Теоретические основы информатики
.pdf14.Дайте определение понятия «реквизит информационного объекта».
15.Для чего используются классификаторы, что они собой представляют?
16.Перечислите основные достоинства и недостатки иерархической системы классификации.
17.Перечислите основные достоинства и недостатки фасетной системы классификации.
18.Перечислите основные достоинства и недостатки дескрипторной системы классификации.
19.Что такое «система кодирования»?
20.Что такое код?
21.В чем состоит процедура классификационного кодирования?
22.В чем состоит процедура регистрационного кодирования?
23.Какова роль кодирования при передаче информации по каналам телекоммуникации?
Основная литература
1.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров
"Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова, В.Б.
Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
Дополнительная литература
1.Абросимова, Марина Александровна. Информационные технологии в государственном и муниципальном управлении : учеб. пособие / М. А. Абросимова. - М. : КноРус, 2011.
- 245 c.
2.Соколов А.В. Философия информации: проф.-мировоззр. учебное пособие / А.В. Соко-
лов.; С-Петербург. гос. ун-т культуры и искусств. – СПб. : СПбГУКИ, 2010. – 368 с.
3.Венделева, Мария Александровна. Информационные технологии управления : учеб.
пособие для бакалавров / М. А. Венделева, Ю. В. Вертакова. - М. : Юрайт, 2011. - 462 c.
Тема 3. Арифметические, лингвистические и логические основы информатики (4 часа)
Арифметика как раздел математики, базовый для информатики. Способы представления данных в числовой форме. Числовые данные. Позиционные системы счисления. Двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Представление целых чисел. Прямой, обратный и дополнительный код. Представление чисел с плавающей запятой. Выполнение арифметических действий над числами, представленными в различных системах счисления.
11
Текстовые данные и алфавиты. Представление текстовых данных. Алфавиты и языки. Естественные и формальные языки. Формальные грамматики и способы формального определения языков. Математическая лингвистика.
Аудиоданные и форматы их представления. Видеоданные и форматы их представления. Пространственно распределенные данные. Операции над данными. Арифметические операции. Функциональное определение операций. Логические операции. Логические функции. Функционально полные системы логических функций. Дизъюнктивноконъюнктивные нормальные формы булевых функций. Преобразование булевых функций к нормальной форме. Операции над текстовыми данными: конкатенация, замена, вставка. Графические данные и форматы их представления. Операции с графическими данными. Операции с аудиоданными. Операции с видеоданными. Операции с пространственно распределенными данными.
Контрольные вопросы
1.Что представляет собой предметная область арифметики?
2.В чем состоят особенности кодирования информационных объектов с помощью числового кода?
3.Что называется «основание системы счисления»?
4.Чем определяется выбор основания системы счисления в различных условиях?
5.Приведите пример позиционной и непозиционной систем счисления.
6.Чем обусловлена сложность выполнения арифметических действий над числами, записанными в римской системе?
7.Почему в информационных технологиях особую роль играют системы счисления с основанием, равным целым степеням двойки?
8.Каким образом в памяти компьютера представляются натуральные числа?
9.Для чего используется дополнительный код?
10.Как представляются в памяти компьютера дробные числа?
11.Что такое «мантисса» и «показатель»?
12.Каким образом целые числа преобразуются из одной системы счисления в другую?
13.Упорядочьте по возрастанию числа 6D16;11110;1568.
14.Что такое «полиномиальное представление числа»?
15.Дайте пример самого короткого и самого длинного из известных вам алфавитов.
16.Что такое «лексическая единица»?
17.Что представляет собой язык с точки зрения математической лингвистики?
18.Что такое грамматика формального языка?
19.Что представляют собой процедуры дискретизации и синтеза аналогового сигнала?
20.Каким образом в компьютере представляется графическая информация?
21.Каким образом в компьютере представляются аудиоданные?
22.Каким образом в компьютере представляются видеоданные?
23.Что представляют собой логические функции?
24.Что такое «совершенная дизъюнктивная нормальная форма»?
25.Что такое «совершенная конъюнктивная нормальная форма»?
26.Что такое «пространственно распределенные данные»?
12
Основная литература
1.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров
"Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова, В.Б.
Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
Дополнительная литература
1.Шапорев С. Информатика. Теоретический курс и практические занятия. — СПб.: БХВ-
Петербург, 2010 г. — 480 с. — Электронное издание. — Гриф НМС по математике. —
ISBN 978-5-9775-0242-9
Тема 4. Теория алгоритмов и способы их представления
Эта тема прорабатывается самостоятельно по литературе. Предусмотрена подготовка докладов студентами. Список рекомендуемой литературы представлен в разделе практических занятий.
Контрольные вопросы
1.Дайте определение алгоритма.
2.Что представляет собой конечность алгоритма?
3.Что представляет собой универсальность алгоритма?
4.Что представляет собой эффективность алгоритма?
5.Каково прикладное значение тезиса Черча-Тьюринга?
6.Каким образом оценивается вычислительная сложность алгоритма?
7.Дайте определение понятия «формальный автомат».
8.В чем разница между синхронным и асинхронным автоматом?
9.Что такое «такт автомата»?
10.Чем автоматы Мили отличаются от автоматов Мура?
11.Каким образом автоматы двух типов представляются графически?
12.Какова связь между автоматами и формальными языками?
13.Что представляет собой машина Тьюринга?
14.Для каких целей используются машины Тьюринга?
15.Что представляет собой псевдокод?
16.Какие функциональные блоки используются при построении блок-схем?
17.Дайте характеристики уровней алгоритмических языков.
18.Дайте примеры и краткие характеристики алгоритмических языков, ориентированных на вычислительные задачи.
19.Дайте примеры и краткие характеристики алгоритмических языков, ориентированных на обработку нечисловых данных.
20.Дайте примеры и краткие характеристики алгоритмических языков, ориентированных на задачи системного программирования.
13
21.Дайте примеры и краткие характеристики алгоритмических языков, ориентированных на задачи сетевой обработки данных.
Основная литература
1.Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. Новая версия для Оберона. — М.: ДМК-
Пресс, 2010 г. — 272 с. — Электронное издание. — ISBN 978-5-94074-584-6
2.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров
"Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова, В.Б.
Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
Дополнительная литература
1.Кауфман В. Ш. Языки программирования. Концепции и принципы. — М.: ДМК-Пресс, 2010 г. — 464 с. — Электронное издание. — ISBN 978-5-94074-622-5
2.Кубенский А. Структуры и алгоритмы обработки данных: обьектно ориентированный подход и реализация на С++. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010 г. — 464 с. — Электрон-
ное издание. — Гриф УМО. — ISBN 5-94157-506-8
Тема 5. Структуры данных и работа с ними (4 часа)
Структуры данных, способы их хранения, передачи и обработки. Линейные, табличные, древовидные структуры данных. Задачи обхода и сортировки структурированных данных. Статические и динамические структуры данных. Массивы одномерные и многомерные. Односвязные и двусвязные списки. Стеки. Очереди. Кольца. Отображения. Графы. Деревья. Двоичные деревья. Словари. Хеш-таблицы. Декомпозиция до стандартных типов данных.
Контрольные вопросы
1.Как соотносятся структурированные и неструктурированные данные?
2.Какую роль в выборе структуры данных играют вопросы интерпретации этих данных?
3.Чем отличаются физическая, логическая и концептуальная структуризация данных?
4.Какие задачи решаются при концептуальном структурировании?
5.Какие задачи решаются при логическом структурировании?
6.Какие задачи решаются при физическом структурировании?
7.Что такое «стандартные типы данных»?
8.Перечислите стандартные типы данных и связанные с ними операции.
9.Приведите примеры задач, в которых удобно использовать линейные структуры данных.
14
10.Приведите примеры задач, в которых удобно использовать табличные структуры данных.
11.Приведите примеры задач, в которых удобно использовать древовидные структуры данных.
12.Дайте определение задачи обхода структурированных данных.
13.Дайте определение сортировки данных.
14.Дайте определение понятий «первичный ключ сортировки» и «вторичный ключ сортировки».
15.Перечислите основные алгоритмы сортировки линейного массива.
16.Дайте определение динамической структуры данных.
17.Поясните устройство многомерного массива данных.
18.Перечислите основные операции над массивами данных на примере двухмерного массива – матрицы.
19.Дайте определение списка и назовите задачи, в алгоритмизации которых удобны такие типы данных.
20.Чем двухсвязный список отличается от односвязного?
21.Дайте определения графа и бинарного графа.
22.Что представляет собой операция хеширования и в каких случаях она применяется?
23.Что представляет собой процедура декомпозиции структуры данных?
Основная литература
1.Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. Новая версия для Оберона. — М.: ДМК-
Пресс, 2010 г. — 272 с. — Электронное издание. — ISBN 978-5-94074-584-6
2.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров
"Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова, В.Б.
Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
Дополнительная литература
1.Венделева, Мария Александровна. Информационные технологии управления : учеб.
пособие для бакалавров / М. А. Венделева, Ю. В. Вертакова. - М. : Юрайт, 2011. - 462 c.
2.Кубенский А. Структуры и алгоритмы обработки данных: обьектно ориентированный подход и реализация на С++. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010 г. — 464 с. — Электрон-
ное издание. — Гриф УМО. — ISBN 5-94157-506-8
15
Тема 6. Информационное моделирование
Эта тема прорабатывается самостоятельно по литературе. Предусмотрена подготовка докладов студентами. Список рекомендуемой литературы представлен в разделе практических занятий.
Тема 7. Информационные технологии и информационные системы (2 часа)
Понятие информационной технологии. Автоматизация информационных технологий. Новые информационные технологии. Составляющие информационной технологии. Этапы развития информационных технологий. Проблемы использования информационных технологий. Методология использования информационной технологии. Варианты внедрения информационных технологий. Примеры новых информационных технологий. Понятие информационной системы. Этапы развития информационных систем. Процессы в информационной системе. Информационные системы управления. Структура информационной системы. Информационное, техническое, программное, организационное и правовое обеспечение информационных систем. Классификации информационных систем. Жизненный цикл информационной системы. Примеры некоторых классов информационных систем. Обзор цикла дисциплин, связанных с информационными технологиями и информационными системами.
Контрольные вопросы
1.Что такое «информационная технология»?
2.В чем состоят сходства и отличия информационных технологий и технологий материального производства?
3.Каким образом информационную технологию можно представить в виде иерархии?
4.Каким требованиям должна удовлетворять информационная технология?
5.В каком соотношении находятся информационные системы и информационные технологии?
6.Что представляет собой инструментарий информационной технологии?
7.В чем состоит новизна современных информационных технологий?
8.Назовите основные этапы развития информационных технологий.
9.В чем состоит методология использования информационной технологии?
10.Каковы особенности внедрения современных информационных технологий?
11.Что такое «информационная система»?
12.В чем состоит разница между компьютерами и информационными системами?
13.Как можно представить процессы, происходящие в информационной системе?
14.Почему информационные системы являются стратегическим средством развития организации (фирмы)?
15.Какие задачи решаются при проектировании информационных систем?
16.Что представляет собой обобщенная структура информационной системы?
17.Что представляет собой техническое обеспечение информационной системы?
18.Что представляет собой информационное обеспечение информационной системы?
16
19.Что представляет собой программное обеспечение информационной системы?
20.Что представляет собой организационное обеспечение информационной системы?
21.Что представляет собой правовое обеспечение информационной системы?
22.Каковы основные модели жизненного цикла информационной системы?
Основная литература
1.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика : учебник для студен-
тов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалав-
ров "Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова,
В.Б. Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
2.Трофимов В.В. - Отв. ред. Информационные системы и технологии в экономике и управлении 3-е изд. Учебник для вузов. — М.:Издательство Юрайт, 2011 г. — 521 с. —
Электронное издание. — Гриф УМО. — ISBN 978-5-9916-0919-7 |
На |
книжной |
полке
Дополнительная литература
1.Петров В. Н., Избачков Ю. С. Информационные системы: Учебник для вузов. 2-е изд.
— СПб.: Питер, 2010 г. — 656 с. — Электронное издание. — Гриф МО. — ISBN 978-5- 469-00641-1
2.Информационные технологии : учебник / [В.В. Трофимов и др.] ; под ред. В.В. Трофи-
мова ; С.-Петерб. гос. ун-т экономики и финансов. - М. : Юрайт, 2011. - 624 c.
3.Исаев, Георгий Николаевич. Информационные технологии : учеб. пособие / Г. Н. Иса-
ев. - М. : Омега-Л, 2012. - 464 c.
17
Список рекомендуемой литературы
Основная литература
1.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика : учебник для студен-
тов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалав-
ров "Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова,
В.Б. Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
2.Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. Новая версия для Оберона. — М.: ДМК-
Пресс, 2010 г. — 272 с. — Электронное издание. — ISBN 978-5-94074-584-6
3.Шапорев, С. Информатика. Теоретический курс и практические занятия / С. Шапорев.
– СПб: БХВ-Петербург, 2010. – 480 с.
Дополнительная литература
1.Зверев, Г.Н. Теоретическая информатика и ее основания. т.т. 1 и 2 / Г.Н. Зверев. – М.:
Физматлит, 2008, 592+576с.
2.Могилев, А., Листрова Л. Информация и информационные процессы. Социальная ин-
форматика. СПб: БХВ-Петербург, 2010. – 240 с.
3.Гусева Е.Н. Экономико-математическое моделирование. / Е.Н. Гусева. – М.:Флинта – Наука, 2011, 310 с.
18
Планы семинарских занятий
Занятие 1. Тема 2. Инфометрика и основы кодирования информации. Типы данных (4 часа).
Семинарское занятие посвящено выработке практических навыков расчета информационного объема сообщений, представленных с помощью различных типов данных.
Вопросы для обсуждения
1.Решение задач на расчет объема информации, содержащейся в текстовом сообщении.
2.Решение задач на расчет объема информации, содержащейся в изображении.
3.Решение задач на расчет объема информации, содержащейся в видеоролике.
4.Решение задач на расчет объема информации, содержащейся в аудиоролике.
5.Решение задач на расчет мощности информационных потоков.
Основная литература
1.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика : учебник для студен-
тов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалав-
ров "Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова,
В.Б. Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
2.Шапорев, С. Информатика. Теоретический курс и практические занятия / С. Шапорев.
– СПб: БХВ-Петербург, 2010. – 480 с.
Дополнительная литература
1.Симонович, С. Информатика. Базовый курс: учебник для ВУЗов / С. Симонович. – 3-у
издание, стандарт 3 поколения, СПб: Питер, 2011. – 640 с.
2.Зверев, Г.Н. Теоретическая информатика и ее основания. т.т. 1 и 2 / Г.Н. Зверев. – М.:
Физматлит, 2008, 592+576с.
Занятие 2. Тема 3. Арифметические, лингвистические и логические основы информатики (4 часа).
Семинарское занятие посвящено выработке практических навыков по построению систем кодирования информации
Вопросы для обсуждения
1.Пример последовательного кодирования – табельные номера.
2.Пример группового кодирования – телефонные номера.
3.Пример систем с избыточным и недостаточным кодированием. Индексирование.
4.Пример системы помехоустойчивого кодирования – код Хэмминга.
Основная литература
1.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика : учебник для студен-
тов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалав-
19
ров "Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова,
В.Б. Волков. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2011. - 573 с. : ил. ; 24 см. - (Учебник для вузов) (Стандарт третьего поколения) (Для бакалавров).
2.Шапорев, С. Информатика. Теоретический курс и практические занятия / С. Шапорев.
– СПб: БХВ-Петербург, 2010. – 480 с.
Дополнительная литература
1.Симонович, С. Информатика. Базовый курс: учебник для ВУЗов / С. Симонович. – 3-у
издание, стандарт 3 поколения, СПб: Питер, 2011. – 640 с.
2.Зверев, Г.Н. Теоретическая информатика и ее основания. т.т. 1 и 2 / Г.Н. Зверев. – М.:
Физматлит, 2008, 592+576с.
Занятие 3. Тема 3. Арифметические, лингвистические и логические основы информатики (4 часа).
Семинарское занятие посвящено выработке практических навыков по работе с арифметическими действиями в различных системах счисления, построению и минимизации булевских функций с помощью нескольких методов.
Вопросы для обсуждения
1.Представление числовых данных в памяти компьютера. Двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
2.Приемы перевода числовых данных из одной системы счисления в другую.
3.Выполнение операций над данными, представленными в числовой форме.
4.Логические операции и Булевы функции.
5.Табличная и аналитическая форма записи функций.
6.Приведение аналитической формы записи логической функции к нормальной дизъюнктивной и конъюнктивной формам.
7.Разбор примеров и решение контрольного задания.
Темы для докладов
1.Полные системы Булевых функций – стрелка Пирса и штрих Шеффера.
2.Минимизация Булевых функций для реализации в том или ином базисе.
3.Минимизация по картам Карно.
Основная литература
1.Шапорев, С. Информатика. Теоретический курс и практические занятия / С. Шапорев.
– СПб: БХВ-Петербург, 2010. – 480 с.
Дополнительная литература
1.Зверев, Г.Н. Теоретическая информатика и ее основания. т.т. 1 и 2 / Г.Н. Зверев. – М.:
Физматлит, 2008, 592+576с.
2.Макарова, Н. В. (д-р пед. наук; канд. техн. наук). Информатика : учебник для студен-
тов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалав-
ров "Системный анализ и управление" и "Экономика и управление" / Н.В. Макарова,
20