Теоретическая информатика (стр. 2 )

а) общекультурными:

для направления 230100 «Информатика и ВТ»

владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1); умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2); готов к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3); стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6); осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8); использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10).

для направления 231000 «Программная инженерия»

владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1); умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2); готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3); стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6); осознание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8); готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10).

б) профессиональными:

для направления 230100 «Информатика и ВТ»

проектно-конструкторская деятельность:

осваивать методики использования программных средств для решения практических задач (ПК-2);

научно-исследовательская деятельность:

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

научно-педагогическая деятельность:

готовить конспекты и проводить занятия по обучению сотрудников применению программно-методических комплексов, используемых на предприятии (ПК-8).

для направления 231000 «Программная инженерия»

научно-исследовательская деятельность

выпускник должен демонстрировать:

способность к формализации в своей предметной области с учетом ограничений используемых методов исследования (ПК-2);

готовность к использованию методов и инструментальных средств исследования объектов профессиональной деятельности (ПК-3);

готовность обосновать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнение экспериментов по проверке их корректности и эффективности (ПК-4).

проектная деятельность

выпускник должен демонстрировать:

навыки моделирования, анализа и использования формальных методов конструирования программного обеспечения (ПК-12).

педагогическая деятельность

выпускник должен демонстрировать:

навыки проведения практических занятий с пользователями программных систем (ПК-20).

4. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. ЛЕКЦИИ

МОДУЛЬ 1. ВВЕДЕНИЕ

Лекция 1. Тема 1. Введение. Краткая характеристика дисциплины. Список литературы.

Тема 2. Основные стартовые определения и понятия. Информатика, ее структура. Формальная информатика и ее структура. Объекты и и предметы информатики. Информатизация.

МОДУЛЬ 2. МОДЕЛИ. СИСТЕМЫ

Лекция 2. Тема 3. Моделирование. Семиотика. Системология. Понятие модели, моделирования, системы. Системные свойства, принципы, закономерности, законы. Понятие о системном анализе и решении проблем.

Лекция 3. Тема 4. Системный подход к исследованию объектов. Кибернетика, синергетика, самореферентика и автопоэтика. Основные определения, сходство и отличие. Информатика как система.

МОДУЛЬ 3. ЭКСПЕРИМЕНТ

Лекция 4. Тема 5. Теория и практика эксперимента. Измерения, вычисления и исчисления. Измерительные шкалы. Наблюдения и эксперименты. Виды экспериментов и их модельное описание. Сигналы, данные, знания (анзния) и их описание. Точечные и интервальные модели данных. Детерминированное, вероятностное, нечеткое, экспертное, хаотическое описание результатов экспериментов. Фрактальные модели. Модели знаний. Физические и машинные; натурные, вычислительные и имитационные эксперименты. Понятие о планировании эксперимента. Понятие об интеллектуальном анализе экспериментальных данных.

МОДУЛЬ 4. ИНФОРМАЦИЯ И РАБОТА С НЕЙ

Лекция 5. Тема 6. Информология. Предмет, объект и методы информологии. Информация. Меры количества информации. Каналы связи. понятие о теории Шеннона для каналов связи.

Тема 7. Сбор, накопление, хранение, передача и кодирование надных. Задачи и методы теории сбора, хранения, кодирования и передачи сигналов, данных, информации. Теорема отсчетов. Понятие об эффективном и помехоустойчивом кодировании. Методы разделения каналов в многоканальных системах связи.

МОДУЛЬ 5. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

Лекция 6. Тема 8. Математические методы системного анализа и синтеза объектов. Понятие об основных детерминированных, вероятностных и нечетких методах системного анализа. Области приложимости методов.

Тема 9. Задачи и методы теории автоматов. Конечные автоматы. Автоматные функции. Состояния автомата. Преобразования в автоматах. Реализация автоматных функций.

Лекция 7. Тема 10. Задачи анализа, классификации, распознавания образов, идентификации объектов, прогнозирования, имитации сигналов и данных. Основные постановки и методы решения задач. Области приложения..

МОДУЛЬ 6. ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ

Лекция 8. Тема 11. Искусственный интеллект. Понятие о теории и системах искусственного интеллекта. Когнитология и когнитивная психология. Теория и инженерия знаний. Экспертные системы. Когнитивная графика. Мягкие вычисления. Понятие о машинных переводе, моделировании рассуждений, доказательств и проверки гипотез. Формальные приемы решения задач концептуального проектирования, синтеза текстов, речи, музыки, изобретательских задач, интерпретации и выводов, моделирования процессов и систем. Когнитивные и нейрокомпьютерные системы. Робототехника. Киборги, аватары, аниматы, этические машины. Искусственная жизнь. Распределенный искусственный интеллект и многоагентные системы.

МОДУЛЬ 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Лекция 9. Тема 12. Теория программирования. Программная инженерия. Основные понятии. Подходы и технологии в программировании (SWOT-анализ). Языки программирования. Интерпретаторы и компиляторы. Особенности разработки сложных программных систем: иерархичность, групповая разработка, сборочное проектирование. Элементарные понятия программной инженерии и перспективы ее развития. Этапы жизненного цикла программного обеспечения.

Тема 13. Заключение по дисциплине. Обзор по дисциплине. Понятие о ближайших перспективах развития теоретической информатики.

4.2. ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Занятие 1. Структура информатики.

Цель занятия: получение представлений и добывание знаний об информатике как науке и области практической деятельности человека.

Учебная деятельность: изучение сути основных понятий, структуры, объектов и предметов информатики и ее разделов, их особенностей, областей приложимости, их пересечений и дополнений, связи с другими науками и областями практической деятельности.

Занятие 2. Модели и моделирование.

Цель занятия: приобретение системных навыков определения типа модели, выполнения этапов моделирования.

Учебная деятельность: решение задач по выяснению, когда объект-образ является моделью оригинала, отнесению модели к соответствующему классу, освоению постановок задач и методов их решения на каждом этапе моделирования. Уяснение отличий синтактики (сигматики, синтаксиса), семантики и прагматики.

Занятие 3. Системология.

Цель занятия: сформировать первичные представления, знания, умения и навыки системного подхода к исследованию (изучению, анализу, синтезу, управлению, …) объектов различной природы.

Учебная деятельность: рассмотрение и анализ различных определений понятия система, пример «удачного» и «неудачного» применения этого термина на практике, изучение типов систем, их объектов и предметов, изучение и сопоставление системного подхода с другими, получение представления о системных анализе, синтезе, моделировании. Активная проблемная командная организация проведения занятия.

Занятие 4. Основы экспериментирования.

Цель занятия: получение начальных компетенций в организации и проведении экспериментов.

Учебная деятельность: овладение элементарными знаниями по теории измерений, вычислений, исчислений; знаний об измерительных шкалах и умений ориентироваться в них, отличать наблюдения от эксперимента. Получить навыки выявления типов эксперимента, их результатов и их формального (в частности математического) описания. Уяснить понятия «сигналы», «данные», знания /как синтактические операнды (анзния) – синанды, а также семантические (знания) – семанды и  прагматические – прагманды/ и отличия от них понятия «информация», их сбор, накопление, хранение, обработка, анализ, интерпретация, применение. Получение на простейшем примере представлений о том, что такое планирование эксперимента. Овладение элементарными знаниями о  том, что такое интеллектуальный анализ данных.

Занятие 5. Информология.

Цель занятия: получить первичные знания о том, что такое информация, о проблемах, определениях и пониманиях ее, мерах измерения, теоремах о скорости передачи данных по каналам связи.

Учебная деятельность: обзор различных подходов к пониманию информации, ее месте и роли во Вселенной, зарождении, формировании и жизни объектов, субъектов, социума, проблемах понимания (философии) информации. Изучение и анализ существующих мер количества «информации», показателей и мер ее качества. Получение представлений и элементарных знаний о методах и средствах передачи информации, основных теоремах о скорости передачи данных по каналам связи и методах разделения каналов в многоканальных системах связи, эффективном и помехоустойчивом кодировании, теоремах отсчета.

Занятие 6. Методы системного анализа.

Цель занятия: получить первичные представления о методах анализа объектов в рамках системного подхода и теории автоматов.