Geum.ru

Рабочая программа дисциплины Основы информатики Направление подготовки

Вид материалаРабочая программа

Содержание


2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
4. Структура и содержание дисциплины
4.2. Перечень разделов курса
4.3. Лабораторный практикум на ЭВМ
4.5. Курсовой проект (курсовая работа)
6.1. Примерный перечень вопросов к зачету
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
8.2. Требования к специализированному оборудованию
8.3. Требования к специализированному программному обеспечению
Подобный материал:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Томский государственный университет


Факультет прикладной математики и кибернетики


УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета прикладной математики и кибернетики, профессор

_________А.М. Горцев


“___"_________2011 г.


Рабочая программа дисциплины

Основы информатики


Направление подготовки: 010400 – Прикладная математика и информатика


Квалификация выпускника: Бакалавр


Форма обучения: очная


Томск

2010 г.

1. Цели освоения дисциплины:


Целью дисциплины является ознакомление студентов с базовыми понятиями следующих разделов информатики: теория информации, технические и программные средства реализации информационных процессов, логические основы ЭВМ, алгоритмизация и программирование, компьютерный практикум.

В рамках курса решаются следующие задачи: знакомство студентов с организацией и принципами функционирования аппаратного обеспечения ЭВМ, с организацией инструментальной среды; выработка у студентов навыков в разработке и реализации базовых вычислительных и комбинаторных алгоритмов.


2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата


Дисциплина для студентов 1 года обучения, читается в 1 и 2 семестрах (Б.2. Математический и естественнонаучный цикл).

Данная дисциплина является базовой для цикла обще профессиональной подготовки в области использования информационных технологий, и является основой для построения всех остальных смежных дисциплин данной области.


3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины


Способность владения навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-11); способность использовать в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере профессиональные навыки работы с информационными и компьютерными технологиями (ОК-14).

Способность решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования (ПК-9); способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования (ПК-10).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

• Знать:
  • структуру ЭВМ, назначение и принципы функционирования основных составляющих аппаратного обеспечения ЭВМ, виды архитектур вычислительных систем;
  • принципы структурной и процедурной парадигм программирования;
  • основные компоненты современных инструментальных сред.

• Уметь: применять изученные методы и алгоритмы на практике в процессе разработки и реализации основных алгоритмов различного типа.

• Владеть: базовым инструментарием разработки и отладки программ.


4. Структура и содержание дисциплины


Общая трудоемкость дисциплины составляет 7,4 зачетных единиц (266 часов).


4.1. Распределение часов курса по темам и видам работ



№ п/п
Раздел дисциплины
Семестр
Неделя семестра
Виды учебной работы

(в часах)
Формы текущего контроля успеваемости

Форма промежуточной аттестации

Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
СРС

1.
Введение
1
1
2






1



2.
Введение в алгоритмизацию
1
2
2






1
Устный опрос

3.
Основы структурной и процедурной парадигм программирования
1
3-5
6






3
Тестовый опрос

4.
Введение в архитектуру ЭВМ. Основы организации
1
6-12
14






4
Тестовый опрос

5.
Устройства ввода-вывода
1
13-14
4






2
Тестовый опрос

6.
Логические основы ЭВМ
1
15-16
4






2
Тестовый опрос

7.
Простейшие программы

1
1-4



8
8
3
Выполнение задания

8.
Функции
1
5



2
2
1
Опрос

9.
Числовые массивы, указатели
1
6-9



8
8
2
Контрольная работа

10.
Многомерные массивы
1
10-11



4
4
1
Выполнение задания

11.
Строки
1
12-14



6
6
3
Выполнение задания

12.
Логические операции
1
15-16



4
4
2
Выполнение задания

























Подготовка к зачету




Итого по 1-му семестру






32
32
32
25
15

13.
Основы тестирования программ
2
1-2
4






1
Тестовый опрос

14.
Уточнение понятия алгоритма
2
3-4
4






1
Тестовый опрос

15.
Введение в системное программное обеспечение

2
5-9
10






2
Тестовый опрос

16.
Элементы архитектуры современных ЭВМ
2
10-12
6






3
Коллоквиум

17.
Информация и информационные процессы
2
13-15
6






1
Тестовый опрос

18.
Ассемблерные вставки
2
1-6



12
12
8
Выполнение задания

19.
Методы поиска

2
7-8



4
4
2
Выполнение задания

20.
Сортировка

2
9



2
2
1
Выполнение задания

21.
Файлы
2
10



2
2
1
Выполнение задания

22.
Абстрактные типы данных
2
11-13



6
6
4
Выполнение задания

23.
Польская инверсная запись
2
14-15



4
4
1
Контрольная работа

























Подготовка к зачету




Итого по 2-му семестру






30
30
30
25
15




Итого






62
62
62
50
30

4.2. Перечень разделов курса

Тема 1. Введение

Понятие информатики. История развития ЭВМ. Аналитическая машина Ч.Бэббиджа. Принципы фон-Неймана.

Тема 2. Введение в алгоритмизацию

Понятие алгоритма. Понятие вычислительной модели. Специфика понятия алгоритма. Два класса алгоритмов (вычислительные и поведенческие). Свойства алгоритма. Блок-схемный метод алгоритмизации.

Тема 3. Основы структурной и процедурной парадигм программирования

Схема выполнения основных операторов. Примеры реализации базовых алгоритмов. Первичный анализ правильности алгоритма. Принцип функциональной декомпозиции. Понятие процедуры и функции. Механизмы передачи параметров.

Тема 4. Введение в архитектуру ЭВМ. Основы организации

Общая структура процессора. Виды процессоров. Подсистема памяти. Виды ЗУ. Управление системной магистралью. Система прерываний.

Тема 5. Устройства ввода-вывода. Классификация УВВ. Векторная и растровая графика.

Тема 6. Логические основы ЭВМ. Базовые функциональные элементы. Понятие последовательностной и комбинационной схемы. Примеры триггеров, регистров, сумматоров.

Тема 7. Основы тестирования программ. Методы черного и белого ящиков.

Тема 8. Уточнение понятия алгоритма. Необходимость уточнения понятия алгоритма. Операторные алгоритмические системы. Машина Тьюринга.

Тема 9. Введение в системное программное обеспечение. Понятие о системе обработки информации (СОИ). Общая структура СОИ. Архитектура системного программного обеспечения. Назначение и функции операционной системы (ОС). Общая структура ОС. Логическая организация файловой системы. Организация комфортной работы с компьютером. Этапы построения загрузочного модуля. Архивация файлов

Тема 10. Элементы архитектуры современных ЭВМ. Поколения ЭВМ. Способы повышения производительности ЭВМ. Конвейерная и параллельная обработки. Понятие о вычислительном комплексе.

Тема 11. Информация и информационные процессы. Понятие информации. Виды и свойства информации. Основные информационные процессы. Подходы к измерению информации.


4.3. Лабораторный практикум на ЭВМ

Практические и лабораторные занятия проводятся по одним темам.


4.4. Практические занятия

Тема 1. Простейшие программы, ввод/вывод данных, условный оператор, операторы цикла.

Тема 2. Функции. Описание функций. Механизмы передачи аргументов.

Тема 3. Числовые массивы, указатели.

Тема 4. Многомерные массивы. Задачи на матрицы.

Тема 5. Строки. Строки, массивы строк.

Тема 6. Логические операции. Базовые логические операции. Тип bool. Формирование сложных условий. Побитовые операции.

Тема 7. Ассемблерные вставки.

Тема 8. Методы поиска. Поиск элемента в числовом массиве, подстроки в строке

Тема 9. Сортировка. Методы сортировки числовых массивов.

Тема 10. Файлы. Работа с файлами.

Тема 11. Абстрактные типы данных. Структуры.

Тема 12. Польская инверсная запись.


4.5. Курсовой проект (курсовая работа)


Курсовой проект не предусмотрен.


5. Образовательные технологии


В рамках данного курса предусмотрены активные и интерактивные формы проведения занятий (компьютерные симуляции, разбор конкретных ситуаций)

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины


Все необходимое учебно-методическое обеспечение по дисциплине представлено в печатном или электронном виде в библиотеке ТГУ, а также в электронном виде в сети Интернет на сайте кафедры программирования или ИДО ТГУ.

В качестве текущего контроля успеваемости в конце каждой темы проводиться электронное тестирование по материалам темы. В середине семестра (8 неделя) и в конце семестра (15 неделя) проводятся письменные контрольные работы.

В конце каждого семестра сдается теоретический зачет.


6.1. Примерный перечень вопросов к зачету:

1 семестр:
  1. Предыстория развития вычислительной техники. Аналитическая машина Ч.Бэббиджа. Основные принципы фон Неймана.
  2. Понятие алгоритма. Классификация алгоритмов. Свойства вычислительного алгоритма.
  3. Схема выполнения основных операторов. Первичный анализ правильности алгоритма.
  4. Понятие о системе счисления. Разновидности систем счисления. Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую.
  5. Обобщенная структурно-функциональная схема универсальной ЭВМ.
  6. Общая структура центрального процессора (ЦП). Форматы машинных команд. Схема выполнения машинной команды.
  7. Типы и характеристики запоминающих устройств.
  8. Структура и характеристики ОЗУ. Способы представления различных типов данных в оперативной памяти.
  9. Структура и характеристики ПЗУ.
  10. Структура ассоциативной памяти. Организация Кэш-памяти.
  11. Стековая организация памяти. Использование стека для вычисления выражений в ПОЛИЗ.
  12. Организация и характеристики внешней памяти на дисках.
  13. Классификация устройств ввода-вывода. Текстовые и графические УВВ. Принципы работы графических устройств вывода.
  14. Магистраль "Общая шина". Контроллеры периферийных устройств и уровни сопряжения.
  15. Система прерываний. Понятие о прерывании. Классификация прерываний. Общая схема обработки прерывания.
  16. Виды программно-управляемого обмена. Сценарий обмена в режиме прерывания.
  17. Логические основы ЭВМ. Базовые логические операции.
  18. Понятие комбинационной схемы (полусумматор, сумматор, многоразрядный сумматор).
  19. Понятие последовательностной схемы (триггер «защелка», синхронизирующий триггер, RS-триггер).

2 семестр:
  1. Механизмы передачи параметров функциям и процедурам.
  2. Основы тестирования методом черного ящика.
  3. Основы тестирования методом белого ящика.
  4. Назначение, структура и функционирование машины Тьюринга.
  5. Общая структура СОИ.
  6. Назначение и функции операционной системы (ОС).
  7. Общая структура ОС.
  8. Логическая организация файловой системы.
  9. Этапы построения загрузочного модуля.
  10. Способы сжатия файлов. Алгоритм Хаффмана.
  11. Общие принципы организации конвейера Конвейер для выполнения чисел с плавающей запятой.
  12. Общие принципы организации конвейера. Конвейер выполнения машинных команд. Понятие о CISC и SISC архитектурах.
  13. Уровни параллелизма.
  14. Общая организация векторного процессора.
  15. Общая организация матричного процессора.
  16. Возможные трактовки термина "информация".
  17. Основные свойства информации.
  18. Понятие и виды информационных процессов.
  19. Подходы к измерению информации и единицы информации.



7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины


а) Основная литература:
    1. Информатика.Базовый курс. 2-е издание /Под ред. С.В.Симоновича. – СПб.: Питер, 2006.
    2. Сырецкий Г.А. Информатика. Фундаментальный курс. Том 1. Основы информационной и вычислительной техники. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
    3. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. – М.: ИНФРА, 1997.
    4. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2004.

б) Дополнительная литература:
  1. Головчинер М.Н. Введение в алгоритмизацию. /Конспект лекций/ – Томск: ТГУ, 1992.
  2. Головчинер М.Н. Введение в архитектуру ЭВМ. Часть 1. Основы организации. /Конспект лекций/ – Томск: ТГУ, 1997.
  3. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2006.


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины


8.1. Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения занятий

Для чтения лекций и проведения практических занятий используются стандартно оборудованные лекционные аудитории. Для проведения лабораторных занятий – компьютерные классы. А также аудитории для проведения интерактивных лекций: видеопроектор, экран настенный, др. оборудование.


8.2. Требования к специализированному оборудованию

Рабочие места преподавателя и студентов должны быть оснащены оборудованием не ниже: Pentium |||-800/ОЗУ-256 Мб / Video-32 Мб / HDD 80 Гб / СD-ROM – 48x / Network adapter – 10/100/ Мбс / SVGA – 15”.


8.3. Требования к специализированному программному обеспечению

При использовании электронных учебных пособий каждый обучающийся во время занятий и самостоятельной подготовки должен быть обеспечен рабочим местом в компьютерном классе с выходом в Интернет и корпоративную сеть факультета. Лаборатории (компьютерные классы) должны быть обеспечены пакетом Microsoft Visual Studio..


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 010400 – Прикладная математика и информатика


Авторы: к.т.н., доцент М.Н.Головчинер, ст. преподаватель Н.Б.Буторина.

Рецензент: к.т.н., доцент С.Л.Миньков.


Программа одобрена на заседании Ученого Совета ФПМК

от “___” __________ 2011 г., протокол № ____.