Программы -> "Информатика" для 010500.62

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»

Математический факультет

УТВЕРЖДАЮ

 Декан МФ
Данилов Н.Н.

_______________________

"_____"__________20___ г.

Рабочая программа дисциплины

Информатика

Направление подготовки

010500.62 – Математическое обеспечение и администрирование информационных систем

Профиль подготовки

Информационные системы и базы данных

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Кемерово

2011

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины “Информатика” является освоение приемов создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципов функционирования этих средств и методов управления ими.

2.  Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина Б2_Б5 принадлежит базовой части математического и естественнонаучного цикла дисциплин учебного плана по направлению подготовки “Математическое обеспечение и администрирование информационных систем”.

В рамках дисциплины изучаются основы информационных технологий: информационное общество, информация и способы ее измерения, системы счисления, представление и обработка чисел в компьютере, модели, алгоритмы, архитектура ЭВМ, языки программирования, основы и методы защиты информации, компьютерные сети и телекоммуникации, операционные системы, системы искусственного интеллекта, базы данных, правовые основы информатики. Таким образом, дисциплина составляет основу для целого ряда дисциплин вариативной части математического и естественнонаучного цикла, а также для базовой и вариативной части профессионального цикла.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.

-       ПК-1: определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для данной дисциплины.

-       ПК-5: умение на основе анализа увидеть и корректно сформулировать математически точный результат.

-       ПК-7: умение грамотно пользоваться языком предметной области.

-       ПК-9: знание корректных постановок классических задач.

-       ПК-10: понимание корректности постановок задач.

-       ПК-14: контекстную обработку информации.

-       ПК-16:выделение главных смысловых аспектов в доказательствах.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

-       Основные понятия информатики.

-       Понятие информации, уровни передачи информации, принципы кодирования символьной информации, способы измерения информации.

-       Системы счисления, правила работы с ними, естественный и нормализованный вид чисел.

-       Правила представления чисел в прямом, обратном и дополнительном коде.

-       Различные виды моделей.

-       Алгоритмы, логические основы алгоритмизации, переключательные схемы.

-       Архитектуру ЭВМ.

-       Особенности и ключевые события эпох развития вычислительно техники.

-       Историю развития, грамматику и классификацию языков программирования.

-       Основы компьютерной безопасности.

-       Основы построения и функционирования компьютерных сетей и телекоммуникаций.

-       Историю развития, назначение и ключевые функций операционных систем.

-       Ключевые группы прикладного программного обеспечения.

-       Основы построения и применения систем искусственного интеллекта.

-       Классификацию существующих баз данных, основы реляционных баз данных, ключевые функций СУБД.

-       Основы web-технологий и телеконференций.

-       Правовые основы информатизации.

Уметь:

-       Использовать объемный и вероятностный подходы для измерения количества информации.

-       Работать в различных системах счисления.

-       Переводить целые и дробные числа из одной системы счисления в другую.

-       Представлять числа в естественной и нормализованной форме.

-       Записывать числа в прямом, дополнительном и обратном коде.

-       Строить информационные модели.

-       Описывать языки программирования с помощью специальных метаязыков.

-       Разрабатывать алгоритмы, описывать алгоритмы с помощью блок-схем.

-       Строить алгоритмы для машин Поста и Тьюринга.

-       Работать с текстовыми процессорами, электронными таблицами и прикладными программами для создания и проведения презентаций.

Владеть:

-       Навыками определения количества информации с использованием количественного и вероятностного подходов.

-       Навыками работы с различными системами счисления.

-       Навыками кодирования чисел и представления их в естественной и нормализованной форме.

-       Навыками построения информационных моделей для решения практических задач.

-       Навыками разработки алгоритмов для решения практических задач.

-       Навыками построения алгоритмов для машин Поста и Тьюринга.

-       Навыками работы с текстовыми процессорами, электронными таблицами и прикладными программами для создания и проведения презентаций.

4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы 180 часов.

4.1. Объём дисциплины и виды учебной работы (в часах)

4.1.1. Объём и виды учебной работы (в часах) по дисциплине в целом

4.1.2. Разделы базового обязательного модуля дисциплины и трудоемкость по видам занятий (в часах)

4.2 Содержание дисциплины

Содержание разделов базового обязательного модуля дисциплины

5. Образовательные технологии

Теоретический материал курса представляется учащимся на лекционных занятиях в форме лекций-визуализаций – чтение лекций сводится к связному, развернутому комментированию преподавателем подготовленных наглядных материалов в виде компьютерной презентации, полностью раскрывающему тему данной лекции.  

Помимо этого в рамках курса будет проведен ряда проблемных лекций, лекций бесед и лекций с разбором конкретных ситуаций.

Практические занятия помимо выполнения различного рода заданий, позволяющих закрепить полученные на лекциях теоретические знания в виде умений и навыков, будут содержать ряд активных методов обучения студентов, таких как совещания, мозговые штурмы и групповые тематические дискуссии.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Пример домашних заданий

1.     Перевести 1705₁₀ в шестнадцатеричную систему счисления. Проверить верность перевода.

2.     Перевести FCA₁₆ в двоичную систему счисления.

3.     Постройте логическую схему, соответствующую логическим выражениям и найдите значения логических выражений F=AvB&¬C, если А=1, В=1, С=1.

4.     Представить -235₁₀ в прямом, обратном и дополнительном коде.

5.     Дана десятичная запись натурального числа n > 1. Разработать машину Тьюринга, которая умножала бы заданное число n на 3. Автомат в состоянии q₁ обозревает одну из цифр числа. Кроме самой программы-таблицы, описать словами, что выполняется машиной в каждом состоянии.

Пример вариантов семестровых заданий

Семестровая работа представляет собой написание реферата по одной из выбранных тем и разработка по реферату презентации.

Требования к оформлению рефератов:

1.     При оформлении реферата следует придерживаться рекомендаций, представленных по адресу: http://unesco.kemsu.ru/student/rule/rule.html.

2.     Реферат должен быть выполнен в Microsoft Word 2003.

3.     Структура заголовков реферата должна быть древовидной, каждый уровень заголовков собственного типа. Оглавление реферата должно собираться автоматически.

4.     В реферате должно быть несколько рисунков с автоматической нумерацией, все ссылки в тексте на рисунке привязаны к номерам рисунков (т.е. при добавлении нового рисунка, все номера рисунков и все ссылки на них пересчитываются).

5.     В реферате должно быть несколько таблиц.

6.     Все страницы кроме первой должны быть пронумерованы. На четных страницах в колонтитуле должен быть указан автор, на нечетных – название реферата.

7.     Все встречающиеся в реферате списки должны быть оформлены как списки Microsoft Word.

8.     В конце реферата обязателен список использованной литературы.

9.     В тексте реферата должно быть несколько диаграмм, выполненных в Microsoft Excel 2003.

10.           В тексте должен быть включен автоперенос слов.

Требования к оформлению презентации:

1.     На основании текста реферата необходимо составить презентацию не менее 30 слайдов, отражающую структуру и основное содержание реферата.

2.     В презентации должно быть несколько видеороликов.

3.     В презентации должно быть несколько музыкальных файлов.

4.     В колонитулах должно быть указано название реферата и автор.

5.     В презентации на нескольких слайдах должна быть анимация.

Темы рефератов:

1.        Проблема кодирования числовой информации в развитии теоретической базы информатики.

2.        Информационные системы, виды информационных систем.

3.        История создания и развития позиционных систем счисления.

4.        Отличие программы для ЭВМ от алгоритма. Способы описания алгоритмов.

5.        Функциональное моделирование.

6.        Объектное моделирование (UML-диаграммы).

7.        Моделирование структуры данных.

8.        Способы представления информации в оперативной памяти компьютера.

9.        Устройства внешней памяти персонального компьютера.

10.   Принтеры. Их типы, технические и коммерческие характеристики.

11.   Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров.

12.   Характеристики и типы жестких дисков компьютеров.

13.   Характеристики и типы материнских плат компьютеров. 

14.   Характеристики и типы видеокарт компьютеров. 

15.   Характеристика, типы и описание устройств ввода/вывод ПК.

16.   Понятие о суперкомпьютере. Его технические и коммерческие характеристики.

17.   Цифровые и аналоговые вычисления.

18.   Логарифмическая линейка, принцип её работы. Исторические примеры применения логарифмической линейки в больших проектах.

19.   Принцип работы суммирующей машины Паскаля

20.   Принцип работы арифмометра Лейбница.

21.   Биография Чарльза Бэббиджа.

22.   Принципы работы табулятора Холлерита

23.   Принципы построения и работы MARK1.

24.   Биография Грейс Хоппер.

25.   Проблема авторства первой вычислительной машины.

26.   Биография Джона фон Неймана.

27.   Биография С.А. Лебедева

28.   Общая характеристика языков высокого уровня. Их преимущества и недостатки.

29.   Наиболее распространенные на данный момент языки программирования. Области их применения.

30.   Особенности программирования циклических процессов.

31.   Классификация программного обеспечения.

32.   Прикладное программное обеспечение.

33.   Особенности оформления документов с использованием программы Microsoft Word, сравнение с другими текстовыми редакторами.

34.   Защита информации. Методы защиты.

35.   Цифровая подпись.

36.   Обзор существующих антивирусных программ, их преимуществ, недостатков, сферы применения.

37.   Электронные таблицы. Область их применения.

38.   Система электронного документооборота.

39.   Система управления бизнес-процессами.

40.   Файловые системы, сравнение, преимущества, недостатки.

41.   Наиболее распространенные операционные системы, их особенности, преимущества и недостатки.

42.   Операционные системы Windows и Linux, сравнение, преимущества, недостатки.

43.   Технологии разработки программного обеспечения.

44.   Наиболее известные адаптеры сети, их особенности, преимущества и недостатки.

45.   Область применения систем искусственного интеллекта. Перспективность данного направления.

Примеры варианта контрольных работ

Контрольная работа № 1

1.                Подсчитать, сколько бит содержится в 33Мбайт информации.

2.                Подсчитать по формуле Хартли количество информации, заключенное в слове из 16 символов.

3.                Подсчитать, сколько Тбайт содержится в 27000000 Мбайт информации.

Контрольная работа № 2

1.                Перевести 1345008 в десятичную систему счисления.

2.                Перевести 780510 в двоичную систему счисления.

3.                Перевести 5F3C16 в двоичную систему счисления.

Контрольная работа № 3

1.                Перевести 8510  и -1410 в двоичную систему счисления.

2.                Представить числа из пункта 1 в прямом коде в однобайтовом формате.

3.                Представить числа из пункта 1 в обратном коде в однобайтовом формате.

4.                Представить числа из пункта 1 в обратном коде в однобайтовом формате.

Контрольная работа № 4

Построить алгоритмы сложения двух чисел с помощью машины Поста.

Контрольная работа № 5

Построить алгоритмы сложения двух чисел с помощью машины Тьюринга.

Вопросы к зачету

1.           Основные черты информационного общества.

2.           Информатика – понятие, объекты приложения, предмет изучения, составные части, место среди других наук.

3.           Основные понятия информатики – информация, материальный носитель, сигнал, сообщение, информационный процесс, источник сообщения, получатель сообщения, виды сигналов.

4.           Информационная система.

5.           Понятие модели. Моделирование. Виды моделей.

6.           Математическое моделирование.

7.           Понятия информационного моделирования. Объект. Система. Категория объектов.

8.           Классификация объектов в информационной модели. Связи между объектами.

9.           Формализация. Языки формализации. Принципы формализации.

10.      Уровни передачи информации. Энтропия.

11.      Подходы к измерению информации. Формулы Хартли и Шеннона.

12.      Кодирование информации.

13.      Системы счисления.

14.      Формы представления чисел в ЭВМ.

15.      Кодирование чисел. Прямой, дополнительный и обратный код.

16.      Алгоритм. Типы алгоритмов. Свойства алгоритма. Блок-схема.

17.      Машина Поста.

18.      Машина Тьюринга.

19.      Нормальные алгоритмы Маркова.

Вопросы к экзамену

1.     Основные черты информационного общества.

2.     Информатика – понятие, объекты приложения, предмет изучения, составные части, место среди других наук.

3.     Основные понятия информатики – информация, материальный носитель, сигнал, сообщение, информационный процесс, источник сообщения, получатель сообщения, виды сигналов.

4.     Информационная система.

5.     Понятие модели. Моделирование. Виды моделей.

6.     Математическое моделирование.

7.     Понятия информационного моделирования. Объект. Система. Категория объектов.

8.     Классификация объектов в информационной модели. Связи между объектами.

9.     Формализация. Языки формализации. Принципы формализации.

10.                       Уровни передачи информации. Энтропия.

11.                       Подходы к измерению информации. Формулы Хартли и Шеннона.

12.                       Кодирование информации.

13.                       Системы счисления.

14.                       Формы представления чисел в ЭВМ.

15.                       Кодирование чисел. Прямой, дополнительный и обратный код.

16.                       Алгоритм. Типы алгоритмов. Свойства алгоритма. Блок-схема.

17.                       Машина Поста.

18.                       Машина Тьюринга.

19.                       Нормальные алгоритмы Маркова.

20.                        Архитектура ЭВМ. Принципы и архитектура Джона фон Неймана. Принцип открытой архитектуры.

21.                       Системная плата ЭВМ. Шина.

22.                       Центральный процессор ЭВМ.

23.                        Виды памяти ЭВМ. Организация памяти ЭВМ, иерархическая структура памяти.

24.      Аудиоадаптер, видеоадаптер ЭВМ. ЭЛТ и ЖК мониторы.

25.      Устройства ввода ЭВМ. Принтер и плоттер. Факс-модем.

26.      Эпохи развития вычислительной техники. Домеханическая и механическая эпохи.

27.      Электромеханическая эпоха развития вычислительной техники.

28.      Электронная эпоха развития вычислительной техники.

29.      Проблемы человеко-машинного интерфейса.

30.      Направления развития вычислительной техники.

31.      Современный рынок ЭВМ и его секторы.

32.      Языки программирования. История развития, области применения, классификация.

33.      Метаязыки описания языков программирования. Грамматика языка программирования.

34.      Понятие о компьютерной безопасности. Компьютерные вирусы. Методы защиты от компьютерных вирусов.

35.      Защита информации в Интернете. Шифрование информации. Криптоанализ.

36.      Компьютерные сети и телекоммуникации. Архитектура «клиент-сервер». Локальные вычислительные сети (ЛВС).

37.      Операционные системы. Функции операционных систем.

38.      Простейшие редакторы. Текстовые процессоры. Издательские системы.

39.      Электронные таблицы. ППП для создания и проведения презентаций.

40.      Графические редакторы. Почтовые программы. Архиваторы. Математические пакеты. Файловые менеджеры. Пакеты приложений.

41.      Направление исследований в области искусственного интеллекта (ИИ). История развития систем ИИ. Сфера применения ИИ.

42.      Представление знаний в системах ИИ. Фреймы. Моделирование рассуждений. Интеллектуальный интерфейс информационной системы.

43.                       Реляционные, сетевые и иерархические базы данных. Характеристики баз данных.

44.                       Реляционные БД, основные объекты, язык описания данных, язык манипулирования данными.

45.                       Системы управления базами данных. Примеры СУБД.

46.                       World Wide Web. Гипертекст. Web-страница. Web-сервер. Web-клиент. Web-сайт.

47.                       HTML. XML. URI и URL.

48.                       Телеконференция. Дискуссионные группы. Newsgroup. LISTSERV. USENET.

49.                       Электронная "доска объявлений" BBS. Конференц-связь. Видеоконференции.

50.                       Законы об информатизации, ЭВМ и БД.

51.                       Авторское право. Личные и имущественные права. Персональные данные. Электронно-цифровая подпись.

Примеры тестовых заданий

Верные ответы выделены жирным шрифтом.

№ 1

Синтаксис языка программирования - это:

1.     фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке.

2.     система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита.

3.     система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных.

№ 2

К типам компьютерных вирусов относятся:

1.     Программные вирусы.

2.     Загрузочные вирусы.

3.     Макровирусы.

4.     Все вышеперечисленное.

№ 3

Программист, создавший первый в мире компилятор:

1.     Чарльз Бэббидж.

2.     Жозеф Мари-Жаккар.

3.     Ада Лавлейс.

4.     Джон Моучли.

5.     Мюррей Хоппер.

№ 4

На месте вопроса в архитектуре вычислительной машины Фон-Неймана должно быть:

1.     УВ

2.     АЛУ

3.     УУ

4.     ПЗУ

5.     СВ/В

№ 5

К  декларативным языкам программирования относятся:

1.     Ассемблер.

2.     Пролог.

3.     С++.

4.     Фортран.

5.     Модула.

6.     Лисп

7.     Паскаль.

№ 6

Операционная система MS-DOS поддерживает файловую систему

1.     FAT16

2.     FAT32

3.     NTFS

4.     ext2

5.     ext3

Критерии оценки знаний студентов. Предусмотрена рейтинговая система оценки всех видов деятельности. 

Вид отчетности в конце первого семестра – зачет.

-       Текущий контроль:

-       посещение лекций – 2 балла за каждое занятие (максимально 36 баллов);

-       выполнение домашних заданий – 2 балла за каждое задание (максимально 36 баллов за 18 заданий);

-       посещение практических занятий – 1 балл за каждое занятие (максимально 18 баллов);

-       Рубежный контроль:

-       выполнение контрольных работ – 2 балла за каждую работу (максимально 10 баллов за 5 работ);

-       Итоговый контроль:

-       Зачет в виде тестирования и опрос по дополнительным вопросам (если есть пропуски лекций и лабораторных занятий) – максимально – 100 баллов.

Максимальное число баллов, которые может набрать студент – 200.

Рейтинговый балл (РБ) рассчитывается с учетом набранных баллов по всем видам контроля:

РБ=(ТК+РК+ИК)/2 (максимально 100 баллов)

Соответствие рейтингового показателя традиционной оценке:

Вид отчетности в конце первого семестра – экзамен.

-       Текущий контроль:

-       посещение лекций – 2 балла каждое занятие (максимально 36 баллов);

-       Рубежный контроль:

-       выполнение семестровой работы – 50-ти бальная оценка за выполнение работы;

-       выполнение контрольной работы – 2 балла за каждую работу (максимально 14 баллов за 7 работ);

-       Итоговый контроль:

-       Экзамен в виде тестирования и опрос по дополнительным вопросам (если есть пропуски лекций и лабораторных занятий) – максимально – 100 баллов.

Максимальное число баллов, которые может набрать студент – 200.

Рейтинговый балл (РБ) рассчитывается с учетом набранных баллов по всем видам контроля:

РБ=(ТК+РК+ИК)/2 (максимально 100 баллов)

Соответствие рейтингового показателя традиционной оценке:

7.  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 

Основная литература:

1.     Могилев А.В., Пак Н.И., Хенкер Е.К. Информатика. Учебное пособие. – М.: Академия, 2004, 3-е издание.

2.     Могилев А.В., Пак Н.И., Хенкер Е.К. Практикум по информатике. - М.: Академия, 2005, 2-е изд. 

3.     Сырецкий Г.А. Информатика. Фундаментальный курс. В 2 томах. – БХВ-Петербург, 2007.

4.     Гладких Б.А. Информатика от абака до интернета. Введение в специальность. Учебное пособие. – Томск: изд-во НТЛ, 2005.

5.     Каймин В.А. Информатика. – М.: Инфра-М. 2001, 2-е изд., доп. и перераб.

6.     Острейковский В.А., Полякова И.В. Информатика. Теория и практика. –  М.: Оникс, 2008.

7.     Степанов А.Н. Информатика. Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2006, 4-е изд.

Дополнительная литература:

8.     Рыжиков Ю.И. Информатика. Лекции и практикум. – СПб.: Корона принт. 2000.

9.     Андреева Е., Фалина И. Информатика. Системы счисления и компьютерная арифметика. – М.: Лаборатория Базовых Знаний. 1999.

10.              Непейвода Н. Н., Скопин И. Н. Основания программирования. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003.

11.              Вирт И. Алгоритмы и структуры данных. – Невский Диалект, 2008.

12.              Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 3. Поиск и сортировки. – М.: Мир. 2000.

13.              Частиков А.П. История компьютера. – М.: Информатика и образование. 1996.

Электронные издания:

14.               Шауцукова Л.З. Информатика http://book.kbsu.ru, 2002.

15.              Казиев В.М. Введение в информатику http://www.intuit.ru/department/informatics/intinfo, 2006.

16.              Казиев В.М. Введение в информатику. Практикум http://www.intuit.ru/department/informatics/intinfopr, 2008.

17.              Роганое Е.А. Практическая информатика http://www.intuit.ru/department/se/pinform, 2006

18.              Непейвода Н.Н. Стили и методы программирования http://www.intuit.ru/department/se/progstyles, 2005

19.              Казиев В.М. Введение в правовую информатику http://www.intuit.ru/department/informatics/incslawyers, 2009

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лекционные занятия проходят в мультимедийной аудитории, оснащенной компьютером и проектором. Каждая лекция сопровождается презентацией, содержащей краткий теоретический материал и иллюстративный материал. Каждая презентация построена по следующему шаблону: название лекционного занятия, цель и задачи лекции, теоретический материал (разбит на две части с учетом перемены), в конце приведены итоги лекционного занятия, а также вопросы и задания для самостоятельного изучения.

Презентации по лекционному курсу разбиты по темам, по отдельно взятой теме может быть несколько лекций.

Лабораторные занятия проходят в компьютерном классе. Первая часть занятия посвящена разбору нового материала. Вторая часть – выполнению практических заданий с целью закрепления материала.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 010500.62 – Математическое обеспечение и администрирование информационных систем, и профилю: «Информационные системы и базы данных».

Автор: ___________________канд. тех. наук, доцент Завозкин С.Ю.

Рецензент(ы) ______________________________________________

                                           (подпись, Ф.И.О.)

Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании кафедры

 

Зав. кафедрой _____________ д-р физ.-мат. наук, профессор Афанасьев К.Е.
                                        (подпись)

Одобрено методической комиссией факультета

Председатель ________________________ Фомина Л.Н.
                                        (подпись)