Информатика. Экзаменационные вопросы:

1. Понятие «информация» как фундаментальное понятие современной науки. Представление об основных информационных процессах, о системах. Кодирование информации. Информация и информационные процессы. Свойства информации. Информационные объекты различных видов.

Информация — это сведения об окружающем мире, которые уменьшают неопределённость и степень неизвестности.

Информационные процессы — это процессы получения, хранения, обработки и передачи информации.

Основные свойства информации:

• Полнота
• Достоверность
• Актуальность
• Ценность
• Доступность
• Понятность

Информационные объекты — это любые объекты, содержащие информацию (книги, файлы, сигналы).

2. Подходы к измерению информации (содержательный (вероятностный), алфавитный). Единицы измерения информации. Байт. Формула Шеннона. Алгоритм вычисления информационного объема сообщения.

Алфавитный подход: объём информации зависит от числа возможных сообщений и размера алфавита. Формула: \( I = N \cdot K \), где \( I \) — информационный объём, \( N \) — количество сообщений, \( K \) — информационная ёмкость одного символа.

Содержательный (вероятностный) подход: объём информации зависит от вероятности сообщения. Формула Шеннона: \( H = - \sum_{i=1}^{n} p_i \cdot \log_2 p_i \), где \( p_i \) — вероятность \( i \)-го сообщения.

Единицы измерения информации: бит, байт (8 бит), килобайт (1024 байт), мегабайт, гигабайт и т.д.

3. Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. Аналоговые и цифровые сигналы.

Дискретное (цифровое) представление информации означает, что она представлена в виде отдельных, чётко разделённых элементов (например, нулей и единиц).

Аналоговые сигналы непрерывны и могут принимать любые значения в определённом диапазоне (звук, температура).

Цифровые сигналы дискретны, принимают ограниченное число значений (обычно 0 и 1).

4. Передача и хранение информации. Определение объемов передаваемой информации. Определение объемов различных носителей информации. Архив информации. Файл. Носитель информации.

Передача информации — процесс отправки информации от источника к приёмнику.

Хранение информации — процесс записи и сохранения информации на носителях.

Файл — именованная область данных на носителе информации.

Носитель информации — физический объект, на котором хранится информация (диск, флешка).

5. Принципы построения компьютеров. Принцип. Принцип открытой архитектуры. Принципы Неймана-Лебедева. Аппаратное устройство компьютера. Магистраль (шина). Контроллер. Внешняя память. Устройства ввода-вывода.

Принцип программного управления (принцип фон Неймана): программы хранятся в памяти компьютера и выполняются последовательно.

Принцип открытой архитектуры: позволяет легко модернизировать и расширять возможности компьютера за счёт добавления новых устройств.

Основные компоненты компьютера:

• Центральный процессор (ЦП)
• Оперативная память (ОЗУ)
• Внешняя память (жёсткий диск, SSD)
• Устройства ввода (клавиатура, мышь)
• Устройства вывода (монитор, принтер)
• Магистраль (шина): обеспечивает связь между компонентами.
• Контроллер: управляет работой устройств.

6. Поколения ЭВМ. История развития устройств и вычислений. Архитектура ЭВМ 5 поколения. Основные характеристики компьютеров.

Поколения ЭВМ характеризуются используемой элементной базой:

• 1-е: электронные лампы
• 2-е: транзисторы
• 3-е: интегральные схемы
• 4-е: микропроцессоры
• 5-е: нейронные сети, ИИ (в разработке).

Архитектура ЭВМ 5 поколения ориентирована на искусственный интеллект, параллельные вычисления.

Основные характеристики: производительность, объём памяти, тактовая частота, энергопотребление.

7. Программное обеспечение: классификация и его назначение. Системное программное обеспечение. Сетевое программное обеспечение. Операционная система.

Программное обеспечение (ПО) — совокупность программ, данных и инструкций.

Классификация ПО:

• Системное ПО: операционные системы (Windows, Linux), утилиты (антивирусы, архиваторы).
• Прикладное ПО: текстовые редакторы, браузеры, игры.
• Инструментальное ПО: среды разработки (IDE), компиляторы.

Операционная система (ОС) — базовое ПО, управляющее ресурсами компьютера и обеспечивающее взаимодействие пользователя с ним.

8. Представление о различных системах счисления, представление вещественного числа в системе счисления с любым основанием. Перевод числа из недесятичной позиционной системы счисления в десятичную, перевод вещественного числа из 10 СС в другую СС, арифметические действия в разных CC.

Система счисления — способ записи чисел.

Позиционные системы счисления: значение цифры зависит от её позиции (например, десятичная, двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная).

Перевод числа из X-ой СС в 10-ю: \( (a_n a_{n-1} ... a_1 a_0 . a_{-1} a_{-2} ...) _X = a_n X^n + a_{n-1} X^{n-1} + ... + a_1 X^1 + a_0 X^0 + a_{-1} X^{-1} + a_{-2} X^{-2} + ... \)

Перевод числа из 10-й СС в X-ую: Целая часть — последовательное деление на основание X, остатки записываются в обратном порядке. Дробная часть — последовательное умножение на основание X, целые части записываются в прямом порядке.

9. Представление числовых данных. Кодирование данных произвольного вида. Представление числовых данных: общие принципы представления данных, форматы представления чисел. Представление вещественных чисел.

Числовые данные — данные, представленные в виде чисел.

Общие принципы представления данных: кодирование с использованием определённого набора символов и правил.

Форматы представления чисел: целые (без знака, со знаком), вещественные (с фиксированной и плавающей запятой).

Представление вещественных чисел осуществляется с использованием знака, мантиссы и порядка.

10. Алгебра логики. Основные понятия алгебры логики: высказывание, логические операции, построение таблицы истинности логического выражения. Графический метод алгебры логики.

Высказывание — повествовательное предложение, которое может быть истинным или ложным.

Логические операции:

• НЕ (отрицание): \( \overline{A} \)
• И (конъюнкция): \( A \land B \)
• ИЛИ (дизъюнкция): \( A \lor B \)
• Импликация: \( A \rightarrow B \)
• Эквивалентность: \( A \leftrightarrow B \)

Таблица истинности — таблица, показывающая истинность (1) или ложность (0) составного высказывания при всех возможных комбинациях истинности простых высказываний.

11. Понятие множества. Мощность множества. Операции над множествами.

Множество — совокупность объектов, объединённых каким-либо общим признаком.

Мощность множества — количество элементов в множестве.

Операции над множествами:

• Объединение ( \( A \cup B \) )
• Пересечение ( \( A \cap B \) )
• Разность ( \( A \setminus B \) )
• Дополнение.

12. Компьютерные сети их классификация. Работа в локальной сети. Топологии локальных сетей.

Компьютерные сети — системы, предназначенные для связи вычислительных узлов.

Классификация:

• По географическому охвату: локальные (LAN), региональные (MAN), глобальные (WAN).
• По топологии: шина, звезда, кольцо, ячеистая.

Локальная сеть (LAN) — сеть в пределах одного здания или небольшой территории.

13. Обмен данными. Глобальная сеть Интернет. IP-адресация. Информация и данные. Сигнал. Канал связи. Носитель информации.

Интернет — глобальная компьютерная сеть, объединяющая множество локальных и региональных сетей.

IP-адрес — уникальный числовой идентификатор устройства в сети Интернет.

Канал связи — среда передачи данных (кабель, радиоволны).

Сигнал — физическое явление, используемое для передачи информации.

14. Правовые основы работы в сети Интернет. Правонарушение. Виды преступлений в сфере информационных технологий. Авторское и имущественное право. Основные виды преступлений, связанных с вмешательством в работу компьютеров. Противодействие компьютерным преступлениям.

Правонарушение в сфере ИТ — деяние, нарушающее законодательство в области информационных технологий.

Виды преступлений: взлом, кража данных, распространение вредоносного ПО, мошенничество.

Авторское право защищает создателей интеллектуальной собственности.

Противодействие: использование антивирусного ПО, соблюдение мер безопасности, законодательное регулирование.

15. Службы и сервисы Интернета (электронная почта, видеоконференции, форумы, мессенджеры, социальные сети). Интернет. IP-адрес, его составляющие. Домен. Доменная система имен (DNS). Сайт, провайдер. Службы сети Интернет.

Службы Интернета:

• Электронная почта (E-mail): для отправки и получения сообщений.
• Мессенджеры: для обмена мгновенными сообщениями.
• Социальные сети: для общения и обмена контентом.
• Видеоконференции: для проведения онлайн-встреч.

IP-адрес: состоит из четырёх чисел (0-255), разделённых точками (например, 192.168.1.1).

Доменное имя — текстовое имя сайта (например, google.com).

DNS (Domain Name System) — система, преобразующая доменные имена в IP-адреса.

Провайдер — организация, предоставляющая доступ в Интернет.

16. Поиск в Интернете. Поисковая система. Поисковая машина. Поисковые каталоги. Полнота поиска. Точность поиска. Электронная коммерция. Цифровые сервисы государственных услуг. Достоверность информации в Интернете.

Поисковая система — веб-сайт, предоставляющий инструменты для поиска информации в Интернете.

Поисковая машина — программа, индексирующая веб-страницы.

Поисковые каталоги — базы данных веб-сайтов, упорядоченные по темам.

Полнота поиска — процент найденных релевантных документов.

Точность поиска — процент найденных релевантных документов среди всех найденных.

Электронная коммерция — покупка и продажа товаров и услуг через Интернет.

Достоверность информации — соответствие информации действительности.

17. Организация личного информационного пространства. Облачные хранилища данных. Личное информационное пространство. Разделение прав доступа. Разделение прав доступа в облачных хранилищах. Облачные сервисы. Разделение прав доступа в облачных хранилищах. Коллективная работа над документами.

Личное информационное пространство — совокупность информации, к которой пользователь имеет доступ и которую он использует.

Облачные хранилища (Google Drive, Dropbox) — сервисы для хранения данных в Интернете.

Разделение прав доступа — предоставление пользователям определённых разрешений на работу с данными (чтение, запись, удаление).

Облачные сервисы — услуги, предоставляемые через Интернет (хранение, обработка данных).

Коллективная работа над документами — совместное редактирование документов несколькими пользователями.

18. Соблюдение мер безопасности, предотвращающих незаконное распространение персональных данных. Персональные данные. Защита персональных данных.

Персональные данные — любая информация, относящаяся к прямо или косвенно определённому или определяемому физическому лицу.

Меры безопасности:

• Использование сложных паролей.
• Не передавать персональные данные незнакомцам.
• Использовать защищённые соединения.
• Регулярное обновление ПО.

19. Информационная безопасность. Защита информации. Информационная безопасность в мире. России. Информационная безопасность и тренды в развитии цифровых технологий; риски и прогнозы использования цифровых технологий при решении профессиональных задачи. Безопасность в Интернете (сетевые угрозы, мошенничество).

Информационная безопасность — защита информации от несанкционированного доступа, использования, раскрытия, изменения или уничтожения.

Сетевые угрозы: вирусы, трояны, фишинг, DDoS-атаки.

Мошенничество в Интернете — обман с целью получения личной выгоды.

Тренды: развитие ИИ, большие данные, облачные технологии, кибербезопасность.

Риски: утечка данных, кибератаки, зависимость от технологий.

20. Вредоносные программы. Антивирусные программы. Безопасность в Интернете (сетевые угрозы, мошенничество). Тренды в развитии цифровых технологий; риски и прогнозы использования цифровых технологий.

Вредоносные программы (вирусы, трояны, черви, шпионское ПО) — программы, предназначенные для нанесения вреда компьютеру или данным.

Антивирусные программы — ПО, предназначенное для обнаружения, удаления и предотвращения заражения вредоносными программами.

Тренды: ИИ, IoT, блокчейн, 5G.

Риски: увеличение числа киберугроз, проблемы конфиденциальности, цифровое неравенство.