Формы контроля знаний студентов (стр. 1 )

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Факультет бизнес-информатики

Программа дисциплины
Информатика, математическая логика и теория алгоритмов для направления 231000.62 Программная инженерия подготовки бакалавров

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

Одобрена на заседании кафедры информационных технологий в бизнесе «____»________________ 2013 г.

Зав. кафедрой

Утверждена Учебно-методическим Советом НИУ ВШЭ – Пермь «____»______________2013 г.

Председатель

Пермь, 2013

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

1.  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 «Информатика, математическая логика и теория алгоритмов».

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 231000.62 Программная инженерия, изучающих дисциплину «Информатика, математическая логика и теория алгоритмов» на первом курсе бакалавриата в НИУ ВШЭ – Пермь.

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 231000.62 Программная инженерия (Уровень подготовки: Бакалавр), утверждённым 02.07.2010 г. (протокол от № 15).

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

-  Рабочим учебным планом по направлению подготовки 231000.62 Программная инженерия, утверждённым в 2012 г.

2.  Цели освоения дисциплины

Цели изучения дисциплины «Информатика, математическая логика и теория алгоритмов» в соответствии с образовательным стандартом

‒  в области обучения: формирование компетенций в сфере профессиональной деятельности, в сфере познавательной деятельности и саморазвития, в области фундаментальных наук, позволяющих выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности, обладать универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда;

‒  в области воспитания личности: развитие у студентов социально-личностных качеств (целеустремлённости, организованности, трудолюбия, ответственности, самостоятельности, повышение их общей культуры и мышления и т. д.), способствующих его социальной адаптации и профессиональному росту.

Объектами профессиональной деятельности, к работе с которыми должны быть подготовлены студенты, изучающие дисциплину, являются:

‒  программный продукт (создаваемое программное обеспечение);

‒  программный проект (проект разработки программного продукта);

‒  методы и инструменты разработки программного продукта.

Изучение дисциплины обеспечивает основы подготовки к следующим видам профессиональной деятельности:

‒  научно-исследовательская (построение моделей объектов профессиональной деятельности с использованием инструментальных средств; составление описания проводимых исследований, подготовка данных для составления обзоров и отчётов);

‒  аналитическая (сбор и анализ требований к программному продукту; формализация предметной области программного проекта);

‒  проектная (участие в проектировании компонентов программного продукта в объёме, достаточном для их конструирования в рамках поставленного задания; создание компонент программного обеспечения (кодирование, отладка, тестирование); выполнение измерений и рефакторинг кода; разработка тестового окружения, создание тестовых сценариев; разработка и оформление документации);

‒  технологическая (обеспечение соответствия разрабатываемого программного обеспечения и технической документации российским и международным стандартам, техническим условиям);

‒  производственная (участие в процессах разработки программного обеспечения; участие в создании технической документации по результатам выполнения работ).

Успешное освоение дисциплины обеспечивает

‒  в теоретической части: фундаментальную подготовку по теоретическим основам информатики и программирования, необходимую для успешного освоения как дисциплин профессионального цикла, так и математического и естественнонаучного цикла (базовых и вариативных частей), изучение которых связано с применением средств информационно-коммуникационных технологий, созданием эффективных алгоритмов решения задач, разработкой программного обеспечения для различных предметных областей.

‒  в практической части: изучение основ информатики, которые позволяют студентам получить представление о методах разработки программного обеспечения, приобрести навыки разработки алгоритмов; формирование у студентов компетенций, связанных с базовыми понятиями программирования, позволяющих сделать процесс разработки программ более чётким и эффективным; получение навыков использования современных средств разработки, тестирования и отладки программ, их документирования.

Основная цель изучения дисциплины – обеспечить базовые знания и навыки в области программной инженерии, которые дадут возможность выпускнику успешно работать в сфере индустриального производства программного обеспечения для информационно-вычислительных систем различного назначения.

3.  Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Дисциплина ориентирована на формирование у студентов навыков логического и алгоритмического мышления при реализации решений поставленных задач, связанных с разработкой программ. Основной акцент делается на изучении основ информатики и программирования.

В результате освоения дисциплины студент должен:

·  Знать:

-  основные факты, концепции, принципы и теории, связанные с информатикой;

-  понятие типа данных, форматы представления данных при решении задач с помощью компьютера, а также средства конструирования новых типов на основе стандартных типов, используемых в языках программирования;

-  теорию алгоритмов: определение, свойства и средства формализации алгоритмов, методы исследования их свойств, оценки эффективности;

-  основные управляющие структуры и способы описания алгоритмов с использованием различных нотаций;

-  основные методы разработки алгоритмов, особенности их реализации;

-  особенности разработки и реализации параллельных и распределённых алгоритмов (проблема взаимного исключения и методы её решения, проблема тупика и подходы к решению);

-  математическую логику, логику высказываний и предикатов;

-  основы теории графов, использования графов в программировании (при разработке алгоритмов и программ и их анализе);

-  способы формального описания языков (с помощью диаграмм и металигвистических формул);

-  методы, технологии и инструменты разработки программного продукта.

·  Уметь:

-  применять математические методы и алгоритмы для решения практических задач;

-  решать задачи, используя различные методы разработки алгоритмов и выбирая наиболее подходящие алгоритмы и средства их реализации в зависимости от постановки задачи;

-  конструировать и разрабатывать программное обеспечение, реализующее алгоритмы средней сложности с использованием возможностей современных систем программирования, основных управляющих конструкций, стандартных типов и функций языков высокого уровня;

-  тестировать разрабатываемые программы с использованием различных методов;

-  разрабатывать основные программные документы;

-  анализировать разработанные алгоритмы (в различных нотациях) и программы, написанные на языках высокого уровня, оценивать эффективность алгоритмов и их реализации.

·  Иметь навыки (приобрести опыт):

-  построения математических моделей алгоритмов и программ, интерпретации полученных результатов;

-  разработки и анализа алгоритмов решения задач средней сложности;

-  применения различных методов конструирования программного обеспечения;

-  разработки и отладки программ на языках процедурного и объектно-ориентированного программирования: реализации разработанных алгоритмов с использованием стандартных типов данных, процедур и функций; разработки пользовательских типов, процедур и функций;

-  проектирования человеко-машинного интерфейса при разработке консольных приложений;

-  разработки и оформления программной документации;

-  навыками самостоятельного решения задач с помощью компьютеров, изучения новых возможностей и средств разработки программ.

В результате освоения дисциплины «Информатика, математическая логика и теория алгоритмов» студент должен приобрести следующие компетенции:

Компетенция	Код по стандарту	Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)	Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции
Способность к формализации в своей предметной области с учётом ограничений используемых методов исследования	ПК-2	Демонстрирует умение формализовать описание поставленных задач и алгоритмов решения с использованием различных формальных средств и программного обеспечения	Оформление отчётов о самостоятельном выполнении домашних заданий и лабораторных заданий в соответствии с заданными требованиями
Готовность к использованию методов и инструментальных средств исследования объектов профессиональной деятельности	ПК-3	Умение использовать возможности среды программирования для исследования свойств разрабатываемых программ, их отладки и тестирования	Выполнение домашних заданий (проектов в LMS) с использованием современных средств программирования с обязательным анализом разработанных программ
Готовность обосновать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнение экспериментов по проверке их корректности и эффективности	ПК-4	Демонстрирует способность обосновать выбор алгоритмов, структур данных и программных средств реализации	Организация защиты выполненных домашних заданий, лабораторных работ
Умение готовить презентации, оформлять научно-технические отчёты по результатам выполненной работы, публиковать результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях	ПК-5	Умеет грамотно оформлять отчёты о выполнении домашних заданий, лабораторных работ, включающие постановку задач, описание решений и оценки результатов	Оформление результатов выполнения заданий с использованием требований к оформлению отчётов, современных технологий подготовки документов
Владеет навыками грамотного оформления и документирования текстов программ, результатов их тестирования
Способность формализовать предметную область программного проекта и разработать спецификации для компонентов программного продукта	ПК-6	Умеет формализовать постановку задачи. Владеет формальными методами описания алгоритмов. Знает понятие типа данных и характеристики различных типов. Знает алгоритмы перевода чисел из одной системы счисления в другую. Знает форматы представления данных в памяти компьютера. Может записать данные во внутреннем представлении и интерпретировать коды, записанные в памяти компьютера. Умеет разрабатывать наборы тестов	Оформление отчётов о самостоятельном выполнении домашних заданий и лабораторных заданий в соответствии с заданными требованиями, документирование разрабатываемых программ
Понимание основных концепций, принципов, теорий и фактов, связанных с информатикой	ПК-1	Демонстрирует знание и умение оценивать и применять основные методы разработки алгоритмов и программ: -  знает и может использовать на практике основные управляющие структуры и способы описания алгоритмов с использованием различных нотаций; -  знает и применяет при разработке программ средней сложности основные методы разработки алгоритмов с учётом специфики их реализации; -  чётко определяет понятие типа данных, умеет применять средства конструирования новых типов на основе стандартных типов, используемых в языках программирования; -  может применить на практике при разработке программ знания о представлении и кодировании информации	Выполнение индивидуальных заданий (лабораторных работ, домашних заданий), требующих знаний в области алгоритмизации и методов решения типовых задач, навыков анализа и оценки решений. Выполнение контрольных работ. Выборочный опрос и экспресс-тестирование на лекциях и практических занятиях. Выполнение проектов в LMS. Самотестирование по темам курса с использованием возможностей LMS
Знает основы прикладной архитектуры современных персональных компьютеров: -  знает форматы представления данных в памяти компьютера, применяет знания на практике; -  имеет представление об аппаратной поддержке управляющих структур языков высокого уровня; -  имеет представление об основах организации и методов управления памятью, их особенности

Кроме того, при изучении дисциплины закрепляются и углубляются компетенции, получаемые студентами в результате параллельного изучения других дисциплин на первом курсе (1‑2 модули):

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	ОК‑1	Даёт чёткие формулировки, умеет логически выстраивать ответы	Аудиторные занятия проводятся в форме, предполагающей активное участие студентов в работе, обсуждение проблем и анализ решений, предлагаемых студентами и преподавателями на лекциях и практических занятиях, при оформлении отчётов о выполнении заданий
Умеет обобщать полученную информацию, адаптировать разобранные решения для новых задач
Чётко формулирует задачи, анализирует условия и обоснованно выбирает методы решения, уверенно интерпретирует результаты
Умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь	ОК-2	Демонстрирует умение обосновывать предлагаемые решения (не только разрабатывать алгоритмы и программы, реализующие их, но и уметь доказывать свойства программ, анализировать и оценивать эффективность решений)
Умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности	ОК-5	Демонстрирует умение оформлять программную документацию в соответствии с ГОСТ	Оформление отчётов о выполнении домашних заданий, заданий текущего контроля, лабораторных работ (проектов)
Стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства	ОК-6	Демонстрирует способность самостоятельно определять формирующиеся дефициты знаний, умений и навыков в ходе обучения	Самостоятельное изучение отдельных тем, прохождение «самотестирования» с использованием LMS, выполнение индивидуальных заданий с использованием рекомендованных и самостоятельно найденных источников (с получением консультаций преподавателя). Подготовка к контрольным мероприятиям с использованием рекомендованных и самостоятельно найденных источников. Выполнение заданий с постепенным наращиванием уровня сложности и объёма самостоятельной работы, необходимой для выполнения заданий. Самостоятельное изучение при выполнении заданий существующих решений, алгоритмов и программ, разработанных с использованием различных инструментальных средств
Показывает умение сформулировать проблемы, связанные с недостатком знаний и навыков, и выбрать подходы к их разрешению
Демонстрирует способность применять полученные знания для решения новых задач в различных областях
Показывает навыки уверенного владения средствами поиска информации, изучения и выбора методов и средств решения поставленных задач
Демонстрирует умение оценивать и отбирать наиболее важную информацию, максимально полезную для решения поставленных задач
Подготовлен к самостоятельному изучению новых технологий, инструментальных средств разработки программ
Умение критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков	ОК-7	Объективно оценивает ответы и выполненные работы (как свои, так и других студентов). Умеет вести диалог при обсуждении решений, выполненных работ и результатов контрольных мероприятий, предлагает и может обосновать варианты устранения и устраняет выявленные недостатки	Разбор результатов выполнения заданий, ошибок, допущенных в ответах. Обсуждение и сравнение результатов «самооценки» и оценок, полученных от преподавателя и других студентов группы при проведении «взаимопроверок» выполненных заданий. Выполнение «работы над ошибками»
Владение иностранным языком на уровне, достаточном для разговорного общения, а также для поиска и анализа иностранных источников информации	ОК-11	Демонстрирует умение самостоятельно работать со справочной информацией, руководствами, написанными на английском языке	Изучение 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
Способность выполнить начальную оценку степени трудности, рисков, затрат и сформировать рабочий график	ПК-7	Способен оценить трудоёмкость выполнения заданий и сформировать план работы с учётом графика учебного процесса, трудоёмкости и возможных рисков	Обсуждение и утверждение индивидуальных графиков выполнения работ (домашних заданий, лабораторных работ, реализованных как многоэтапные проекты в LMS, а также тестов) в рамках утверждённого графика учебного процесса и графика контрольных мероприятий
Умение применять основы информатики и программирования к проектированию, конструированию и тестированию программных продуктов	ПК-10	Знает и может использовать на практике математический аппарат, формальные средства, лежащие в основе различных методов разработки алгоритмов и программ	Выполнение индивидуальных заданий (лабораторных работ, домашних заданий), требующих знаний в области алгоритмизации и методов решения типовых задач, навыков анализа и оценки решений. Выполнение проектов с использованием возможностей LMS
Знает и может применить при разработке программ основы математической логики
Знает и умеет использовать на практике основные методы тестирования программ
Навыки чтения, понимания и выделения главной идеи прочитанного исходного кода, документации	ПК-11	Уверенно читает описания алгоритмов с использованием графических нотаций, псевдокода. Может выделить алгоритм из предложенного исходного кода на языке программирования высокого уровня	Выполнение самостоятельных заданий, направленных на изучение различных способов записи алгоритмов, конструкций языков программирования, типов данных. Выполнение индивидуальных заданий (лабораторных работ, домашних заданий), связанных с необходимостью изучения алгоритмов и анализа исходного кода программ. Выполнение проектов в LMS
Навыки моделирования, анализа и использования формальных методов конструирования программного обеспечения	ПК-12	Уверенно использует способы формального описания алгоритмов с применением математического аппарата	Использование и сравнение формальных средств описания алгоритмов при выполнении индивидуальных заданий с точки зрения их выразительной мощности, трудоёмкости их использования при выполнении лабораторных работ и домашних заданий
Способность оценивать временную и ёмкостную сложность программного обеспечения	ПК-13	Может построить оценки и доказать свойства алгоритмов и программ средней сложности с использованием формальных методов	Получение формальных оценок разрабатываемых алгоритмов и сравнение их с результатами, полученными при разработке программ. Разработка и сравнение альтернативных вариантов алгоритмов и программ с использованием различных управляющих конструкций и типов данных на практических занятиях
Навыки использования операционных систем, сетевых технологий, средств разработки программного интерфейса, применения языков и методов формальных спецификаций, систем управления базами данных	ПК-15	Владеет различными способами формального описания языков, умеет дать описания языковых конструкций, может прочитать и использовать на практике формальные описания языков с использованием различных нотаций	Выполнение проектов с использованием LMS, направленных на изучение средств разработки, языков и методов формальных спецификаций. Закрепление полученных знаний при выполнении домашних заданий (проектов в LMS)
Навыки использования различных технологий разработки программного обеспечения	ПК-16	Уверенно владеет средствами процедурного программирования	Выполнение индивидуальных заданий, требующих знаний в области алгоритмизации и методов решения типовых задач, навыков анализа и оценки решений. Выполнение контрольных работ. Выборочный опрос и экспресс-тестирование на лекциях и практических занятиях

4.  Место дисциплины в структуре образовательной программы

Основной целью дисциплины является формирование понимания студентами ключевых положений информатики, математической логики и теории алгоритмов, необходимых для практического использования на последующих этапах обучения и, в профессиональной сфере деятельности будущего специалиста.