ИНФОРМАТИКА. Теоретические основы информатике. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. БАЗЫ ДАННЫХ. ОСНОВЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АТТЕСТАЦИОННОГО ЭКЗАМЕНА

ПО ИНФОРМАТИКЕ И ТЕОРИИ И МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ

Направление – Образование и педагогика (050000).

Специальность – информатика с дополнительной специальностью «математика» (050202).

Факультет – математики и информационных технологий

Форма обучения Очная

Курс V

Семестр 10

Курган, 2009

Программа составлена:

- с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для специальностей 050202 – «Информатика с дополнительной специальностью «Математика» (31.01.2005г. Номер государственной регистрации 662 пед/сп (новый)),

- в соответствии с Положением об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений.

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры ИТ

протокол № 7 от “19”июня 2008г.

Заведующая кафедрой информационных технологий и методики преподавания информатики,

канд. пед. наук Т. А. Никифорова

Программу составили

Доценты Т.А.Никифорова

А.А. Медведев

Старший преподаватель С. Г. Тетюшева

Е.В. Пермякова

Согласовано

Декан факультета математики и информационных технологий

канд.пед. наук, доцент А. Т. Зверева

Инженер Центра качества О.В. Шередекова

Руководитель Центра качества,
канд. техн. Наук, доцент С.В. Хрипунов

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

В.И. Васильев

«____ » 200_г.

СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕНЕНИЯХ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АТТЕСТАЦИОННОГО ЭКЗАМЕНА ПО ИНФОРМАТИКЕ И ТЕОРИИ И МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ

Направление – образование и педагогика (050000)

Специальность – информатика с дополнительной специальностью «математика» (050202)

Факультет – математики и информационных технологий

Дата утверждения РП зам. проректора по учебной работе: «» 200_ г.

Рабочая программа утверждена на 2008/2009 уч. год со следующими изменениями: _ без изменений _____________________________________________

Рабочая программа утверждена на 2009/20010 уч. год со следующими изменениями: _ без изменений _____________________________________________

_______

_______

_______

Изменения в рабочей программе утверждены на заседании кафедры информационных технологий « 3 » июля 2009 г.

Заведующая кафедрой ИТ

доцент, канд. пед. наук Т.А.Никифорова

Преподаватель

доцент Т.А.Никифорова

Согласовано:

Декан факультета математики

и информационных технологий

доцент, канд. пед. Наук А. Т. Зверева

Инженер Центра качества О.В. Шередекова

Руководитель Центра качества

канд. техн. наук, доцент С.В. Хрипунов

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Целью государственного экзамена по информатике является контроль уровня общей информационной культуры выпускников и проверка их подготовленности к преподаванию информатики в школе.

Программа содержит основные вопросы различных курсов информатики и курса теории и методики обучения информатике, имеющие наиболее важное теоретическое и практическое значение.

В билете государственного экзамена три вопроса: первый – по теоретическим основам информатики, второй – по теории и методике обучения информатике, третий – практический.

Первый вопрос имеет теоретический характер и формулируется на основе первого раздела программы. Студент должен продемонстрировать теоретические знания наиболее фундаментальных вопросов основ информатики и их применение на практике.

Второй вопрос имеет методическую направленность. Студент должен показать знания, умения и навыки, необходимые для творческого преподавания школьного курса информатики и ИКТ в различных условиях технического и программно-методического обеспечения, для организации и проведения различных форм внеклассной работы в области информатики и вычислительной техники, а также раскрыть общие вопросы методики преподавания информатики в общеобразовательной школе.

Третий вопрос представляет собой практическое задание на разработку алгоритма и программы, используя одну из систем программирования (как правило, по выбору, студента) или составление методических указаний и решения задачи.

Экзаменующиеся должны:

- владеть основными понятиями информатики (алгоритм, сложность и выполнимость алгоритмов, исполнитель алгоритмов, информация, информационный процесс, ЭВМ), знать основы процедурного программирования (основные типы данных, процедуры и функции языков Pascal, С, стандартные модули) и объектно-ориентированного программирования (объект, свойства, поведение, класс, абстрагирование, инкапсуляция, полиморфизм, модульность, наследование, иерархия, среда визуального программирования Delphi);

- знать основы сетей передачи данных (локальные, корпоративные, глобальные сети, базовые топологии, методы доступа к среде, оборудование компьютерных сетей, Интернет, электронная почта);

- владеть базовыми понятиями компьютерного моделирования, теории множеств, теории графов;

- знать основы информационных технологий (операционные системы, прикладное программное обеспечение, системы программирования).

Раскрывая вопрос по теории и методике обучения информатике, студент должен показать:

- знание целей и задач обучения информатике в современной средней общеобразовательной школе;

- знание школьных программ и особенностей основных учебников по информатике;

- умение выделять наиболее трудные места программы по информатике и знание методических путей преодоления этих трудностей;

- знание требований к организации педагогического процесса, к оснащению и оборудованию кабинета информатики.

Раскрывая третий вопрос, студент должен показать:

- умение работать с прикладным программным обеспечением;

- уровень владения навыками программирования;

- умение рассмотреть практическое задание с методической точки зрения.

Критерии оценки знаний экзаменуемых.При оценке знаний на Итоговом государственном экзамене учитывается:

- правильность и осознанность изложения содержания ответа на вопросы, полнота раскрытия понятий и закономерностей, точность употребления и трактовки общенаучных и специальных терминов;

- степень сформированности интеллектуальных и научных способностей экзаменуемого;

- самостоятельность ответа;

- речевая грамотность и логическая последовательность ответа.

Оценка "отлично":

- полно раскрыто содержание вопросов в объеме программы и рекомендованной литературы;

- четко и правильно даны определения и раскрыто содержание концептуальных понятий, закономерностей, корректно использованы научные термины;

- для доказательства использованы различные теоретические знания, выводы из наблюдений и опытов;

- ответ самостоятельный, исчерпывающий, без наводящих дополнительных вопросов, с опорой на знания, приобретенные в процессе специализации по выбранному направлению информатики.

Оценка "хорошо":

- раскрыто основное содержание вопросов;

- в основном правильно даны определения понятий и использованы научные термины;

- ответ самостоятельный;

- определения понятий неполные, допущены нарушения последовательности изложения, небольшие неточности при использовании научных терминов или в выводах и обобщениях, исправляемые по дополнительным вопросам экзаменаторов.

Оценка "удовлетворительно":

- усвоено основное содержание учебного материала, но изложено фрагментарно, не всегда последовательно;

- определение понятий недостаточно четкое;

- не использованы в качестве доказательства выводы из наблюдений и опытов или допущены ошибки при их изложении;

- допущены ошибки и неточности в использовании научной терминологии, определении понятий.

Оценка "неудовлетворительно":

- ответ неправильный, не раскрыто основное содержание программного материала;

- не даны ответы на вспомогательные вопросы экзаменаторов;

- допущены грубые ошибки в определении понятий, при использовании терминологии.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

ИНФОРМАТИКА. Теоретические основы информатике. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. БАЗЫ ДАННЫХ. ОСНОВЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

1. Информатика и кибернетика. Предмет информатики. Объект информатики. История развития информатики. Основные вопросы, изучаемые информатикой. Основные направления развития информатики. Информационные процессы.

2. Информация и сообщение. Свойства информации. Виды информации. Аналоговая и дискретная информация. Методы и модели оценки количества информации. Объемный способ измерения количества информации. Вероятностный способ измерения количества информации. Формула Хартли. Формула К. Шеннона. Алгоритмический способ измерения количества информации. Способы измерения количества информации. Единицы измерения количества информации.

3. Представление информации в компьютере. Формы представления информации. Знаки, наборы знаков и алфавиты. Двоичное кодирование числовой информации. Представление целых и действительных чисел в ЭВМ. Естественная и нормальная форма записи числа. Нормализация числа. Представление чисел в формате с фиксированной запятой. Представление чисел в формате с плавающей запятой. Арифметические операции с использованием прямого, обратного и дополнительных кодов.

4. Математические основы информатики. Системы счисления: непозиционные системы счисления, позиционные системы счисления. Двоичная арифметика. Арифметические действия (сложение, вычитание, деление, умножение) над числами в различных позиционных системах счисления. Системы счисления, используемые в вычислительной технике. Алгоритмы перевода действительных и целых чисел в системы счисления по разным основаниям. Алгоритмы «быстрого» перехода между числом в двоичной системе счисления и числом в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления. Логические основы построения цифровых автоматов.

5. Коды и кодирование дискретных сообщений. Двоичное кодирование текстового сообщения. Международные стандарты кодировки символов: ASCII, Unicode и т.д. Двоичное кодирование графического изображения. Двоичное кодирование звуковой информации.

6. Принципы формирования компьютерных изображений, их виды. Цветовые модели. Программы обработки графических изображений. Форматы графических файлов.

7. Кодирование Теория кодирования. Кодирование и декодирование. Первичный и вторичный алфавит. Код. Длина кода. Относительная избыточность кода. Задачи теории кодирования информации. Постановка задачи кодирование информации. Влияние вторичного алфавита на способ кодирования. Виды кодирования.

8. Оптимальные коды. Задача оптимизации кода. Задача построения Кодирование Хаффмана. Построение кода Хаффмана, эффективного кода. Первая теорема Шеннона. Префиксные коды. Построение кода Шеннона-Фано. Построение неравномерного кода с разделителями. Равномерное алфавитное кодирование. Байтовый код. Алфавитное кодирование с неравной длительностью сигнала. Код Морзе. Блочное двоичное кодирование.

9. Задача обеспечения надежности передачи информации по каналам связи с шумом. Вторая теорема Шеннона. Принципы построения систем помехоустойчивого кодирования. Помехоустойчивый код. Информационные и проверочные (корректирующие) биты. Расстояние Хемминга. Корректирующая способность кода. Кодовое расстояние. Относительная избыточность помехоустойчивого кода. Кратность ошибки. Связь между кодовым расстоянием и минимальной кратностью ошибки.

10. Классификация корректирующих кодов. Оценка минимального количества контрольных бит, достаточных для обнаружения и исправления одиночной ошибки. Помехоустойчивый код. Код Хэмминга. Построение кодовой таблицы, процедура определения ошибок передачи. Помехоустойчивый код. Кодирование по методу четности-нечетности.

11. Задача тайной передачи информации. Криптология: криптография и криптоанализ. Цель и задачи криптографии. Шифрование с ключом. Существование абсолютно стойкого шифра. Криптостойкость. Классификация шифров. Древние шифры: скитала, атбаш, Цезаря, квадрат Полибия, таблица Плейфера, таблица Виженера и др. Шифрование с помощью методов многоалфавитной замены, методов одиночной/двойной перестановки и перестановки по ключевому слову, аддитивных методов, методом гаммирования. Шифрование с помощью системы Хилла. Алгоритм шифрования Эль Гамаля. Алгоритм шифрования DES. Алгоритм шифрования ГОСТ 28147-89. Алгоритм шифрования RSA.

12. Технические средства обработки информации. История ВТ. Поколения ЭВМ. Принцип открытой архитектуры. IBM-совместимые компьютеры. Архитектура ЭВМ. Принципы Джона фон Неймана. Устройство управления и арифметико-логическое устройство. Процессор. Общие принципы действия процессора. Характеристики.

13. Общие принципы действия памяти. Виды памяти. Оперативная память (ОЗУ, RAM). Характеристики. Постоянная память (ПЗУ, ROM). Характеристики. Внешняя память прямого и последовательного доступа. Структура данных на магнитном диске. Носители информации. CD-диски, DVD-диски и другие виды дисков. Форматирование. Дефрагментация. Магнитный принцип записи и считывания информации. Оптический принцип записи и считывания информации.

14. Устройство ввода-вывода. Общие принципы действия устройств ввода-вывода. Оборудование для компьютерных коммуникаций. Модемы. Классификация модемов.

15. Программное обеспечение. Классификация программного обеспечения. Особенности каждого типа ПО.

16. Операционная система (ОС). Назначение операционной системы. Особенности различных поколений ОС. Основные семейства ОС. Основные функции ОС. Интерфейс ОС. Ядро ОС. Конфигурация ОС. Особенности ОС CP/M, MS-DOS, Windows, UNIX. Понятия “файл”, “каталог” или “папка”, “путь к файлу”, “имя файла”. Ограничениях на имя файла, имя каталога (папки), накладываемое различными ОС. Атрибуты файлов. Назначение атрибутов.

17. Модель данных. Типы моделей данных. База данных. Классификация баз данных. Банк данных.

18. Система управления базами данных. Классификация СУБД. Основные функции СУБД. ИПС. Классификация ИС. Основные функции ИС.

19. Основные этапы проектирования баз данных на примере БД “Деканат”, БД “Библиотека” (на Ваш выбор).

20. Алгоритмы. Алгоритмизация. Понятие алгоритма. Различные подходы к формированию понятия «алгоритм». Свойства алгоритмов. Исполнитель алгоритмов. Различные способы записи алгоритмов. Язык блок-схем. Основные понятия теории алгоритмов. Алгоритмы: линейные, разветвляющиеся, циклические алгоритмы. Циклы. Виды циклов. Подпрограммы. Итерация и рекурсия. Примеры.

21. Формализация понятия алгоритма. Машина Поста. Абстрактная машина А. Тьюринга. Нормальные алгоритмы Маркова.

22. Понятие сложности алгоритма. Различные подходы к понятию «сложность алгоритма». Временная и ёмкостная сложности алгоритмов. Задачи разработки программ с учетом временной или ёмкостной сложности алгоритма. Асимптотическая сложность. Весовые критерии. Верхняя оценка сложности алгоритма. Средняя сложность алгоритма. Сложность в лучшем или худшем случае. Различные методы оценки сложности итерационного алгоритма. Различные методы оценки сложности рекурсивного алгоритма.

23. Методы разработки алгоритмов: метод частных целей, метод подъема, полный перебор, динамическое программирование, программирование с отходом назад, алгоритмы ветвей и границ, разложение задачи в последовательность разнородных подзадач, разложение задачи в последовательность однородных подзадач (итерация), сведение задачи к самой себе (рекурсия).

24. Различные виды моделей. Этапы компьютерного моделирования (этапы решения задач на компьютере).

25. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. Модели представления знаний.

26. Экспертные системы: структура, назначение, особенности.

27. Классификация языков программирования. Системы программирования и инструментальные среды. Этапы трансляции программ.

28. Компьютерные вирусы. Классификация компьютерных вирусов по среде обитания, по способу заражения, по деструктивным возможностям, по особенностям алгоритма. Файловые вирусы. Загрузочные вирусы. Простые и полиморфные вирусы. Стелс-вирусы. и др.

29. Способы борьбы и средства защиты от компьютерных вирусов. Антивирусные программы. Классификация и назначение антивирусных программ.

30. Компьютерные сети. Классификация компьютерных сетей. Локальные сети. Классификация локальных сетей. Топология локальных сетей. Сервер, рабочие станции. Архитектура «клиент-сервер». Оборудование для локальных сетей. Концентраторы (хабы), коммутаторы. Различные способы передачи данных при беспроводной связи, например, оптический и радиочастотный.

31. Глобальные сети. Internet. Предпосылки и история возникновения Internet. Принципы организации сети. Глобальные сети. Модель «клиент-сервер». Сервер, рабочие станции (клиент), межсетевые шлюзы. Маршрутизаторы. Способы подключения к глобальной сети Internet. Передача информации: компьютер, телефонные сети, модем, маршрутизатор (Router), свитч (Switch), хаб (Hub). Выделенная линия – типы соединений и их характеристики. Система адресации URL. Доменная система имен. Понятие о протоколах. Иерархия протоколов Internet. Базовый транспортный протокол TCP (Transmission Control Protocol) и межсетевой протоколом IP (Internet Protocol). Протокол TCP/IP. Понятие о FTP, HTTP, IRC и др.

32. Информационные ресурсы Internet: электронная почта (e-mail). Виды e-mail: простая электронная почта, почтовые списки, телеконференции; электронные доски объявлений (BBS); группы новостей или телеконференции; групповые дискуссии в реальном времени (Chat); FTP - система файловых архивов; WWW – распределенная гипертекстовая информационная система; поисковые сервера. Стратегия поиска информации в сети Internet. Поисковые сервера (Rambler, Yandex, Yahoo!, Aport, Altus и др.). Принципы организации поиска (по ключевым словам, использование логических связок). Браузеры Netscape Navigator или Internet Explorer.

33. Защита информации. Направления деятельности по защите информации: защита информации от утечки; защита информации от несанкционированного воздействия; защита информации от непреднамеренного воздействия. Юридические методы защиты информации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Акулов О.А., Медведев Н.В. Информатика: базовый курс: учеб.пос. для студентов вузов. – М.: Омега-Л, 2005. – 552с.

2. Алексеев А.П. Информатика 2003. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. – 464 с.

3. Алферов А. П. Информатика для начинающих пользователей. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

4. Ахметов К.С. Курс молодого бойца. – 2 изд-е., перераб. и доп. .– М.: 1996. – 380с.

5. Бауэр Ф.Л., Гооз Г. Информатика. Вводный курс. В 2-х частях – М.: Мир, 1990. – 742с.

6. Богумирский Б.С. Руководство пользователя ПЭВМ. В 2-х частях. – СПб.: Питер, 1994. – 736 с.

7. Вемпен Фейз. Microsoft Office 97 Professional. 6 книг в одной/Пер.с англ.–М.:Издательство БИНОМ,1997.–720с.

8. Власов В.К., Королев Л.Н., Сотников А.Н. Элементы информатики / Под ред. Л.Н. Королева. – М.: Наука, 1988.

9. Гук М. Аппаратные средства PC: Энциклопедия. – СПб.: Питер, 1999.–816с.

10. Информатика и вычислительная техника/Под редакцией Ларионова В.Н.–М.: Просвещение, 1998.–287с.

11. Информатика: Базовый курс/Симонович и др. – СПб.: Питер, 2001. – 640 с.

12. Информатика: Учеб.для вузов/Под ред.проф.Н.В.Макаровой.–М.:Финансы и статистика, 2000.–768с.

13. Касперский Е.В. Компьютерные вирусы: что это такое и как с ними бороться.–М.:СК Пресс, 1998.

14. Кислицин Н., Михалева Е. Принтеры//Журнал Hard'n'Soft. – #8. – 1995.

15. Колесов А. Intel. Новые программные технологии. Новые аппаратные решения //Hard'n'Soft.–#8.-1995.

16. Королев Л.Н., Миков А.И. Информатика. Введение в компьютерные науки. – М.: Высшая школа, 2003.– 341 с.

17. Кулаков В. Что нужно, чтобы собрать персональный компьютер?//Hard'n'Soft.– #11.–1995.

18. Лукашов И. Первый шаг к безопасности//Мир ПК.–№ 10.–октябрь 2003.–С.111-116.

19. Мураховский В. Сборка, настройка и апгрейд современного компьютера. – М.: Десс, Инфорком-Пресс, 1999. – 256с.

20. Острейковский В.А. Информатика: Учеб.для вузов.–М.:Высшая школа,1999.–511 с.

21. Панасенко С.П. Конкурсы AES и NESSIE// Мир ПК.–№ 12.–декабрь 2004.–С.88-93.

22. Рудометов Е. Аппаратные средства и мультимедиа: Справочник. 2-е. изд. – СПб.: Питер, 1999. – 416с.

23. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Практическая информатика: Учеб.пос.–М.:АСТ-ПРЕСС: Информком-Пресс,1998.

24. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Специальная информатика: Учеб. пос. – М.: АСТ-ПРЕСС: Информком-Пресс, 1998. – 480 с.

25. Тыренко А. Управление памятью IBM-совместимых персональных компьютеров. // Hard'n'Soft.–#10.–1995.

26. Уинн Л. Рош. Библия по техническому обеспечению. – Минск:МХХК“Динамо”, 1992.

27. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 7. – Москва, 1991.

28. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс.–М.:ИНФРА-М,1998.–480с.

29. Чмора А.Л. Современная прикладная криптография.–М.:Гелиос:АРВ,2001.–256 с.

30. Симонович С. В., Мураховский В. И. Интернет у вас дома: Полное руководство для начинающего пользователя. – М.: АСТ-ПРЕСС, Инфорком–Пресс, 2001, – 432с.

31. Шафрин Ю. А. Основы компьютерной технологии. – М.: ABF. – 1997.