1.1. Інформаційні системи, інформаційні процеси в них. програмне забезпечення персонального комп’ютера

Зміст

ПРИГАДАЙТЕ

Що таке інформаційний процес?

Інформаційний процес — це будь-яка дія, що виконується з інформацією або повідомленнями, зокрема її передавання, зберігання, пошук, опрацювання, збирання чи розповсюдження.

Які ви знаєте інформаційні процеси?

До основних інформаційних процесів належать збирання, зберігання, опрацювання, передавання, пошук і розповсюдження інформації.

Які засоби використовують для здійснення інформаційних процесів?

Для здійснення інформаційних процесів використовують апаратне забезпечення (технічні засоби, такі як комп’ютери, сервери, накопичувачі, мережеве обладнання, датчики) та програмне забезпечення (комп’ютерні програми, операційні системи, бази даних).

ПРИГАДАЙТЕ

Що таке комп’ютерна програма?

Комп’ютерна програма — це послідовність команд або алгоритм опрацювання даних, записаний спеціальною мовою програмування та призначений для виконання комп’ютером.

Хто їх створює?

Комп’ютерні програми створюють програмісти (розробники програмного забезпечення) з використанням мов програмування та спеціалізованих середовищ розробки.

ПРИГАДАЙТЕ

Для яких цілей ви використовували комп’ютерні програми?

Комп’ютерні програми використовувалися для створення та редагування текстових документів, виконання обчислень в електронних таблицях, підготовки презентацій до уроків, малювання цифрових зображень, пошуку навчальної інформації в мережі Інтернет, спілкування через месенджери та перегляду навчального відео.

ПРИГАДАЙТЕ

Що таке авторське право?

Авторське право — це сукупність юридичних норм, які регулюють відносини, пов’язані зі створенням та використанням творів науки, літератури, мистецтва, а також комп’ютерних програм і баз даних.

Як захистити авторське право розробників програмного забезпечення?

Для захисту авторського права розробників програмного забезпечення використовують ліцензійні угоди, які визначають умови використання продукту, реєструють авторські права в офіційних державних органах, застосовують технічні засоби захисту від несанкціонованого копіювання (активаційні ключі, ліцензійні файли, хмарну верифікацію) та застосовують юридичні механізми відповідальності за порушення цих прав.

Які ліцензії та на які вироби чи види діяльності ви використовували?

У повсякденній діяльності використовувалися вільні ліцензії (наприклад, GNU General Public License для офісного пакета LibreOffice чи графічного редактора GIMP), безкоштовні ліцензії типу freeware (для веб-браузера Google Chrome) та комерційні ліцензії (у вигляді передплати для операційної системи Windows або мобільних додатків).

ПРАЦЮЄМО З КОМП’ЮТЕРОМ

Завдання 1. Дослідіть інформаційну систему установи.

Для дослідження обрано установу: Школа.

Відповіді на запитання щодо інформаційної системи (ІС) школи:
а) Які дані зберігаються в системі? У системі зберігаються персональні дані учнів та вчителів, електронні журнали оцінок, електронні щоденники, розклад занять, навчальні плани, а також дані про матеріальний фонд школи.
б) Хто користується цією системою? Користувачами системи є адміністрація школи, вчителі, учні та їхні батьки.
в) Для яких цілей створена ІС? Інформаційна система школи створена для автоматизації обліку успішності, спрощення доступу до навчальних матеріалів, оперативного інформування батьків та оптимізації управління навчальним закладом.

Таблиця компонентів інформаційної системи школи:

Схема обміну даними в інформаційній системі школи:

1. Адміністратор $\rightarrow$ вносить розклад та списки класів $\rightarrow$ Інформаційна система.
2. Вчителі $\rightarrow$ вносять оцінки та домашні завдання $\rightarrow$ Інформаційна система.
3. Інформаційна система $\rightarrow$ надає доступ до оцінок та розкладу $\rightarrow$ Учні та батьки.
4. Учні $\rightarrow$ завантажують виконані роботи $\rightarrow$ Інформаційна система.

ПРАЦЮЄМО З КОМП’ЮТЕРОМ

1. Оберіть одну з установ, наприклад: Школа; Магазин; Поліклініка; Автовокзал.

Для виконання практичного завдання обрано установу «Школа».

2. Уявіть, що ви — фахівець, який має пояснити, як у цій організації працює інформаційна система. Підготуйте відповіді на запитання: а) Які дані зберігаються в системі? б) Хто користується цією системою? в) Для яких цілей створена інформаційна система цієї установи?

а) В інформаційній системі школи зберігаються такі дані: персональна інформація про учнів та вчителів, розклад уроків та позакласних заходів, оцінки успішності та відмітки про відвідуваність в електронних журналах, навчальні плани та програми, відомості про наявність підручників у шкільній бібліотеці, фінансово-господарські звіти та дані про матеріально-технічний стан закладу.

б) Користувачами цієї інформаційної системи є: адміністрація закладу (директор та завучі), вчителі, учні, батьки або їхні законні представники, системний адміністратор, бібліотекар, а також представники місцевих органів управління освітою.

в) Інформаційна система школи створена для автоматизації навчального та адміністративного процесів, швидкого ведення і контролю обліку успішності та відвідуваності, спрощення взаємодії та комунікації між усіма учасниками освітнього процесу, оперативного доступу до навчальних матеріалів і розкладу, а також для автоматизованого формування шкільної звітності.

4. Складіть у створеному текстовому документі таблицю, у яку введіть відповідні дані.

6. Створіть у створеному документі схему обміну даними між користувачами й інформаційною системою установи.

Схема обміну даними в інформаційній системі школи:

1. Користувачі (Учні, Батьки, Вчителі, Адміністрація)
   • Надсилають до системи запити на перегляд інформації (оцінки, розклад) або вносять нові дані (вчителі виставляють оцінки та домашні завдання, адміністрація коригує розклад).
2. Канали передавання даних (Локальна мережа школи, Інтернет-з’єднання)
   • Забезпечують транспортування запитів та введених даних від пристроїв користувачів до сервера і зворотне доправлення інформації на екрани гаджетів.
3. Інформаційна система школи (Шкільний сервер, СУБД та програмна платформа)
   • Опрацьовує надіслані запити, перевіряє права доступу користувачів, здійснює упорядковане зберігання даних у базі та надсилає користувачам сформовані у відповідь результати.

Завдання 2. Дослідіть програмне забезпечення комп’ютера (у комп’ютерному класі або вдома).

За результатами дослідження програмного забезпечення персонального комп’ютера заповнено таблицю за наведеним у підручнику зразком, де всі пропущені дані виділено жирним шрифтом:

ПРАЦЮЄМО З КОМП’ЮТЕРОМ

3. За наведеним зразком створіть у текстовому процесорі таблицю, у яку введіть дані про вісім програм різного призначення.

Завдання 3. Визначте тип ліцензії.

Для виконання цього завдання було проаналізовано встановлене програмне забезпечення та визначено різні типи ліцензій за допомогою пошукових систем.

2. Виберіть у цьому переліку чотири програми, що мають різні ліцензії. Про тип ліцензії можна дізнатися, виконавши відповідний запит в одній із пошукових систем або зробивши запит одному із сервісів ШІ, наприклад, такий: «Яку ліцензію має програма 7Z?»

Для дослідження обрано такі чотири програми з різними типами ліцензій: Microsoft Windows, 7-Zip, Opera, Adobe Creative Cloud.

3. За результатами пошуку заповніть таблицю.

ДАЙТЕ ВІДПОВІДІ НА ЗАПИТАННЯ

1. Що таке інформаційна система? Назвіть складові інформаційної системи.

Інформаційна система — це організована сукупність технічних, програмних, інформаційних, організаційних і людських ресурсів, призначена для здійснення інформаційних процесів.

Складовими інформаційної системи є апаратне забезпечення, програмне забезпечення, інформаційне забезпечення (дані) та користувачі.

2. Які службові програми ви використовували в роботі з комп’ютером? З якою метою?

У роботі з комп’ютером використовувалися такі службові програми:

• Антивірусні програми (наприклад, Windows Defender) з метою захисту операційної системи від шкідливого програмного забезпечення та видалення вірусів.
• Архіватори (наприклад, 7-Zip) з метою стиснення файлів для зменшення їхнього обсягу та зручного передавання комп’ютерними мережами.
• Програми очищення диска (наприклад, утиліта «Очищення диска» у Windows) з метою видалення тимчасових файлів і звільнення місця на накопичувачі.

3. Які програми належать до систем програмування? Які з них ви використовували? Наведіть приклади.

До систем програмування належать програми, які призначені для створення нового програмного забезпечення з використанням мов програмування. Прикладами таких програм є Scratch, Lazarus, IDLE, DEV-C++, Microsoft Visual Studio Professional та Android Studio. У навчальному процесі використовувалися середовище візуального програмування Scratch для створення перших алгоритмів та інтегроване середовище розробки IDLE для написання програм мовою Python.

4. Які з вивчених вами раніше програм можна віднести до прикладних програм? Які з них є прикладними програмами загального призначення?

До прикладних програм належать усі програми, які користувач застосовує для розв’язування конкретних практичних завдань під час навчальної чи побутової діяльності. Прикладами таких вивчених раніше програм є текстові процесори, графічні редактори, редактори презентацій та браузери.

Усі ці програми належать до прикладного програмного забезпечення загального призначення, оскільки вони призначені для роботи з універсальними типами даних (текст, графіка, презентації) та використовуються в різних галузях людської діяльності. Серед них:

• Текстовий процесор Microsoft Word.
• Графічний редактор Paint.
• Редактор презентацій Microsoft PowerPoint.
• Браузер Google Chrome.

5. Для яких цілей використовують прикладні програми спеціального призначення? Наведіть приклади таких програм.

Прикладні програми спеціального призначення використовують для виконання специфічних завдань опрацювання даних у конкретних професійних галузях, на підприємствах, в організаціях чи установах.
Прикладами таких програм є:

• Бухгалтерські та фінансові програми (наприклад, BAS Бухгалтерія) для обліку фінансів підприємства.
• Системи автоматизованого проектування (наприклад, AutoCAD, SolidWorks) для створення креслень машин, деталей та будівельних об’єктів.
• Медичні програми для діагностування захворювань та ведення карток пацієнтів у лікувальних закладах.
• Професійні відеоредактори (наприклад, Adobe After Effects) для створення візуальних ефектів у кіноіндустрії.
• Спеціалізовані програми для складання шкільного розкладу уроків.

6. Які існують види ліцензій для комп’ютерних програм? Чим вони відрізняються?

Комп’ютерні програми розповсюджуються за такими основними видами ліцензій:

• Комерційна (проприєтарна) ліцензія — передбачає обов’язкову оплату за використання програми, забороняє або суворо обмежує її копіювання, розповсюдження та зміну коду. Має підвиди: коробкова версія (для одного комп’ютера), OEM (постачається разом із новим обладнанням), корпоративна ліцензія (для організацій) або підписка (оплата за час користування протягом певного періоду).
• Пробна (trial) — дозволяє безкоштовно використовувати комерційну програму протягом обмеженого часу (зазвичай близько місяця) чи кількості запусків для ознайомлення з її можливостями.
• Вільного використання (freeware) — дозволяє користуватися програмою безкоштовно, але забороняє вносити будь-які зміни в її код та модифікувати її.
• З відкритим кодом (free / libre software) — надає право безкоштовно користуватися, копіювати, поширювати та вільно змінювати й модифікувати вихідний код програми.
• З рекламою (ad-supported) — надає безкоштовний доступ до програми в обмін на демонстрацію реклами під час її роботи.

ОБГОВОРІТЬ І ЗРОБІТЬ ВИСНОВКИ

1. Які моральні та етичні питання можуть виникнути під час використання такої інформаційної системи, яка використовує штучний інтелект для прийняття важливих рішень (наприклад, здійснює оцінювання навчальних досягнень учнів / учениць та оцінювання результатів роботи учителів / учительок)?

Під час використання штучного інтелекту для оцінювання учнів та вчителів можуть виникнути проблеми упередженості та дискримінації через недосконалість навчальних алгоритмів, а також питання захисту конфіденційності персональних даних. Таке оцінювання позбавлене людської емпатії та не може врахувати індивідуальні особливості, творчий підхід чи життєві обставини особистості. Окрім того, відсутність прозорості у прийнятті системою рішень ускладнює можливість їх оскарження.

2. Навіщо потрібно системне програмне забезпечення?

Системне програмне забезпечення необхідне для керування роботою всіх апаратних складових комп’ютера та забезпечення взаємодії між ними. Воно також забезпечує запуск прикладних програм, автоматизує процеси опрацювання даних, виконує діагностику системи та організовує інтерфейс для взаємодії користувача з комп’ютером.

3. Уявіть, що ви обираєте програмне забезпечення для нового комп’ютера. Які п’ять програм ви встановите найперше і чому?

Найперше на новий комп’ютер будуть встановлені такі програми:

1. Операційна система (наприклад, Windows) — для забезпечення базової життєдіяльності комп’ютера та можливості запуску будь-якого іншого програмного забезпечення.
2. Веббраузер (наприклад, Google Chrome) — для отримання доступу до мережі Інтернет та завантаження інших необхідних файлів і програм.
3. Офісний пакет (наприклад, Microsoft Office) — для створення й редагування текстових документів, електронних таблиць і презентацій, які потрібні для навчання.
4. Антивірусне програмне забезпечення (наприклад, Windows Defender) — для безпеки системи та захисту від комп’ютерних вірусів і шкідливих програм.
5. Архіватор (наприклад, 7-Zip) — для роботи зі стиснутими файлами та швидкого розпакування навчальних матеріалів.

4. Які три прикладні програми ви використовуєте найчастіше? Які завдання ви виконуєте з використанням кожної з них?

Найчастіше використовуються такі три прикладні програми:

1. Google Chrome — для пошуку навчальної інформації, роботи на дистанційних освітніх платформах та перегляду відеоматеріалів.
2. Microsoft Word — для написання рефератів, виконання домашніх завдань, підготовки доповідей та створення конспектів.
3. Microsoft PowerPoint — для розробки та оформлення мультимедійних презентацій до уроків.

5. Який вид ліцензії операційної системи використовує ваш заклад освіти для комп’ютерів у комп’ютерному класі?

Для комп’ютерів у комп’ютерному класі наш заклад освіти використовує корпоративну ліцензію операційної системи Windows, яка дозволяє офіційно встановлювати та використовувати програмне забезпечення на багатьох навчальних комп’ютерах у межах закладу.

ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

1. Уявіть себе в ролі конструктора «розумного будинку», який повинен мати власну інформаційну систему. Створіть у текстовому процесорі новий документ і запишіть у нього відповіді на запитання: а) Які пристрої (апаратне забезпечення) будуть збирати інформацію (наприклад, про температуру, світло, рух)? б) Які рішення будуть прийматися системою на основі отриманих даних? в) Як ця система може покращити життя мешканців, зробити його безпечнішим та економнішим?

а) Для збирання інформації використовуватимуться такі пристрої апаратного забезпечення: датчики температури та вологості, датчики освітленості, датчики руху та присутності, камери відеоспостереження, датчики протікання води, датчики витоку газу, а також розумні вимикачі й термостати.

б) На основі отриманих даних система автоматично прийматиме такі рішення: регулювання роботи систем опалення, вентиляції та кондиціонування для підтримки оптимального мікроклімату; увімкнення, вимкнення чи зміна яскравості штучного освітлення залежно від рівня природного світла та присутності людей; перекриття електромагнітних клапанів подачі води або газу в разі виявлення протікання чи витоку; активація сирени та надсилання тривожних сповіщень власникам і охоронній службі при спробах несанкціонованого проникнення.

в) Інформаційна система «розумного будинку» підвищить рівень безпеки завдяки цілодобовому моніторингу та миттєвому реагуванню на надзвичайні події. Вона зробить життя комфортнішим, автоматизувавши повсякденні дії користувача, та забезпечить економію ресурсів шляхом раціонального використання енергоносіїв (вимкнення опалення й освітлення в кімнатах, де нікого немає).

2. Порівняйте інформаційну систему людини (мозок + органи чуття) і сучасний комп’ютер як інформаційну систему. У чому вони схожі, а в чому — різні? За результатами порівняння підготуйте комп’ютерну презентацію та збережіть її у файлі з іменем завдання 1.2.

Інформаційна система людини та комп’ютерна інформаційна система мають спільні інформаційні процеси, але відрізняються способами їх реалізації.

Схожість полягає в тому, що обидві системи здійснюють сприйняття (збирання), обробку, зберігання та передачу інформації. Роль пристроїв введення у людини виконують органи чуття, роль процесора для обробки даних — головний мозок, а роль носіїв інформації — пам’ять.

Різниця полягає в природі сигналів та способі обробки даних. Людина сприймає інформацію у вигляді аналогових сигналів (звуки, зображення, відчуття), обробляє її творчо, спираючись на емоції та досвід, а її пам’ять є асоціативною. Комп’ютер працює виключно з цифровими даними (двійковим кодом), обробляє інформацію суворо за алгоритмами з великою швидкістю та точністю, а його пам’ять зберігає дані без змін протягом тривалого часу на фізичних носіях.

Для комп’ютерної презентації «завдання 1.2» розроблено таку структуру та вміст слайдів:

• Слайд 1: Титульний. Тема презентації: «Порівняння інформаційної системи людини та сучасного комп’ютера». Виконав учень 9 класу.
• Слайд 2: Спільні інформаційні процеси. Наочна схема збирання, обробки, зберігання та передачі інформації, яка демонструє єдність процесів в обох системах.
• Слайд 3: Сприйняття інформації. Порівняльна таблиця органів чуття людини (зір, слух, дотик) та пристроїв введення комп’ютера (відеокамера, мікрофон, клавіатура, датчики).
• Слайд 4: Обробка та зберігання даних. Порівняння мозку і процесора (логічне й інтуїтивне мислення людини проти математичних обчислень комп’ютера), а також біологічної пам’яті з накопичувачами даних (SSD, HDD).
• Слайд 5: Висновки. Підсумкова оцінка: людина перевершує комп’ютер у творчих завданнях та адаптивності до нових умов, тоді як комп’ютер є ефективнішим при швидкому опрацюванні великих обсягів точних даних.

3. Визначте засоби, що використовуються в компонентах інформаційної системи сучасної шкільної бібліотеки. Результати вашої роботи введіть у таблицю, яку створіть у текстовому документі за зразком.

4. Дослідіть, до якого типу належать наведені програми, та заповніть таблицю, яку створіть у текстовому документі.

5. Укажіть приклади програм, які використовують для виконання відповідних завдань. Також укажіть, до якого виду ПЗ вони належать (системне чи прикладне). Для виконання завдання створіть у текстовому документі таблицю за зразком.

6. Підготуйте в текстовому процесорі схему класифікації видів ліцензій програмного забезпечення. Збережіть її у файлі завдання 1.6 у папці Документи і надішліть на електронну пошту вчителю / учительці.

Класифікація видів ліцензій програмного забезпечення:

• Комерційні (пропрієтарні) ліцензії — передбачають сплату вартості за право використання програмного забезпечення.
  • «Коробкові» версії — ліцензії для індивідуального користувача, що продаються зазвичай для одного комп’ютера в комплекті з матеріальним носієм, інструкцією та ліцензійним ключем.
  • OEM (Original Equipment Manufacturer) — ліцензія, яка постачається разом із новим комп’ютерним обладнанням, прив’язана до нього і не може бути перенесена на інший комп’ютер.
  • Корпоративна ліцензія — угода на встановлення та використання програми на визначеній кількості комп’ютерів у межах однієї організації чи навчального закладу.
  • Підписка — право на використання програмного забезпечення протягом певного періоду (місяць чи рік) за умови регулярної оплати.
• Пробна (trial) — ліцензія на безкоштовне некомерційне використання програми протягом обмеженого періоду часу або з лімітованою кількістю запусків чи функцій з метою ознайомлення.
• Вільного використання (freeware) — ліцензія, яка дозволяє безкоштовно використовувати програму без виплати винагороди автору, але забороняє будь-яку модифікацію її коду.
• З відкритим кодом (free / libre software) — ліцензія, яка надає користувачам право безкоштовно використовувати, поширювати, вивчати та вносити зміни до вихідного коду програми.
• З рекламою (ad-supported) — безкоштовне використання програми за умови обов’язкового перегляду вбудованої реклами.

[!NOTE]
Промпт для створення зображення:
A neat and professional educational infographic showing the classification of software licenses. The central block is labeled ‘Види ліцензій ПЗ’. Arrows point to five main categories: ‘Комерційні (пропрієтарні)’, ‘Пробні (trial)’, ‘Вільного використання (freeware)’, ‘З відкритим кодом (free/libre)’, and ‘З рекламою (ad-supported)’. Under ‘Комерційні (пропрієтарні)’, there are sub-blocks: ‘Коробкові версії’, ‘OEM-ліцензії’, ‘Корпоративні’, and ‘Підписка’. The layout is clean and modern, with soft colors and clear text labels. All text labels in the infographic must be written strictly in Ukrainian language.

ГОТУЄМОСЬ ДО ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Що таке операційна система?

Операційна система — це базовий комплекс програм, призначений для керування ресурсами комп’ютера, організації обміну даними між пристроями, забезпечення запуску і виконання інших програм та організації взаємодії користувача з комп’ютером.

2. Що таке драйвер? Яка його роль у забезпеченні роботи комп’ютера?

Драйвер — це спеціалізована комп’ютерна програма, яка забезпечує взаємодію операційної системи з конкретним апаратним пристроєм комп’ютера. Його роль полягає в перетворенні стандартних системних команд операційної системи на низькорівневі сигнали, які розуміє підключене обладнання (наприклад, принтер, відеокарта, вебкамера), забезпечуючи цим його коректну роботу.

3. Як установити певну програму на ваш комп’ютер?

Установлення програми здійснюється за таким алгоритмом:

1. Запустити інсталяційний файл програми (найчастіше це файли з назвами Setup.exe, Install.exe або файли пакетів інсталяції з розширенням msi).
2. Надати дозвіл службі захисту користувачів операційної системи на виконання змін на комп’ютері.
3. Ознайомитися з умовами ліцензійної угоди та підтвердити згоду з ними.
4. Вказати диск і папку на комп’ютері, куди будуть скопійовані файли програми.
5. За необхідності обрати варіант інсталяції (повний, типовий чи вибірковий).
6. Запустити процес встановлення та дочекатися завершення копіювання файлів і налаштування системної конфігурації.
7. Завершити процес встановлення та, у разі потреби, перезавантажити комп’ютер.