2. Предметы изучения
2.1. Базовые определения и понятия информатики.
2.2. Основы структурного программирования.
2.3. Основы объектно-ориентированного программирования.
3. Объекты изучения
3.1. Технические и программные средства реализации информационных процессов и технологий.
3.2. Аппаратное и математическое обеспечение современных компьютеров.
3.2. Языки программирования Си и Си++.
3.2. Программное обеспечение и технологии программирования
4. Результаты изучения
4.1. Представления
В результате изучения дисциплины у студентов должны быть сформулированы представления о:
теоретических и практических проблемах информатики как области знаний и практической деятельности человека, связанных с информационными процессами в природе, обществе и технике,
разделах информатики, ее структуре,
программных, технических и прикладных средствах информатики,
месте и роли информатики в обществе и природе.
4.2. Знания
После изучения дисциплины студент должен знать содержание:
базовых определений и понятий, проблематику информатики и ее основных разделов,
требований к формальному аппарату и постановке основных задач по разделам информатики,
структур, назначений, особенностей и краткой характеристики функциональных возможностей различных информационных технологий, формальных, технических (аппаратных, программных, математических, методических и т.п.) средств их поддержки,
Умения и навыки
После изучения дисциплины студент должен приобрести умения и навыки:
ориентироваться в области информатики, пользоваться специальной литературой в изучаемой предметной области;
обосновывать выбор средств для решения конкретных задач;
ориентироваться в структурах программных и технических средств информатики, их возможностях, назначениях, перспективах развития.
программировать на языках высокого уровня.
2. Содержание дисциплины
Семестр 1. 17 лекций, 4 лабораторные работы (зачет).
1. Введение (2 час). Предмет, объект, метод, цель и задачи информатики. Первые определения и понятия. Место и роль информатики в учебном плане и в работе выпускника по направлению 551900 "Оптотехника". Информатика как важнейший компонент человеческого общества и высоких технологий. Основная литература по дисциплине и ее краткий анализ.
2. Цифровая обработка информации (4 часа). Непрерывная и дискретная информация. История развития вычислительной техники. Системы счисления. Основные логические операции. Программное и аппаратное обеспечение.
3. Введение в Си (2 часа). Общая характеристика языка. Подготовка и выполнение программ. Разработка первой программы.
4. Типы данных (2 часа). Стандартные типы данных в языке Си. Описание данных в программе. Байт, машинное слово. Отрицательные числа. Числа с плавающей точкой. Массивы переменных. Строки символов.
5. Элементы языка Си (2 часа). Алфавит. Идентификаторы. Ключевые слова. Комментарии. Константы. Операции и выражения. Преобразование типов. Порядок выполнения. Простейшие операторы.
6. Адреса и указатели (4 часа). Адресная арифметика. Указатели на массивы. Динамическое выделение памяти под массивы. Инициализация указателей
7. Функции (2 часа). Формальные и фактические параметры. Использование указателей в качестве аргументов функций. Предварительное описание функций. Рекурсивные вызовы функций. Аргументы командной строки.
8. Ввод и вывод (4 часа). Файлы и каталоги. Стандартные функции. Ввод/вывод потоком символов. Операции ввода/вывода низкого уровня. Управление файлами и каталогами. Внешние устройства как специальные файлы. Ввод/вывод через порты. Работа с мышью.
9. Работа с графикой (2 часа). Инициализация. Линейные объекты. Установка цвета. Геометрические фигуры. Работа с изображениями. Работа со шрифтами. Понятие режима вывода. Понятие окна. Понятие палитры.
10. Структура программы (4 часа). Блоки. Классы памяти. Автоматические переменные. Внешние объекты программы. Статические переменные и функции. Регистровые переменные. Препроцессор языка Си. Директива #define. Директива #undef. Директива #include. Модели памяти.
11. Структуры (4 часа). Массивы структур. Указатели на структуры. Вложение структур. Структуры и функции. Объединения. Перечисления. Определение новых типов данных. Классы памяти.
12. Типовые ошибки (2 часа). Использование неинициализированного указателя. Отсутствие завершающего нулевого байта в конце строки. Лишний шаг в цикле. Использование знака присваивания(=) вместо тождества(==). Некорректное указание пути к файлу. Пропуск оператора break в переключателе. Передача в функцию копии аргумента вместо его адреса. Неподключение необходимых header-файлов. Прочие ошибки.
Семестр 1. - Лабораторные работы (4 работы по 4 часа)
Цель лабораторных работ в первом семестре – получение первичных навыков работы на персональных компьютерах и умение редактировать, отлаживать и самостоятельно разрабатывать простейшие арифметические программы.
Начальная работа с компьютером. Изучение операционной системы. Изучение интегрированной среды Borland C. Простейшая программа.
Вввод–вывод. Условные операции. Простейшие программы, реализующие арифметические алгоритмы. Решение квадратного уравнения. Решение системы уравнений.
Циклы. Нахождение суммы, произведения, факториалов.
Изучение структуры встроенных типов (целые, числа с плавающей запятой). Представление их в компьютере.
Ниже в таблице приведена рейтинговая система оценки работы студента по отдельным видам деятельности.
-
Вид деятельности
Максимальный рейтинг
Достаточный рейтинг для зачета
Контрольная работа
15
10
Лабораторная работа
10 (4*10=40)
30
Итого:
55
40
Для допуска к экзамену нужно набрать не менее 40 баллов.
Семестр 2. 17 лекций, 8 лабораторных работ (РГЗ, экзамен).
Основы С++ (4 часа). Компилятор, библиотекарь, редактор связей. Интегрированная среда Borland C++ . Введение в C++. Отличие C++ от C. С++ как улучшенный С. Пример программ на Си++.
Классы в С++ (4 часа). Функции члены. Классы. Ссылки на себя. Конструторы. Деструкторы. Inline-функции. Уточнение имени члена. Вложенные классы. Статические члены. Друзья.
Конструкторы и Деструкторы (2 часа). Статическая память. Свободная память. Объекты переменнного размера.
Перегрузка операций (4 часа). Функции операции. Бинарные и унарные операции. Предопределенные операции. Операции над различными типами. Определяемое преобразование типа. Конструкторы. Операции преобразования. Большие объекты. Присваивание и инициализация. Индексирование. Вызов функции. Класс строка. Друзья и члены.
Производные классы (4 часа). Построение производного класса. Функции члены. Видимость. Указатели. Иерархия типов. Конструкторы и деструкторы. Множественное наследование. Виртуальный базовый класс. Private, Public, Protected.
Полиморфизм (4 часа). Виртуальные функции-члены. Абстрактные классы.
Потоки (4 часа). Библиотека потоков. Предопределенные объекты-потоки. Ввод/вывод встроенных типов. Ввод/вывод типов,определяемых пользователем. Форматирование. Ошибки потоков. Состояния потокa. Файловый ввод/вывод с применением потоков. Неформатированный ввод/вывод. Другие часто используемые функции.
Шаблоны (4 часа). Шаблоны функций. Шаблоны классов. Недостатки шаблонов.
Обработка исключений (2 часа). Общие принципы. Синтаксис и семантика.
Семестр 2. - Лабораторные работы (8 работы по 4 часа)
Цель лабораторных работ во втором семестре – получение устойчивых навыков самостоятельной разработки и отладки сложных алгоритмических программ.
1. Циклы, ряды
2. Массивы
3. Операции с символами
4. Графика
5. Решение систем нелинейных уравнения
6. Файлы, файловый ввод-вывод
7. Структуры
8. Классы
Семестр 2. - РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
Цель работы: закрепление теоретических знаний и формирование практических навыков при решении конкретной прикладной задачи – разработке класса чисел для работы с переменной точностью.
Тема работы: составить класс рациональных чисел для работы с бесконечной точностью, предусмотреть перегруженные операции – сложения, вычитания, умножения и деления, ввода и вывода.
Необходимо проанализировать полученные результаты на примере решения конкретной математической задачи.
Ниже в таблице приведена рейтинговая система оценки работы студента по отдельным видам деятельности.
-
Вид деятельности
Максимальный рейтинг
Достаточный рейтинг для зачета
Контрольная работа
10
7
Лабораторные работы
5 (5*8=40)
35
Расчетно-графическое задание
15
10
Итоговый тест
15
10
Итого:
80
62
Для получения зачета необходимо набрать не менее 62 баллов.
Семестр 3. Компьютерный практикум. 15 лабораторных работ (зачет).
Цель лабораторных работ во втором семестре – получение навыков разработки и отладки программ в среде программирования WINDOWS.
Общая идеология и простейшие программы
Построение проектов. Создание окон
Стандартная программа в средеWINDOWS
Сообщения и отображение текста
Ввод информации с помощью клавиатуры
Ввод информации с помощью мыши
Ресурсы
Управление цветом и bitmap
Интерфейс графических устройств.
Меню в Windows. Программирование диалогов
Сложные диалоги. Размещение и извлечение данных.
Графические элементы управления
Работа с файлами в Windows
Мультидокументный интерфейс (MDI)
Мультимедиа
Примерные темы курсовых работ
Вычисление бесконечной последовательности простых чисел
Разработка калькулятора с бесконечной точностью
Разработка интерпретатора для обработки арифметических операций с бесконечной точностью
Вычисление числа Пи с бесконечной точностью
Реализация ввода-вывода переменных типа long double, чисел с бесконечной точностью
Разработка класса рациональных чисел для работы с бесконечной точностью
Разработка класса векторов и матриц (сложение, вычитание, умножение, определитель, вычисление обратной матрицы)
Разработка класса графических кнопок
Редактор изображений 32 на 32. Ввод и вывод в форматах ico и bmp
Разработка графического редактора
Разработка программы «фоторобот»
Восстановление объемных тел по проекциям
Моделирование объемных изображений (SIRD)
Разработка графической надстройки для работы в DOS (типа NC)
Разработка графической надстройки для работы в DOS (типа WINDOWS)
Совмещение двух изображений. Получение среднего
Плавное перетекание одного изображения в другое (Морфинг)
Генератор фрактайлов. Вывод результирующих изображений в формате bmp, tif
Просмотр изображений. Создание фотоальбома
Интерактивный редактор для выделения центров полос интерферограмм
Реализация быстрого алгоритма умножения Тоома-Кука
Нахождение узоров из простых чисел
Разработка игры "Жизнь"
Разработка игры "Калах"
Разработка игры "Line"
Разработка игры карточной игры «Покер» с графическим интерфейсом
Разработка игры "Тетрис"
Разработка игры "крестики-нолики"
Ниже в таблице приведена рейтинговая система оценки работы студента по отдельным видам деятельности.
-
Вид деятельности
Максимальный рейтинг
Достаточный рейтинг для зачета
Контрольная работа
10
7
Лабораторные работы
5 (5*15=75)
65
Итоговый тест
15
10
Итого:
100
82
Для получения зачета необходимо набрать не менее 82 баллов.