Программа дисциплины:Теоретические основы информатики (стр. 1 )

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Факультет бизнес-информатики

Программа дисциплины

Теоретические основы информатики

для направления 080500.62 Бизнес-информатика

подготовки бакалавров

Авторы программы: , к. ф.-м. н., доцент, *****@

(, учёная степень, звание, электронный адрес)

Одобрена на заседании кафедры информационных технологий в бизнесе «___» 201_ г.

Зав. кафедрой

Утверждена Учебно-методическим Советом ПФ НИУ-ВШЭ «____» 201_ г.

Председатель

Пермь, 2012

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы

2.  Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности для дисциплины «Теоретические основы информатики», изучаемой на первом курсе бакалавриата по направлению 080500.62 Бизнес-информатика в НИУ ВШЭ – Пермь.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 080500.62 – Бизнес-информатика, изучающих дисциплину «Теоретические основы информатики» на первом курсе.

Программа разработана в соответствии с:

-  Образовательным стандартом государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Государственный университет – Высшая школа экономики», в отношении которого установлена категория «Национальный исследовательский университет» по направлению подготовки 080500.62 Бизнес-информатика (Уровень подготовки: Бакалавр). Утверждён 02.07.2010 г. (протокол от № 15).

-  Образовательной программой для направления подготовки 080500.62 Бизнес-информатика, реализуемой в НИУ ВШЭ – Пермь.

-  Рабочим учебным планом по направлению подготовки 080500.62 Бизнес-информатика, утвержденным в 2011 г.

3.  Цели освоения дисциплины

Цель изучения дисциплины «Теоретические основы информатики» на первом курсе – дать фундаментальную подготовку по теоретическим основам информатики, необходимую для успешного освоения как дисциплин профессионального цикла, так и математического и естественнонаучного цикла (базовых и вариативных частей), изучение которых связано с применением теоретических основ информатики и информационно-коммуникационных технологий, созданием эффективных алгоритмов решения задач, разработкой программного обеспечения для различных предметных областей.

Освоение дисциплины должно обеспечить базовые знания в области информатики и программирования, которые дадут возможность выпускнику успешно работать в сфере организации процессов жизненного цикла ИС и ИКТ, обладать универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда.

Целью воспитания личности при реализации программы дисциплины является формирование таких черт как организованность, трудолюбие и умение планировать время для выполнения трудоёмких заданий, требующих значительных усилий, предполагающих большой объём выполнения самостоятельной работы; ответственность, способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства.

4.  Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Бакалавр бизнес-информатики в соответствии с ФГОС должен знать основные технологии программирования, владеть методами и инструментальными средствами разработки программ. Основы этих компетенция закладываются при изучении данной дисциплины.

В результате освоения дисциплины студент должен:

·  Знать:

-  основные понятия информатики и программирования;

-  теоретические основы информатики: основы кодирования и представления информации, модели данных; графовые модели алгоритмов и программ, используемые для решения задач их анализа, оценки и оптимизации, и методы анализа, основанные на этих моделях;

-  основные способы формального описания языков программирования с использованием различных нотаций, классификацию формальных грамматик;

-  способы кодирования данных, их представления в памяти компьютера;

-  способы организации файлов, обеспечивающие эффективное хранение и поиск информации, выполнения операций над файлами, возможности их использования при решении прикладных задач;

-  этапы подготовки программ к выполнению, алгоритмы работы и структуры данных, используемые трансляторами и компоновщиками;

-  основные проблемы, связанные с реализацией параллельных и распределенных вычислений, подходы к их решению, используемые математические модели и алгоритмы;

-  основы прикладной архитектуры современных персональных компьютеров.

·  Уметь:

-  применять математические методы и инструментальные средства для исследования объектов профессиональной деятельности: в частности, использовать математический аппарат для исследования свойств алгоритмов, структур данных и программ, применять математические методы (методы теории графов, формальных языков и грамматик, сети Петри и пр.) для их анализа и оценки;

-  решать задачи, связанные с проектированием параллельных и распределенных программ, используя различные математические модели алгоритмов и программ, информационных систем;

-  разрабатывать приложения средней сложности, предназначенные для работы с данными, хранящимися в файлах с различной организацией;

-  конструировать типы данных, оценивать эффективность представления данных;

-  понимать и разрабатывать формальные описания языков программирования, описывать грамматики с использованием различных нотаций;

-  систематизировать и обобщать информацию с использованием формальных моделей алгоритмов и программ.

·  Владеть (приобрести опыт):

-  основами математического моделирования прикладных задач, решаемых аналитическими методами, в частности, задач, связанных с моделированием алгоритмов, данных и программ;

-  навыками разработки приложений, обрабатывающих данные, хранящиеся на внешних запоминающих устройствах, с использованием различных способов их методами поиска, хранения и обработки информации: в частности, с использованием различных структур данных и моделей данных, способов их представления и кодирования, возможностей файловых систем, динамического управления памятью и пр.;

-  методами разработки формальных языков, интерпретаторов средней сложности;

-  навыками решения задач связанных с проектированием параллельных и распределенных приложений;

-  навыками решения некоторых задач дискретной математики, основанных на использовании графовых моделей, связанных с исследованием свойств алгоритмов и программ;

-  навыками решения некоторых оптимизационных задач с ограничениями, в частности задач, для решения которых используются алгоритмы теории графов.

Студенты также должны получить общее представление о теоретических основах и инструментальных средствах создания информационных систем различного назначения: о существующих подходах к моделированию информационных систем, различных классах моделей, применяемых в области ИТ, о методах теории множеств, теории графов и конечных автоматов, математической логики и неклассических логик, алгебры, применяемых при проектировании и анализе информационных систем, их компонентов.

Студенты также должны получить общее представление о теоретических основах и инструментальных средствах создания информационных систем различного назначения, связи между ними.

В результате освоения дисциплины студент должен освоить следующие компетенции:

Компетенция	Код по стандарту	Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)	Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции
Владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения	ОНК‑3	Даёт четкие определения основных понятий информатики и программирования, видит их связь	Аудиторные занятия проводятся в форме, предполагающей активное участие студентов в работе, обсуждение проблем и анализ решений, предлагаемых студентами и преподавателем на лекциях и практических занятиях.
Четко формулирует задачи, анализирует условия и обоснованно выбирает методы решения, уверенно интерпретирует результаты
Способность логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь	СЛК-1	Демонстрирует умение обосновывать предлагаемые решения (не только разрабатывать алгоритмы и программы, реализующие их, но и уметь доказывать правильность программ, анализировать и оценивать эффективность решений)
Способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства	СЛК-4	Демонстрирует способность самостоятельно определять формирующиеся дефициты знаний, умений и навыков в ходе обучения	Самостоятельное изучение отдельных тем. Выполнение индивидуальных заданий (с получением консультаций преподавателя)
Показывает умение сформулировать проблемы, связанные с недостатком знаний и навыков, и выбрать подходы к их решению
Владеет одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного	ИК-2	Демонстрирует умение самостоятельно работать со справочной информацией, руководствами, написанными на английском языке	Изучение моделей, алгоритмов, методов и инструментальных средств программирования с использованием источников на английском языке при выполнении заданий
Владеет знаниями, достаточными для самостоятельного изучения и понимания описаний алгоритмов и программ, формальных моделей, полученными из источников на английском языке
Готовность работать  с информацией из различных источников / Владение навыками работы с компьютером как средством управления информацией, способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях	ИК - 4 / ИК-6	Показывает навыки уверенного владения средствами поиска информации в Internet, в различных источниках, рекомендованных для самостоятельного изучения.	Самостоятельное изучение отдельных тем при подготовке к контрольным мероприятиям, выполнение домашних заданий, требующее самостоятельно находить информацию
Демонстрирует умение оценивать и отбирать наиболее важную информацию, максимально полезную для решения поставленных задач при выполнении домашних заданий, при подготовке к контрольным мероприятиям
Способность к организованному подходу к освоению и приобретению новых навыков и компетенций	СЛК -7	Демонстрирует способность применять полученные знания для решения новых задач в различных областях	Выполнение заданий с постепенным наращиванием требований к сложности, используемым методам и средствам решения
Владеет навыками самостоятельного поиска, изучения и выбора методов и средств решения поставленных задач
Подготовлен к самостоятельному изучению новых технологий, инструментальных средств разработки программ
Использовать соответствующий математический аппарат и инструментальные средства для обработки, анализа и систематизации информации по теме исследования	ПК-22	Уверенно использует способы формального описания структур данных и алгоритмов их обработки	Использование и сравнение формальных средств при изучении основных методов разработки программ и средств языка Pascal. Получение формальных оценок и сравнение их с результатами, полученными при практической реализации
Владеет различными способами формального описания языков, умеет дать описания языковых конструкций, может прочитать и использовать на практике формальные описания языков с использованием различных нотаций
Знает и может использовать на практике математический аппарат, формальные средства, лежащие в основе различных методов разработки алгоритмов и программ
Может построить формальное описание и доказать языков программирования с использованием формальных методов
Знает основы организации файлов: -  владеет средствами выполнения операций над файлами с различной организацией, -  умеет выбрать оптимальные способы представления данных и использовать эффективные средства их обработки при решении задач обработки массивов данных, хранящихся во внешней памяти	Выполнение практических заданий с использованием языка Pascal. Выполнение контрольных работ. Выборочный опрос и экспресс-тестирование на лекциях и практических занятиях. Выполнение практических заданий с использованием языка Pascal
Знает основы методов трансляции и умеет их использовать при разработке программ: -  использует знания при выборе оптимальных структур данных и управляющих структур; -  способен разработать интерпретатор средней сложности
Готовить научно-технические отчеты, презентации, научные публикации по результатам выполненных исследований	ПК-23	Умеет грамотно оформлять отчеты о выполнении домашних заданий, включающие постановку задач, описание решений и оценки результатов	Оформление результатов выполнения заданий с использованием требований к оформлению отчетов, современных технологий подготовки документов
Владеет навыками грамотного оформления и документирования текстов программ, результатов их тестирования

5.  Место дисциплины в структуре образовательной программы

Настоящая дисциплина относится к циклу математических и естественнонаучных дисциплин (базовая часть).

Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

·  Базовый школьный курс информатики и/или выравнивающий факультатив по основам программирования на языке Pascal.

·  Линейная алгебра.

·  Программирование.

Для освоения учебной дисциплины студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями:

·  Знание основ функционирования персональных компьютеров.

·  Знание основ организации обработки данных с помощью компьютеров.

·  Базовые навыки работы с персональным компьютером в среде Microsoft Windows.

·  Базовые знания и навыки работы с офисными приложениями (текстовым процессором и электронными таблицами).

·  Знание основных понятий линейной алгебры, операций над векторами и матрицами.

Основные положения дисциплины будут использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин учебного плана:

·  Программирование.

·  Дискретная математика.

·  Основы офисного программирования.

·  Объектно-ориентированный анализ и программирование.

·  Основы программирования на C++.

·  Основы программирования на C# в .

·  Функциональное программирование и интеллектуальные системы.

·  Основы эволюционных вычислений и теория алгоритмов.

·  Информационные процессы, системы и сети.

·  Вычислительные системы, сети, телекоммуникации.

·  Управление данными (Часть 1 – Базы данных, Часть 2 – Хранилища данных).

·  Моделирование информационных систем.

·  Имитационное моделирование.

6.  Тематический план учебной дисциплины

№	Наименование разделов и тем (с разбивкой по модулям)	Всего часов	Аудиторные часы	Самостоятельная работа
Лекции	Практические занятия	Всего
	Раздел 1. Кодирование информации и представление данных в памяти компьютера	28	6	6	12	16
1	Понятие типа данных и стандартные типы данных	12	2	2	4	8
2	Конструирование типов, рекурсивные типы данных	16	4	4	8	8
	Раздел 2. Формальные языки и основы трансляции	82	14	14	28	54
3	Понятие языка программирования	6	2	0	2	4
4	Понятие формальной грамматики	8	2	2	4	4
5	Описание формального языка с помощью диаграмм	8	2	2	4	4
6	Описание формального языка с помощью металингвистических формул	8	2	2	4	4
7	Процедуры синтаксического разбора	22	2	4	6	16
8	Синтаксический разбор и вывод	10	2	2	4	6
9	Интерпретация выражений	20	2	2	4	16
	Раздел 3. Теоретические основы разработки распределенных систем	62	14	12	26	36
10	Понятия процесса и классификация процессов	6	2	0	2	4
11	Понятия ресурса и классификация ресурсов	6	2	0	2	4
12	Выполнение программ и управление процессами	6	2	0	2	4
13	Проблема взаимного исключения	22	4	6	10	12
14	Проблема тупика и её решение	22	4	6	10	12
	Раздел 4. Хранение и поиск данных	44	6	8	14	30
15	Понятие модели данных	8	2	2	4	4
16	Представление данных во внешней памяти	10	2	2	4	6
17	Индексация данных и поиск	26	2	4	6	20
	Всего:	216	40	40	80	136

7.  Контроль знаний студентов

7.1.  Формы контроля знаний студентов

Тип контроля	Форма контроля	1 год	Параметры
1	2	3	4
Текущий (неделя)	Контрольная работа				4	Письменная работа (90 минут)
Домашнее задание				1	Разработка программ на языке Pascal
			11	Разработка программ на языке Pascal
Итоговый	Экзамен				*	Письменный экзамен (90 минут)

7.2.  Критерии оценки знаний, навыков

Текущий контроль предусматривает выполнение письменной контрольной работы, двух домашних заданий в 4 модуле.