Трудные темы информатики. Сдаем ЕГЭ и сессию. Есипов А.С.

СПб.: 2010 — 208 с.

Рассмотрены темы школьного курса информатики, которые из-за повышенного внимания к программированию и алгоритмизации, преобладающего в экзаменационных вопросах, отходят на второй план: кодирование, представление и обработка информации; системы счисления; булева алгебра и алгебра логики; машинная арифметика и функциональные элементы компьютера. Содержится материал по программированию в Microsoft Office — создание макросов и программ на VB и VBA. Материал подкреплен разобранными примерами и заданиями для самостоятельного решения, обращается внимание на формальные подходы, обеспечивающие наиболее быстрые решения. Для студентов и преподавателей профильных вузов и учащихся и учителей школ.

Формат: pdf

Размер: 5,8 Мб

Смотреть, скачать: docs.google.com ;

Оглавление
Предисловие 8
Благодарности 9
Глава 1. Информация. Кодирование информации 10
1.1. Общие сведения об информации 10
Информация 10
Информационные системы 11
Свойства информации 13
1.2. Кодирование и единицы информации 14
Языки и алфавиты 14
Двоичный алфавит 15
Двоичное слово. Байт 16
Код ASCII 16
Unicode 17
Единицы информации 19
1.3. Кодирование графики и звука 20
Кодирование растровой графики 20
Кодирование векторной графики 21
Кодирование звука 22
1.4. Задания для самостоятельной работы 24
1.5. Примеры и задачи из архива ЕГЭ 24
Глава 2. Алфавитный и вероятностный подходы 29
2.1. Содержательный и алфавитный подходы 29
Формула Хартли 30
2.2. Вероятностный подход 31
Свойство аддитивности информации 33
2.3. События равновероятны 33
Использование калькулятора 34
2.4. События не равновероятны 40
Формула Шеннона 40
2.5. Общие сведения о сжатии информации 41
Алгоритм Хаффмана 42
Формула Шеннона и формула Хартли 46
Алгоритмы Зива, Лемпеля, Велча (ZLW) 47
2.6. Определение частотных характеристик 48
2.7. Задания для самостоятельной работы 52
2.8. Примеры и задачи из архива ЕГЭ 53
Глава 3. Системы счисления 55
3.1. Общие сведения о системах счисления 55
3.2. Десятичная система 56
Формула разложения числа по степеням основания 56
3.3. Системы счисления в компьютерах 57
Двоичная система счисления 57
Восьмеричная и шестнадцатеричная системы 58
3.4. Перевод чисел из одной системы в другую 59
Перевод с использованием формулы разложения 59
Задания для самостоятельной работы (часть I) 61
Перевод целых чисел делением на основание новой системы 63
Перевод правильных дробей умножением на основание 64
Поразрядные способы перевода 66
Быстрый способ перевода, использующий устный счет 68
Задания для самостоятельной работы (часть II) 69
3.5. Арифметические действия в двоичной системе 69
3.6. Системы счисления в задачах ЕГЭ 71
Глава 4. Машинная арифметика 75
4.1. Способы представления чисел в компьютере 75
Прямой код 76
Обратный код 76
Дополнительный код 77
Выполнение арифметических операций в кодах 77
Переполнение и машинные нули 78
4.2. Формы представления чисел в компьютере 80
Естественная форма 80
Нормальная форма 81
Сравнение диапазонов представления чисел 82
Действия над числами в нормальной форме 82
Задания для самостоятельной работы 84
4.3. Примеры использования других систем 85
Двоично-десятичная система 85
Троичная система 86
Система остаточных классов 86
Римская система счисления 88
Задания для самостоятельной работы 88
Глава 5. Булева алгебра 89
5.1. От логики Древнего мира до наших дней 89
Платон и Сократ 89
Аристотель 89
Готфрид Лейбниц 90
Джордж Буль 91
5.2. Булева алгебра 91
Булевы переменные и функции 91
Булевы функции одного аргумента 93
Инверсия (отрицание) 93
Булевы функции двух аргументов 94
Конъюнкция (логическое умножение) 95
Дизъюнкция (логическое сложение) 95
Инверсия конъюнкции. Функция Шеффера 96
Инверсия дизъюнкции. Функция Пирса 97
Импликация (следование) 98
Неравнозначность (сумма по модулю 2) 98
Равнозначность (эквивалентность) 99
Функции запрета 99
Существенная и фиктивная зависимость функций от аргументов 99
Алгебры. Сравнение по набору операций 100
Основные законы и тождества булевой алгебры 100
Правила преобразования формул 103
Правило отрицания 103
Правило свертки 104
Правило обобщенного склеивания (теорема русского математика П. С. Порецкого) 104
Задания для самостоятельной работы 104
5.3. Канонические формы булевых функций 105
Совершенная дизъюнктивная нормальная форма 105
Задания для самостоятельной работы 108
Совершенная конъюнктивная нормальная форма 109
Основные соотношения 112
Булева алгебра и ЕГЭ 113
Глава 6. Функциональные элементы компьютеров 118
6.1. Построение логических схем. Общие сведения 118
Переход от схемы к формуле функции 119
Минимизация сложности формул 119
Задания для самостоятельной работы 121
Пример построения схемы сумматора 122
6.2. Схемы с памятью 123
Триггеры 123
Регистры и счетчики 124
6.3. Пример построения сложной схемы 125
Дешифраторы 125
Шифраторы 126
6.4. Моделирование логических функций 128
Задания для самостоятельной работы 129
Глава 7. Алгебра логики 132
7.1. Логические высказывания и действия с ними 132
7.2. Логические операции и функции 133
Замечание о записи формул функций 134
Замечание об очередности выполнения операций 135
7.3. Логические операции в программировании 136
Задания для самостоятельной работы 139
7.4. Логические операции над высказываниями 139
Конъюнкция (логическое умножение) 139
Дизъюнкция (логическое сложение) 139
Инверсия (отрицание) 140
Импликация (следование) 140
Эквивалентность (равнозначность) 141
Неравнозначность (сумма по модулю 2) 141
7.5. Формализация высказываний 141
Логические функции и высказывания 141
Примеры формализации высказываний 143
Задания для самостоятельной работы 146
7.6. Решение текстовых логических задач 149
Задания для самостоятельной работы 156
7.7. Алгебра логики в заданиях ЕГЭ 158
Варианты решения одной текстовой задачи 158
Глава 8. Программирование в MS Office 162
8.1. Общие сведения о макросах 162
8.2. Создание, изменение, удаление, размещение макросов 163
Макрос Таблица Unicode 163
Макрос Вычколичинф 164
Запуск макросов 167
Организация запуска макроса нажатием комбинации клавиш 167
Запуск макроса нажатием кнопки на панели инструментов 167
Редактирование кода макроса 168
Удаление макросов 168
Размещение кодов макросов 168
Создание макроса Информациядлявсех с помощью макрорекордера 168
Запуск макроса на выполнение 170
Просмотр кода макроса 170
8.3. Примеры макросов 171
Макрос Проверкатекстанапалиндром 171
Первая проверка правильности работы макроса 172
Макрос Число пробелов 172
Макрос Одинпробел 173
Макрос ЛатиницаКириллица 174
Макрос СС1 — перевод числа из двоичной системы счисления в десятичную 175
Макрос СС2 — перевод числа из десятичной системы счисления в двоичную 175
Макрос ШколъныеОценки 176
Макрос ТекстАсимволамиТекстаВ 176
8.4. Операторы VBA 177
Оператор If..Then...Else 177
Оператор Select Case 178
Операторы цикла 179
Оператор For...Next 180
Оператор Do loop 180
Массивы 181
Статические массивы 181
Динамические массивы 181
Ввод массива присваиванием значений 182
Ввод массива и функция InputBox 182
Ввод динамического массива 182
Использование функции Array 182
Использование случайных чисел 183
Приложение. Решения и ответы к заданиям 184
К ГЛАВЕ 1 184
Задание 1.1 184
Задание 1.2 184
Задание 1.3 184
Задание 1.4 185
К ГЛАВЕ 2 185
Задание 2.2 185
Задание 2.3 185
Задание 2.4 185
К ГЛАВЕ 3 185
Задание 3.1 185
Задание 3.2 185
Задание 3.3 186
Дополнительные задачи к заданию 3.3 186
Задание 3.4 186
Задание 3.5 186
Дополнительные задачи к заданиям 3.4 и 3.5 187
Задание 3.6 187
Задание 3.7 187
Задание 3.8 187
Задание 3.9 187
Задание 3.10 188
Задание 3.11 188
Задание 3.12 188
Задание 3.13 188
Задание 3.14 188
Задание 3.15 189
Задание 3.16 189
К ГЛАВЕ 5 189
Задание 5.1 189
Задание 5.2 189
Задание 5.3 189
Задание 5.4 190
Задание 5.5 190
Задание 5.6 190
Задание 5.7 191
Задание 5.8 191
Задание 5.9 191
Задание 5.10 192
Задание 5.11 192
Задание 5.12 192
Задание 5.13 193
Задание 5.14 194
Задание 5.15 194
К ГЛАВЕ 6 194
К ГЛАВЕ 7 195
Задание 7.1 195
Задание 7.2 195
Задание 7.3 195
Задание 7.4 196
Задание 7.5 197
Задание 7.6 197
Задание 7.7 198
Задание 7.8 199
Задание 7.9 200
Задание 7.10 202
Задание 7.11 203
Задание 7.12 203
Задание 7.13 204
Задание 7.14 205
Список литературы 206
Предметный указатель 207

Результаты проведения Единого государственного экзамена (ЕГЭ) по информатике показывают изменение отношения к предмету со стороны как преподавателей, так и учащихся. Пришлось согласиться, что только твердые знания теории выносимых на экзамен вопросов, а также свободное владение эффективными моделями (способами, методами, приемами) решения задач позволяют гарантировать успешную сдачу экзамена.
При обучении и в период подготовки к сдаче экзамена естественно учитывать, что ассортимент заданий в основном известен. Формулировки задач от года к году изменяются несущественно. Если и добавляются новые задачи, то количество их небольшое. Все это позволяет заранее обращать внимание на формальные подходы, обеспечивающие наиболее быстрые решения. Многие из этих подходов рассмотрены в книге достаточно подробно.
Если задачи кодирования решаются без особых затруднений (см. главу 1), то появление задач, связанных с вероятностным подходом к информации (см. главу 2), требуют особого внимания. Умение быстро решать наиболее простые задачи по системам счисления (см. главы 3 и 4) может освободить время для решения более сложных задач.
В книге много внимания уделяется булевой алгебре (см. главу 5) и алгебре логики (см. главу 6). Каждое решение типовой задачи в этих главах желательно брать как инструмент для решения подобных задач. Рене Декарт по этому поводу сказал следующее: "Каждая задача, которую я решал, становилась правилом, служившим впоследствии для решения других задач".
Книга содержит учебный материал с заданиями в различных вариантах:
□ во-первых, это примеры, в которых рассматриваются и обсуждаются алгоритмы, приемы решения задач. Примеры, как правило, доводятся до ответов;
□ во-вторых, это задания, где формулируется задача, а решение и ответ, как правило, выносятся в приложение;
□ в-третьих, различной постановки задания, которые предлагается решать самостоятельно и на которые ответы не даются. Это задания для тренировки.
Желательно свободно владеть понятиями о таких объектах булевой алгебры, как наборы значений аргументов, таблицы истинности, нормальные и совершенные формы, дизъюнктивные и конъюнктивные формы и т. д. Наиболее часто в заданиях ЕГЭ встречается функция импликация. Полезно запомнить ее код в таблице истинности и ее запись в булевой алгебре.
Материал по решению текстовых логических задач в книге изложен достаточно полно. Рассмотрены различные варианты решений.
Небольшое количество листингов дано в Visual Basic 6.0 (VB) или в Visual Basic for Applications (VBA). Последняя глава содержит материал, связанный с построением макросов. Показано, что для создания программ на VB и VBA и работы с ними достаточно иметь одно из приложений Microsoft Office, например, Word.