- •Обзорные лекции к государственному экзамену по информатике для студентов математического факультета специальность «Математика с дополнительной специальностью «Информатика»
- •Теория и методика обучения информатике
- •1.Понятие информации. Непрерывная и дискретная формы представления информации. Количество и единицы измерения информации. Эвм как универсальное средство обработки информации.
- •2.Понятие алгоритма, его основные свойства. Исполнитель алгоритмов. Способы представления алгоритмов. Рекурсия и итерация.
- •3. Понятие объектно-ориентированного анализа, проектирования и программирования.
- •4.Понятие о системе программирования, ее основные функции и компоненты. Интерпретаторы и компиляторы. Трансляция программ.
- •5.Интерфейсные объекты: управляющие элементы, окна, диалоги. События и сообщения. Механизмы передачи и обработки сообщений в объектно-ориентированных средах.
- •Страница Dialogs
- •6.Классификация данных. Типы данных. Совместимость типов. Константы и переменные. Работа с данными статической структуры. Простые типы данных и работа с ними.
- •Целые типы
- •Вещественные типы
- •Логический тип
- •Символьный тип
- •Выражения
- •7. Структурированные типы данных и работа с ними
- •8.Операторы передачи управления в языках программирования.
- •9.Операторы организации циклов в языках программирования.
- •12.Графические процедуры и функции. Графические объекты.
- •1 Группа:
- •Оператор
- •Рисует эллипс, вписанный в компонент ImgGrafic и заполненный красной штриховкой.
- •2 Группа:
- •13.Алгоритмы сортировки, сравнение алгоритмов сортировки.
- •Сортировка выбором
- •Сортировка обменом (методом "пузырька")
- •Сортировка хоара
- •1.Возьмем для сортировки несколько чисел
- •2.Установим указатели на I и j. Теперь будем двигать j по направлению (влево)
- •3.Меняем местами числа, указатели, условие и направление на противоположное.
- •5.Меняем местами числа, указатели, условие и направление на противоположное.
- •7.Так делаем до тех пор, пока I не встретится с j.
- •8.Теперь разделим данный список на 2 и отсортируем их по тому же закону при помощи рекурсивной процедуры.
- •14.Последовательный и бинарный поиск, сравнение способов организации поиска.
- •15.Операционные системы (ос. Основные функции ос. Состав ос: внутренние (встроенные) и внешние (программы-утилиты). Команды ос Сетевые ос.
- •16.Прикладное программное обеспечение общего назначения. Системы обработки текстов. Системы машинной графики.
- •При наборе текста в Word 97 придерживаются следующих правил:
- •Свои параметры форматирования имеют и символы текста (шрифт): - тип (какое-либо название, например, Times New Roman, Arial и т.Д.);
- •- Начертание (обычный, полужирный, курсив, подчеркнутый).
- •17. Электронные таблицы
- •Отмена операций
- •Создание рабочей книги
- •Сохранение рабочей книги
- •Закрытие рабочей книги
- •Завершение работы с Microsoft Excel
- •Операции с листами рабочих книг
- •Установление шрифта
- •18.Прикладные инструментальные пакеты для решения задач на эвм.
- •19.Антивирусные программы. Архиваторы. Программы обслуживания дисков.
- •16. Понятие "модель". Виды моделирования. Компьютерная модель. Математические модели.
- •21. Понятие архитектуры и основные типы архитектуры эвм. Типовая схема эвм, принципы Фон-Неймана. Оперативная память, центральный процессор эвм.
- •22. Периферийные устройства персонального компьютера
- •23. Компьютерные сети.
- •24. Интернет как технология и информационный ресурс (сеть). Технология электронной почты. Технология обмена файлами (ftp). Технология www. Поиск информации в Интернет.
- •25.Язык html как средство создания информационных ресурсов Интернет.
- •Список базовых тэгов html
- •Добавление стилей в html-документ
- •26.Понятие мультимедиа. Создание мультимедийных приложений.
- •Видео и анимация.
- •27.Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. Представление знаний в иис.Понятие об экспертной системе.
- •29.Информационные модели данных: реляционные, иерархические, сетевые. Последовательность создания информационной модели. Взаимосвязи в модели.
- •30.Проектирование баз данных. Определение взаимосвязи между элементами баз данных. Ключи атрибутов данных. Приведение модели к требуемому уровню нормальной формы.
- •I этап. Постановка задачи.
- •II этап. Анализ объекта.
- •III этап. Синтез модели.
- •IV этап. Выбор способов представления информации и программного инструментария.
- •V этап. Синтез компьютерной модели объекта.
- •VI этап. Работа с созданной базой данных.
- •1. Информатика в средней школе. Цели и задачи обучения информатике в школе. Структура обучения информатике в средней общеобразовательной школе. Стандарт школьного образования по информатике.
- •Образовательный стандарт основного общего образования по информатике и информационным технологиям
- •Обязательный минимум содержания основных образовательных программ
- •Требования к уровню подготовки выпускников
- •2. Анализ учебных и методических пособий. Программное обеспечение по курсу информатики.
- •3.Педагогическая функция курса информатики
- •4.Методика введения понятия "Графическая оболочка Windows"
- •Этап работы с готовыми документами
- •Этап построения новых документов
- •5.Методика введения понятия "Компьютер"
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •7.Методика введения понятия «Графические методы»
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •8.Методика введения понятия “Процедуры”
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •9.Методика введения понятия “Команда выбора if”
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •10.Методика введения понятия «Классы»
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •11.Методика введения понятия «Наследование классов»
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •12.Методика введения понятия “Полиморфизм ”
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •13.Методика введения понятия “Команда выбора case”
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •Проект «График функции в полярной системе координат»
- •Проект «Обучение английскому»
- •3 Этап Составление программ
- •17.Методика введения понятия “Цикл while”
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •18.Методика введения понятия “Строки”
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •Количество символов
- •3 Этап Составление программ
- •19. Методика введение понятия о табличной величине и способах обработки табличной информации
- •1 Этап Подготовительный
- •5.Вывод данных из массива в объект:
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •20. Методика введение понятия о методах сортировки табличной информации
- •1 Этап Подготовительный
- •Сортировка обменом (методом "пузырька")
- •Сортировка выбором
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •3 Этап Составление программ
- •21.Методика введения понятия “Файлы”
- •1 Этап Подготовительный
- •2 Этап Работа с готовыми программами
- •Грибник Нарисовать путь грибника по координатам
- •3 Этап Составление программ
- •22.Методика введения понятия «Технология обработки текстовой информации» Подготовительный этап
- •Этап работы с готовыми текстами
- •Этап построения новых текстов
- •23. Методика введения понятия «Технология обработки графической информации» Подготовительный этап
- •Этап работы с готовыми рисунками
- •Этап построения новых рисунков
- •24. Методика введения понятия «Технология обработки числовой информации» Подготовительный этап
- •Этап работы с готовыми таблицами
- •Этап построения новых таблиц
- •25. Методика введения понятия «Технология хранения, поиска и сортировки информации» Подготовительный этап Виды баз данных
- •Виды структур баз данных
- •Этап работы с готовыми таблицами
- •Запросы
- •2.Создание отчетов
- •26.Методика введения понятия “Компьютерные коммуникации”
- •27.Методика введения понятия “Мультимедийные технологии”
- •28. Применение средств информационных и коммуникационных технологий (икт) в образовании
- •29.Организация контроля знаний учащихся с применением средств икт.
- •Критерии отбора материала для тестовых заданий
- •30.Особенности дистанционного обучения.
2.Понятие алгоритма, его основные свойства. Исполнитель алгоритмов. Способы представления алгоритмов. Рекурсия и итерация.
Слово «алгоритм» появилось в 9-м веке и связано с именем математика Аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения четырех арифметических действий над многозначными числами.
В настоящее время понятие алгоритма - одно из фундаментальных понятий науки информатика.
Алгоритм – это точно определенная последовательность действий для некоторого исполнителя, выполняемых по строго определенным правилам и приводящих через некоторое количество шагов к решению задачи.
Исполнитель алгоритмов определяет элементарные действия, из которых формируется алгоритм. Отдельные действия, составляющие алгоритм, называются операциями. При этом под операцией понимается как какое-то единичное действие, например, сложение, так и группа взаимосвязанных действий.
При решении сложных задач исполнителем алгоритма является ЭВМ и составление алгоритма решения задачи является необходимым этапом, детализирующим метод решения для дальнейшего программирования. Программа осуществляет еще более глубокую детализацию решения и его визуализацию.
Свойства алгоритма:
Определенность – выполнив очередное действие, исполнитель должен точно знать, что ему делать дальше.
Дискретность – прежде, чем выполнить определенное действие, надо выполнить предыдущее.
Массовость – по одному и тому же алгоритму решаются однотипные задачи и неоднократно.
Понятность – алгоритм строится для конкретного исполнителя человеком и должен быть ему понятен. Это облегчает его проверку и модификацию при необходимости.
Результативность – алгоритм всегда должен приводить к результату.
Алгоритм моделирует решение задачи в виде точно определенной последовательности действий для некоторого исполнителя по преобразованию исходных данных в результирующие. Процесс составления алгоритмов называют алгоритмизацией.
Алгоритм, реализующий решение задачи, можно представить различными способами: с помощью графического или текстового описания, в виде таблицы значений. Графический способ представления алгоритмов имеет ряд преимуществ благодаря визуальности и явному отображению процесса решения задачи. Алгоритмы, представленные графическими средствами, получили название визуальные алгоритмы. Текстовое описание алгоритма является достаточно компактным и может быть реализовано на абстрактном или реальном языке программирования в виде программы для ЭВМ. Таблицы значений представляют алгоритм неявно, как некоторое преобразование конкретных исходных данных в выходные. Табличный способ описания алгоритмов может быть с успехом применен для проверки правильности функционирования разработанного алгоритма на конкретных тестовых наборах входных данных, которые вместе с результатами выполнения алгоритма фиксируются в "таблицах трассировки".
Таким образом, все три способа представления алгоритмов можно считать взаимодополняющими друг друга. На этапе проектирования алгоритмов наилучшим способом является графическое представление, на этапе проверки алгоритма - табличное описание, на этапе применения - текстовая запись в виде программы.
При построении алгоритмов для сложной задачи используют системный подход с использованием декомпозиции (нисходящее проектирование сверху-вниз). Как и при разработке любой сложной системы, при построении алгоритма используют дедуктивный и индуктивный методы. При дедуктивном методе рассматривается частный случай общеизвестных алгоритмов. Индуктивный метод применяют в случае, когда не существует общих алгоритмических решений.
О дним из системных методов разработки алгоритмов является метод структурной алгоритмизации. Этот метод основан на визуальном представлении алгоритма в виде последовательности управляющих структурных фрагментов. Выделяют три базовые управляющие процессом обработки информации структуры: композицию, альтернативу и итерацию. С помощью этих структур можно описать любые процессы обработки информации.
Композиция (следование) - это линейная управляющая конструкция, не содержащая альтернативу и итерацию. Она предназначена для описания единственного процесса обработки информации.
Альтернатива - это нелинейная управляющая конструкция, не содержащая итерацию. Она предназначена для описания различных процессов обработки информации, выбор которых зависит от значений входных данных.
Итерация - это циклическая управляющая структура, которая содержит композицию и ветвление. Она предназначена для организации повторяющихся процессов обработки последовательности значений данных.
В соответствии с наличием в алгоритмах управляющих структур композиции, альтернативы и итерации алгоритмы классифицируют на: линейные, разветвленные и циклические алгоритмы.
Линейные алгоритмы не содержат блока условия. Они предназначены для представления линейных процессов. Такие алгоритмы применяют для описания обобщенного решения задачи в виде последовательности модулей.
Разветвленные алгоритмы в своем составе содержат блок условия и различные конструкции ветвления. Ветвление - это структура, обеспечивающая выбор между альтернативами.
Циклические алгоритмы являются наиболее распространенным видом алгоритмов, в них предусматривается повторное выполнение определенного набора действий при выполнении некоторого условия. Такое повторное выполнение часто называют циклом.
Существуют два основных видов циклических алгоритмов: циклические алгоритмы с предусловием, циклические алгоритмы с постусловием. Они отличаются друг от друга местоположением условия выхода их цикла.
Цикл с предусловием начинается с проверки условия выхода из цикла. Это логическое выражение, например I<=6. Если оно истинно, то выполняются те действия, которые должны повторяться. В противном случае, если логическое выражение I<=6 ложно, то этот цикл прекращает свои действия.
Цикл с постусловием функционирует иначе. Сначала выполняется один раз те действия, которые подлежат повторению, затем проверяется логическое выражение, определяющее условие выхода из цикла, например, I>6 .Проверка его осуществляется тоже по-другому. Если условие выхода истинно, то цикл с постусловием прекращает свою работу, в противном случае - происходит повторение действий, указанных в цикле. Повторяющиеся действия в цикле называются "телом цикла".
Алтернативой циклам является рекурсия: многократное обращение функции самой к себе. Рекурсивные алгоритмы должны предусматривать обязательное прекращение рекуривного вызова внутри функции. Количество итерационных вызовов ограничено размером стека у компьютера, на котором данный алгоритм работает. Рекурсивные алгоритмы нашли широкое применение в системах логического программирования.