- •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.
29.Информационные модели данных: реляционные, иерархические, сетевые. Последовательность создания информационной модели. Взаимосвязи в модели.
Ядром любой базы данных является модель данных. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.
Модель данных - это совокупность структур данных и операций их обработки. Рассмотрим три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную.
Иерархическая модель представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое по структуре дерево (граф).
К основным понятиям иерархической структуры относятся уровень, узел и связь. Узел - это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину, не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем - первом уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т. д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей. К каждой записи базы данных существует только один иерархический путь от корневой записи.
В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.
Реляционная модель данных объекты и связи между ними представляет в виде таблиц, при этом связи тоже рассматриваются как объекты. Все строки, составляющие таблицу в реляционной базе данных, должны иметь первичный ключ. Все современные средства СУБД поддерживают реляционную модель данных.
Эта модель характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.
Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:
1. Каждый элемент таблицы соответствует одному элементу данных.
2. Все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип и длину.
3. Каждый столбец имеет уникальное имя.
4. Одинаковые строки в таблице отсутствуют;
5. Порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.
Объектами обработки СУБД являются следующие информационные единицы.
Поле - элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации - реквизиту.
Запись - совокупность логически связанных полей.
Экземпляр записи - отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.
Таблица - упорядоченная структура, состоящая из конечного набора однотипных записей.
Первичный ключ - поле или группа полей, позволяющие однозначным образом определить каждую строку в таблице. Первичный ключ должен обладать двумя свойствами:
-
Однозначная идентификация записи: запись должна однозначно определяться значением ключа.
-
Отсутствие избыточности: никакое поле нельзя удалить из ключа, не нарушая при этом свойства однозначной идентификации.
Кроме первичного, могут использоваться так называемые простые (или вторичные) ключи таблицы. Простых ключей может быть множество. Они используются при упорядочивании (индексировании) таблиц.
Связь между таблицами устанавливает отношения между совпадающими значениями в ключевых полях, обычно между полями разных таблиц, имеющими одинаковые имена. В большинстве случаев с "ключом" одной таблицы, являющимся уникальным идентификатором каждой записи, связывается "внешний ключ" другой таблицы.
Типы межтабличных связей: один к одному, один ко многим, и многие ко многим.
Связь с отношением "один-ко-многим" является наиболее часто используемым типом связи между таблицами. В такой связи каждой записи в таблице "A" могут соответствовать несколько записей в таблице "B", а запись в таблице "B" не может иметь более одной соответствующей ей записи в таблице "A".
При отношении "многие-ко-многим" одной записи в таблице "A" могут соответствовать несколько записей в таблице "B", а одной записи в таблице "B" несколько записей в таблице "A". Такая схема реализуется только с помощью третьей (связующей) таблицы, ключ которой состоит из по крайней мере двух полей ѕ которые являются полями внешнего ключа в таблицах "A" и "B".
При отношении "один-к-одному" запись в таблице "A" может иметь не более одной связанной записи в таблице "B" и наоборот. Этот тип связи используют не очень часто, поскольку такие данные могут быть помещены в одну таблицу. Связь с отношением "один-к-одному" используют для разделения очень широких таблиц, для отделения части таблицы по соображениям защиты, а также для сохранения сведений, относящихся к подмножеству записей в главной таблице.
Для предполагаемого объекта проектирования должна быть составлена информационная модель, содержащая:
-
И–ИЛИ дерево, описывающее множество возможных решений (построение иерархической модели);
-
Список требований, описывающий множество показателей, на основе которых формулируются задания на проектирование (формулировка системы требований);
-
Модель оценки решения в виде матрицы соответствий элементов решения предъявляемым требованиям (построение матрицы соответствий).
Рисунок 1 - Структура информационной модели.
Совокупность И–ИЛИ дерева, списка требований и системы оценок "Висячих вершин" дерева по требованиям представляет собой законченную информационную модель (рисунок 1) и может экспортироваться из системы для передачи пользователю (заказчику). Корректно построенная информационная модель имеет самостоятельную ценность и может применяться пользователями, которые не являются экспертами в данной предметной области.
Первым шагом разработки информационной модели является построение иерархической модели предметной области в виде И–ИЛИ дерева. Модель предметной области строится на основе анализа классификационной системы существующих технических и управленческих решений, апробированных технологий, известных структур. В большинстве практических задач И–ИЛИ дерево имеет весьма сложную структуру и включает в себя не менее трех уровней иерархии. По сути, иерархия структурирует представления системного аналитика (или экспертов) об основных закономерностях функционирования или существования предметной области.
Рисунок 1 - Фрагмент И–ИЛИ дерева.
На рисунке 1 показан фрагмент И–ИЛИ дерева соответствующий предметной области "Прикладное социологическое исследование".
В терминах И–ИЛИ ССР (системы синтеза решений) "требования" аналогичны критериям, по которым оценивается качество технического или управленческого решения. Система требований строится таким образом, чтобы достаточным образом описать возможные основания для предпочтения того или иного конкретного решения перед другими. В И–ИЛИ ССР существует возможность задавать требования, представленные в следующих видах шкал:
-
Шкала наименований (классификационная или номинальная шкала), на которой определено отношение эквивалентности (принадлежности к классу). Примером требования, измеренного в номинальной шкале для предметной области "Прикладное социологическое исследование" является признак "Сфера применения" (шкальные значения - "Политические исследования", "Социально–психологические исследования", "Маркетинговые исследования" и т.д.);
-
Порядковая (ординальная, ранговая) шкала, на которой определены отношения вида "больше" или "больше или равно". Примером требования, представленного в шкале отношений, является требование "Стоимость исследования" (шкальные значения от "Очень низкая" до "Очень высокая");
-
Интервальная шкала, для которой допустимыми являются положительные линейные преобразования. Примером признака, представленного в интервальной шкале, может являться "год рождения (создания, разработки)";
-
Шкала отношений, для которой допустимыми являются преобразования подобия. В качестве примеров признаков, представленных в шкалах отношений, могут рассматриваться стоимость исследования (в рублях), срок исследования (в месяцах), погрешность результатов (в процентах), охват аудитории (в тыс. человек или в процентах).
Очевидно, наиболее удобными в работе являются шкалы отношений. К сожалению, далеко не всегда при решении практических задач удается свести используемые требования к такому типу шкалы.
Матрица соответствий содержит оценки висячих вершин дерева решений по введенным требованиям (строки матрицы соответствуют висячим вершинам дерева решений, столбцы – предъявляемым требованиям). По сути, матрица соответствий является основным элементом системы и определяет качество предлагаемых системой решений. От того, насколько полной и точной является информация, содержащаяся в матрице соответствий, зависит эффективность работы И–ИЛИ ССР в режиме синтеза решений. Заполнение матрицы соответствий является последним шагом в описании предметной области.