Введение. Информатика — новая информационная индустрия и научная дисциплина, связанная с использованием компьютеров и сети Интернет

Информатика — новая информационная индустрия и научная дисциплина, связанная с использованием компьютеров и сети Интернет. Развитие бизнеса, образования, промышленности, и общества во многом зависит от развития Интернет и новейших электронных технологий.

Знакомство с Интернет лучше всего приобрести, работая на компьютере. Для этого нужно иметь компьютер, подключенный к сети, либо доступ к такому компьютеру и путеводитель, позволяющий ориентироваться в этом океане информации.

В сети Интернет в настоящее время уже установлено более 40 миллионов ЭВМ, которые могут быть доступны с любого персонального компьютера. Общий объем информации, размещенной в Интернет, превышает более триллиона страниц текстов и иллюстраций и удваивается каждые полгода.

Информатику как учебную дисциплину проще всего изучать с помощью средств Интернет, электронных учебников, доступных в этой компьютерной сети, и пакетов программ, поставляемых на компакт-дисках.

Настоящий учебник информатики имеет три версии — бумажную, которую Вы держите в своих руках, электронную, которую записана на компакт-диске, и сетевую, которую можно найти в Интернет по адресу: http://bak.boom.ru.

Главная задача учебника во всех трех версиях — быстрое введение в возможности современных компьютеров и сети Интернет, которые позволят освоить современные компьютерные средства и усвоить принципы их эффективного использования.

Информатике — пятьдесят лет как индустрии и науке. За это время появилось и погибло четыре поколения компьютеров, больших и малых ЭВМ, большое число самых различных устройств ввода, вывода информации, перфокарт, перфолент и магнитных дисков.

Ученые предупреждают: полная смена ЭВМ происходила каждые пять-шесть лет и каждые два-три года происходит полная смена программного обеспечения. Не случайно информационные ресурсы Интернет удваиваются два раза в год — идет интенсивное развитие компьютерной индустрии и средств передачи информации.

Развитые страны уже приближаются к насыщению в развитии компьютерных ресурсов Интернет, предоставляя развивающимся странам доступ к глобальным и национальным информационным ресурсам.

Академик Глушков еще в начале 80-х годов говорил, что «к началу следующего столетия в развитых странах основная масса информации будет храниться в памяти ЭВМ, а человек XXI века, который не будет уметь пользоваться ЭВМ, будет подобен человеку XX века, не умевшему ни читать, ни писать».

Любой человек в возрасте от 6 до 65 лет вполне может освоить работу на компьютере и в сети Интернет за считанные дни и часы. Минимальным требованием для освоения компьютерной грамотности является умение читать и писать, а также искать информацию в книгах и каталогах.

Если обычная грамотность — это умение читать и писать на родном языке, то компьютерная грамотность — это умение читать и писать с помощью ЭВМ. Для эффективной работы в международной сети Интернет одной грамотности недостаточно.

Компьютерная сеть Интернет зародилась в США в самом начале 70-х годов, а в 80-х годах вышла за границы США и стала международной. По этим причинам английский язык в Интернет с самого начала стал базовым международным языком, объединяющим людей из разных стран.

Более 90% информации Интернет в настоящее время представлено на английском языке. Причина — более 60% сетевых ЭВМ, установленных в Интернет, находится в США. Там же находятся основные производители компьютеров, разработчики программного обеспечения и телекоммуникационного оборудования.

Информация на русском языке в Интернет составляет сотни миллионов страниц, размещенных на более 200 тысяч сетевых ЭВМ. Но пока это всего около 1% от ресурсов Интернет и всей информации, доступной в сети. Однако этого уже достаточно для эффективного использования Интернет в развитии бизнеса, науки, экономики и образования — основных двигателей прогресса.

Сегодня 1,5 миллиона (1%) россиян являются активными пользователями Интернет. Согласно новой федеральной программе информатизации к 2005 г. более 10 миллионов россиян в системе образования Российской Федерации приобретут навыки работы в Интернет.

Работа в Интернет требует прежде всего умения работать на персональных компьютерах. Наиболее распространенной моделью персональных компьютеров являются вычислительные машины IBM PC, созданные фирмой IBM и выпускаемые в различных странах мира.

Для усвоения навыков читать, писать и искать информацию на компьютерах IBM PC необходимо освоить возможности операционной системы Windows, редактора текстов Word, а также сетевого бра-узера Internet Explorer.

Для получения информации в сети Интернет необходимо освоить правила навигации в Интернет, работы с информационными сайтами, электронной почтой и поисковыми системами.

С помощью Интернет уже в ближайшее время станет широко доступна электронная коммерция — возможность заказа самых различных товаров — книг, билетов, подарков, компакт-дисков и т. п. — с помощью сети электронных магазинов, доступных в сети уже сейчас.

Для эффективного поиска информации в Интернет необходимо освоить языки запросов к поисковым системам и базам данных на ЭВМ, а также уметь читать и интерпретировать результаты работы ЭВМ и поиска информации на русском и английском языках.

Общие принципы организации и поиска информации в ЭВМ опираются на математическую логику и остаются неизменными несмотря на смену четырех поколений ЭВМ и предстоящие очередные кардинальные преобразования Интернет.

Постоянная смена оборудования, вал технических новинок, лавина информации, постоянные изменения — это неизменное в информатике как индустрии за все пятьдесят лет ее развития.

Неизменным в информатике остается ее базис — вычислительные науки — принципы организации вычислений и обработки данных в вычислительных машинах, системах и сетях, опирающиеся на аппарат математики.

Организация вычислений и обработки данных в ЭВМ начинается с электронных таблиц и баз данных. Наиболее распространенными на персональных ЭВМ сегодня являются электронные таблицы Excel и базы данных Access.

Сложные задачи обработки данных требуют составления алгоритмов и программ для ЭВМ с использованием языков и средств программирования. Наибольшее распространение для начального обучения программированию на персональных ЭВМ получили языки Бейсик и Паскаль.

Составление алгоритмов и программ в настоящем пособии проводится с использованием систематических методов, выработанных в начале 80-х годов при обучении различным языкам программирования.

Основная цель систематических методов — составление алгоритмов и программ, в которых отсутствуют ошибки. Иначе говоря, главная цель — составление гарантированно правильных алгоритмов и программ для ЭВМ.

Получение на ЭВМ правильных результатов вполне возможно для любых задач, встречающихся на практике, а также на экзаменах, зачетах и занятиях по информатике. А получение правильных результатов — гарантия успехов в любом деле.

Систематические методы опираются на современные представления теории алгоритмов. Они не зависят от конкретных языков программирования — средства программирования появляются и исчезают, а систематические методы остаются неизменными, адаптируясь к новым языкам.

В учебном пособии содержится большое число практических задач, предлагавшихся на экзаменах по информатике в вузах и школах. Особенностью информатики является то, что решения задач должны достигаться на ЭВМ.

Изучение информатики как учебной дисциплины также требует работы на ЭВМ дома, в школе, вузе или на работе. Для этого необходимы персональные компьютеры, подключенные к сети Интернет.

Сдача экзаменов и зачетов по информатике должна проводиться исключительно на ЭВМ. Поэтому для подготовки к экзаменам и зачетам по информатике практика работы на ЭВМ обязательна.

Информатика без ЭВМ — это нонсенс, схожий с обучением игре на пианино без пианино (езде на велосипеде без велосипеда, обучение плаванию без воды). Учебники по информатике без ЭВМ — это, конечно, шарлатанство.

Настоящий учебник построен так, что по нему можно изучать информатику и в школе, и в вузе, и даже дома с использованием персональных компьютеров типа IBM PC с операционными системами Windows или MS DOS.

Самостоятельное обучение на ЭВМ требует наличия на компьютере перечисленных пакетов программ с операционными системами, редакторами текстов, системами программирования, а также электронных учебников по информатике и другим дисциплинам.

Электронные учебники, прилагаемые к настоящему пособию, можно найти и заказать в Интернет. Эти учебники позволяют студентам, абитуриентам и школьникам самостоятельно подготовиться к сдаче зачетов и экзаменов по информатике и сдать их на оценки «отлично» или «хорошо» — по выбору.

Настоящий учебник по информатике был создан по результатам конкурса вузовских учебников, завершившегося в 2000 г. Материалы данного учебника в течение 15 лет апробировались в различных вузах, школах и учебных центрах России, Казахстана, Украины и Белоруссии.

Самое первое наше учебное пособие по информатике появилось в МИЭМ в 1995 г. одновременно с выпуском первого официального учебника по информатике, который был введен во всех школах Советского Союза и был рассчитан на изучение информатики без ЭВМ.

Первый наш учебник по информатике, ориентированный на изучение персональных ЭВМ, был создан в 1987 г. после победы в конкурсе школьных учебников и разошелся по всему Советскому Союзу. Этот учебник был рассчитан на отечественные модели ЭВМ, которые были сняты с производства вместе с распадом Советского Союза.

Этот первый учебник до сих пор используется во многих школах Москвы и России, а соответствующая ему программа обучения легла в основу программ вступительных и выпускных экзаменов по информатике в Российской Федерации. Несмотря на смену двух поколений персональных ЭВМ содержание информатики как учебной дисциплины стабилизировалось.

Второй наш учебник по информатике, признанный одним из лучших на конкурсе учебников 1995 г., был рассчитан на изучение в школах и вузах техники работы на персональных компьютерах IBM PC с пакетами офисных программ и сдачей экзаменов на ЭВМ. Для него был создан первый электронный учебник, который использовался для приема на ЭВМ экзаменов и зачетов, а также для дистанционного обучения информатике на IBM PC.

Использование электронных учебников на персональных ЭВМ в комплексе с бумажными учебниками систематически приводило к одному и тому же результату — практически все студенты и школьники после работы с электронными учебниками успешно сдавали все зачеты и экзамены на «хорошо» и «отлично».

Все студенты и школьники при этом самостоятельно создавали сайты, стихи, рисунки, базы данных, электронные калькуляции и программы решения на ЭВМ самых различных задач с доказательствами правильности получаемых результатов.

Настоящий, третий учебник по информатике, признанный одним из победителей конкурса вузовских учебников в 1999 г., рассчитан на изучение работы на персональных ЭВМ в среде Интернет. Для этого учебника был создан первый сетевой электронный учебник, доступный всем студентам и школьникам, работающим в Интернет.

Сегодня эти электронные учебники можно увидеть на сервере http://wdu.da.ru и опробовать в сети Интернет эту новую технологию дистанционного обучения и подготовки к школьным и вузовским экзаменам, а также к региональным и международным олимпиадам по информатике.

Результаты Первой международной Интернет-олимпиады, проводившейся весной 2000 г., показали удивительные результаты. Оргкомитет и Жюри олимпиады находились в Москве, и всем участникам, зарегистрировавшимся на сайте оргкомитета, был открыт доступ к сетевым электронным учебникам.

Удивительным стало то, что победителями и призерами оказались школьники не из Москвы и Подмосковья, как это было на предыдущих Сетевых олимпиадах, а учащиеся из Казахстана, собравшиеся в Алма-Ате за неделю до начала олимпиады (см. результаты Интернет-олимипиады на сайте: http://olmp.da.ru) и не знавших до того правил участия в олимпиаде.

Главная цель этих новых бумажных, электронных и сетевых учебников информатики в том, чтобы миллионы людей у нас в стране и за рубежами России обучились работе в сети Интернет и освоили ее неисчерпаемые информационные возможности, превосходящие по масштабам все остальные глобальные проекты на нашей планете.

Равные условия как в получении образования, так и в доступе ко всем новинкам информации — научной, культурной, политической и экономической, образующим интеллектуальный потенциал общества, — это наверное самое главное в том, что Интернет и новые технологии обучения и доступа к информации реально открывают всем людям.

Автор выражает признательность учителям Москвы, Подмосковья, Карелии, Казахстана и Украины, оказавшим поддержку новых подходов к преподаванию информатики, а также Ассоциациям учителей информатики Москвы, России и Украины за возможность общения с учителями на наших конференциях «Информационные технологии в образованиии».

Большой вклад в развитие идей информатизации внесли мои соавторы — академики Жданов B.C., Касаев Б.С., Кофанов Ю.Н., профессора Нечаев A.M., Питеркин В.М., Панфилов П.Б., Трубочкина Н.К., аспиранты, магистры и докторанты Уртминцев А. Г., Тютюнников Н.Н., Щеголев А.Г, Горелов Ю.Н., Крылов И.Е., Салатов Д.Н. Особая благодарность за постановку педагогических проблем методистам Угриновичу Н.Д., Кузницкому Е.М., Карасевой ТВ., Завальскому Ю.С., Куликовой В.Ю.

Наибольший вклад в реализацию изложенных идей информатизации внесли руководители федеральных программ Афанасьев В.Н., Иванников А.Д., Колосов Д.Э. Солдаткин В.И., Смольникова И.А., Тихонов А.Н., руководители Казахстанских национальных программ член-корреспонденты Балафанов Е.К., Татенов A.M., академики Сакпанов Е.Ш., Ермогамбет Б. Т., Константинов Б. В., руководители Международной академии информатизации Евреинов Э.В., Костин А.С., Юзвишин И. И.

Академик В.А. Каймин