Основи інформатики: ключові поняття

• Інформатика вивчає інформацію та інформаційні процеси.

Основні поняття інформатики

• Інформація є відомостями про світ, що зберігаються, передаються і перетворюються.
• Дані – це зафіксовані сигнали або спостереження, які використовуються для передачі чи обробки інформації.
• Інформаційний процес включає отримання, передавання, обробку, зберігання та використання інформації.
• Інформаційна система — це сукупність взаємопов'язаних елементів, які реалізують інформаційні процеси.
• Інформаційна технологія – це методи і засоби реалізації інформаційних процесів.

Етапи розв'язування задач за допомогою комп'ютера

• Постановка задачі передбачає чітке формулювання умови та вимог до результату.
• Розробка математичної моделі включає формалізацію задачі математичними виразами.
• Розробка алгоритму передбачає створення покрокової інструкції для розв'язання задачі.
• Програмування – це запис алгоритму мовою програмування.
• Тестування та налагодження потрібні для перевірки програми та виправлення помилок.
• Аналіз результатів включає інтерпретацію отриманих результатів та оцінку їх достовірності.
• Впровадження передбачає використання розробленої програми для розв'язання практичних задач.

Алгоритми та їхні властивості

• Алгоритм – це чітка, скінченна послідовність дій для розв'язання задачі.
• Дискретність означає, що алгоритм складається з окремих кроків.
• Визначеність означає, що кожен крок алгоритму чітко визначений.
• Скінченність означає, що алгоритм має завершуватися за скінченну кількість кроків.
• Результативність означає, що алгоритм приводить до отримання конкретного результату.
• Масовість (універсальність) означає придатність алгоритму для широкого класу задач.

Способи подання алгоритмів

• Словесний опис представляє алгоритм природною мовою.
• Графічний опис (блок-схема) представляє алгоритм схемою з графічними символами.
• Псевдокод є записом алгоритму, наближеним до мови програмування.
• Мова програмування використовується для запису алгоритму мовою програмування.

Основні алгоритмічні структури

• Лінійна структура передбачає послідовне виконання команд.
• Розгалуження (умовна структура) передбачає виконання однієї з двох гілок алгоритму за умови.
• Цикл (повторювальна структура) передбачає повторення послідовності команд до досягнення умови.

Мови програмування

• Мова програмування – це формальна мова для запису програм, що виконуються комп'ютером.
• Машинні мови використовують двійковий код.
• Асемблер використовує мнемонічні коди команд.
• Мови високого рівня використовують зрозумілі слова та символи.
• Python, Java, C++, C#, JavaScript, PHP, Swift є прикладами мов програмування.

Системи числення

• Система числення – це спосіб запису чисел за допомогою цифр.
• Позиційні системи: значення цифри залежить від її позиції(десяткова, двійкова, вісімкова, шістнадцяткова).
• Непозиційні системи: значення цифри не залежить від її позиції (римська).
• Двійкова система числення використовує цифри 0 та 1.
• Десяткова система числення використовує цифри 0-9.
• Шістнадцяткова система числення використовує символи 0-9, A-F.

Переведення чисел з однієї системи числення в іншу

• З десяткової в двійкову відбувається діленням на 2 з остачею.
• З двійкової в десяткову відбувається множенням кожної цифри на відповідний степінь 2.
• З десяткової в шістнадцяткову відбувається діленням на 16 з остачею.
• З шістнадцяткової в десяткову відбувається множенням кожної цифри на відповідний степінь 16.

Представлення даних у комп'ютері

• Біт – найменша одиниця інформації, що приймає значення 0 або 1.
• Байт складається з 8 біт.
• Кількість байтів використовується для вимірювання обсягу даних (КБ, МБ, ГБ, ТБ).
• Текстова інформація кодується за допомогою таблиць кодування (ASCII, Unicode).
• Графічна інформація представляється пікселями (растрова графіка) або векторними об'єктами (векторна графіка).
• Звукова інформація представлена дискретними значеннями амплітуди (цифровий звук).

Архітектура комп'ютера

• Процесор (CPU) виконує обчислення та керує комп'ютером.
• Оперативна пам'ять (RAM) зберігає дані та програми, що використовуються процесором.
• Постійна пам'ять (ROM) зберігає дані та програми для завантаження комп'ютера.
• Материнська плата з'єднує всі компоненти комп'ютера.
• Відеокарта обробляє графічну інформацію та виводить її на монітор.
• Жорсткий диск (HDD/SSD) зберігає дані та програми.
• Клавіатура, миша, монітор, принтер, сканер є пристроями введення/виведення.

Операційні системи

• Операційна система (ОС) керує роботою комп'ютера та забезпечує взаємодію між апаратним і програмним забезпеченням.
• ОС керує ресурсами комп'ютера.
• ОС забезпечує взаємодію з користувачем.
• ОС запускає та керує програмами.
• ОС забезпечує безпеку даних.
• Windows, macOS, Linux, Android, iOS є прикладами операційних систем.

Комп'ютерні мережі

• Комп'ютерна мережа – це сукупність комп'ютерів, з'єднаних для обміну інформацією.
• Локальні мережі (LAN) з'єднують комп'ютери в межах обмеженої території.
• Глобальні мережі (WAN) з'єднують комп'ютери на великій відстані (Інтернет).
• Інтернет – глобальна комп'ютерна мережа, що об'єднує мільйони комп'ютерів.
• TCP/IP, HTTP, FTP, SMTP є прикладами протоколів передавання даних.
• Веб-сайт – це сукупність веб-сторінок, об'єднаних за змістом та розміщених на веб-сервері.
• Веб-сторінка – це документ HTML, доступний для перегляду через веб-браузер.

Безпека інформації

• Комп'ютерна безпека – це захист інформації від несанкціонованого доступу, використання або знищення.
• Віруси, троянські коні, шпигунське ПЗ є загрозами інформаційній безпеці.
• Хакерські атаки є загрозою інформаційній безпеці.
• Фішинг є загрозою інформаційній безпеці.
• Соціальна інженерія є загрозою інформаційній безпеці.
• Використання антивірусного ПЗ є методом забезпечення комп'ютерної безпеки.
• Використання брандмауера (firewall) є методом забезпечення комп'ютерної безпеки.
• Використання складних паролів є методом забезпечення комп'ютерної безпеки.
• Обережність при відкритті підозрілих електронних листів і посилань є методом забезпечення комп'ютерної безпеки.
• Резервне копіювання даних є методом забезпечення комп'ютерної безпеки.