе мы привыкли считать синонимами, и рассматриваются различные типы данных.

Во второй главе изучаются системы счисления, их взаимосвязь и способы перевода чисел из одной системы счисления в другую. Рассматриваются машинные коды чисел, применяемые для представления последних и реализации арифметических действий в компьютере. Приводятся способы размещения чисел в разрядной сетке компьютера, а также основные методы выполнения арифметических операций.

В третьей главе изучены основные понятия алгебры логики. В качестве примеров использования этого математического аппарата рассмотрены логические элементы, реализующие булевы функции, а также приведены функциональные схемы некоторых блоков компьютера.

В конце каждой главы предлагаются контрольные вопросы, правильные

и уверенные ответы на которые позволят читателю убедиться в том, что он твердо усвоил основное содержание соответствующего раздела. Автор также надеется, что этому будет способствовать и словарь основных терминов, приведенный в конце учебника.

и теории автоматов – математического аппарата, с помощью которого в формализованном виде описывается функционирование основных блоков и компьютера в целом. Будут рассмотрены вопросы представления и обработки информации с целью формирования у читателя общего понятия о функционировании компьютера, способы и устройства машинного хранения информации, а также системы, функционирование которых основано на использовании больших информационных хранилищ. Особое внимание будет

уделено проблемам передачи информации, а также информационным сетям, их типам и функционированию вычислительных сетей.

Введение

Термин «информатика» (informatique) возник во Франции в конце 60-х годов ХХ века путем слияния двух слов: информация (information) и автоматика (automatique) и подразумевает компьютерную обработку информации. В США и в англоязычных странах для обозначения области информационной деятельности с помощью человеко-машинных систем переработки информации несколько ранее был принят термин «вычислительная наука» (computer science). В нашей стране под информатикой первоначально понималась лишь «научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации – от неформальных процессов обмена научной информацией при непосредственном устном и письменном общении ученых и специалистов до формальных процессов обмена посредством научной литературы». (Словарь по кибернетике, 1979 год).

В некотором смысле предшественницей информатики можно считать кибернетику – науку об управлении, получении, преобразовании и передаче информации в кибернетических системах, под которыми понимаются системы любой природы: административные, биологические, социальные, технические и др. Можно точно указать время появления нового научного направления в современном понимании – в 1948 году вышла сразу же ставшая научным бестселлером книга американского математика Норберта Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». В ней речь идет о

возможности создания общей теории управления, а проблемы управления и связи для различных систем рассматриваются с единых позиций.

Кибернетика – слово греческого происхождения и может быть переведено как «искусство управления». Однако этот термин в научном смысле впервые использовал еще в первой половине XIX века французский физик Ампер, разрабатывая единую систему классификации всех наук. Он обозначил так тогда еще не существовавшую гипотетическую науку управления людьми и обществом, которая, по его мнению, обязательно должна была появиться.

Необходимо отметить, что развитие кибернетики в нашей стране искусственно тормозилось почти все 50-е годы ХХ века. Например, первое издание упомянутой книги Винера на русском языке появилось только в 1958 году, а в философском словаре 1959 года издания кибернетика все еще определялась как «буржуазная лженаука». Это замедлило развитие вычислительной техники в СССР, хотя именно в те же годы у нас были реализованы передовые по тем временам проекты создания вычислительных машин под руководством С.А. Лебедева.

Возникновение кибернетики совпало по времени с построением электронных цифровых вычислительных машин первого поколения, благодаря которым стало возможным решение очень сложных вычислительных задач. Универсальность компьютерных вычислений позволяла надеяться на открытие универсальных схем управления, но этого в полной мере не произошло. Тем не менее, полученные при кибернетическом подходе знания о разнообразных системах управления, общие принципы их функционирования, которые частично удалось при этом выявить, оказались весьма продуктивными. Идеи кибернетики оказались плодотворными для биологии, химии и многих других наук.

Во многом благодаря кибернетике возникла структурная лингвистика с разделением последней на математическую и прикладную лингвистику.

Следует выделить такое направление как техническая кибернетика, в состав которой входит теория автоматического управления – теоретический фундамент автоматики. Исследовательская и практическая работа в этом направлении позволила получить важнейшие результаты, без которых в современном обществе был бы невозможен технический прогресс. Сегодня кибернетику можно рассматривать как прикладную информатику при создании различных автоматических и автоматизированных систем управления, от управления автономным объектом до мощных систем управления отраслями промышленности, коллективами людей и т.д. Таким образом, источниками современной информатики, прежде всего, являются документалистика, изучающая и оптимизирующая документы и документальные системы, и кибернетика.

Становление информатики совпало по времени с бурным развитием вычислительной техники, с появлением все более мощных и совершенных электронных вычислительных машин, а затем и персональных компьютеров. Современный компьютер – мощный инструмент обработки разнородной информации, а информация, в свою очередь, – главный объект изучения информатики. Отсюда понятно положительное влияние постоянного быстрого совершенствования вычислительных средств на темпы развития современной информатики и на ее содержание. С другой стороны, достижения информатики благотворно воздействуют на прогресс в области вычислительной техники.

Информатику в самом общем виде можно определить как науку о способах обработки информации с помощью компьютеров для использования последней в различных сферах человеческой деятельности. Под обработкой информации понимается ее сбор,

хранение, поиск, преобразование, передача и выдача. К настоящему времени в информатике выделились следующие составные части.

Теоретическая информатика с использованием математических методов изучает структуру и общие свойства информации и протекания информационных процессов. Она включает в себя такие дисциплины как математическая логика, вычислительные методы, моделирование, теория автоматов, теория алгоритмов, теория информации и ее кодирования и передачи, теория формальных грамматик и языков, исследование операций, искусственный интеллект. Последний из указанных разделов занимается компьютерной лингвистикой, машинным переводом, распознаванием образов, моделированием рассуждений, созданием экспертных систем и находится на стыке с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками.

Технические и программные средства информатизации позволяют воплотить теоретические достижения информатики на прикладном уровне. К ним относятся вычислительные устройства, вычислительные системы, а также системы обработки и передачи данных. В программном обеспечении выделяют системные, сетевые, универсальные и профессионально ориентированные средства с пакетами прикладных программ.

Информационные технологии и системы в рамках рассматриваемой классификации являются достаточно универсальными. Они занимаются решением вопросов анализа и оптимизации информационных потоков в различных системах, реализацией принципов структурирования, хранения и поиска информации. К ним относятся информационносправочные, информационно-поисковые системы, а также глобальные системы хранения и поиска информации, включая интернет.

Наконец, следует назвать социальную информатику, которая сравнительно недавно стала выделяться в отдельный раздел

информатики. Она занимается изучением информационных ресурсов как факторов социально-экономического и культурного развития современного информационного общества.

Из рассмотрения содержания информатики становится ясно, что она представляет собой очень широкую область научных знаний и расположена на пересечении нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин. Она связана:

- с математикой – через математическую логику, дискретную математику, теорию алгоритмов, математическое моделирование;

- с физикой, химией, биологией, электроникой, радиотехникой – через разработку аппаратных средств информатизации;

- с кибернетикой – через теорию информации и теорию управления;

- с лингвистикой – через теорию формальных языков и знаковых систем;

- с философией и психологией – через теорию познания.

Важная роль информатики заключается в том, что она, по существу, является научным фундаментом процесса информатизации современного общества. Потребность в ней как образовательной дисциплине заключается в социальном заказе на подготовку специалистов с новым мировоззрением. Оно основано на понимании роли информации, знании новейших и перспективных информационных и вычислительных технологий, систем и сетей.

В предлагаемом курсе будут рассмотрены основные темы, характеризующие содержание информатики.

1. Основные понятия теории информации

1.1. Понятие информации, ее свойства

Со словом ИНФОРМАЦИЯ каждый из нас встречается очень часто. Человек живет среди себе подобных, окружающий мир является для нас постоянным источником разных сведений, которые мы получаем при общении с другими людьми, с животными, от различных приборов, предметов, из книг и газет, наблюдая происходящие явления и процессы и т.д. При этом восприятие осуществляется с помощью пяти известных органов чувств: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание; главными в данном процессе являются глаза – свыше 80% информации поступает человеку через них.

Что же такое информация? Ведь есть люди, которых мы никогда не встретим, страны, в которых никогда не побываем, книги, которые никогда не будут прочитаны нами. А это все – потенциальные источники информации. Следовательно, информация существует не сама по себе, а становится для нас таковой только после того, как мы получим ее.

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает осведомление, сообщение, сведения о ком или о чем-либо. Можно сказать, чтоинформация – это сведения или знания, которыми живые существа или приборы обмениваются в процессе своего функционирования . При этом необходимо учитывать важный аспект, связанный с получением информации: воспринимая ее, мы тем самым узнаем что-то новое о конкретной предметной области, другими словами, уменьшаем степень неполноты наших знаний.

Информация принадлежит к исходным, неопределяемым понятиям науки. Точно так же, например, в планиметрии не определяются такие

базовые понятия как точка, прямая и плоскость. Являясь отражением процессов реального мира, сущность информации раскрывается в связи с действиями, в которых она принимает самое непосредственное участие: передача, прием, хранение, преобразование, выдача. В рамках нашего рассмотрения мы остановимся на такой формулировке:

Информация – получаемые сведения об объектах и явлениях, которые уменьшают степень неполноты знаний о них.

При таком подходе ясно, что очень важными являются способы получения и обработки разнородной информации, которая постоянно сопутствует нашей жизнедеятельности. Однако существует ряд свойств, которые присущи любой информации, независимо от способов ее получения

и представления, то есть являются универсальными . Что же это за свойства, делающие информацию таковой?

Предположим, вы читаете предложение: «Дважды два – четыре». Вряд ли для кого-то из вас здесь содержится информация, потому, что этот факт вы

и так знаете уже давно. Следовательно, информация должна быть новой .

А теперь другое высказывание: «Дважды два – пять». И здесь нет никакой информации, так как это не соответствует действительности. Следовательно, информация должна быть достоверной .

Если бы сейчас читатель-первокурсник стал детально знакомиться с правилами начисления пенсий, то почти ничего не запомнил бы – эти сведения для него совершенно неинтересны, так каксейчас и в обозримом будущем они вряд ли ему понадобятся. Следовательно, информация должна бытьсвоевременной .

Предложение: «Ich wurde in Potsdam geboren» для некоторых из вас также не содержит никакой информации, поскольку, не зная немецкого языка, вы не поймете, о чем в нем идет речь. Следовательно, информация должна быть понятной .

Пятое свойство информации является идеальным, то есть таким, к которому нужно стремиться, но которого достичь нельзя. Действительно, вряд ли кто-то из нас может узнать все обо всем или даже абсолютно все о чем-то конкретном, но любознательный человек всегда старается узнать как можно больше об интересующем его предмете или явлении. Следовательно, информация должна бытьвсеобъемлющей илиполной .

Итак, на «бытовом» уровне мы выделили пять свойств информации, а именно: она должна быть новой, достоверной, своевременной, понятной и всеобъемлющей. Вообще-то этих свойств больше, приведем их перечень, вовсе не претендующий на полноту.

Адекватность – определенный уровень соответствия образа, создаваемого на основе полученной информации, реальному объекту или явлению.

Актуальность – степень сохранения полезности информации к моменту ее использования.

Достаточность – свойство полученной информации содержать минимальный, но достаточный для ее использования набор показателей.

Достоверность – свойство информации отражать с заданной точностью реальные объекты или явления.

Доступность – свойство информации соответствовать уровню ее восприятия пользователем.

Репрезентативность – свойство информации, связанное с правильностью ее отбора для всестороннего отражения свойств объекта или явления.

Своевременность – свойство информации поступать к моменту ее использования.

Точность – степень близости получаемой информации к реальному состоянию объекта или явления.

Устойчивость – свойство информации реагировать на изменения исходных данных без уменьшения требуемой точности.

Перечисленные свойства информации требуют некоторых уточнений. Во-первых, их набор характеризуеткачество информации – совокупность ее потребительских показателей, определяющих возможность эффективного использования информации. Во-вторых, следует различать такие свойства как адекватность, достоверность, репрезентативность, точность и устойчивость, актуальность и своевременность, поскольку перечисленные характеристики определяются как на этапе проектирования, так и при функционировании информационных систем, то есть на разных стадиях использования и обработки информации. В-третьих, присутствует некоторая терминологическая неоднозначность, связанная с неисчерпаемостью самого понятия информации, например, вместо доступности точнее выглядит термин понятность информации, так как в первом случае речь может идти о невозможности по каким-либо причинам получения требуемой информации. Наконец, в-четвертых, предложенный список свойств, как отмечалось, не является полным; так можно справедливо утверждать, что информация, например, должна быть полезной, интересной, ведь если она кажется человеку таковой, то он легче и прочнее запоминает ее.

1.2. Измерение информации

Мы привыкли к единицам измерения различных величин, с которыми нам часто приходится сталкиваться: километр, грамм, час, рубль, доллар и т.д. А как и в каких единицах измерять знания? Ведь информация – это знания, которыми…

Предположим, перед читателем две книги, в которых, очевидно, содержатся определенные знания. Пусть в первой книге триста страниц, а во второй – сто. Значит ли это, что в более толстой книге для вас в три раза больше различных сведений, чем во второй? Вряд ли. Например, первая книга – это сборник русских народных сказок, многие из которых знакомы вам с детства, а вторая книга – самоучитель игры на гитаре, которую вы хотите освоить. Ясно, что в этом случае во второй книге для вас содержится гораздо больше информации, то есть при измерении последней нельзя действовать прямолинейно, а надо учитывать различные параметры, например, содержание.

Информация передается в пространстве и времени от источника к получателю в виде сообщения , под которым можно понимать некоторую форму ее представления с помощью определенных знаков. Такое сообщение может быть выражено средствами естественных или искусственных языков. Первые являются языками общения, возникшими естественным путем и представляющими собой совокупность алфавита, лексики, грамматики, а также фонетики. Вторые являются специально созданнымисемиотическими системами (семиотика – наука о свойствах знаков и знаковых систем) и выступают в роли специализированных знаковых систем для записи информации.

С точки зрения семиотики информационное сообщение рассматривается на трех уровнях. На синтаксическом уровне исследуются внутренние свойства сообщений, а именно отношения, которые сложились между знаками и отражают структуру существующей знаковой системы. (Синтактика – раздел семиотики, изучающий синтаксис знаковых систем). Внешние свойства изучаются на семантическом и прагматическом уровнях. В первом случае анализируются отношения между знаками и обозначаемыми ими понятиями – предметами, действиями, качествами и т.д. Другими словами, в роли объекта изучения на данном этапе выступаетсмысловое

содержание информационного сообщения, а также его связь с источником информации. (Семантика – раздел семиотики, изучающий интерпретацию высказываний знаковых систем). Во втором случае анализируетсяпотребительское содержание сообщения, то есть его связь с получателем информации. (Прагматика – раздел семиотики, изучающий восприятие осмысленных выражений знаковых систем как средств общения между источником и потребителем информации).

В соответствии с этим формируются и три направления решения проблем представления и передачи информации, а также измерения ее количества. Необходимо отметить, что современная теория информации занимается в основном проблемами синтаксического уровня, абстрагируясь от смыслового содержания. При этом центральным понятием является «количество информации», под которым понимается мера частоты использования знаков для формирования сообщений. Мы также сосредоточимся именно на данном направлении, тем более что оно гораздо легче поддается формализации. Однако сначала приведем классификацию методов измерения информации (рисунок 1.1) и дадим обзор двух других уровней рассмотрения внешних свойств информационных сообщений с точки зрения измерения количества информации, содержащейся в них.

В современном мире изучение данного предмета в школе является уже необходимостью, ведь компьютеризация проникла уже практически во все сферы жизнедеятельности человека. Вот почему знание хотя бы основ компьютерной грамотности позволит детям чувствовать себя уверенно в наше время.

Изучать информатику онлайн вы можете, зайдя на наш сайт, который содержит практически все темы по информатике, составляющих школьную программу, в видеоформате. Поэтому, располагая достаточным временем, компьютером и доступом в Сеть, вы можете обратиться к видеоурокам и разобрать нужную тему.

Дисциплина строится на принципах и методах обработки, хранения и передачи информации при помощи компьютера и компьютерных сетей. Одним из приоритетных направлений в современном преподавании информатики в школе является направление «Глобальная сеть Интернет». Данный факт обуславливается популяризацией интернет-коммуникаций и общей информатизацией общества.

Программа по информатике

Уроки информатики в формате видео, представленные на нашем портале, помогут ребенку в освоении школьного курса по данному предмету. Во всех школах изучение начал информатики начинается в 5 классе, где рассказывается, как устроен компьютер, как им пользоваться, ребенок также знакомится с наиболее распространенными компьютерными программами. В разделе информатики 5 класса вы сможете найти интересные видеоуроки по всем этим темам. Информатика 6 класса знакомит школьников с основами программирования, что способствует развитию логического мышления у ребенка, этому также помогает изучение теоретических вопросов о формах мышления. Изучение программирования, в частности, на языке Basic, продолжается также и в следующем классе. На нашем сайте в доступной форме объясняются все нюансы этих непростых вопросов, которые изложены в видеоуроках по информатике 7 класса . В 8 классе школьники узнают о таких понятиях, как информационные модели, изучают архитектуру компьютера, узнают, что такое алгоритмы , знакомятся с их свойствами. Все это вы тоже можете найти на нашем портале в разделе информатике 8 класса .

Далее на уроках информатики начинается детальное изучение компьютерной графики, компьютерной анимации, средств и технологий обработки числовой информации, а также трехмерного моделирования и технологий хранения информации, в том числе баз данных. Эти сложные темы могут быть непонятны школьнику с первого раза, именно поэтому на сайте сайт представлены видеоуроки по информатике 9 класса в простой и наглядной форме изложения. С каждым классом курс становится все сложнее: на уроках по информатике 10 класса школьники будут осваивать понятия моделирования живой и неживой природы, логико-математические модели, а также информационную деятельность человека с использованием в ней компьютерных технологий. На уроках информатики 11 класса школьники продолжают изучение вопросов информационной деятельности человека, а еще повторяют и углубляют свои познания, касающиеся особенностей операционных систем и программного обеспечения..

ГИА по информатике является необязательным экзаменом для учеников 9 класса. Экзамен состоит из трёх частей: части А (подразумевает выбор правильного ответа), части B(подразумевает краткий ответ на вопрос) и части С (подразумевает развёрнутое решение). При сдаче экзамена по данной дисциплине ученик должен сообщить, на каком языке программирования он будет выполнять задание С. Эта часть выполняется при помощи компьютера. Чтобы успешно сдать ГИА по информатике, нужно готовиться систематически и подойти к процессу изучения материала серьёзно, используя учебники, лекции и конспекты, а также проверочные материалы по всем темам курса, решать диагностические и тренировочные контрольные.

В процессе изучения тем в рамках программы по информатике важна не только теоритическая составляющая, но и практический компонент. Потому что информационные технологии и процессы невозможно полностью осмыслить и понять, изучив лишь только теорию - как правило, навык приобретается на практике. Грамотное использование компьютера способно превратить невероятно сложную задачу в простейший алгоритм действий и тем самым упростить имеющуюся задачу.

Курс начальной информатики призван расширить кругозор младшеклассников, развить мыслительный процесс и познакомить с базовыми понятиями предмета.

При преподавании информатики в школе в старших классах должны достигаться следующие цели:

1. Приобретение навыков работы со средствами информационно-коммуникационных технологий.

2. Знакомство с различными видами информации и умение работать с ними при помощи ПК.

3. Выполнение и разработка проектов разной сложности.

4. Получение основополагающих теоретических знаний.

5. Развитие творческих способностей.

Роль компьютерных технологий в жизни человека растет с каждым днем. И на данный момент ПК применяется практически во всех сферах нашей повседневности. XXI век - эпоха глобальной информатизации общества, поэтому залогом успешной профессиональной деятельности любого человека является компьютерная грамотность. Следовательно, важно, чтобы школьник, изучая информатику в школе, в полной мере овладел основами компьютерной грамотности.

Изучать материал и повторять знания вы сможете с помощью нашего ресурса. Здесь содержится большое количество материалов, которые помогут изучить самостоятельно информатику онлайн.

План:

Базовый курс информатики в среднем звене школы (7-9 классы). Задачи базового курса информатики, обеспечивающего обязательный минимум общеобразовательной подготовки учащихся в области информатики и информационных технологий.

Курс информатики в зарубежной школе (страны СНГ и Западной Европы, США). Основные компоненты содержания базового курса информатики, определяемые требованиями стандарта по этому предмету. Анализ основных существующих программ базового курса:

Непрерывный курс информатики (1 -11 классы) Московского департамента образования (авторы А. Л. Семенов, Н. Д. Угринович);

Курс «Информационная культура» для 1-11 классов (авторы Ю. А.Первин и другие);

Курс информатики для 7-9 классов (А. Г. Гейн, В. Ф. Шолохович и другие);

Базовый курс информатики для 7-9 классов (авторы А. А. Кузнецов и другие);

Базовый курс информатики для 7-9 классов (авторы Н. В.Макаровой и др.)

Обзор учебников по информатике: сравнительный анализ.

Анализ методических пособий по курсу информатики.

Методика и критерий оценки качества школьных учебников по информатике.

Тезисы лекций:

Основной курс информатики и ВТ служит источником тем для углубленной разработки факультативных занятий по предмету. Стандарт общего среднего образования по информатике строится на выделении в курсе информатики трех аспектов:

1. пользовательского, отражающего цели и содержание подготовки учащихся к эффективному использованию возможностей современных персональных компьютеров для удовлетворения информационных потребностей;

2. алгоритмического, отражающего методы и средства формализованного описания действий исполнителя, общезначимые вопросы, связанные с развитием мышления учащихся через обучение программированию;

3. основания информатики, отражающего механизмы информационных процессов, информационные основы процессов управления в системах различной природы, моделирование явлений и процессов на ЭВМ и дающего представление о методах накопления, обработки и передачи информации.

Стандарт определяет нескольких этапов в овладении основами информатики и формировании информационной культуры в процессе обучения в школе.

Первый этап (I - VI классы) - пропедевтический курс ``Информатика". На этом этапе происходит первоначальное знакомство школьников с компьютером, формируются первые элементы информационной культуры в процессе использования учебных игровых программ, простейших компьютерных тренажеров и т. п.

Второй этап (VII-IX классы) - базовый курс ``Информатика и информационные технологии", обеспечивающий обязательный общеобразовательный минимум подготовки школьников по информатике. Он направлен на овладение учащимися методами и средствами информационной технологии решения задач, формирование навыков сознательного и рационального использования компьютера в своей учебной, а затем профессиональной деятельности. Одним из результатов изучения учащимися курса ``Информатика и информационные технологии" является возможность систематического использования методов и средств информационных технологий при изучении всех школьных учебных предметов.

Третий этап (X-XI классы) - предпрофессиональный профильный. Он отражает основной принцип построения старшей ступени полной общей школы - принцип профильной дифференциации и обеспечивает продолжение образования в области информатики как профильного обучения, дифференцированного по объему и содержанию в зависимости от интересов и направленности допрофессиональной подготовки школьников. Образовательный стандарт устанавливает уровень предъявления материала обучаемому, обеспечивающий реализацию задач обучения в максимальном объеме. Комплекс требований к уровню подготовки учащихся отражает многообразие и большую вариативность в подходах и возможностях обучения информатике в средних общеобразовательных учебных заведениях различного типа, устанавливая минимальные требования к подготовке учащихся для каждой компоненты и каждого этапа обучения информатике. На завершающей стадии каждого этапа обучения предлагаются типовые задания на проверку соответствия подготовки учащихся требованиям стандарта.

7. Методика изучения линии информации информационных процессов: представление о сущности информационных процессов, о структуре и основных элементах информационных систем, функциях обратной связи, процессах передачи информации, линиях связи, единицах количества информации.

Независимо от способа получения и хранения информация имеет единые характеристики. Информация наряду с веществом и энергией считается сейчас фундаментальным понятием. В этом смысле информация это структура окружающего нас мира, способная влиять на процессы. Учёные установили, что геометрическая структура обладает возможностью влиять на психику человека, воздействуя на его подсознание.

Свойства информации:

1.Информация может накапливаться.

2.Информация не обладает свойством сохранения.

3.Информация может самоорганизовываться, порождая новую информацию.

Представление о структуре и основных элементах информационных систем

Структура информационного процесса. При переносе информации в виде сигнала от источника к потребителю она проходит последовательно следующие фазы (говорят – фазы обращения), составляющие информационный процесс:

1. Восприятие (если фаза реализуется технической системой) или сбор (если фаза реализуется человеком) – осуществляет отображение источника информации в сигнал. Здесь определяются качественные и количественные характеристики источника, существенные для решения задач потребителя информации, для чего и собирается или воспринимается информация. Совокупность этих характеристик создает образ источника, который фиксируется в виде сигнала на носителе той или иной природы (бумажном, электронном и т. п.).

2. Передача – перенос информации в виде сигнала в пространстве посредством физических сред любой природы. Включается в информационный процесс, если места выполнения других фаз информационного процесса территориально разобщены.

3. Обработка – любое преобразование информации с целью решения определенных функциональных задач (они определяются потребителем информации). Данная фаза может включать хранение информации как перенос ее во времени.

4. Представление (если потребителем информации является человек) или воздействие (если потребителем является техническая система).

В первом случае выполняется подготовка информации к виду, удобному для потребителя (графики, тексты, диаграммы, таблицы и т. д.). Во втором случае вырабатываются управляющие воздействия на технические средства. Этот случай характерен для выпускников специальности "Автоматизация управления технологическими процессами", а потому здесь не рассматривается. Схематично информационный процесс изображен на рисунке:

Прямоугольниками изображены процедуры (фазы), другие фигуры обозначают объекты. Пунктирные прямоугольники показывают, что эти фазы могут отсутствовать. Как видно из рисунка, каждая фаза в общем случае преобразует (или отображает) входной сигнал в выходной. Например, при обработке сигнал S3 преобразуется в сигнал S4. Это делается для удобства проведения следующей процедуры или, в последнем случае, для удобства потребителя.

Представление о функциях обратной связи

Управление - это целенаправленное воздействие управляющего объекта на управляемый для организации его функционирования заданным образом. Оказывается, самые разнообразные процессы управления (в природе, обществе, технических устройствах) происходят сходным образом, основаны на одних и тех же принципах. Любое управляющее воздействие, в какой бы форме оно производилось, можно рассматривать как информацию, передаваемую в форме команд. Как сказано в определении, команды отдаются не случайно, а целенаправленно. Иногда цель достигается после исполнения одной команды, чаще приходится пользоваться последовательностью команд. Вы уже знаете, что такая последовательность называется алгоритмом. Достаточно ли односторонней передачи информации (только от управляющего объекта к управляемому)? Иногда, да. Но чаще желательно (а нередко, и необходимо) иметь возможность реагировать на изменения реальной ситуации, т. е. управляющий объект должен получать информацию от управляемого объекта и, в зависимости от его состояния, так или иначе менять управляющее воздействие. Для передачи информации о состоянии управляемого объекта служит обратная связь. Системы управления, содержащие ветвь обратной связи, называются замкнутыми, а не имеющие ее - разомкнутыми. При отсутствии обратной связи алгоритм управления может содержать только однозначную линейную последовательность команд.

Единицы количества информации

Человек получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, анализирует ее и выявляет существенные закономерности с помощью мышления, хранит полученную информацию в памяти. Процесс систематического научного познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и так далее). Таким образом, с точки зрения процесса познания информация может рассматриваться как знания. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию. Подход к информации как мере уменьшения неопределенности знаний позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики.

Единицы измерения количества информации

Для количественного выражения любой величины необходимо определить единицу измерения. Так, для измерения длины в качестве единицы выбран метр, для измерения массы - килограмм и так далее. Аналогично, для определения количества информации необходимо ввести единицу измерения. За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность в два раза. Такая единица названа «бит». Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей является байт, причем 1 байт = 23 бит = 8 бит. Традиционные метрические системы единиц, например Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10n, где n = 3, 6, 9 и так далее, что соответствует десятичным приставкам Кило (103), Мега (106), Гига (109) и так далее. Компьютер оперирует числами не в десятичной, а в двоичной системе счисления, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2n.

Так, кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:

1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.

Количество возможных событий и количество информации.

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий N и количество информации I: N=2I.

По этой формуле можно легко определить количество возможных событий, если известно количество информации. Например, если мы получили 4 бита информации, то количество возможных событий составляло: N = 24= 16.

Наоборот, для определения количества информации, если известно количество событий, необходимо решить показательное уравнение относительно I.

8. Язык как способ представления информации

Язык, стихийно возникшая в человеческом обществе и развивающаяся система дискретных (членораздельных) звуковых знаков предназначенная для целей коммуникации и способная выразить всю совокупность знаний и представлений человека о мире. Будучи в первую очередь средством выражения и сообщения мыслей, самым непосредственным образом связан с мышлением. Не случайно единицы языка (слово, предложение) послужили основой для установления форм мышления (понятия, суждения). Связь языка и мышления трактуется в современной науке по-разному. Наибольшее распространение получила точка зрения, согласно которой мышление человека может совершаться только на базе языка, поскольку само мышление отличается от всех других видов психической деятельности абстрактностью (абстрактными понятиями). Различаются две формы существования язык а соответствующие противопоставлению понятий «язык» и речь. Язык как система имеет характер своеобразного кода; речь является реализацией этого кода. Речь может рассматриваться в статическом аспекте - как текст, и в динамическом аспекте - как речевая деятельность, представляющая собой форму социальной активности человека. язык обладает специальными средствами и механизмами для образования конкретных речевых сообщений. Коммуникативные цели, имеющие универсальный характер, разнородны (сообщение некоторого суждения, запрос о получении информации, побуждение адресата к действию, принятие на себя обязательства и пр осуществляются в форме речи. При участии речи происходит организация труда, а также многих других видов общественной жизни людей.

Двоичная система счисления

В компьютере для представления информации используется двоичное кодирование, так как удалось создать надежно работающие технические устройства, которые могут со стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний (цифр).

Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и единиц. Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр (0 и 1).

Системой счисления называется совокупность приемов и правил для наименования и обозначения чисел. Условные знаки, применяемые для обозначения чисел, называются цифрами. Обычно все системы счисления разбивают на два класса: непозиционные и позиционные. Непозиционной называют систему счисления, в которой значение каждой цифры в любом месте последовательности цифр, означающей запись числа, не изменяется.

Исторически первыми системами счисления были именно непозиционные системы. Одним из основных недостатков является трудность записи больших чисел. Запись больших чисел в таких системах либо очень громоздка, либо алфавит системы чрезвычайно велик.

Системы, в которых значение каждой цифры зависит и от места в последовательности цифр при записи числа, носят название позиционных. Позиционной системой счисления является обычная десятичная система счисления. Перевод десятичного числа в двоичный код можно осуществлять путем последовательного деления числа на 2. Остатки (0 или 1), получающиеся на каждом шаге деления, формируют двоичный код преобразуемого числа, начиная с его младшего разряда.

9. Слово «Алгоритм» происходит от algorithmi - латинского написания имени величайшего математика из Хорезма. В дальнейшем алгоритмом стали называть точное предписание, определяющее последовательность действий, обеспечивающую получение требуемого результата из исходных данных. Алгоритм может быть предназначен для выполнения его человеком или автоматическим устройством. Каждый алгоритм создается в расчете на вполне конкретного исполнителя. Те действия, которые может совершать исполнитель, называются его допустимыми действиями. Совокупность допустимых действий образует систему команд исполнителя. Алгоритм должен содержать только те действия, которые допустимы для данного исполнителя.

Свойства алгоритмов

Данное выше определение алгоритма нельзя считать строгим - не вполне ясно, что такое «точное предписание» или «последовательность действий, обеспечивающая получение требуемого результата». Поэтому обычно формулируют несколько общих свойств алгоритмов, позволяющих отличать алгоритмы от других инструкций. Такими свойствами являются:

· Дискретность (прерывность, раздельность) - алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего.

· Определенность - каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

· Результативность (конечность) - алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.

· Массовость - алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

Первое правило – при построении алгоритма прежде всего необходимо задать множество объектов, с которыми будет работать алгоритм. Формализованное (закодированное) представление этих объектов носит название данных. Алгоритм приступает к работе с некоторым набором данных, которые называются входными, и в результате своей работы выдает данные, которые называются выходными. Таким образом, алгоритм преобразует входные данные в выходные.

Второе правило – для работы алгоритма требуется память. В памяти размещаются входные данные, с которыми алгоритм начинает работать, промежуточные данные и выходные данные, которые являются результатом работы алгоритма. Память является дискретной, т. е. состоящей из отдельных ячеек. Поименованная ячейка памяти носит название переменной. В теории алгоритмов размеры памяти не ограничиваются.

Третье правило – дискретность. Алгоритм строится из отдельных шагов (действий, операций, команд). Множество шагов, из которых составлен алгоритм, конечно.

Четвертое правило – детерменированность. После каждого шага необходимо указывать, какой шаг выполняется следующим, либо давать команду остановки.

Пятое правило – сходимость. Алгоритм должен завершать работу после конечного числа шагов. При этом необходимо указать, что считать результатом работы алгоритма.

Итак, алгоритм – неопределяемое понятие теории алгоритмов. Алгоритм каждому определенному набору входных данных ставит в соответствие некоторый набор выходных данных, т. е. вычисляет (реализует) функцию. При рассмотрении конкретных вопросов в теории алгоритмов всегда имеется в виду какая-то конкретная модель алгоритма.

Виды алгоритмов и их реализация

Виды алгоритмов как логико-математических средств отражают указанные компоненты человеческой деятельности и тенденции, а сами алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя подразделяются следующим образом:

· Механические алгоритмы, или иначе детерминированные, жесткие (например, алгоритм работы машины, двигателя и т. п.);

· Гибкие алгоритмы, например стохастические, т. е. вероятностные и эвристические.

Механический алгоритм задает определенные действия, обозначая их в единственной и достоверной последовательности, обеспечивая тем самым однозначный требуемый или искомый результат, если выполняются те условия процесса, задачи, для которых разработан алгоритм.

· Вероятностный (стохастический) алгоритм дает программу решения задачи несколькими путями или способами, приводящими к вероятному достижению результата.

· Эвристический алгоритм (от греческого слова “эврика”) – это такой алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя. К эвристическим алгоритмам относят, например, инструкции и предписания. В этих алгоритмах используются универсальные логические процедуры и способы принятия решений, основанные на аналогиях, ассоцияциях, и прошлом опыте решения схожих задач.

· Линейный алгоритм – набор команд (указаний), выполняемых последовательно во времени друг за другом.

· Разветвляющийся алгоритм – алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого ЭВМ обеспечивает переход на один из двух возможных шагов.

· Циклический алгоритм – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. К циклическим алгоритмам сводится большинство методов вычислений, перебора вариантов.

Цикл программы – последовательность команд (серия, тело цикла), которая может выполняться многократно (для новых исходных данных) до удовлетворения некоторого условия.

Вспомогательный (подчиненный) алгоритм (процедура) – алгоритм, ранее разработанный и целиком используемый при алгоритмизации конкретной задачи.

Блок-схема алгоритма

Этот способ оказался очень удобным средством изображения алгоритмов и получил широкое распространение в научной и учебной литературе. Структурная (блок-, граф-) схема алгоритма – графическое изображение алгоритма в виде схемы связанных между собой с помощью стрелок (линий перехода) блоков – графических символов, каждый из которых соответствует одному шагу алгоритма. Внутри блока дается описание соответствующего действия. Принцип программирования «сверху вниз» требует, чтобы блок-схема поэтапно конкретизировалась и каждый блок «расписывался» до элементарных операций.

Блок-схемы алгоритмов удобно использовать для объяснения работы уже готового алгоритма, при этом в качестве блоков берутся действительно блоки алгоритма, работа которых не требует пояснений.

Блок «процесс» применяется для обозначения действия или последовательности действий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Блок «решение» используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке «решение» должны быть указаны вопрос, условие или сравнение, которые он определяет.

Блок «модификация» используется для организации циклических конструкций.

Блок «предопределенный процесс» используется для указания обращений к вспомогательным алгоритмам, существующим автономно в виде некоторых самостоятельных модулей, и для обращений к библиотечным подпрограммам.

10. Выделяют два вида компьютерного обеспечения: программное и аппаратное. Программное обеспечение включает в себя системное и прикладное. Системное программное обеспечение предназначено для функционирования самого компьютера как единого целого. Это, в первую очередь, операционная система, а также сервисные программы раз личного назначения - драйверы, утилиты и т. п. В системное программное обеспечение входит сетевой интерфейс, который обеспечивает доступ к данным на сервере. Данные, введенные в компьютер, организованы, как правило, в базу данных, которая, в свою очередь, управляется прикладной программой управления базой данных (СУБД) и может содержать, в частности, истории болезни, рентгеновские снимки в оцифрованном виде, статистическую отчетность по стационару, бухгалтерский учет. Прикладное обеспечение представляет собой программы, для которых, собственно, и предназначен компьютер. Очень важным в последнее время становится использование компьютеров, объединенных в компьютерные сети при помощи специальных кабелей или телефонных каналов. Такие компьютерные сети позволяют очень эффективно производить обмен данными между уда ленными друг от друга компьютерами. В последнее время также получили распространение компьютерные гипертекстовые системы, которые позволяют таким образом организовать информацию, что она становится легко доступной для людей, не являющихся специалистами в компьютерном деле. Такие гипертекстовые системы могут включать в себя как текстовую ин формацию, так и звуковую и графическую, в том числе, движущиеся видеоизображения. Эти же системы, оснащенные подсистемой вопросов и оценки ответов, могут использоваться для целей обучения.

Современный персональный компьютер включает следующие устройства:

· процессор, выполняющий управление компьютером,

· вычисления;

· клавиатуру, позволяющую вводить символы в компьютер;

· монитор (дисплей) для изображения текстовой и графической информации;

· накопители (дисководы) на гибких магнитных дисках, используемые для чтения и записи информации;

· накопитель на жестком магнитном диске (винчестер), предназначенный для записи и чтения информации;

К системному блоку компьютера IBM PC можно подключать раз личные устройства ввода-вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности. Многие устройства подсоединяются через специальные гнезда (разъемы), находящиеся

обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры, такими устройствами являются:

· принтер - для вывода на печать текстовой и графической информации;

· мышь - устройство, облегчающее ввод информации в компьютер;

· джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;

· плоттер - подключается к компьютеру для вывода рисунков и другой графической информации на бумагу;

· графопостроитель - подключается для вывода чертежей на бумагу;

· сканер устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. Сканеры могут распознавать шрифты букв, что дает возможность быстро вводить напечатанный (а иногда и рукописный) текст в компьютер;

· стример - устройство для быстрого сохранения всей информации, находящейся на жестком диске. Стример записывает информацию на кассеты с магнитной лентой. Обыкновенная емкость стримера 60 Мбайт;

· етевой адаптер - дает возможность подключать компьютер в локальную сеть. При этом пользователь может получать доступ к данным, находящимся в других компьютерах.

Оперативная память

Объем доступной оперативной памяти - один из важнейших параметров любого компьютера. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) представляет собой совокупность микросхем на системной плате, способных накапливать и временно хранить программы и обрабатываемые данные. Эта информация по мере надобности может быстро считываться из оперативной памяти процессором и записываться туда вновь. При отключении питания содержимое оперативной памяти полностью стирается и утрачивается. Поэтому после включения компьютера программы и данные всякий раз необходимо заново загружать в оперативную память из источников долговременного хранения информации. Для долговременного хранения информации чаще всего применяются магнитные и оптические диски или иные накопители цифровой информации. В современных компьютерах применяется главным образом динамическая оперативная память. Она строится на микросхемах, требующих во избежание потерь периодического обновления информации. Этот процесс получил название "регенерация памяти". Он реализуется специальным контроллером, установленным на материнской плате. На периодическую регенерацию данных в микросхемах динамической оперативной памяти расходуется некоторое время. Попытка прочитать информацию из памяти до момента завершения цикла регенерации приводит к появлению ошибок. Поэтому сбои в памяти нередко оказываются одной из распространенных проблем в работе недорогих персональных компьютеров "желтой" или "черной" сборки, даже если в них используются совершенно исправные микросхемы динамической оперативной памяти. Обьем любой компьютерной памяти, в том числе и оперативной памяти, измеряется в килобайтах и мегабайтах. Наименьшей единицей измерения информационной емкости и наименьшей единицей деления памяти компьютера является байт. Собственно байт - это, в свою очередь, совокупность восьми мельчайших единиц информации, которые называют битами. Разница между простейшими стационарными двоичными состояниями, например, "включено"/"выключено" или между 0 и 1 составляет всего один бит. Байтовая (или 8 - битовая) структура измерения выбрана из - за двоичной организации вычислительной техники. Для передачи или сохранения одного любого символа - буквы, цифры или знака - требуется минимум один байт. 1 килобайт равен 1024 байтам, 1 мегабайт - 1024 килобайтам, 1 гигабайт 1024 мегабайтам.

11. Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Часто компьютерные модели проще и удобнее исследовать, они позволяют проводить вычислительные эксперименты, реальная постановка которых затруднена или может дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемых объектов, исследовать отклик физической системы на изменения ее параметров и начальных условий. Компьютерное моделирование требует абстрагирования от конкретной природы явлений, построения сначала качественной, а затем и количественной модели. За этим следует проведение серии вычислительных экспериментов на компьютере, интерпретация результатов, сопоставление результатов моделирования с поведением исследуемого объекта, последующее уточнение модели и т. д.

К основным этапам компьютерного моделирования относятся:

· Постановка задачи, определение объекта моделирования;

· Разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;

· Формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы;

· Планирование и проведение компьютерных экспериментов;

· Анализ и интерпретация результатов.

Различают аналитическое и имитационное моделирование. Аналитическими называются модели реального объекта, использующие алгебраические, дифференциальные и другие уравнения, а также предусматривающие осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. Имитационными называются математические модели, воспроизводящие алгоритм функционирования исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.

Место курса «Компьютерное моделирование» в системе подготовки учителя информатики

Данный курс может стать важнейшей связующей частью между различными видами подготовки учителя информатики и выполнять такие функции:

· Способствовать осознанию методологии моделирования в целом как одной из ведущих в познании окружающего мира;

· Развивать междисциплинарную, интегративную связь, по отношению к математической, естественнонаучной и узкоспециальной подготовке в области информатики;

· Способствовать развитию и углублению навыков в области программирования и использования ЭВМ;

· Содействовать" наведения мостов" между специальной подготовкой в области информатики и профессионально-педагогической подготовкой.

Во вводной части курса рассматриваются общие понятия моделирования, классификация разновидностей абстрактного моделирования - вербального, информационного, математического, роль компьютеров в их реализации. Обсуждаются некоторые технологические вопросы компьютерного моделирования - организация диалогового интерфейса в моделирующих программах, приемы научной графики для отображения результатов моделирования с максимальной наглядностью, этапы компьютерного математического моделирования. Обсуждаются также различные подходы к классификации математических моделей. Основной блок составляют модели, предметные области которых - физика, экология, процессы массового обслуживания; включены и другие прикладные задачи. Стремясь придать курсу интегративный, междисциплинарный характер, авторы сознательно ограничиваются таким подходом. Это позволяет частично преодолеть некоторую схоластичность, традиционно присущую математическому образованию, показать в работе ряд математических конструкций и возможностей компьютеров в решении прикладных задач. Значительную роль в курсе играет лабораторно-практическая часть - самостоятельная разработка, отладка, тестирование и пробное использование нескольких моделирующих программ. Оставляя за студентами свободу выбора средств, мы ориентируем их на структурный либо объектно-ориентированный подход к программированию. Наконец, в курсе выделяется та часть, которая может быть в дальнейшем спецкурсом в школах с углубленным изучением предметов физико-математического цикла и информатики. В 2005 г. опубликовано соответствующее пособие методического характера, адресованное учителям математики и информатики, а также студентам. Общий объем курса в учебном плане подготовки бакалавра образования по профилю " информатика" - порядка 100 часов аудиторных занятий (обычно 1/4 часть времени отводится на лекции, остальное - лабораторно-практические занятия, в основном за компьютером). " Компьютерное моделирование" (которому, в частности, предшествует стандартный курс численных методов) практически завершает физико-математическое и общенаучное образование студентов. К концу курса в значительной мере достигается овладение студентами общей методикой работы с компьютерной (чаще всего математической) моделью, приобретаются практические навыки постановки вычислительного эксперимента и работы со специальной литературой.

13. Технология - это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям.. Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология - комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Информационная технология формирует передний край научно – технического прогресса, создает информационный фундамент развития науки и всех остальных технологий. Информатизация общества - это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена. Информатизация общества обеспечивает:

Активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов,

Интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;

Высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Использование информационных технологий в процессе обучения

Информатизация образования, как процесс интеллектуализации деятельности обучающего и обучаемого, развивающийся, но основе реализации возможностей средств новых информационных технологий, поддерживает интеграционные тенденции процесса познания закономерностей предметных областей и окружающей среды (социальной, экологической, информационной и др.), сочетая их с преимуществами индивидуализации и дифференциации обучения, обеспечивая том самым синергизм педагогического воздействия.

Важную роль играют НИТ, позволяющие осуществить на практике реальную интеграцию учебных предметов и уже давно всем хорошо известную идею межпредметных связей на уровне методов исследования. В настоящее время существует множество вариантов программ по любому из предметов естественнонаучного цикла. Все они имеют свои достоинства и недостатки. В современных условиях требуется подготовить школьника к быстрому восприятию и обработке поступающей информации, успешно ее отображать и использовать. Конечным результатом внедрения информационных технологий в процесс обучения химии, является овладение учащимися компьютером в качестве средства познания процессов и явлений, происходящих в природе и используемых в практической деятельности.

Педагогическая целесообразность использования компьютера в учебном процессе определяется педагогическими целями, достижение которых возможно только с помощью компьютера, т. е. благодаря его возможностям. Использование информационных технологий является наиболее актуальной проблемой в естественнонаучном образовании. Многие школы уже имеют более или менее современный компьютерный класс, а некоторые даже подключились к всемирной компьютерной сети Интернет, популярность которой среди преподавателей во всем мире постоянно растет. В странах всего мира распространяется интерес к возможностям программно-педагогических средств и сети Интернет в обучении. Процесс вхождения школы в мировое образовательное пространство требует совершенствования, а также серьёзной переориентации компьютерно - информационной составляющей. Всё большее использование компьютеров позволяет автоматизировать, а тем самым упростить ту сложную процедуру, которую используют и учителя при создании методических пособий, тем самым представление различного рода «электронных учебников», методических пособий на компьютере имеет ряд преимуществ. В развитии общества значительную роль играют коммуникационные факторы. Использование новых образовательных технологий открывает реальные возможности для построения образовательной системы, основанной на принципах открытого информационного пространства. Наиболее перспективной технологией в открытой системе образования является технология дистанционного обучения.

Система образования и новые информационные и коммуникационные технологии

Применение информационных технологий и коммуникационных технологий в высшем образовании традиционно сводится к двум основным направлениям. Первое состоит в использовании возможностей этих технологий для увеличения доступности образования, что осуществляется путём включения в систему образования тех лиц, для которых иной способ может быть вообще недоступен. Необходимо сказать, что такая дистанционная форма обучения встречает множество возражений. Её противники справедливо отмечают, что будущие студенты лишены всего того, что требуется для получения подлинно качественного образования: работа в лабораториях, доступ к научным библиотекам, общение с преподавателями и другими студентами на семинарах и в неофициальной обстановке.

Второе направление предполагает использование информационных технологий для изменения того, чему учить и как учить, т. е. содержания и способов обучения в рамках традиционной очной формы. Но здесь возникает весьма щепетильная проблема, связанная с тем, что внедрение передовых технологий часто создаёт дополнительные преимущества наиболее успевающим, активным и способным клиентам, не влияя на уровень подготовки основной массы. В сложившейся структуре встаёт вопрос о доступности и качестве образования. Переход к реальной информатизации общего образования возможен на основе единой образовательной информационной среды, формируемой всеми участниками информационного процесса. Создание такой среды может начаться со школьной Internet-библиотеки с наглядным и доступным для учащихся структурированным предоставлением информации.

Другая трудность, которую нельзя оставить без внимания, это увеличение ответственности самого обучаемого за результаты обучения в ситуации, когда ему предоставляется множество возможностей выбора между различными формами обучения, лавина нужной и посторонней информации и посторонней информации в условиях дефицита времени. В этих условиях педагоги должны помочь обучаемым в правильной организации их учебной деятельности с учётом их индивидуальных особенностей и возможностей.