Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования Московской области

«Международный университет природы, общества и человека «Дубна»

(университет «Дубна»)

ИСАУ

кафедра системного анализа и управления

УТВЕРЖДАЮ

проректор по учебной работе

С.В. Моржухина «_»_20 г.

Программа дисциплины Практикум по теоретическим основам информатики Направление подготовки 080500 Бизнес-информатика Профиль подготовки Электронный бизнес Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения Очная г. Дубна, 2011г.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки – 080500 «Бизнес-информатика» профиль «Электронный бизнес».

Программа рассмотрена на заседании кафедры системного анализа и управления (название кафедры) Протокол заседания № _ от «» 20 г.

Заведующий кафедрой /проф. Е.Н. Черемисина / (подпись) (ФИО)

СОГЛАСОВАНО

директор института САУ _ /проф. Е.Н. Черемисина/ (подпись) (ФИО) Дата «» _ 20 г.

Рецензент: _ (ученая степень, ученое звание, место работы, должность) // (подпись) (ФИО) Дата «» _ 20 г.

Руководитель библиотечной системы _ / В.Г. Черепанова/ (подпись) (ФИО) Дата «» _ 20 г.

1. Цель освоения дисциплины Цель данной дисциплины – приобретение студентами практических знаний и устойчивых навыков работы с информацией.

Задачи дисциплины:

На пути к достижению указанной цели ставятся и решаются следующие задачи:

подготовка студентов в области практической информатики.

освоение основных понятий и представлений о теориях, методах и средствах, используемых в информатике.

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Практикум по теоретическим основам информатики» относится к обязательным дисциплинам вариативной части Профессионального цикла (Б3.В.ОД.16) направления 080500 «Бизнес-информатика» и изучается в 1-ом семестре.

Особенность данной дисциплины заключается в том, что она является практическим дополнением к курсу «Теоретические основы информатики».

Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения дисциплины «Практикум по теоретическим основам информатики»:

Знания по математике и информатике в объеме школьной программы (10- классы) Офисные информационные технологии (1 семестры) Программирование (1 семестр) Изучение дисциплины «Практикум по теоретическим основам информатики»

дает основу для изучения как последующих курсов профиля «Электронный бизнес»:

ИТ-инфраструктура предприятия (5 семестр) Информационные системы управления производственной компанией ( семестр) Технологии проектирования информационных систем (6 семестр) Архитектура корпоративных информационных систем (6 семестр) 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Практикум по теоретическим основам информатики»

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

- способен логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь (ОК-6);

- способен критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-10);

- осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-11);

- осознает сущность и значение информации в развитии современного общества; владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации (ОК-12);

- имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией, способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13);

- способен работать с информацией из различных источников (ОК-16);

- проводить исследование и анализ рынка ИС и ИКТ (ПК-2);

- проектировать и внедрять компоненты ИТ-инфраструктуры предприятия, обеспечивающие достижение стратегических целей и поддержку бизнес-процессов (ПКиспользовать основные методы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности для теоретического и экспериментального исследования (ПК-19);

- использовать соответствующий математический аппарат и инструментальные средства для обработки, анализа и систематизации информации по теме исследования (ПК-20);

- описывать целевые сегменты ИКТ-рынка (ПК-26);

Результат обучения компетенц Образовательная технология Вид контроля многообразие форм ПК- информации и основные ПК- способы представления, ПК- сообщения и процесс ПК- передачи информации, предпосылки формализации и количественного описания обоснование методов ОК- определения энтропии ПК- дискретного источника ПК- информации принципы кодирования ОК- сообщений и сигналов, ОК- характеристики кодов ПК- разного типа, понятие ПК- оптимального кодирования, методы исследования кодов и их применение в ЭВМ и каналах связи наименования и записи ПК- чисел в позиционных ПК- системах счисления, методы перевода чисел, модульное представление числа и вычеты, представление информации в цифровых автоматах особенности выполнения ПК- арифметических операций в ЭВМ умения:

Результат обучения компетенц Образовательная технология Вид контроля расчета количества ПК- информации в сообщении ПК- некоторого дискретного источника;

кодирование сообщения ПК- вещественное число в ПК- любой натуральной системе ПК- счисления арифметические действия по ПК- арифметики с плавающей запятой Интренет и электронных ОК- базах различных библиотек ПК- Способен подготовить и ОК-12 ПЗ1, ПЗ2, ПЗ3, ПЗ6, ПЗ12, ПЗ13 СР2, СР отредактировать текст, ОК- содержащий рисунки, ПК- обработать числовые данные в электронной таблице обеспечивающие и функциональные информационные технологии работы числами в разрядной ОК- сетке ЭВМ в любом из ПК- машинных кодов применение:

Результат обучения компетенц Образовательная технология Вид контроля полученные при изучении ОК- теоретических основ ОК- хранения и обработки ОК- алгоритмизации и решения ОК- экономических и научно- ПК- исследовательских задач. ПК- оценка:

Результат обучения компетенция Образовательная технология Вид контроля полученного кода и ОК- оценить погрешность ОК- перевода и округления ОК- 4. Структура и содержание дисциплины «Практикум по теоретическим основам информатики»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы 72 часа, из них 34 часа аудиторной нагрузки и 38 часов самостоятельной работы.

Общая трудоемкость Аудиторные занятия:

Лекции Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа:

Курсовая работа Расчетно-графические работы Реферат Вид промежуточного Информация. Данные основные свойства и особенности.

Передача информации.

информации чисел в ЭВМ.

Моделирование арифметики вещественных чисел в машинных кодах.

использованием сетей Цифровые автоматы реализации информационных технологий.

Раздел 1. Информатика. Информация. Данные Понятие информатики. История развития информатики, ее место в ряду других наук. Понятие информации, ее основные свойства и особенности. Понятие сообщения и его формы, знаки, алфавиты, понятие формального языка. Информация и данные.

Конечный вероятностный источник сообщений. Энтропия источника. Кодирование сообщений источника и текстов. Равномерное и неравномерное кодирование. Дерево кода.

Однозначное декодирование, префиксные коды. Условия существования префиксного кода с заданными длинами слов, теорема Крафта. Методы построения префиксных кодов.

Код Фано. Средняя длина кодового слова. Нижняя граница средней длины кодового слова. Оптимальное кодирование, свойства оптимальных кодов, построение оптимального кода методом Хафмена. Сжатие данных.

(последовательный, параллельный, синхронный и асинхронный). Модель процесса передачи (двоичный симметричный канал). Надежность передачи сообщений, способы повышения надежности. Принципы использования кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки. Расстояние Хемминга. Связь минимального расстояния кода с его характеристиками. Корректирующие возможности кодов, границы Хэмминга и Варшамова-Гилберта. Понятие линейного группового кода. Построение линейного группового кода по заданной проверочной матрице. Свойства линейного группового кода.

Декодирование с использованием синдрома. Защита информации при передаче, основные угрозы и методы защиты от них. Симметричная, асимметричная и комбинированная криптосистемы. Электронная цифровая подпись и принципы ее использования.

Основные виды задач поиска. Описание запросов и объектов поиска. Модели информационного поиска. Структуры хранения данных и методы доступа. Взаимосвязь способов хранения и эффективности поиска. Основы технологии баз данных. Модели данных, реляционная модель данных. Реляционная алгебра. Запросы в виде реляционных выражений. Эквивалентность, сложность и оптимизация запросов.

Организация данных на устройствах с прямым и последовательным доступом.

Файлы и файловые структуры. Носители информации и технические средства для ее хранения.

Раздел 2. Форматы представления данных в ЭВМ Позиционные системы счисления и их свойства. Теорема о представлении вещественного числа в позиционной системе счисления с основанием p и базисными числами от 0 до (p-1).

Общий принцип перевода чисел. Методы перевода чисел из системы счисления с основанием p в систему счисления с основанием q, если 1) p = 10, q – натуральное; 2) p – натуральное, q = 10; 3) q = p**n, где n – натуральное; 4) q = p**(1/n), где n – натуральное;

метод упрощенного перевода.

Операция округления в позиционных системах счисления и способы ее реализации.

Ошибки округления. Выбор системы счисления с минимальной ошибкой округления при замене "лишних" разрядов нулями. Троичная уравновешенная система счисления Форматы представления чисел в ЭВМ (фиксированная и плавающая запятая).

Нормализованное представление числа. Диапазоны представимых чисел в зависимости от вида разрядной сетки и формата представления. Понятие о переполнении и исчезновении порядка, машинный нуль. Зависимость точности вычислений от выбранной формы представления чисел в машине. Неассоциативность машинной арифметики: зависимость результата от порядка выполнения действий в ЭВМ.

Двоичная арифметика. Моделирование арифметики вещественных чисел в машинных кодах. Коды: прямой, обратный, дополнительный, модифицированный.

Выполнение арифметических действий в ЭВМ над числами с фиксированной и плавающей запятой. Алгебраическое сложение, умножение, деление с восстановлением остатка.

Понятие алгоритма и его свойства. Способы формальной записи алгоритмов.

Моделирование процессов обработки данных конечными автоматами. Распределенная обработка информации и проблемы взаимодействия параллельно выполняемых процессов обработки. Методы описания и анализа процессов распределенной обработки, Сети Петри. Основные задачи, решаемые с использованием сетей Петри (ограниченность, активность, достижимость, покрываемость). Дерево достижимости и матричный метод анализа сетей Петри. Язык сети Петри.

Раздел 3. Информационные системы Представление информации в цифровых автоматах. Информационные основы контроля цифровых автоматов. Систематические коды и их свойства. Ошибки, возникающие из-за неисправностей в работе, как объект для работы системы контроля.

Контроль по четности, по нечетности по Хеммингу.

Информационная система как средство реализации информационных технологий.

Функции и ресурсы информационных систем. Структура и принципы функционирования информационных систем. Основные типы информационных систем. Перспективные направления развития информационных систем.

5. Образовательные технологии Освоение дисциплины проводится в виде практических занятий и внеаудиторной самостоятельной работы студентов в течение семестра:

подготовка к практическим занятиям;

выполнение домашних тестовых и иных индивидуальных заданий;

подготовка к контрольным работам (тестам) по основным терминам и Практические занятия проходят в компьютерной аудитории, оснащенной необходимым программным обеспечением. Итогом изучения дисциплины является подготовка студентов к сдаче экзамена по дисциплине «Теоретические основы информатик».

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Вопросы для оценки успеваемости по дисциплине «Практикум по теоретическим основам информатики»:

1. Понятие информации.

2. Основные свойства информации.

3. Информационные процессы в живой природе, обществе и технике: получение (сбор), передача, обработка (преобразование), хранение и использование 4. Информация и сообщения, формы сообщений.

5. Вероятностный подход к определению количества информации, конечный вероятностный источник сообщений, энтропия.

6. Кодирование знаков и слов. Условия однозначности декодирования.

7. Префиксный код. Свойства префиксного кода, полный префиксный код. Дерево 8. Условие существования префиксного кода, неравенство и теорема Крафта.

9. Построение префиксных кодов, код Фано.

10. Оптимальное кодирование, свойства оптимальных кодов.

11. Код Хаффмена, сжатие источника и расщепление кода, оптимальность кода 12. Передача информации, общая схема передачи информации, двоичный симметричный канал, способы борьбы с помехами в канале.

13. Расстояние Хэмминга, помехоустойчивое кодирование.

14. Минимальное расстояние кода, коды, обнаруживающее и исправляющие ошибки.

15. Линейные групповые коды, способы задания, проверочная и порождающая матрицы кода, систематический вид кода.

16. Связь минимального расстояния линейного кода с проверочной матрицей.

17. Декодирование линейных кодов, синдром, разбиение пространства Bn на смежные классы, лидеры классов.

18. Защита информации при передаче, основные угрозы и методы защиты от них.

19. Симметричная, асимметричная и комбинированная криптосистемы.

20. Электронная цифровая подпись и принципы ее использования.

21. Основные виды задач поиска. Описание запросов и объектов поиска. Модели информационного поиска.

22. Структуры хранения данных и методы доступа.

23. Модели данных, реляционная модель данных. Отношения, кортежи, атрибуты, 24. Реляционная модель данных. Реляционная алгебра. Поисковые запросы в виде реляционных выражений.

25..Операции реляционной алгебры (объединение, пересечение, разность, произведение, проекция, селекция, естественное соединение, деление).

26. Организация данных на устройствах с прямым и последовательным доступом.

Файлы и файловые структуры.

27. Позиционные системы счисления и их свойства. Общий принцип перевода чисел.

28. Форматы представления чисел в ЭВМ (фиксированная и плавающая запятая).

Нормализованное представление числа.

29. Двоичная арифметика. Моделирование арифметики вещественных чисел в 30. Понятие алгоритма и его свойства. Способы формальной записи алгоритмов.

31. Моделирование систем с использованием сетей Петри. Структура сети, разметка сети, функционирование сети.

32. Свойства сетей Петри безопасность, ограниченность, сохранение, достижимость.

33. Матричный метод анализа сетей Петри.

34. Дерево достижимости и его свойства, алгоритм построения дерева, теорема оконечности дерева достижимости (без доказательства). Анализ сетей Петри с использованием дерева достижимости.

35. Представление информации в цифровых автоматах.

36. Информационные основы контроля цифровых автоматов. Систематические коды и 37. Ошибки, возникающие из-за неисправностей в работе, как объект для работы системы контроля. Контроль по четности, по нечетности по Хеммингу.

38. Функции и ресурсы информационных систем.

39. Перспективные направления развития информационных систем.

Построение линейного группового кода по заданной Методы перевода чисел из системы счисления с основанием p в систему счисления с основанием q Моделирование процессов обработки данных конечными Дерево достижимости и матричный метод анализа сетей Петри Структура и принципы функционирования информационных 1. Решение задач 1. Сколько нужно разрядов, чтобы закодировать 64 символа?

2. В компьютере 256 Мбайт оперативной памяти. Сколько это в битах?

3. Учебник содержит 222 страницы, 53 символа в строке и 45 строк на странице.

Вычислить информационный объем текстового документа.

4. Переведите число 5557 в двоичную систему исчисления.

2. Составление алгоритмов Задание 1. Наибольший общий делитель (НОД) – это число, которое делит без остатка два числа и делится само без остатка на любой другой делитель данных двух чисел.

Проще говоря, это самое большое число, на которое можно без остатка разделить два числа, для которых ищется НОД. Составьте алгоритм нахождения НОД делением.

Пример:

Найти НОД для 30 и 18.

30/18 = 1 (остаток 12) 18/12 = 1 (остаток 6) 12/6 = 2 (остаток 0). Конец: НОД – это делитель. НОД (30, 18) = самостоятельных и практических работ, посещение всех занятий и устный опрос по темам.

Итоги посещаемости и успеваемости фиксируются в промежуточных контрольных точках (8, 12, 16 недели обучения) при помощи трех значений:

«0» – студент имеет низкую посещаемость и успеваемость (много пропустил, не сдал и одного задания);

«1» – студент имеет среднюю посещаемость и не все задания сдал;

«2» – студент имеет посещаемость и сдачу заданий на 90-100%.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература 1. Акулов О.А. Информатика. М.: Омега-Л, 2008. 560с.

2. Зверев, Геннадий Никифорович. Теоретическая информатика и её основания, 3. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.:

4. Постников, А.И. Теория автоматов и машинная арифметика: Учебное пособие / А.И. Постников, Е.А. Вейсов. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006.

5. Тушко Т.А. Информатика. Математические основы: Учебное пособие / Т.А. Тушко.

Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006.

6. Черемисина Е.Н., Прогулова Т.Б. Информатика. Учебное пособие. Дубна:

Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 2006. 176 c.

7. Лугачев М.И., Анно Е.И., Когаловский М.Р. и др.; Экономическая информатика:

Введение в экономический анализ информационных систем. М.: ИНФРА-М, 2005.

б) дополнительная литература 1. Морелос-Сарагоса М. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М.: Техносфера, 2005.

2. Домрачев С.А., Харьков В. П. Информатика. - Ростов н/Д; М.: Феникс: Национальный институт бизнеса, 2007. 224с.

3. Каймин В.А. Информатика. М.: ИНФРА-М, 2006. 285с.

4. Лесничая И.Г., Миссинг И.В., Романова Ю.Д., Шестаков В.И. Информатика и иинформационные технологии. М.: Эксмо, 2007. 544с.

5. Яглом А.М., Яглом И.М. Вероятность и информация. М.: Ком Книга 2006.

в) программное обеспечение и Интернет- ресурсы http://site.ebrary.com/lib/mrsu - Электронная библиотека ebrary's Academic http://www.oecdilibrary.org/oecd/ - Электронная библиотека OECD iLibrary http://www.cir.ru - Университетская информационная система РОССИЯ http://www.infomag.ru:8080 - Служба ИНФОМАГ http://www.edulib.ru - Центральная библиотека образовательных http://www.csrs.ru/gost/gost.htm - Online-доступ к государственным г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы http://www.inion.ru/product/db.htm - Базы данных ИНИОН hhttp://www.findarticles.com/cf_0/PI/subject.jhtml - База данных

FINDARTICLES

ttp://www.ingenta.com - Библиографическая база данных Ingenta http://liinwww.ira.uka.de/bibliography/ - Библиографическая база данных по 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Cпециализированный компьютерный класс (ауд. 1-307, 1-321, 1-322, 1-318), подключенный к сети Интернет и к локальной сети университета (директория GROUPS для обучающихся), обеспечивающей доступ к программному обеспечению для проведения семинарских занятий:

ГИС пакеты свободного доступа;

ГИС INTEGRO (лицензия ВНИИГеосистем);

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению и профилю подготовки 080500 Бизнесинформатика.

Автор: к.т.н., доцент Крейдер О.А.

Рецензент: директор ФГУП ГНЦ РФ ВНИИГеосистем _/ д.

т.н. Чесалов Л.Е./ (ученая степень, ученое звание, Ф.И.О., место работы, должность)