На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Диплом Изучение информационных технологий в рамках школьного курса информатики. Понятие информационных технологий и их значение в современном обществе. Принципы и методы отбора содержания курса информационные технологии. Основы построения информационной модели.

Информация:

Тип работы: Диплом. Предмет: Педагогика. Добавлен: 30.03.2011. Сдан: 2011. Страниц: 3. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):



/

Выпускная квалификационная работа

Методика изучения информационных технологии в рамках школьного курса информатики

Содержание

Ведение

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1 ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1.2 ИНФОРМАЦИЯ И РАЗВИТИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ

1.3 КОЛИЧЕСТВО И КАЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ

1.4 ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ОБЩЕСТВА

1.5 Понятие информационных технологий и их значение в современном обществе

1.6 Классификация современных информационных технологий

1.7 История развития информационных технологий

2. Структура и содержание изучения курса, информационные технологии

2.1 Принципы и методы отбора содержания курса информационные технологии

2.2 Основы построения информационной модели

2.3 Практикум по информационным технологиям

2.4 Экспериментальное обоснование эффективности предлагаемой методики при изучении информационных технологий в рамках школьного курса информатики

заключение

литература

ВВЕДЕНИЕ

Человечество развивается благодаря генерированию информации. Информация растет интенсивно. Если во времена Ньютона выпускалось пять научных журналов, сейчас их 200 тыс. Книжный фонд достигает 1,5 млрд. наименований. Ежегодно публикуются примерно 250 тыс. диссертаций и научных отчетов, 5 млн. научных статей, до 1 млн. патентов. В целом ежегодный мировой информационных ресурс оценивается в 10 млн. наименований. Эксперты подсчитали, что за последние 25 лет в мире произведено разного рода информации больше, чем за предыдущие 5000 лет.

Известно, что сегодня в компьютерных базах данных, имеющих доступ, хранятся более 262 млрд. записей. В сети Internet уже сейчас работают более 5 млн. компьютеров. В пользовании мирового сообщества находится около 180 млн. компьютеров.

Техническую сторону оперирования и поиска информации составляют информационные технологии, являющиеся результатом сочетания компьютерной техники, техники передачи и воспроизведения информации. Они позволяют любому человеку, имеющие технические средства доступа, получить независимо от расстояния нужную информацию в нужное время в удобной форме. За счет разработки новых и использование уже зарекомендовавших себя информационных технологий общество эффективно эксплуатирует информационные ресурсы, создавая наукоемкую продукцию развивая тем самим образование, экономику, торговлю. В основу социально-экономического благополучия развитых стран лежат мирровые информационные ресурсы и умение их эффективно использовать.

Современный курс информатики - беспрецедентное явления в мировой педагогической практике. Обычно, от возникновения научной дисциплины до осознания его общеобразовательной значимости и включение ее основ в школьное образование проходит несколько десятков, а то и сотен лет, в течении этого времени стабилизируется научный аппарат, определяется методология и формируются общие методологические подходы, т.е. устанавливается некий системный взгляд на данную дисциплину [17].

Для информатики эти процессы еще не завершены, хотя никто сегодня не может оспорить его место как общеобразовательной дисциплины. Предметом его изучения является целая цивилизация - информационная. Как подчеркивал академик А.П.Ершов, информационная цивилизация - «всеобщий и неизбежный период развития человеческой цивилизации, период освоения информационной картины мира, осознания единства законов функционирования информации в природе и обществе, практического их применения, создания индустрии производства и обработки информации» [16].

Сегодня никто не сомневается в значимости информации и информационных процессов, происходящих в обществе. Имеют место две концепции глобальной информатизации общества концепция «конца цивилизации» (Ф.Фукуяма) популярная в 80-х годах, ныне вызывает большие сомнения. Вторая концепция, которая сегодня вызывает больше доверия, например, мнение С. Ханнингтона, утверждающего, что современный мир стоит перед схваткой цивилизаций. В этом контексте совершенно очевидно, что технологиями особенно информационными не только надо пользоваться, но и создавать. В противном случае есть опасность, что человечество не справится с информационными процессами происходящими внутри цивилизации. Таким образом, «понимание» и «знание» становится необходимым условие выживания человека.

Это подразумевает, в частности, освоение инструмента познания информационной цивилизации - науки информатика. Деятельностный характер этого освоения состоит в том, что изучение обобщающего понятия информатики информационные процессы развертываются в деятельностной логике - по ступеням продвижения к информационным технологиям, с помощью которых создается информационный продукт [17].

Современная школа не может, научит учеников работать со всеми существующими информационными технологиями, так как происходит очень быстрое их обновление. Не успевает, человек привыкнуть к одной информационной технологии она уже устаревает, и появляются новые.

Перед школой стоит задача формировать у учащихся алгоритмы или методики работы с базовыми информационными технологиями (текстовые редакторы, табличные процессоры, системы управления базами данных, поисковые системы и др.). Существующая практика изучения информационных технологий в курсе информатики средней школе в лучшем случае сводится к формированию, у ученика навыков работы с конкретной информационной технологией (Лексикон, Word, мультимедиа или Paint).

Продолжаются внедрение информационных технологий в учебный процесс школ как объект изучения на уроках, так и как средство обучения, имеющие большой потенциал в совершенствовании различных сторон учебного процесса.

Исследования в области методики преподавания информационных в средней школе (А.А.Кузнецов, С.А. Бешенков, С.А.Жданов, И.В. Роберт и др.) посвящены в основном использованию информационных технологий (ИТ) для повышения эффективности обучения в целом.

Анализ содержания результатов позволяет сделать вывод об отсутствии общего подхода, который позволяет выработать у учащихся знаний, умений и навыков по формированию алгоритмов изучения информационных технологий.

Таким образом, имеет место противоречие между необходимостью в подготовке учеников умеющих самостоятельно изучить ИТ и отсутствием такой методики обучения в школе. Это противоречие определяет проблему исследования. Исследования вопросов формирования общего подхода к изучению того или иного класса ИТ при обучении информатике является актуальным и имеет большое значение для совершенствования методики обучения информационным технологиям.

Объект исследования процесс изучения информационных технологий в курсе информатики средней школы.

Предмет исследования процесс изучения информационных технологий в рамках профильного курса информатики средней школы.

Гипотеза исследования - обучение учащихся работе с информационными технологиями будет более успешной, если предварительно построит информационную модель задачи (модель с учетом информационных процессов происходящих при решении задач).

Для реализации гипотезы в квалификационной работе решены следующие задачи:

· изучить учебно-методическую литературу и научную литературу по теме исследования;

· изучить возможности изучения информационных технологий ;

· разработать профильный курс по информатике ориентированный на изучение информационные технологии;

· определить структуру, содержание и разработать методику изучения информационных технологий на основе информационных моделей задач.

Для решения задач исследования будут использованы методы сравнение, анализ, наблюдение, опрос, эксперимент, тестирование, анкетирование.

Методологической основой исследования служат теоретические работы: по дидактике и педагогики (Е.Я. Голант, М.Н. Скаткин, И.Я. Лернер, Б.П. Есипов, М.А. Данилов, Ю.К. Бабанский и др); по информатике (А.А. Кузнецов, Э.И.Кузнецов, А.П.Ершов, С.А. Бешенков, С.А. Жданов, И.В. Роберт и др.).

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в разработке и обосновании возможности изучения информационных технологий на основе информационных моделей задач.

Практическая значимость исследования заключается в том, что предлагаемая методика обучения апробирована в реальном учебном процессе.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Переход в новое тысячелетие совпадает со сменой эпох в развитии общества. Эпоха индустриального общества должна смениться эпохой информационных технологий, когда человечество переходит на новый этап развития информационный. В XXI в. уровень развитости государства будет определяться скорее не объемом промышленной продукции, а состоянием науки и образования, характеризующим качество производимых знаний.

Действительно, в современном мире нельзя сделать какой-либо прогрессивный шаг, осуществить решение каких-то общечеловеческих или частных проблем без соответствующего информационного обеспечения, т.е. получения информации из внешней среды, ее соответствующего анализа и оперативного принятия решения. Информация стала стратегическим ресурсом общества, а совокупность знаний стала решающим фактором развития любой страны.

Впервые за всю историю развития цивилизации у человека появились возможности, усиливающие его интеллектуальные способности: компьютер и компьютерная сеть. Создание компьютера и средств обработки и обмена информацией на новом уровне обязано новой естественной науке - информатике, возникшей в середине XXв. на достижениях математики, физики, кибернетики, теории информации.

Из теоретических основ компьютерной техники информатика в наше время превратилась в науку, изучающую законы и методы накопления, обработки, передачи и усвоения информации с помощью компьютеров и средств связи. В недрах информатики рождаются все новые и новые информационные технологии, позволяющие человеку успешно оперировать с возрастающим информационным потоком.

Информатика стала необходимой любому специалисту, желающему улучшить свою интеллектуальную деятельность.

В настоящее время трудно, если не сказать невозможно, управлять современным предприятием без знаний об информационных системах и методах, с помощью которых информационные системы делают деятельность любой организации более компетентной и эффективной. Только с помощью информационных систем успешно функционируют фирмы и глобальные корпорации, производящие полезные продукты и осуществляющие необходимый сервис обществу.

Технической основой систем обработки и передачи информации служат информационные технологии, изучению которых на уровне пользователя посвящена настоящая книга. Определим сразу, что под информационными технологиями мы будем понимать методы, системы и средства, используемые для хранения, обработки, восприятия и передачи информации во всех возможных формах и использования ее во всех аспектах нашей многоплановой жизни.

Невозможно назвать ни одной другой технологии, которая могла бы сравниться по своему влиянию на общество с информационной. Информационные технологии интегрируют в себе плоды человеческого разума и мастерства: компьютерные базы данных, компьютерные сети и системы телекоммуникаций в сетях, радиовещание, телевидение, информационное обеспечение общества через спутниковые ретрансляторы, электронная торговля и электронный бизнес, системы искусственного интеллекта, помогающие человеку принимать решения в сложной информационной обстановке.

Благодаря глобальной сети Internet наша планета превращается в систему глобального общения людей и коллективного пользования информационными ресурсами общества. Создается техническая платформа для еще более прогрессивного развития человеческого интеллекта. Как писал академик Н.Н. Моисеев, «...скорость развития знаний растет не только с ростом числа людей, задействованных в творческом процессе, но в еще большей степени с интенсивностью информационных обменов», чему способствует развитие глобальных компьютерных сетей.

Для совершенствования своей деятельности человеку необходимы элементарные знания о современных информационных системах, о технических возможностях компьютерных систем и информационных технологий, нужно уметь пользоваться информационным богатством современного общества, уметь самостоятельно решать профессиональные задачи с помощью компьютера. Понимание возможностей информационных технологий становится обязательным элементом культуры современного человека и, одновременно, условием достижения успеха в профессиональной деятельности. Всем этим проблемам посвящена донное исследование. Ее назначение - помочь ученикам и студентам организовать свою профессиональную деятельность на основе грамотного использования информационных технологий.

1.1 ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Информатика как научное направление обязана своим происхождением идеям создания компьютера. В США науку о вычислительной технике назвали компьютерные науки, во Франции ей дали имя информатика от слов информация и автоматика. У нас это понятие прижилось как «информатика».

В целом, информатика - это наука о компьютерной технике, принципах ее разработки и функционировании. Значительное место в информатике занимают вопросы аппаратных средств компьютера, его программного обеспечения, взаимодействия программных и аппаратных средств и, конечно, разработки такой операционной системы компьютера, которая обеспечивала бы дружественный интерфейс с пользователем.

Значительное место в информатике принадлежит разработке элементов компьютера - интегральных схем, микропроцессоров, систем компьютерной памяти.

Наряду с развитием информатики развивались методы и средства информационного обмена, и вполне естественно, что средства микропроцессорной техники и программирования стали успешно внедряться в системы передачи информации. Компьютер позволил создавать информационные технологии нового типа.

Кроме этого, компьютер стал играть первостепенную роль в науке, технике, образовании, культуре. Компьютерные методы обработки информации и решения математических задач начинают распространяться на прикладные задачи, расширяется сфера применения компьютерной техники. Вот почему информатика превращается в науку об информационных процессах в современном обществе.

По словам академика Н.Н. Моисеева, «зародившаяся в недрах науки о процессах управления - кибернетики, информатика ...буквально на наших глазах из технической дисциплины о методах и средствах обработки данных при помощи средств вычислительной техники превращается в фундаментальную естественную науку об информации и информационных процессах в природе и обществе».

Такого же мнения придерживался и академик А.П. Ершов, который писал, что «наука о рациональном использовании компьютера для решения различных задач называется информатикой».

В наше время микропроцессорная техника позволяет создавать эффективные технологии информационного обслуживания, создавая тем самым условия для творческой деятельности. Заметим, что технология представляет собой совокупность методов изготовления или обработки материалов или сырья, осуществляемых в процессе производства продукции или, проще говоря, искусство делать вещи. В научном плане технология состоит в выявлении закономерностей с целью использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

Новые информационные технологии - это комплекс научных и инженерных знаний, воплощенных в аппаратных средствах компьютера, алгоритмическом и программном обеспечении с использованием средств связи.

Информационные технологии существенным образом повышают эффективность человеческой деятельности за счет автоматизации обработки информации и вычислений.

Информационные технологии обладают интегрирующим свойством по отношению ко всем остальным технологиям. Так, в информационных системах, в которых моделируются процессы реальных отношений (промышленное предприятие, транспортная фирма, банк, спортивная ассоциация, страховая компания и пр.), на компьютерной базе происходит своеобразный синтез разнообразных знаний в определенной предметной области. За счет предварительной формализации этими знаниями можно манипулировать и анализировать ситуации. Базы данных, а затем и базы знаний позволяют осуществить некоторую автоматизацию научной деятельности.

Можно без преувеличения сказать, что информационные технологии формируют передний край научно-технического прогресса, создают информационный фундамент развития науки и других технологий.

1.2 ИНФОРМАЦИЯ И РАЗВИТИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ

Цивилизация - это прежде всего информация, информация делает народы человечеством. С. Залыгин «К вопросу о бессмертии» Информированные всегда будут властвовать над незнающими. И народ, подразумевающий в своем обществе наличие народовластия, должен обладать силой, которую дает ему информация.

Джон Адаме,4 авг. 1822 г.(надпись у входа в Библиотеку Конгресса США)

Возникновение речи положило начало человеческой истории. Именно речь позволила человеку подняться над другими биологическими объектами. Владение речью - это принципиальное отличие человека от всех живых организмов. В сущности язык - это метод кодирования сообщения, которое воспроизводит человек. Хотя сообщения формируют и другие живые существа, и даже растения, сообщение человека отличается сложностью применяемого кода и весьма высокой его произвольностью.

Передача информации посредством речи не только породила возможность быстрого обмена знаниями, но и сыграла решающую роль в превращении людей в человеческую цивилизацию. С тех пор, как человек стал источником и потребителем информации, знание оказалось главным результатом его жизнедеятельности. Недаром четыре века тому назад английский философ Фрэнсис Бэкон, лорд-канцлер Англии, сказал: «знание - это сила». Сила информации и знаний состоит в том, что с их помощью вскрываются новые возможности для человека.

На протяжении развития цивилизации произошло несколько информационных революций, связанных в основном со способами представления и обработки информации. С каждой такой революцией человечество переходило на новую ступень развития.

Пожалуй, исторически первым этапом информационной технологии следовало бы назвать письменность, следующим этапом - изобретенное в XV в. книгопечатание. Стимулируемое книгопечатанием развитие наук ускоряло темпы накопления профессиональных знаний. Знания, реализованные через трудовой процесс в станках, машинах, сооружениях, исследованиях и т.п., становились источником новых идей и научных направлений.

Следующие после книгопечатания революционные этапы развития информационных технологий связаны с изобретением средств передачи информации на большие расстояния: телеграфом, телефоном и радио.

Основным рычагом развития цивилизации, национальным достоянием стран всегда были и будут Интеллект и Знания, воплощенные в полезные дела и изделия. Источником знаний является информация. Первостепенное значение в развитии цивилизации играет феномен Мастера. Там, где понимают, что наличие Мастеров в стране определяют ее процветание, там заботятся о системе передачи знаний, мастерства и традиций от одного поколения к другому, т.е. стремятся поддерживать на высоком уровне свою систему образования.

К нам уже давно пришло понимание того, что не выплавленная сталь и не выработанная электроэнергия определяют потенциал общества, а думающие люди и та техника, которая помогает им быстрее, точнее решать новые интеллектуальные задачи.

Весьма поучительный пример приводит академик Н.Н. Моисеев в книге «Время определять национальные цели». Когда прусский фельдмаршал Мольтке в 1866 г. докладывал германскому королю Вильгельму о своей победе над австрийцами, присутствовавший при этом первый рейхсканцлер Германии Бисмарк произнес знаменитую фразу: «Это не прусские генералы победили австрийских, а прусский учитель победил австрийского».

Древнейшим средством приобретения знаний является система образования. Знания, преобразованные руками Мастера в конкурентоспособную продукцию, уже давно признаны в цивилизованном мире самой большой ценностью. Как метко заметил Карел Чапек, «вероятность того, что неосведомленный человек выскажет глубокую мысль, так же мала, как возможность попасть в сапоги, спрыгнув с колокольни». В странах с развитой экономикой внимательно относятся к своей системе образования.

Экономическая и информационная поддержка образования во многих странах стала традицией. Например, в США и Японии на подготовку специалистов расходуются огромные суммы. Это дает свои результаты. Так, в США работает 15% всех научных сотрудников, которые генерируют 35% всех научных публикаций в мире.

В Японии и США ежегодно подготавливается примерно одинаковое количество инженеров (порядка 70 тыс.), но для Японии это в 2 раза больше в пересчете на душу населения, чем для США. Средняя продолжительность жизни в Японии достигла 72 года для мужчин и 80 лет для женщин и стала самой высокой в мире. Это еще раз подтверждает взаимосвязь таких факторов, как высокий интеллектуальный потенциал, экономическое процветание, ориентированная на человека социальная политика, оперирование знаниями в важнейших для человека областях науки и техники и умение быстро наращивать профессиональный потенциал за счет умелой обработки информационных ресурсов.

Информация играет принципиальную роль в стремлении добиться высшего мирового уровня производимой продукции. Здесь было бы уместно привести понятие «высшего мирового уровня». Это достижение потребителем максимального эффекта при минимальных затратах изготовителя благодаря максимальному использованию достижений науки и техники.

Становится на ноги «информационная индустрия», а понятие «информационной вооруженности» фирмы или страны является синонимом экономического и социального прогресса. При этом в числе таких важнейших параметров информации, как ценность, оказывается и оперативность. Сейчас эта возможность реализуется за счет использования баз данных и компьютерных сетей.

Человечество пытается за счет знаний и информации восполнить уменьшающиеся запасы сырья и энергии. Открываются новые пути более рационального и экономного получения средств для поддержания своей жизнедеятельности, и этот процесс неумолимо развивается.

На наших глазах общество, основанное на информации и знаниях, постепенно организуется в глобальную кооперацию, базирующуюся на совместном использовании информации. Здесь проявляется стремление человечества к планетарной общности. Доминантами общественного развития становятся знания и информационные технологии, а информационный потенциал нации определяет ее социально-экономическое положение в мировом сообществе. Вот почему последнее десятилетие XX в. и наступившее столетие связывают с информатизацией общества.

Информатизация - это наиболее полное удовлетворение информационных потребностей органов управления и населения. Академик Ю.В. Гуляев писал: «Информатизация всей страны - это важнейшее условие научно-технического прогресса и развития нашего общества, условие того, чтобы мы не выпали на ходу из все ускоряющего свое движение поезда мировой цивилизации».

Проникновение компьютерной техники в живую ткань общества включает в себя формирование новых трудовых навыков и умений, перестройку рабочих мест, изменение формы и содержания многих актов профессиональной деятельности людей и их быта.

Информатизация общества представляется одним из мощных средств развития интеллекта общества и повышения его организованности. На основе информационных технологий формируется передний край научно-технического прогресса, создается фундамент последних достижений науки и новых технологических решений, осуществляется переход к наукоемкому производству и новым видам информационного обмена в технических и социальных областях.

1.3 КОЛИЧЕСТВО И КАЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ

Слово «информация» - одно из самых популярных в нашем лексиконе. Мы вкладываем в него весьма широкий смысл и объяснить его можем, как правило, на интуитивном уровне. Информация воспринимается нами из окружающего мира, передается речью, поступает к нам по телефону, телеграфу, радио, телевидению, распространяется в виде газет, журналов и книг, записывается на магнитные или оптические диски и фотопленку. Информацию хранят в библиотеках, архивах, базах данных, ее сообщают нам измерительные приборы, вкус пищи, запахи, наблюдаемые нами объекты, вид окружающей нас природы. Информация относится к таким философским категориям, которым человек пока не способен дать точного определения.

В общепринятом смысле информация - это сведения, сообщения, знания, являющиеся объектом хранения, передачи, преобразования и помогающие человеку обеспечить свою жизнедеятельность. Но принципиальным, пожалуй, является то, что информацию составляют новые сведения, которые могут быть использованы человеком для совершенствования своей деятельности и пополнения знаний. Мы ведь привыкли к тому, что «информировать» означает сообщать нечто ранее неизвестное

Для нас, как и для наших древних предков, возможность выжить непосредственно связана с информационным общением и обладанием правильной информацией. По мнению американского математика Норберта Винера, основоположника кибернетики, информация - это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе приспособления к нему наших чувств. Иными словами это можно выразить так: информация - это все то, что поступает в наш мозг из многих источников и во многих формах и, взаимодействуя там, образует наши знания. С позиции кибернетики информация - это сведения, которые должны снять существующую до их получения неопределенность у получателя, пополнить систему его понимания факта или события полезными сведениями.

Информация является жизненной потребностью человека, а информационный обмен - генетически врожденным свойством человека. Лишить его этого свойства - значит, лишить его человеческих качеств.

Информационное общение предполагает наличие источника информации (передатчик), канала передачи информации и приемника. Эти средства объединяют источник информации и получателя в информационную систему. Участниками этой системы могут быть как люди, так и животные, растения, а теперь и компьютеры. Когда речь идет о человеке как участнике информационной системы, имеется в виду смысловая или семантическая информация, т.е. та, которая выражается человеком с помощью языка.

В обиходе мы часто употребляем слово «данные» как синоним информации, однако между ними есть существенное различие. Данные -это поток фактов, представляющих некоторое событие или явление перед тем, как они будут упорядочены в форму, понятную человеку. Смысловая обработка данных позволяет извлечь информацию, т.е. знание о том или ином предмете, процессе или явлении. Это значит, что данные служат сырьем для создания информации, полученной в результате обработки данных. Но под обработкой в данном случае следует иметь в виду механизм интерпретации (осмысливания) данных, их использования, позволяющий превратить их в информацию. Информация в процессе анализа превращается человеком в знания.

Что касается «сообщения», то под ним подразумевают обычно информацию, выраженную в определенной форме и подлежащую передаче. Сообщение - это форма представления информации. Примерами сообщений являются текст телеграммы, речь оратора, показания измерительного прибора, изображение на экране телевизора или дисплея

Очень интересным и актуальным в наше время является вопрос о ценности информации. Понятно, что ценность информации определяется ее получателем. Можно ли ввести в нашу деятельность меру ценности информации? В наш компьютерный век, насыщенный информацией, это было бы очень полезным.

Одно из первых предложений по определению ценности информации сделал в пятидесятые годы академик А.А. Харкевич. По его мнению, за меру ценности информации следовало бы принять количество информации, необходимое для достижения поставленной цели. Если до получения информации вероятность достижения цели равнялась Ро, а после ее получения Рn, то ценность информации можно определить как логарифм отношения Р0/Рn и измерять в единицах измерения количества информации.

Известны работы по созданию семантической теории информации (семантический - смысловой, относящийся к значению слова). Согласно этой теории для восприятия информации в любой предметной области (искусство, наука, окружающая среда) необходим подготовленный для этого восприятия приемник (слушатель, читатель, зритель).

Степень подготовленности приемника характеризуется неким справочником или словарем, называемым тезаурусом (по-гречески - запас), который содержит все смысловые связи между словами данного языка. В информатике этим понятием пользуются для обозначения полного систематизированного набора данных в какой-либо области знания, позволяющего человеку или компьютеру в ней ориентироваться.

Тезаурус каждого человека характеризует способность этого человека воспринимать те или иные сообщения. Ценность получаемой приемником (человеком) информации можно характеризовать степенью изменения индивидуального тезауруса под воздействием воспринимаемого сообщения.

Необходимость определения количества информации в сообщении с помощью численных единиц была связана с попыткой ученых разработать принципы передачи информации по каналам связи, дать оценку пропускной способности канала связи, разработать способы наилучшего кодирования информации, найти предельные соотношения для количества информации, которое может быть передано по каналу связи в единицу времени. Эти принципиальные вопросы составили начало нового научного направления - теории информации, возникшего в середине прошлого столетия благодаря в основном работам американского инженера и математика Клода Шеннона и советских ученых А.Н. Колмогорова, А.А. Харкевича, В.А. Котельникова.

Теория информации - это наука о методах наиболее рациональной (оптимальной) передачи информации по каналам связи в условиях помех. Она имеет самое тесное отношение к информатике.

Итак, попытаемся понять суть подхода к оценке количества информации некоторого источника сообщений (объект, событие, процесс). Прежде всего, необходимо отвлечься от конкретного содержания того события, о котором сообщается, т.е. от семантики сообщения. (Действительно, для канала связи совершенно неважно, какой смысл несет сообщение, важно, сколько символов нужно передать) Любое событие или объект в каждый момент времени может находиться в одном из большого числа возможных состояний, и описание события есть не что иное, как указание на то, в каком из возможных состояний он находится. Протекание события во времени есть смена этих состояний, выбранных из числа возможных.

Число возможных состояний создает неопределенность, и чем больше неопределенность выбора, тем больше информации можно получить, как результат выбора имеет большую степень неожиданности. Таким образом, информация в отвлеченном виде, без конкретного смысла сообщения, есть просто выбор некоторого определенного элемента из множества возможных.

Если множество вариантов выбора или неопределенность сделать минимальной, то это будет выбор альтернативы из двух возможных событий. Его вполне естественно принять за единицу количества информации. Эта единица называется «двоичной единицей», или «битом». Один бит - это количество информации, содержащееся в источнике с неопределенностью в два равновероятных события. Если выбор производится из числа событии щих два, всякое сужение неопределенности вдвое дает одну единицу информации.

Интересно, что это выражение для количества информации источника совпадает по форме и содержанию с выражением для энтропии в статистической физике.

Понятие энтропии было введено Клаузиусом в 1850 г. в связи со вторым законом термодинамики и означало меру беспорядка. Неупорядоченность можно интерпретировать как неизвестность системы для наблюдателя, т.е. насколько мало известно наблюдателю о данной системе. Как только наблюдатель выявил что-нибудь в физической системе, так энтропия системы снизилась, ибо для наблюдателя система стала более упорядоченной. Энтропия является количественной мерой неопределенности или же представляет количество информации, необходимое для устранения имеющейся неопределенности. Энтропию можно назвать мерой «априорного незнания».

Иными словами, энтропия есть количественная мера недостатка информации о системе. Энтропия и информация имеют противоположные знаки, т.е. энтропия системы выражает степень ее неупорядоченности, а информация о ней дает человеку меру организации системы.

1.4 ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ОБЩЕСТВА

Человечество развивается благодаря генерированию информации. Нет необходимости доказывать, что для человека информация такой же энергетический продукт, как и пища. Чтобы быть хозяином положения в своей сфере, избранной области знаний или бизнеса, необходимо быть в курсе научно-технических событий, экономических, политических и финансовых ситуаций в ближнем и дальнем окружении. Информационное невежество неумолимо приводит к банкротству.

В 50-е годы академик А.А. Харкевич сформулировал закон: «Информация растет пропорционально квадрату национального дохода страны». Сейчас мы убеждаемся, что преобладающую часть мирового информационного массива генерируют высокоразвитые страны.

Огромную ценность для информационного общества приобретают информационные ресурсы - это библиотеки, архивы, музеи, банки данных, знания каждого. В последние десятилетия мировой информационный ресурс достиг колоссальных размеров и продолжает стремительно нарастать. Известно, что человеческие знания по основным направлениям техники и культуры составляют объем примерно 1018 бит. В Российской государственной библиотеке объем хранилища составляет примерно 1013 бит.

Если во времена Ньютона выпускалось пять научных журналов, сейчас их - 200 тыс. Книжный фонд достигает 1,5 млрд названий. Ежегодно публикуется примерно 250 тыс. диссертаций и научных отчетов, 5 млн научных статей, до 1 млн патентов. В целом ежегодный мировой информационный поток оценивают в 10 млн названий, что в пересчете на одного инженера, научного работника, специалиста составляет 1500 страниц в день! Эксперты подсчитали, что за последние 30 лет в мире было произведено разного рода информации больше, чем за предыдущие 5000 лет.

Известно, что в настоящее время во всем мире в компьютерных базах данных, имеющих диалоговый доступ, хранится более 2,2 млрд записей.

В глобальной сети Internet уже сейчас работает около 5 млн компьютеров. В пользовании мирового сообщества находится около 180 млн компьютеров. Такова сейчас электронная информационная вселенная.

Техническую основу оперирования и поиска информации составляют информационные технологии, являющиеся результатом сочетания компьютерной техники, техники передачи и воспроизведения информации. Они позволяют любому человеку, имеющему технические средства доступа, получать независимо от расстояния нужную информацию в нужное время в удобной для него форме. Жизненно важным остается тезис: «Кто располагает нужной информацией, тот оказывается лидером положения».

За счет разработки новых и использования уже зарекомендовавших себя информационных технологий общество эффективно эксплуатирует информационные ресурсы, создавая наукоемкую продукцию, развивая образование, торговлю, экономику. В основе социально-экономического благополучия развитых стран лежат мировые информационные ресурсы и умение их эффективно использовать.

КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Человек способен воспринимать информацию из внешнего мира по пяти каналам в соответствии с имеющимися у него органами чувств: слух, зрение, осязание, обоняние, вкус. Опустив рассуждения о том, как информация воспринимается человеком по этим каналам, отметим две принципиально различные формы представления информации и связанные с этим представлением способы ее обработки и передачи. Речь идет о том, что воспринимаемые человеком сигналы могут быть либо непрерывными (аналоговыми), либо дискретными (цифровыми).

Язык, с помощью которого общаются люди, является знаковой системой представления информации, но если знаки напечатаны на бумаге - это дискретное представление информации, а если передаются в форме устной речи с помощью фонемов (знаковых звуков) - это аналоговая информация. Воспринимаемая зрительно информация является аналоговой.

К дискретной информации, которая представляется дискретными электрическими сигналами, применяют кодирование - процесс описания данных в форме, удобной для передачи, обработки и хранения информации в информационных системах, системах связи, в компьютерах и т.п. В процессе кодирования информация представляется в виде кодов - упорядоченной совокупности условных знаков (например, букв, цифр) или сигналов. К кодированию информации люди прибегали еще в Римской империи и Древней Греции для надежной передачи информации (факельный телеграф) или ее засекречивания.

Кодирование представляет собой не что иное, как сопоставление алфавитов: одному множеству сопоставляется другое, например, алфавиту знаков сопоставляется множество цифр или условных рисунков. Естественный язык представляет собой систему кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи.

В компьютерной технике принята двоичная система кодирования, в которой данные представляются как кодовые комбинации, состоящие сочетания знаков «1» и «0» или бит. Американский институт стандартизации предложил систему кодирования для компьютера состоящую из двух таблиц, в которых каждому символу, знаку препинания, цифрам, действию сопоставлена определенная кодовая комбинация. Часть комбинаций в таблицах являются управляющими кодами для обозначения управляющих команд.

Для запоминания и представления графиков, рисунков, фотографий используется растровый метод кодирования, при котором поле изображения состоит из точек и каждая точка кодируется определенной кодовой комбинацией, несущей информацию о степени яркости точки и смеси цветов при цветном изображении. Учитывая необходимость представления множества цветов (порядка 16 млн), кодирование точек выполняется длинными (до 32 разрядов) кодовыми комбинациями.

Исключительно важную роль выполняет кодирование при передаче информации в условиях электрических шумов и помех. Поясним эту проблему подробнее, так как она является фундаментальной при решении задачи надежной обработки и передачи информации.

Известно, что шум является объективным спутником электрических сигналов. Другой неприятностью для информации, передаваемой с помощью электрических сигналов, являются их искажения. И, наконец, никак нельзя избежать промышленных помех, которые человек в процессе своей деятельности насаждает в неимоверном количестве.

Созданная в рамках теории информации теория помехоустойчивого кодирования предлагает методы борьбы с ошибками при обработке информации компьютером и при передаче информации по каналам связи. Задача повышения надежности работы вычислительных систем и систем связи решается в теории кодирования путем введения избыточности в передаваемую информацию или в компьютер.

1.5 Понятие информационных технологий и их значение в современном обществе

Информационная сфера деятельности человека стала определяющим фактором развития науки, техники и экономики. Для последних десятилетий характерны рекордные темпы роста информационных технологий, справиться с которыми традиционными способами невозможно. Число публикаций в мире удваивается каждые 10-15 лет, а число автоматизированных баз данных за это время увеличилось в 10 раз. Всемирный книжный фонд составляет 1,4 млрд названий; фонд патентных документов - 27 млн, и возрастает на 1 млн ежегодно. Ежеминутно в мире публикуется приблизительно 2000 печатных страниц научных текстов, каждые 1,5-2 минуты предлагается новое техническое решение, каждый час регистрируется 15-20 изобретений или открытий.

Информационные технологии, явившиеся результатом сочетания технических возможностей вычислительной техники, связи и информатики направлены на сбор, накопление и доставку информации, на автоматизацию рутинных операций в сфере управления и на подготовку аналитической информации для принятия решений

Чтобы успешно применять достижения информатики и вычислительной техники в организации производства и управления, необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе принципы и технические приёмы, способствующие «усилению» интеллектуальных возможностей человека. По данным ЮНЕСКО, более половины населения развитых стран принимает участие в процессах производства, распространения и переработки информации. В некоторых из них до половины ВНП связано с информационной деятельностью общества.

Экономическая информационная система (ЭИС) по своему составу напоминает предприятие по переработке данных и производству выходной информации. Как и любом производственном процессе, в ИС присутствует технология преобразования исходных данных в результатную информацию. Понятие технология определятся как система взаимосвязанных способов обработки материалов и приемов изготовления продукции в производственном процессе.

Решение экономических и управленческих задач всегда тесно связано с выполнением ряда операций по сбору необходимой для решения этих задач информации, переработке ее по некоторым алгоритмам и выдаче лицу, принимающему решение, в удобной форме. Очевидно, что технология принятия решений всегда имела информационную основу, хотя обработка данных и осуществлялась раньше вручную. Однако с внедрением средств вычислительной техники в процесс управления появился специальный термин информационная технология.

Информационные технологии (ИТ) - это совокупность технологических элементов (устройств или методов), используемых в данном обществе для обработки информации.

Упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения информации до получения результата, называется технологическим процессом.

За последние десятилетия информационные технологии стали развиваться очень быстро, что в первую очередь связано с появлением компьютеров. Успехи интегральной микроэлектроники обусловили проникновение информационных технологий во все сферы повседневной жизни.

Узкое значение термина ИТ определилось в конце 70-х гг., когда его стали употреблять для обозначения совокупности электронной техники.

В этом смысле ИТ охватывают вычислительную технику, средства связи, а также частично бытовую электронику, теле- и радиовещание. ИТ применяются в промышленности, торговле, управлении, образовании, медицине, науке, быту.

Развитые страны проводят политику совершенствования ИТ, что является дорогостоящей и крайне сложной задачей. В настоящее время в этих странах создание крупномасштабных информационных технологических систем является экономически возможным. Благодаря этому появились национальные исследовательские и образовательные программы.

Задачами информационных систем является автоматизация проектирования и изготовление СБИС, а также обеспечение общей инфраструктуры для хранения и передачи дискретной (цифровой) информации. Основные исследовательские проблемы в развитии ИТ связаны с развитием системотехники и программотехники, совершенствованием методов программирования и созданием человеко-машинного интерфейса.

Принципиальные изменения в развитии ИТ произошли в связи с появившейся возможностью перейти от ручных способов сбора и обработки информации к автоматизированным. Это объясняется также и тем, что с начала века информационный поток увеличился более чем в 30 раз.

Переход от традиционных методов обработки информации к новым безбумажным технологиям приводит к способности человека адекватно ориентироваться в экономических событиях, явлениях, процессах.

Понятие информационной технологии, таким образом, неотделимо от той специфической среды, в которой она реализована, т.е. от технической и программной среды. Следует заметить, что ИТ достаточно общее понятие и как инструмент может использоваться различными пользователями, как непрофессионалами в компьютерной области, так и разработчиками новых ИТ.

Функциональная часть ЭИС всегда связана с предметной областью и понятием ИТ. Вообще говоря, технология как некоторый процесс присутствует в любой предметной области. Так, например, технология выдачи кредита банком может иметь свои особенности в зависимости от вида кредита, вида залога и т.д. В ходе выполнения этих технологических процессов сотрудник банка обрабатывает соответствующую информацию.

Чтобы терминологически выделить традиционную технологию решения экономических и управленческих задач, введем термин предметная технология, которая представляет собой последовательность технологических этапов по модификации первичной информации в результатную. Например, технология бухгалтерского учета предполагает поступление первичной документации, которая трансформируется в форму бухгалтерской проводки. Последняя, изменяя состояние аналитического учета, приводит к изменению счетов синтетического учета и далее баланса.

Предметная технология и информационная технология влияют друг на друга. Так, например, наличие пластиковых карточек как носителя финансовой информации принципиально меняет предметную технологию, предоставляя такие возможности, которые без этого носителя просто отсутствовали. С другой стороны, предметные технологии, наполняя специфическим содержанием ИТ, ориентируют их на выполнение вполне определенных функций. Такие технологии могут носить типовой характер или уникальный, что зависит от степени унификации технологии выполнения этих функций.

1.6 Классификация современных информационных технологий

Существующие в настоящее время ИТ классифицируются по различным признакам. ИТ, в частности, различаются по типу обрабатываемой информации, но могут объединяться в интегрированные технологии. любая классификация в известной мере условна, поскольку большинство этих ИТ позволяет поддерживать и другие виды информации. Так, в текстовых процессорах предусмотрена возможность выполнения примитивных расчетов; табличные процессоры могут обрабатывать не только цифровую, но и текстовую информацию, а также обладают встроенным аппаратом генерации графики. Однако каждая из этих технологий в большей степени акцентирована на обработке информации определенного вида.

Очевидно, что модификация элементов, составляющих понятие ИТ, дает возможность образования огромного их количества в различных компьютерных средах. Поэтому сегодня можно говорить об обеспечивающих ИТ и функциональных ИТ. Обеспечивающие ИТ - это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструментарий в различных предметных областях для решения различных задач. ИТ обеспечивающего типа могут быть классифицированы относительно классов задач, на которые они ориентированы. Обеспечивающие технологии базируются на совершенно разных платформах, что обусловлено различием видов компьютеров и программных сред, поэтому при их объединении на основе предметной технологии возникает проблема системной интеграции. Она заключается в необходимости приведения различных ИТ к единому стандартному интерфейсу.

Функциональная ИТ представляет собой такую модификацию обеспечивающих ИТ, при которой реализуется какая-либо из предметных технологий. Например, работа сотрудника кредитного отдела банка с использованием ЭВМ обязательно предполагает применение совокупности банковских технологий оценки кредитоспособности ссудозаемщика, формирования кредитного договора и срочных обязательств, расчета графика платежей и других технологий, реализованных в какой-либо информационной технологии: СУБД, текстовом или табличном процессоре и т.д. Трансформация обеспечивающей ИТ в чистом виде в функциональную (т.е. модификация некоторого общеупотребительного инструментария в специальный) может быть выполнена как специалистом-проектировщиком, так и самим пользователем. Это зависит от того, насколько сложна подобная трансформация, т.е. от того, насколько она доступна пользователю-экономисту. Эти возможности все более и более расширяются, поскольку обеспечивающие технологии с течением времени приобретают все более дружественный интерфейс. Таким образом, в арсенале экономиста могут находится как обеспечивающие технологии, с которыми он постоянно работает (текстовые и табличные процессоры), так и специальные функциональные технологии (табличные процессоры, СУБД, экспертные системы), реализующие предметные технологии.

Классификация по типу пользовательского интерфейса позволяет говорить о системном и прикладном интерфейсе ИТ. И если последний связан с реализацией некоторых функциональных ИТ, то системный интерфейс - это набор приемов взаимодействия с компьютером, который реализуется операционной системой или ее надстройкой. Современные операционные системы поддерживают командный, WIMP- и SlLK-интерфейсы. В настоящее время поставлена проблема создания общественного интерфейса (social interface).

Командный интерфейс - самый простой. Он обеспечивает выдачу на экран системного приглашения для ввода команды. Например, в операционной системе MS-DOS приглашение выглядит как С:\>, а в WIMP-интерфейс расшифровывается как Windows (окно) Image (образ) Menu (меню) Pointer (указатель). На экране высвечивается окно, содержащее образы программ и меню действий. Для выбора одного из них используется указатель. SILK-интерфейс расшифровывается следующим образом: Spich (речь) Image (образ) Language (язык) Knowledge (знание). При использовании SlLK-интерфейса на экране по речевой команде происходит перемещение от одних поисковых образов к другим по смысловым семантическим связям.

Общественный интерфейс будет включать в себя лучшие решения WIMP- и SILK-интерфейсов. Предполагается, что при использовании общественного интерфейса не нужно будет разбираться в меню. Экранные образы однозначно укажут дальнейший путь. Перемещение от одних поисковых образов к другим будет проходить по смысловым семантическим связям.

Операционные системы (ОС), как известно, делятся на однопрограммные, многопрограммные и многопользовательские. К однопрограммным ОС относятся, например, MS-DOS и др. Многопрограммные операционные системы, например UNIX (XENIX), Windows, DOS 7.0, OS/2 и др., позволяют одновременно выполнять несколько приложений. Различаются они алгоритмом разделения времени. Если однопрограммные системы работают или в пакетном режиме, или в диалоговом, то многопрограммные могут совмещать указанные режимы. Таким образом, эти системы обеспечивают пакетную и диалоговую технологии.

Многопользовательские системы реализуются сетевыми операционными системами. Они обеспечивают удаленные сетевые технологии, а также пакетные и диалоговые технологии для общения на рабочем месте. Особое место занимают сетевые технологии, которые обеспечивают взаимодействие многих пользователей.

Все три типа информационных технологий находят самое широкое распространение в экономических информационных системах.

Информационные технологии различаются также по степени их взаимодействия между собой. Они могут быть реализованы различными техническими средствами: дискетное и сетевое взаимодействие, а также с использованием различных концепций обработки и хранения данных: распределенная информационная база и распределенная обработка данных.

1.7 История развития информационных технологий

На всех этапах развития общества ИТ обеспечивали информационный обмен между людьми, а также странами, уровень и возможности хранения, регистрации и обработки информации, т.е. являлись синтезом методов оперирования человека с информацией в интересах его сферы деятельности. В последнее время степень совершенства ИТ стала отставать от потребностей общества.

Важнейшим историческим этапом развития информационных технологий стала письменность. Следующий шаг ознаменовался изобретением книгопечатания, в результате чего резко увеличились тиражи носителей информации. Книгопечатание положило начало бумажной технологии обработки информации. В качестве передающих устройств использовались курьеры, почта, семафорный телеграф. Изобретение электрического телеграфа и телефона принципиально изменило возможности в передаче информации; спутниковые и кабельные линии связи передают большие объемы информации за ничтожно малые интервалы времени.

Особое место в организации новых информационных технологий занимает компьютер. Считается, что его появление такая же крупная веха в развитии как появление огня. Его появление открыло эру безбумажной технологии. С появлением компьютера появились возможности автоматизации элементов умственного труда, освобождая человека от рутинных операций и замыкания части информационных потоков на компьютер

Впоследствии появилась возможность создавать автоматизированные системы обработки информации (АСОИ). Телефонная сеть, а затем специализированные сети передачи данных послужили хорошей основой для объединения компьютеров в вычислительные комплексы и распределенные сети, сети с базами данных (БД), автоматизированные системы, системы электронной почты и телеконференций, автоматизированные системы управления (АСУ), системы комплексной автоматизации административно-управленческой деятельности, которые и составляют существо новых ИТ.

Формирование новых ИТ - это целенаправленная интеграция существующих систем обработки и передачи информации с внедрением новых изысканий в фундаментальных областях исследования.

Широкие возможности в интеграции различных видов информации и средств ее обработки открылись в связи с внедрением цифровых методов передачи. При этом электронные сигналы, представляющие речь, изображение, музыку, текст, можно формировать в единый групповой сигнал, передавать поток цифровых сигналов по одному широкополосному каналу, запоминать эти сигналы в БД и производить с ними необходимые операции.

Основу современных ИТ составляют 3 технических достижения:

появление новой среды накопления информации на машинописных носителях (магнитофонные ленты, микрофильмы, магнитные диски, сдвиговые регистры на полупроводниках);

развитие средств связи, обеспечивающих доставку информации в любую точку земли без существенных ограничений во времени (и расстоянии), широкий охват населения средствами связи (радиовещание, телевидение, сети передачи данных, спутниковая связь, телефонная сеть);

возможность автоматизированной обработки информации с помощью компьютера по заданным алгоритмам (сортировка, классификация, представление в нужной форме).

В целом современные ИТ направлены на увеличение степени автоматизированное всех информационных процессов и повышение их интеллектуализации

информационный технология модель

2. Структура и содержание изучения курса, информационные технологии

2.1 Принципы и методы отбора содержания курса информационные технологии

Принципы и методы отбора содержания обучения в вузе на общетеоретическом уровне рассматривались в работах Кузнецова А.А., Кузнецова Э.И. Бешенкова С.А., Жданова С.А, С.А.Архангельского, Е.Л.Белкина, В.И.Кагана, Ю.М.Калягина, В.М.Монахова, А.М.Пышкало и др.

По мнению многих авторов, например, А.А.Дородницына [29], согласно принципам дидактики, одним из источников формирования содержания учебного предмета является наука, которая "стоит" за предметом.

У информатики, как у одной из самых молодых и динамично развивающихся наук сегодня, отсутствует точное определение как науки и учебного предмета, четко не сформирована учебная модель информатики. Это связано с быстрыми темпами ее развития.

В начале 60-х годов во французском языке возник термин "информатика", для обозначения области автоматизированной переработки информации, который является результатом слияния двух слов"ИНФОРмации" и "автоМАТИКА".

Термин "информатика" с одной стороны употребляется как суммарное обозначение всей сферы автоматизированной вычислительной техники и информационных технологий [27]. С другой - трактуется как область знания, отрасль науки. А.П.Ершов, например, предлагает понимать информатику как фундаментальную науку, изучающую процессы передачи и обработки информации [18].

Академик А.А.Дородницын, в свою очередь, определяет информатику как науку о преобразовании информации, базирующуюся на вычислительной технике, в состав которой входят три неразрывно связанные между собой части: алгоритмические, программные и технические средства, причем, при этом, акцент делается на прикладные аспекты информатики [29].

Белошапка В.К. считает, что предметом изучения информатики становится новый системно-информационный язык, предназначенный для описания моделей. А основными понятиями этого языка, по мнению учёного, являются система, модель, язык, информация, технология, структура, операция, алгоритм, инвариант [21].

Говоря о научных направлениях информатики, А.П.Ершов называет такие:

1. Алгоритмика.

2. Программирование.

3. Теория вычислительного эксперимента.

4. Теоретические основы вычислительной техники.

5. Статистическая теория информации.

6. Искусственный интеллект и информалогия. [16]

В работе Э.И.Кузнецова [33] приводится наиболее полное описание дисциплин, входящих в предмет информатики. Описание дано в виде матрицы, столбцами которой являются теория, абстракция, проектирование, а строками - следующие девять разделов.

1. Алгоритмы и структуры данных.

2. Языки программирования.

3. Архитектура ЭВМ.

4. Численные и символьные вычисления.

5. Операционные системы.

6. Методология и инженерия программного обеспечения.

7. Базы данных и информационный поиск.

8. Искусственный интеллект и автоматизация.

9. Взаимодействие "человек - компьютер".

Определим систему методических принципов для отбора содержания курса информационные технологии для учащихся средних школ.

Научная строгость и последовательность курса предполагает непротиворечивость и логическую последовательность изложения материала.

Системность научных знаний. Особенности: каждое основное понятие должно иметь четко определенное место в системе понятий всего раздела; изложение основных идей и понятий должно быть произведено с использованием достаточного набора соответствующих факторов; методы, используемые в курсе, должны обеспечить рациональное решение практических задач.

Принцип доступности. Критерии: постепенность перехода от простого к сложному; посильность и целесообразность терминологии и символики; обязательное соответствие имеющемуся запасу знаний, умений и навыков.

Принцип практической направленности теоретического материала. Критерий - четкая связь теоретического материала с практикой.

Принцип соответствия целям обучения. Критерий: соответствие каждого понятия определенным целям, которые необходимо достичь в процессе обучения.

Изучение материала в единстве теории, терминологии и техники.

Критерии: использование взаимосвязи между различными аспектами информатики (теоретическим, практическим, технологическим и техническим); использование триады "модель-алгоритм-программа", которая лежит в основе применения методологии информатики в различных сферах человеческой деятельности.

Под учебной программой будем понимать документ, определяющий содержание и методическое построение учебной дисциплины, соответствующий возложенным на него функциям в системе подготовки специалиста данного профиля.

Учебная программа должна удовлетворять следующим требованиям.

1. Обеспечивать возможность приобретения глубоких теоретических знаний и необходимых навыков и умений, с также предусматривать доступность и прочность усвоения учебного материала в отведенные сроки.

2. Позволять непрерывно совершенствовать формы и методы обучения, вносить в курс без пересмотра содержания программы отдельные коррективы, обусловленные развитием науки и техники.

Реализация указанных требований достигается тщательным отбором учебного материала и выбором последовательности его прохождения в соответствии с целевым назначением курса.

При планировании программы был определён курс лекций в зависимости от хода проведения практических и лабораторных работ на ЭВМ, последовательность лабораторных и семинарских занятий; круг задач для лабораторного практикума на ЭВМ; содержание учебной программы с указанием целей (перечней знаний, навыков и умений, которые должны быть сформированы у учеников).

Проанализировав существующие учебные программы и учебные пособия по информатике и информационным технологиям [20, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 19, 30, 31], учитывая роль и место курса информатики и информационных технологий информационной подготовке учащихся, можно утверждать следующее.

Во-первых, использование компьютера как инструмента познания, с целью получения новых знаний по информатике и информационным технологиям предполагает формирование у учащихся навыков построения информационных моделей на основе математических и физических моделей. Во-вторых, применение общесистемных понятий как объект, множество, свойства, отношения, формирует умение использовать информационные методы. В-третьих, для более детального изучения механизма построения информационных моделей необходимо использовать различные теории из других предметных областей: математики, кибернетики, педагогики, психологии и т.д..

При определении содержания учебного материала необходимо учитывать сложную структуру соотношений между знаниями, умениями и навыками, которые в учебной деятельности учащихся выступают в дидактическом единстве, и характеризует процесс формирования понятий.

Логическая структура содержания обучения является дидактическим инструментом для анализа состава учебного материала, выявления логических связей в нем и дозирования его объема.

А.М.Пышкало логическую структуру содержания обучения, изображает в виде схемы, называет содержательной схемой курса и трактует этот термин как базовую систему наиболее важных понятий, на основе которых строится курс, при этом включаемые в эту систему понятия явно используются в обучении и являются объектом изучения [34].

При построении логической структуры содержания информационной подготовки использовались принципами отбора понятий, выделенными Н.Е.Кузнецовым [32]: познавательная значимость и дидактическая ценность; соответствие содержания науки и места ее в теоретической системе; доступность обучаемым; адекватность материализованных форм выражения понятия его содержанию; взаимосвязь с другими важнейшими понятиями курса; возможность его оптимального функционирования в обучении.

2.2 Основы построения информационной модели
С понятием "модель" мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками, равно как и плюшевый медвежонок или кукла. В развитии ребенка, в процессе познания им окружающего мира, такие игрушки, являющиеся, по существу, моделями реальных объектов, играют важную роль. В подростковом возрасте для многих увлечение авиамоделированием, судомоделированием, собственноручным созданием игрушек, похожих на реальные объекты, оказало влияние на выбор жизненного пути.
Что же такое модель? Что общего между игрушечным корабликом и рисунком на экране компьютера, изображающим сложную математическую абстракцию? И все же общее есть: и в том, и в другом случае мы имеем образ реального объекта или явления, "заместителя" некоторого "оригинала", воспроизводящего его с той или иной достоверностью и подробностью. Или то же самое другими словами: модель является представлением объекта в некоторой форме, отличной от формы его реального существования.
Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение модели, отображающей лишь какую-то грань реальности и потому многократно более простой, чем эта реальность и исследование вначале этой модели. Многовековой опыт развития науки доказал на практике плодотворность такого подхода.
Классификация моделей. Модели условно можно разделить на:
1. традиционное (прежде всего для теоретической физики, а так же механики, химии, биологии ряда других наук) математическое моделирование без какой-либо привязки к техническим средствам информатики;
2. информационные модели и моделирование, имеющие приложения в информационных системах;
3. вербальные (т.е. словесные текстовые) языковые модели;
4. информационные (компьютерные) технологии, которые надо делить
на инструментальное использование базовых универсальных программных средств (текстовых редакторов, СУБД, табличных процессоров, телекоммуникационных пакетов);
на компьютерное моделирование, представляющие собой:
§ вычислительное (имитационное) моделирование;
§ "визуализацию явлений и процессов" (графическое моделирование);
§ "высокие" технологии, понимаемые как специализированные прикладные технологии, использующие компьютер (как правило, в режиме реального времени) в сочетании с измерительной аппаратурой, датчиками, сенсорами и т.д.
Итак, укрупнённая классификация моделей такова.
1. Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектиках естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения).
2. Математические модели - очень широкий класс знаковых моделей (основанных на формальных языках над конечными алфавитами), широко использующих те или иные математические методы. Например, можно рассмотреть математическую модель звезды. Эта модель будет представлять собой сложную систему уравнений, описывающих физические процессы, происходящие в недрах звезды. Математический моделью другого рода являются, например, математические соотношения, позволяющие рассчитать оптимальный (наилучший с экономической точки зрения) план работы какого-либо предприятия.
3. Информационные модели - класс знаковых моделей, описывающих информационные процессы (возникновение передачу, преобразование и использование информации) в системах самой разнообразной природы.
Информационная модель задачи.
Граница между вербальными, математическими и информационные моделями может быть проведена весьма условно. Вполне возможно считать информационные модели подклассом математических моделей. Однако, в рамках информатики как самостоятельной науки, отдельной от математики, физики, лингвистики и других наук, выделение информационных моделей в отдельный класс является целесообразным.
Отметим, что существуют и иные подходы к классификации абстрактных моделей; общепринятая точка зрения здесь ещё не установилась. В частности, есть тенденция резкого расширения содержания понятия "информационная модель", при котором информационное моделирование включает в себя и вербальные, и математические модели.
Компьютерное математическое моделирование связано с информатикой технологически; использование компьютеров и соответствующих технологий обработки информации стало неотъемлемой и необходимой стороной работы физика, инженера, экономиста, эколога, проектировщика ЭВМ и т.д. Неформализованные вербальные модели не имеют столь явно выраженной привязки к информатике.
В рамках нашего исследования под информационной моделью задач мы будем понимать сетевую модель, основанную на формализме сетей Петри. Сетевая модель состоит из опорной и ультра сети. Опорная сеть есть модель задачи, построенная на основе анализа условия задачи. Ультра сеть позволяет проанализировать технологию или методику решения данного класса задач. Такая модель задачи позволяет выбрать наиболее эффективную технологию для решения задач. В классической триады «модель-алгоритм программа», под программой понимали программу написанную на языке программирования высокого уровня. В нашей методике понятие программы в этой схеме трактуется более широко. Это может быть технология, схема решения задачи с использованием прикладных программ.
Для уточнения всех этих понятий и самого механизма построения информационной модели задач рассмотрим следующий пример более подробно.
Пример. Построим информационную модель операционной системы ЭВМ(Чечкин А.В.)
Рис. 1. Сетевая модель операционной системы ЭВМ
В предметной области изображены следующие опорные множества:
р1 - множество возможных модулей ЭВМ, т.е. физических (аппаратных) структур ЭВМ, отражающих наличие процессоров, коммутаторов, общей оперативной памяти, совокупности селекторных и мультиплексорных каналов, устройств ввода-вывода, внешних запоминающих устройств и т.д.;
р2 - множество возможных отношений между модулями ЭВМ, т.е. организаций процесса функционирования ЭВМ, отражающих доступность отдельных процессоров, возможность одновременного решения нескольких задач на отдельных процессорах, допустимость и ограниченность длины очереди задач, характер перераспределения задач по свободным и исправным процессорам и отправки задач в очередь, характер управления процессорами, очередью и т.д.;
р3 - множество возможных входящих потоков задач в ЭВМ, связанных, например, с одновременным управлением несколькими динамическими объектами, с обработкой систематически поступающих сведений и т.д.;
p4 - множество возможных состояний ЭВМ в целом с учетом имеющихся модулей ЭВМ и отношений между модулями, т.е. частей ЭВМ, которые отражены в опорных множествах р1, р2.
Опорное множество р1 будем математически моделировать нагруженным мультиграфом Х1 в котором вершины соответствуют всем возможным модулям ЭВМ, дуги соответствуют физическим связям между модулями. Нагрузками вершин и дуг являются типы модулей и связей. Элементом х1 множества Х1 является подграф.
Опорное множество р2 будем математически моделировать так же нагруженным мультиграфом Х2, в котором вершины соответствуют всем возможным алгоритмам общего и специального программного обеспечения, дуги отражают связи между такими алгоритмами. Нагрузкой в таком графе являются типы алгоритмов и связей. Например, алгоритм диспетчера заданий (планирует распределение ресурсов между заданиями), алгоритм управления задачами на отдельном процессоре, алгоритм управления данными, алгоритм связи с операторами и т.д. Элементом х2 множества Х2 является подграф.
Опорное множество р3 будем математически моделировать множеством Х3 идентификаторов входящих потоков. Элементом х3 из Х3 является идентификатор конкретного входного потока задач.
Наконец опорное множество р4 будем математически моделировать мультиграфом Y, в котором вершины соответствуют конкретным состояниям всей ЭВМ. Каждое состояние определяется конкретным набором модулей, т.е. элементом конкретными отношениями модулей, т.е. элементом и конкретным входящим потоком, т.е. элементом . Тем самым нагрузкой вершины является тройка (х1, х2, х3). Дуги мультиграфа Y отражают возможные смены состояний ЭВМ. Нагрузкой дуги является перечисление причин, вызывающих данную смену состояния. Например, отказ модуля такого-то типа, поступление задачи или окончание решения задачи такого-то типа и т.д. Элементом у множества Y является вершина.
Сетевая модель предметной области (рис. 9) описывает (кроме опорных множеств) еще отношение (целое/часть) С.
Перейдем теперь к описанию ультрасети информационной области (рис.9). Здесь - математические модели соответствующих накопителей. Эти модели определяются множествами , шкалами понятий Ш1, Ш2, Ш3, Ш4 и единой элементарной решеткой достоверностей Р={истина, ложь}. Шкалы понятий Ш1, Ш2, Ш3 определяются датчиками dl, d2, d3.
Шкала Ш1 состоит из понятий, в которых описываются подграфы X1. Например, шкала состоит из перечня вершин и дуг графа Х1 с их нагрузками.
Шкала Ш2 представляет собой понятия, которые используются для описания подграфа Х2. Например, Ш2 является перечнем вершин и дуг Х2 с их нагрузками.
Шкала Ш3 представляет собой набор качественных и количественных параметров, значения которых определяются датчиком d3 для задач входящего потока. Например, интенсивность, моменты поступления задач, среднее время решения задач, приоритеты задач, масштаб задач, масштаб времени решения (реальный, с ограниченным ожиданием и т.п.), степень восстанавливаемости информационных массивов и т.д.
Наконец, шкала Ш4 составляется в терминах описания состояний. Например, перечень номеров состояний. Ядром операционной системы ЭВМ является ультрасистема , принимающая решение об очередном состоянии ЭВМ, если известно настоящее состояние ЭВМ и новый входящий поток задач. В ультрасистеме представлены знания возможностей и рекомендаций смены состояний. Например, в форме таблиц переходов. Эти таблицы отражают опыт профессионалов-операторов управления процессом обработки на ЭВМ различных входящих потоков. Структуру ультрасистемы можно было бы детализировать и выделить ее внутренние базовые элементы, но этого делать не будем. Исполнительный элемент r рис. 1) осуществляет смену состояния ЭВМ.
Вывод. Полная сетевая модель интеллектуальной системы включает модель предметной области на основе формализма сетей Петри, модель информационной области и терминальных элементов на основе формализма ультрасетей. При этом сетевая модель должна иметь математическую нагрузку всех вершин (позиций и переходов) сети. Для нагрузки опорной сети используются понятия классической математики: множества, пространства, отношения, операторы и т.д.
Данная информационная модель позволяет прогнозировать любое состояние ЭВМ, которое может принять компьютер процессе практической деятельности. Эту модель можно использовать при изучении образовательной линии «Программные средства и ЭВМ» как средство формирования представлений о структурной и функциональной схемы ОС ЭВМ.
2.3 Практикум по информационным технологиям
1.Текстовые редакторы
Текстовый редактор Microsoft Word является одним из базовых приложений Microsoft Office. Навыки работы с текстовым редактором должен иметь любой человек независимо от специальности. Хорошо освоив Microsoft Word, легко научится работать и с другими приложениями офиса.
Для запуска Microsoft Word можно использовать следующий алгоритм
Пуск/Программы/Microsoft Word или двойной щелчок левой кнопкой мыши (ЩЛКМ) по ярлыку. После чего на экране появится стандартное окно Microsoft Word (рис 1).
Рис.1
Существуют несколько способов завершения сеанса работы с текстовым редактором:
Файл/Выход
Alt+F4
ЩЛКМ по значку в строке заголовка прикладной программы
ЩЛКМ по значку системного меню в строке заголовка прикладной программы. В открывшемся окне выбрать команду Закрыть.
Основные элементы стандартного окна Microsoft Word.
1. Строка заголовка
2. Панель меню
3. Панель инструментов (для формирования панели инструментов используется следующий алгоритм Вид/Панель инструментов)
3.1. Стандартная панель инструментов
3.2. П и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.