Программа дисциплины "Информатика" (стр. 2 )

2.1.1  Основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации

Основные задачи информатики. Сигналы, данные. Общее представление об информации. Техническая, биологическая и социальная информация. Кодированная информация. Информационный процесс. Основные операции с данными. Понятие носителя информации. Единицы представления, измерения и хранения данных. Системы счисления. Двоичная система счисления. Понятие о машинном языке и языке Ассемблер. Код ASCII. Знание как высшая форма информации. Основные этапы развития информатики и вычислительной техники.

2.1.2  Технические средства реализации информационных процессов

История развития ЭВМ. Функционально-структурная организация, основные блоки и их назначение, понятие архитектуры и структуры компьютера. Конструкция и состав системного блока ПК: Взаимодействие и последовательность работы блоков ЭВМ. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики

2.1.3  Программные средства реализации информационных процессов. Базы данных

Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения. Направление развития и эволюция программных средств. Системное и прикладное программное обеспечение. Прикладное программное обеспечение. Классификация программного обеспечения по проблемной ориентации. Пользовательские интерфейсы. Пакеты прикладных программ. Примеры прикладных программных продуктов и систем.

Понятие об операционной системе. Назначение операционной системы. Примеры операционных систем. ОС Windows. Управление файловой структурой с помощью менеджеров файлов: основные элементы интерфейса, работа с диалоговыми окнами, работа по созданию каталогов и папок. Файлы и их имена. Распределение блоков файла по диску. Каталоги. Текущий каталог. Путь к файлу. Диалог пользователей с операционной системой. Ввод команд. Запуск и выполнение команд. Служебное программное обеспечение.

Программное обеспечение обработки текстовых документов. Редакторы текстов и редакторы формул. Изучение возможностей редактора Word от простого ввода текста до подготовки графических изображений, по использованию таблиц.

Электронные таблицы. Ввод и редактирование данных, использование встроенных математических и статистических функций, построение графиков и диаграмм, подготовка таблиц, проведение расчетов в таблицах, сортировка данных в них. Решение прикладных задач.

Технологии обработки графической информации. Растровая графика и векторная графика. Графические объекты и операции над ними.

Компьютерные презентации: типы слайдов, мультимедиа эффекты, организация переходов между слайдами.

Структуры данных. Задачи, решаемые с помощью баз данных (БД). Социальная роль баз данных. Системы управления базами данных (СУБД). СУБД MS Access. Режимы работы с базами данных. Построение таблиц для хранения баз данных. Чтение фрагментов баз данных.

2.1.4  Модели решения функциональных и вычислительных задач

Моделирование как метод познания. Понятие модели, компьютерные представления переменных и отношений. Информационная модель объекта. Классификация и формы представления моделей. Классификация задач, решаемых с помощью моделей. Методы и технологии моделирования. Интеллектуальные системы. Моделирование как метод познания.

2.1.5  Алгоритмизация и программирование. Технологии программирования. Языки программирования высокого уровня

Понятие алгоритма и его свойства. Две формы представления алгоритмов: визуальная и текстовая. Блок-схема алгоритма. Преобразование алгоритмов из визуальной формы в текстовую и обратно. Основные алгоритмические конструкции: линейные, разветвленные и цикличные алгоритмы. Базовые алгоритмы. Построение алгоритма из базовых структур.

Модульный принцип программирования. Подпрограммы. Принципы проектирования программ сверху-вниз и снизу-вверх.

Объектно-ориентированное программирование. Понятие объекта, класса, экземпляра класса. Ключевые конструкции объектно-ориентированного программирования: инкапсуляция, наследование, полиморфизм

Интегрированные среды программирования. Средства создания программ. Компилятор, редактор связей. Библиотеки функций.

Этапы решения задач на компьютере

Эволюция и классификация языков программирования. Основные понятия языков программирования. Уровни языков программирования. Поколения языков программирования. Обзор языков программирования.

2.1.6  Локальные и глобальные сети ЭВМ

Сетевые технологии обработки данных. Основы компьютерной коммуникации. Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей, коммуникационное оборудование. Сетевой сервис и сетевые стандарты. Всемирная компьютерная сеть Интернет. Структура и принципы размещения информации в сети. Система адресации. Протоколы обмена. Форматы файлов. Программы для работы в сети Интернет. Поиск информации в сети, телеконференции, электронная почта.

Защита информации в локальных и глобальных компьютерных сетях. Шифрование данных. Электронная подпись.

2.  Тематика лекционных занятий

№ ДЕ	№ лекции	Тема и содержание лекции	Объем часов
1. Основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации	1	Общее представление об информации. Понятие об информации и ее носителях. Понятие о сообщениях, данных, сигналах. Свойства и качество информации. Техническая, биологическая и социальная информация. Формы представления информации. Знание как высшая форма информации. Сбор, передача, обработка, накопление информации. Способы и системы передачи информации. Место и роль понятия «информация» в курсе информатики.	2
2	Измерение и кодирование информации. Меры и единицы количества и объема информации. Размещение данных в памяти ЭВМ. Кодирование и оценка объема символьной информации. Кодирование и оценка объема графической и акустической информации. Понятие о системах счисления. Позиционные системы счисления. Десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Представление чисел в компьютере. Двоично–десятичная запись чисел. Представление чисел с фиксированной и плавающей точкой.	2
3	Логические основы ЭВМ. Классификация ЭВМ. Аналоговые и цифровые ЭВМ. Логическая схема функционирования ЦЭВМ неймановского типа и функции ее элементов. Понятие об алгоритмах и программах. Принцип хранимой программы. Алгебра высказываний, основные логические операции и таблицы истинности. Базовые логические элементы и основные логические устройства компьютера (сумматоры, триггер), схемы их работы. Возможности и ограничения ЭВМ. Перспективы и прогнозы развития ЭВМ (нейрокомпьютеры, квантовые компьютеры).	2
2. Технические средства реализации информационных процессов	4	История развития ЭВМ. Классификация ЭВМ по поколениям. Хронология создания, элементная база и характеристики ЭВМ разных поколений. Функционально-структурная организация, основные блоки и их назначение, понятие архитектуры и структуры компьютера. Устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), системная шина, и. т.д.. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики. Конструкция и состав системного блока ПК: материнская плата, шины, понятие разрядности, процессор, понятие портов и контроллеров. Взаимодействие и последовательность работы блоков ЭВМ. Рекомендации по выбору ПК.	2
5	Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Запоминающие устройства. Регистровая КЭШ память: общее понятие, назначение. Основная память: ОЗУ, ПЗУ, Логическая структура основной памяти, понятие адресного пространства, использование виртуальных дисков. Внешняя память. Классификация: Ленточные, дисковые. Диски: Виды, логическая структура, форматирование, Основные характеристики НГМД, НЖМД, НОД (оптические). Накопители на магнитной ленте. Сравнительные характеристики запоминающих устройств. Внешние устройства ПК. Клавиатура: строение, назначение специальных клавиш и специальных комбинаций клавиш. Контроллер клавиатуры. Клавиатуры специального назначения. Видеотерминальные устройства. Мониторы: их характеристики, режимы работы. Видеоконтроллеры: назначение, характеристики, стандарты. Принтеры: матричные, термопринтеры, струйные, лазерные. Назначение, история развития, сравнительные характеристики, области применения. Сканеры как устройства ввода графической информации. Классификация, сравнительные характеристики. Графические форматы данных. Системы распознавания образов.	2
3. Программные средства реализации информационных процессов. Базы данных	6	Понятие системного и служебного (сервисного) программного обеспечения. Понятие системного и служебного (сервисного) программного обеспечения: назначение, возможности, структура. Операционные система Windows: графический интерфейс (основные типы элементов управления). Файловая структура операционных систем. Файловые менеджеры и архиваторы. Файлы и их имена. Путь к файлу. Операции с файлами и папками.	2
7	Текстовый процессор Ms Word. Запуск и завершение работы. Окно программы Word. Основные этапы работы с текстовыми документами: создание, редактирование, форматирование, просмотр, сохранение и печать документа. Использование стилей и шаблонов. Вставка номеров страниц, колонтитулов, сносок и закладок. Вставка объектов в документ. Использование встроенного графического редактора и объектов WordArt. Создание и редактирование формул. Работа с автотекстом. Создание, редактирование и форматирование таблиц	2
8	Табличный процессор Ms Excel. Функциональные возможности табличного процессора. Запуск и завершение работы в Excel. Окно программы Ms Excel. Структура электронной таблицы. Адресация ячеек. Типы и форматы данных в ячейках электронной таблицы. Ввод и редактирование данных. Операции перемещения, копирования. Встроенные функции. Диаграммы в Excel.	2
9	Технологии обработки графической информации. Средства электронных презентаций. Растровая графика и векторная графика. Графические объекты и операции над ними. Компьютерные презентации: типы слайдов, мультимедиа эффекты, организация переходов между слайдами.	2
10	Основы баз данных и знаний. Модели данных. Реляционная модель: структура базы данных (записи и поля). Понятие о нормальных формах. Базы знаний.	2
11	Системы управления базами данных. СУБД: определения, назначения, принцип построения. Microsoft Access: таблицы, формы запросы, отчеты. Ключ. Запросы к базам данных: виды и основы формирования. Язык SQL.	2
4. Модели решения функциональных и вычислительных задач	12	Моделирование как метод познания. Специфика моделирования как формы познания, отличие от других форм и взаимосвязи с ними. История, роль и перспективы моделирования в развитии познания. Моделирование в естественных, гуманитарных и социальных науках. Моделирование в технике и экономике. Роль компьютеров в моделировании. Возможности и ограничения моделирования. Информационная модель объекта. Материальные и информационные модели. Специфика информационного моделирования. Этапы и инструменты информационного моделирования. Оценка адекватности информационных моделей. Компьютеры в информационном моделировании. Взаимоотношение моделей – алгоритмов – программ. Методы и средства автоматизации информационного моделирования.	2
13	Классификация и формы представления моделей. Принципы классификации моделей и содержание основных вариантов классификации. Особенности и классификация математических моделей. Особенности и классификация компьютерных моделей. Классификация задач, решаемых на основе моделирования. Континуальные и дискретные, детерминированные и стохастические модели. Модели черного ящика, пространства состояний, конечных автоматов. Модели, основанные на графах, нейронных сетях и генетических алгоритмах. Модели прогнозирования, оптимизации, выбора, принятия решений. Имитационные модели. Экспертные модели, модели логического вывода.	2
14	Методы и технология моделирования. Основные этапы решения задач на базе моделирования с использованием компьютеров. Требования к содержанию и представлению результатов этапов. Участники процесса, их функции и взаимодействие. Пример решения задачи прогнозирования с использованием компьютерной модели. Пример решения задачи анализа поведения объекта с использованием компьютерной модели. Пример решения задачи принятия решения с использованием компьютерной модели.	2
5. Алгоритмизация и программирование. Технологии программирования. Языки программирования высокого уровня	15	Понятие алгоритма и его свойства. Блок-схема алгоритма. Основные алгоритмические конструкции. Базовые алгоритмы. Понятие алгоритма и его свойства. Способы описания алгоритмов. Применение аппарата блок - схем для описания алгоритмов. Базовые алгоритмические конструкции: линейная, разветвленная и циклическая алгоритмические конструкции (цикл со счетчиком и циклы с условием). Построение алгоритмов из базовых алгоритмических структур.	2
16, 17	Программы линейной структуры Операторы ветвления Операторы цикла. Основные структуры данных. Линейные структуры Табличные структуры. Иерархические структуры данных. Окно интегрированной среды разработки программ на языке VBA. Объекты управления и их свойства. Понятие переменной. Правила формирования имен переменных. Типы данных языка программирования. Значение переменной. Объявление типа переменной в программе. Присвоение переменной значения. Арифметические и логические выражения. Математические функции в языке VBA. Строковые выражения и операции с ними. Основные функции работы со строковыми величинами. Ввод и вывод данных. Алгоритмическая структура “следование” на языке VBA (линейные программы). Примеры составления проектов программ алгоритмической структуры “следование”. Алгоритмическая структура “Ветвление” на языке VBA. Различные формы записи оператора условия. Примеры составления блок – схем и программ с использованием различных форм операторов условия. Алгоритмическая структура “Повторение” на языке VBA. Циклы со счетчиком и циклы с условием. Примеры составления проектов программ с использованием операторов циклов. Алгоритмы поиска суммы, количества, произведения вычисленных значений функции и элементов последовательности. Примеры составления проектов программ по поиску суммы, количества, произведения.	4
18	Одномерные массивы и строковые величины. Одномерные массивы. Алгоритмы поиска в массивах минимального и максимального значений с использованием различных операторов цикла. Примеры составления программ на поиск в массивах. Работа со строковыми величинами	2
19, 20	Понятие о структурном программировании. Модульный принцип программирования. Подпрограммы. Принципы проектирования программ сверху - вниз и снизу – вверх. Основные принципы структурного программирования. Модульный принцип программирования. Понятие подпрограммы. Подпрограммы – процедуры и подпрограммы - функции. Структура подпрограмм – процедур и подпрограмм - функций. Область действия локальных переменных. Формальные и фактические параметры. Основные принципы проектирования программ сверху - вниз и снизу - вверх. Пример составления программы с использованием подпрограмм – процедур и подпрограмм - функций.	4
21	Объектно-ориентированное программирование. Понятие объекта, класса, экземпляра класса. Ключевые конструкции объектно-ориентированного программирования: инкапсуляция, наследование, полиморфизм.	2
22	Интегрированные среды программирования. Этапы решения задач на компьютере. Средства создания программ. Компилятор, редактор связей. Библиотеки функций. Интегрированные среды программирования: ü  Интегрированные системы программирования; Среды быстрого проектирования.	2
23	Эволюция и классификация языков программирования. Основные понятия языков программирования. Понятие языка программирования. Синтаксис и семантика. Тестирование и отладка. Трансляторы: компиляторы и интерпретаторы. Уровни языков программирования. Поколения языков программирования. Обзор языков программирования.	2
6. Локальные и глобальные сети ЭВМ. Методы защиты информации	24, 25	Локальные и глобальные сети ЭВМ. Сетевые технологии обработки данных. Основы компьютерной коммуникации. Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей, коммуникационное оборудование. Сетевой сервис и сетевые стандарты. Всемирная компьютерная сеть Интернет. Структура и принципы размещения информации в сети. Система адресации. Протоколы обмена. Форматы файлов. Программы для работы в сети Интернет. Поиск информации в сети, телеконференции, электронная почта	4
26	Методы защиты информации. Защита информации в локальных и глобальных компьютерных сетях. Шифрование данных. Электронная подпись.	2
ИТОГО	52

3.  Тематика лабораторных занятий

№ ДЕ	№ лабораторной работы	Тема лабораторной работы	Объем часов
1.	1	Решение задач на оценку количества и объема информации.	2
2	Решение задач на вычисления в позиционных системах счисления, перевод чисел из одной системы в другую и алгебру высказываний.	2
3, 4	Самотестирование и тестирование студентов по темам «Общее представление об информации» и «Логические основы ЭВМ».	4
2	5	Изучение правил работы с ПК. Изучение инструкции по технике безопасности. Изучение отдельных «представителей» элементной базы (платы, винчестер). Знакомство с о служебной программой «диспетчер устройств». Тест по темам 5,6.	2
6	Запоминающие устройства. Отработка навыков работы с дискетой: форматирование, освоение разных способов записи информации с ПК на дискету и обратно. Проверка дискеты на заражение вирусом. Запись информации на CD диск. Использование флэш-памяти. Тест по теме «запоминающие устройства».	2
7	Внешние устройства ПК. Работа с программой «клавиатурный тренажер», подготовка информации для вывода на принтер, изучение служебной программы настройки параметров печати для принтера. Использование сканера для ввода графической информации. Изучение влияния графического формата и параметров сканирования на размер полученного файла. Тест по теме «Устройства ввода/вывода данных».	2
3	8	Файловая структура операционных систем. Операции с файлами. Создание файлов и папок и операции с ними в проводнике и файловом менеджере. Тестирование по теме.	2
	9	Технологии обработки текстовой информации. Ввод, редактирование и форматирование текста (операции с фрагментом текста, одновременная работа с многими текстами, поиск и замена в тексте, изменение параметров абзацев). Проверка орфографии и грамматики.	2
	10	Внедрение в текстовый документ различных объектов (таблиц, диаграмм, рисунков, формул) и их форматирование.	2
	11	Электронные таблицы. Ввод и редактирование данных в электронных таблицах, операции над данными. Экспорт и импорт данных. Типы и формат данных. Работа с формулами. Абсолютная и относительная ссылки. Использование функций. Статистическая обработка данных.	2
	12	Электронные таблицы. Визуализация данных с помощью диаграмм и графиков. Построение графиков элементарных функций. Использование средств «Подбор параметра» и «Поиск решения»	2
	13	Электронные таблицы. Списки. Средства для работы с данными списка. Сортировка данных из списка. Фильтрации данных из списка.	2
	14	Технологии обработки графической информации. Графические объекты и операции над ними. Компьютерное черчение. Выделение, объединение, перемещение и геометрические преобразования фрагментов и компонентов чертежа.	2
	15	Средства электронных презентаций. Создание презентации	2
	16	Основы баз данных и знаний. База данных MS Access. Разработка структуры таблиц базы данных с использованием конструктора. Ввод и редактирование данных в таблицах. Разработка пользовательской формы в режиме мастера и корректировка данных в таблицах с помощью созданной формы.	2
	17, 18	Системы управления базами данных. База данных MS Access. Схема данных. Разработка форм, запросов и отчетов для многотабличной базы данных.	4
4	19	Разработка математической модели задачи с описанием алгоритма решения и компьютерной реализацией в Excel.	2
20	Самотестирование и тестирование студентов по темам «Моделирование как метод познания», «Информационная модель объекта», «Классификация и формы представления моде­лей».	2
5	21	Составление блок-схем алгоритмов основных алгоритмических конструкций. Составление блок-схем задач линейной, разветвленной и циклической конструкций с подготовкой отчета по каждой задаче индивидуального задания.	2
	22, 23	Среда программирования VBA. Структуры и типы данных языка программирования. Программы линейной структуры. Начало работы в системе проектирования VBA. Загрузка VBA и выход из него. Структура окна интегрированной среды разработки программ на языке VBA Написание и отладка демонстрационной программы. Линейные алгоритмы и программы. Aлгоритм и программа задач с простой логикой и сложными вычислениями.	4
	24	Разветвленные алгоритмы и программы. Задачи со сложной логикой и простыми вычислениями. Логические выражения и вычисление их значений. Понятие условного оператора. Полная и неполная формы записи оператора условия и их изображение в блок – схемах. Составление блок – схем, проектов программ и их отладка. Подготовка отчета по каждой задаче индивидуального задания.	2
	25, 26	Циклические алгоритмы программы. Задачи со сложной логикой и простыми вычислениями. Поиск суммы, количества и произведения вычисленных значений функции. Поиск минимального и максимального среди значений функций и элементов последовательности с использованием различных циклов. Подготовка отчета по каждой задаче индивидуального задания.	4
	27	Одномерные массивы. Составление блок – схем, проектов программ на поиск в массивах суммы, количества, произведения, максимального и минимального элементов в массивах и их отладка. Подготовка отчета по каждой задаче индивидуального задания. Числовые и символьные массивы.	2
	28	Использование встроенных функций для работы со строковыми величинами. Подготовка отчета по каждой задаче индивидуального задания.	2
	29	Составление и отладка программ с использованием процедур без передачи и с передачей параметров. Подготовка отчета по каждой задаче индивидуального задания.	2
	30	Составление и отладка программ с использованием функций. Подготовка отчета по каждой задаче индивидуального задания.	2
	31	Размещение объектов управления на форме и задание им свойств. Составление программ на языке VBA, используя для ввода исходных данных текстовые окна, для вывода – метки, для размещения программного кода – командные кнопки. Подготовка отчета по каждой задаче индивидуального задания.	2
	32	Заключительный тест по ДЕ: «Алгоритмизация и программирование. Технологии программирования. Языки программирования высокого уровня»	2
6	33	Сетевые технологии обработки данных. Работа с электронной почтой. Поиск информации в сети на заданную тему.	2
34	Защита информации в локальных и глобальных компьютерных сетях. Освоение методов антивирусной защиты файлов.	2
ИТОГО

4.  Тематика практических занятий