Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана

(национальный исследовательский университет)»

Московский техникум космического приборостроения

рабочая ПРОГРАММа

учебной дисциплины Основы теории информации

код, специальность 09.02.02 Компьютерные сети

Москва

2016

СОДЕРЖАНИЕ

1 ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.. 3

2 СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 4

3 УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.. 9

4 КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 11

1 ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Основы теории информации»

1.1 Область применения программы

Рабочая программа учебной дисциплины является частью программы подготовки специалистов среднего звена (ППССЗ) в соответствии с ФГОС по специальности СПО 09.02.02 Компьютерные сети.

Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в других учебных заведениях СПО, выпускающих специалистов по той же специальности.

1.2 Место дисциплины в структуре ППССЗ

Дисциплина "Основы теории информации" относится к общепрофессиональным дисциплинам ППССЗ.

1.3 Цели и задачи учебной дисциплины

В результате освоения дисциплины "Основы теории информации" студент должен уметь:

У1 - применять закон аддитивности информации;

У2 - применять теорему Котельникова;

У3 - использовать формулу Шеннона.

В результате освоения учебной дисциплины студент должен знать:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

З1 - виды и формы представления информации;

З2 - методы и средства определения количества информации;

З3 - принципы кодирования и декодирования информации;

З4 - способы передачи цифровой информации;

З5 - методы повышения помехозащищенности передачи и приема данных, основы теории сжатия данных.

1.4 Количество часов на освоение программы дисциплины

На освоение учебной дисциплины «Основы теории информации» выделено следующее количество часов:

максимальная учебная нагрузка студента – 153 часа, в том числе:

– обязательная аудиторная учебная нагрузка обучающегося – 102 часа,

– самостоятельной работы студента – 51 час.

2 СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1 Объём учебной дисциплины и виды учебной работы

Объём учебной дисциплины и виды учебной работы приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Вид учебной работы

Объём часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

153

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

102

в том числе:

лекционные занятия

72

лабораторные работы

10

практические занятия

20

контрольная работа

2

Самостоятельная работа студента (всего)

51

в том числе:

работа с информационными источниками

21

творческие задания

30

Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачёта

2.2 Тематический план и содержание учебной дисциплины

Тематический план и содержание учебной дисциплины «Основы теории информации» приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Наименование разделов, тем

Содержание учебного материала, практические занятия, самостоятельная работа студентов

Объем

часов

Уровень

освоения

Раздел 1. Информация, свойства и измерение

27

Тема 1.1

Формальное представление знаний. Виды информации

Содержание учебного материала:

Теория информации – дочерняя наука кибернетики. Информация, канал связи, шум, кодирование. Принципы хранения, измерения, обработки и передачи информации. Информация в материальном мире, информация в живой природе, информация в человеческом обществе, информация в науке, классификация информации. Информатика, история информатики.

6

1

Самостоятельная работа студента:

1. Поиск дополнительной информации в сети Интернет

2. Создание реферата на тему: «Виды и формы представления информации»

3

Тема 1.2

Способы измерения информации

Содержание учебного материала:

Измерение количества информации, единицы измерения информации, носитель информации.

Передача информации, скорость передачи информации. Экспертные системы. Вероятностный подход к измерению дискретной и непрерывной информации Клода Шеннона. Информация Фишера.

8

1

Практические работы:

Работа № 1 «Измерение количества информации»

Работа № 2 «Скорость передачи информации»

4

3

Самостоятельная работа студента:

1. Проработка конспектов лекций, изучение учебной, технической и специальной литературы.

2. Оформление отчётов по практическим работам.

6

Продолжение таблицы 2.2

Наименование разделов, тем

Содержание учебного материала, практические занятия, самостоятельная работа студентов

Объем

часов

Уровень

освоения

Раздел 2. Информация и энтропия

45

Тема 2.1

Теорема отчетов

Содержание учебного материала:

Теорема отсчетов Котельникова и Найквиста — Шеннона, математическая модель системы передачи информации, виды условной энтропии, энтропия объединения двух источников. b-арная энтропия, взаимная энтропия. Энтропийное кодирование. Пропускная способность дискретного канала. Интерполяционная формула Уиттекера-Шеннона, частота Найквиста.

16

2, 3

Практические работы:

Работа № 3 «Поиск энтропии случайных величин»

Работа № 4 «Применение теоремы отчетов»

Работа № 5 «Определение пропускной способности дискретного канала»

6

3

Самостоятельная работа студента:

1. Проработка конспектов лекций, изучение учебной, технической и специальной литературы.

2. Оформление отчётов по практическим работам.

3. Выполнение домашних заданий (решение примеров по теме).

11

Тема 2.2

Смысл энтропии Шеннона

Содержание учебного материала:

Семантическая информация. Закон аддитивности информации. Понятие энтропии, формула Шеннона. Теория вероятности, функция распределения, дисперсия случайной величины. Локальная теорема Муавра — Лапласа.

6

2, 3

Практические работы:

Работа № 6 «Расчет вероятностей»

2

3

Самостоятельная работа студента:

1. Проработка конспектов лекций, изучение учебной, технической и специальной литературы.

2. Оформление отчётов по практическим работам.

4

Продолжение таблицы 2.2

Наименование разделов, тем

Содержание учебного материала, практические занятия, самостоятельная работа студентов

Объем

часов

Уровень

освоения

Раздел 3. Защита и передача информации

45

Тема 3.1

Сжатие информации

Содержание учебного материала:

Простейшие алгоритмы сжатия информации, методы Лемпела-Зива, особенности программ архиваторов. Применение алгоритмов кодирования в архиваторах для обеспечения продуктивной работы в WINDOWS. Принципы сжатия данных, характеристики алгоритмов сжатия и их применимость, коэффициент сжатия, допустимость потерь.

10

2, 3

Практические работы:

Работа № 7 «Сжатие информации по методу Хаффмана и метода RLE»

2

3

Лабораторные работы:

Работа № 1 «Применение различных алгоритмов сжатия»

Работа № 2 «Сравнение и анализ архиваторов»

4

3

Самостоятельная работа студента:

1. Систематическая проработка конспектов лекций, изучение учебной, технической и специальной литературы.

2. Оформление отчётов по лабораторно-практическим работам.

3. Выполнение индивидуального задания на сжатие информации словарными методами

8

Тема 3.2

Арифметическое кодирование

Содержание учебного материала:

Помехоустойчивое кодирование, линейные блочные коды. Адаптивное арифметическое кодирование, полиномиальные коды. Цифровое кодирование, аналоговое кодирование, таблично-символьное кодирование, числовое кодирование, дельта-кодирование. Код (в теории информации), классификатор, криптография, сетевое кодирование.

6

2, 3

Лабораторные работы:

Работа № 3 «Практическое применение алгоритмов кодирования»

Работа № 4 «Кодирование звуковой информации»

Работа № 5 «Кодирование растровой графической информации»

6

3

Продолжение таблицы 2.2

Наименование разделов, тем

Содержание учебного материала, практические занятия, самостоятельная работа студентов

Объем

часов

Уровень

освоения

Практические работы:

Работа № 8 «Декодирование информации»

2

3

Самостоятельная работа студента:

1. Проработка конспектов лекций, изучение учебной, технической и специальной литературы.

2. Оформление отчётов по лабораторно-практическим работам.

3. Поиск дополнительной информации в сети Интернет.

7

Раздел 4. Основы теории защиты информации

36

Тема 4.1

Стандарты шифрования данных. Криптография.

Содержание учебного материала:

Понятие криптографии, использование ее на практике, различные методы криптографии, их свойства и методы шифрования. Криптография с симметричным ключом, с открытым ключом. Криптоанализ, криптографические примитивы, криптографические протоколы, управление ключами. Контрольная работа «Основы теории информации»

20

1

Практические работы:

Работа № 9 «Классическая криптография»

4

3

Самостоятельная работа студента:

1. Проработка конспектов лекций, изучение учебной, технической и специальной литературы.

2. Оформление отчётов по лабораторно-практическим работам.

3. Поиск дополнительной информации в сети Интернет.

12

Всего:

153

Для характеристики уровня освоения материала используются следующие обозначения:

1 – ознакомительный уровень (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

2 – репродуктивный уровень (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством);

3 – продуктивный уровень (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)

3 УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1 Требования к материально-техническому обеспечению

Реализация программы осуществляется в кабинете «Информатики и информационных технологий» и в лабораториях учебно-вычислительного центра.

Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета теоретического обучения.

Оборудование учебного кабинета:

- посадочные места по количеству обучающихся;

- рабочее место преподавателя;

- комплект методических пособий по дисциплине «Основы теории информации».

Оборудование полигона учебно-вычислительного центра и рабочих мест:

-  12 компьютеров для студентов и 1 компьютер преподавателя;

-  пример оформления документации;

-  необходимое лицензионное программное обеспечение.

Оборудование и технологическое оснащение рабочих мест:

-  компьютер обучающегося (аппаратное обеспечение: не менее 2-х сетевых плат, 2-х ядерный процессор с частотой не менее 3 ГГц, оперативная память объемом не менее 2 Гб; программное обеспечение: лицензионное ПО – операционная система Windows, MS Office);

-  компьютер преподавателя (аппаратное обеспечение: не менее 2-х сетевых плат, 2-х ядерный процессор с частотой не менее 3 ГГц, оперативная память объемом не менее 2 Гб; программное обеспечение: лицензионное ПО – операционная система Windows, MS Office).

Программное обеспечение в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 18 октября 2007 г. (приложение 1).

3.2 Информационное обеспечение обучения

Основные источники:

1.  И. Основы теории информации – М.: ИЦ Академия, 2012.

2.  С., И. Основы теории передачи информации, М.: КноРус, 2011.

Дополнительные источники:

1.  М. Вернер Основы кодирования. Учебник для вузов – Москва: Техносфера, 2006

2.  Д. Сэломон Сжатие данных, изображений и звука. Учебное пособие для вузов – Москва: Техносфера, 2006

3.  В., Л., Дисковая подсистема IBM-совместимых персональных компьютеров, М.: МИКАП, 2013

4.  Кибернетика, М.: Наука, 1983

5.  Форматы файлов Internet, СПб: Питер, 2007

6.  Н., А., Курс дискретной математики, М.: МАИ, 2012

7.  И., Элементы криптографии, М.: Высшая школа, 2009

8.  Алгоритмы сжатия информации, “Монитор” 7/93–6/94

9.  М. Смирнов, Перспективы развития вычислительной техники: в 11 кн.: Справочное пособие. Кн. 9., М.: Высшая школа, 2009

10.  А., Лекции по теории вероятностей, М.: Наука, 1986

11.  Полупроводниковая схемотехника, М.: Мир, 1983

12.  Теория информации, М.: Мир, 2005

13.  Работы по теории информации и кибернетики, М.: Издательство иностранной литературы, 1963

14.  Вероятность и информация, М.: Наука, 1973

15.  D. Ragget, A. L. Hors, I. Jacobs, HTML 4.01 Specification

16.  The Unicode Standard, Version 3.0, Addison Wesley Longman Publisher, 2000, ISBN 0-201-61633-5

Информационные ресурсы:

ftp://ftp. botik. ru/rented/robot/univer/fzinfd. zip

http://athens. /academy/

http://bogomolovaev. narod. ru

http://informatiku. ru/

http://en. wikipedia. org

http://fio. ifmo. ru/

http://festival.1september. ru/

4 КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Контроль результатов освоения учебной дисциплины

Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, а также выполнения студентами индивидуальных заданий. Результаты обучения, освоенные компетенции, основные показатели оценки результата и их критерии, формы и методы контроля и оценки результатов обучения приведены в таблице 4.1.

Результаты обучения

Коды формируемых ОК и ПК

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

1

2

3

Умения

У1 - применять закон аддитивности информации;

У2 - применять теорему Котельникова;

У3 - использовать формулу Шеннона.

ОК1, 2,4,8,9

ПК 1.3

ПК2,1
ПК2,2

ПК 3.2

1.индивидуальный опрос

2. самостоятельная работа

3. контрольная работа

4. практическое занятие

6. решение задач

7. дифференцированный зачет

Знания

В результате освоения учебной дисциплины студент должен знать:

З1 - виды и формы представления информации;

З2 - методы и средства определения количества информации;

З3 - принципы кодирования и декодирования информации;

З4 - способы передачи цифровой информации;

З5 - методы повышения помехозащищенности передачи и приема данных, основы теории сжатия данных.

ОК1, 2,4,8,9

ПК 1.3

ПК2,1
ПК2,2

ПК 3.2

1.фронтальный опрос

2. самостоятельная работа

3. контрольная работа

4. практическое занятие

5. лабораторная работа

6. решение задач

7. дифференцированный зачет

Основные порталы (построено редакторами)

Домашний очаг

Дом • Дача • Садоводство • Дети • Активность ребенка • Игры • Красота • Женщины • (Беременность) • Семья • Хобби
Здоровье: • Анатомия • Болезни • Вредные привычки • Диагностика • Народная медицина • Первая помощь • Питание • Фармацевтика
История: СССР • История России • Российская Империя
Окружающий мир: Животный мир • Домашние животные • Насекомые • Растения • Природа • Катаклизмы • Космос • Климат • Стихийные бедствия

Справочная информация

Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации
Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы
Отчеты: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая
Время: • Даты • 2015 год • 2016 год
Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы - программы

Техника

Авиация • Авто • Вычислительная техника • Оборудование • (Электрооборудование) • Радио • Технологии • (Аудио-видео) • (Компьютеры)

Общество

Безопасность • Гражданские права и свободы • Искусство • (Музыка) • Культура • (Этика) • Мировые имена • Политика • (Геополитика) • (Идеологические конфликты) • Власть • Заговоры и перевороты • Гражданская позиция • Миграция • Религии и верования • (Конфессии) • Христианство • Мифология • Развлечения • Масс Медиа • Спорт (Боевые искусства) • Транспорт • Туризм
Войны и конфликты: Армия • Военная техника • Звания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся
Предметы: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция

Мир

Регионы: Азия • Америка • Африка • Европа • Прибалтика • Европейская политика • Океания • Города мира
Россия: • Москва • Кавказ
• Регионы России • Программы регионов • Экономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги - контроль • Ценные бумаги - оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит
Промышленность: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика
Строительство • Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством