Основы компьютерных наук - Основные образовательные

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ФИЛИАЛ ТЮМЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
В Г. ТОБОЛЬСКЕ»
Естественнонаучный факультет
Кафедра информатики и методики преподавания
Оленькова М.Н.
ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления
02.03.01 «Математика и компьютерные науки»
Профиль подготовки «Вычислительные, программные, информационные
системы и компьютерные технологии»
очной формы обучения
Тобольск, 2011
Оленькова М.Н., Основы компьютерных наук. Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа для студентов направления 02.03.01 «Математика и компьютерные
науки», профиль подготовки «Вычислительные, программные, информационные системы и
компьютерные технологии», очной формы обучения. Тобольск, 2011, 19 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Основы
компьютерных наук [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru,
свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой информатики и методики преподавания.
Утверждено директором филиала Тюменского государственного университета в
г. Тобольске.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Оленькова М.Н., ст. преподаватель
© Тюменский государственный университет, 2015.
© Оленькова М.Н., 2011
2
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины является формирование у студентов знаний об основных
принципах устройства и функционирования ЭВМ, о системном и прикладном программном
обеспечении, основах алгоритмизации и программирования, об использовании и реализации
различных структур данных.
Содержание дисциплины «Основы компьютерных наук» профессионально
ориентировано с учетом подготовки бакалавра по направлению 02.03.01 – «Математика и
компьютерные науки» и способствует реализации типовых задач его профессиональной
деятельности:
в области научно-исследовательской деятельности:
 применение методов математического и алгоритмического моделирования при анализе
прикладных проблем;
 решение
прикладных
задач
в
области
защищенных
информационных
и
телекоммуникационных технологий и систем;
в области педагогической деятельности:
− преподавание физико-математических дисциплин и информатики в общеобразовательных
учреждениях и образовательных учреждениях среднего профессионального образования.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Основы компьютерных наук» относится циклу дисциплин направления
(ДН(М).Ф.10).
Для освоения дисциплины «Основы компьютерных наук» студенты используют знания
и умения, сформированные в ходе изучения предмета «Информатика и ИКТ» в
общеобразовательной школе.
Изучению курса предшествует дисциплины «Информатика», «Математические основы
информатики», «Практикум по решению задач на ЭВМ».
Освоение данной дисциплины является необходимой основой для последующего
изучения дисциплин направления, дисциплин по выбору студента и подготовки к итоговой
государственной аттестации.
3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
3.1. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины «Основы компьютерных наук» направлен на
формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО
по направлению подготовки 010200.62 – «Математика и компьютерные науки», профиль
«Вычислительные, программные, информационные системы и компьютерные технологии»:
общекультурных (ОК):
 способностью к самоорганизации и к самообразованию (ОК-7);
общепрофессиональные компетенции (ОПК):
 способностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе
информационной и библиографической культуры с применением информационнокоммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной
безопасности (ОПК-2);
 способностью к самостоятельной научно-исследовательской работе (ОПК-3).




3.2. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
основные принципы устройства и функционирования ЭВМ;
назначение и функции операционной системы Windows;
этапы решения задачи на ЭВМ;
структуры данных;
3
 основные методы и приемы программирования (структурированного, функционального и
модульного, объектного);
уметь:
 использовать современные информационно-коммуникационные технологии (включая
пакеты прикладных программ, локальные и глобальные компьютерные сети) для сбора,
обработки и анализа информации;
 оценивать программное обеспечение и перспективы его использования с учетом решаемых
профессиональных задач;
 использовать
информационные
технологии
и
программное
обеспечение
в
профессиональной деятельности;
 решать задачи на ЭВМ с использованием специальных пакетов и библиотек прикладных
программ;
владеть:
 навыками работы с программными средствами общего и профессионального назначения;
 базовыми программными методами защиты информации при работе с компьютерными
системами и организационными мерами и приемами антивирусной защиты;
 основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки
информации;
 методами использования информационных технологий в практике работы образовательных
учреждений;
 основными навыками по решению математических задач в математических процессорах;
 основными навыками по отладке и тестированию программ.
приобрести опыт деятельности по самостоятельному поиску, нахождению и
обработки информации.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц (360 часов), из них
269 часов, выделено на контактную работу с преподавателем.
4.1. Структура дисциплины
Таблица 1
№
1
2
3
4
Наименование раздела
дисциплины
Введение в компьютерные
науки.
Математическое
моделирование.
Алгоритмизация и
программирование.
Структуры данных.
Базы данных.
Семестр
Виды учебной работы
(в академических часах)
аудиторные занятия
ЛК
ЛБ
Контроль
СР
1
18
18
27
27
2
20
20
27
23
6
7
20
18
20
18
27
36
23
18
4.2. Содержание дисциплины
Таблица 2
Наименование раздела
Содержание раздела
№
дисциплины
(дидактические единицы)
Введение в компьютерные Понятие информации. Общая характеристика сбора,
1
науки.
передачи, обработки и накопления информации.
4
№
Наименование раздела
дисциплины
2
Математическое
моделирование.
Алгоритмизация и
программирование
3
Структуры данных.
Содержание раздела
(дидактические единицы)
Технические и программные средства реализации
информационных процессов. Понятие об архитектуре
ЭВМ: процессор и система его команд, структура памяти
ЭВМ и способы адресации, выполнение команды в
процессоре, взаимодействие процессора, памяти и
периферийных устройств. Понятие об операционной
системе: процесс, состояние процесса, прерывание,
планирование процессов, понятие о тупиках и способах их
устранения. Локальные и глобальные компьютерные сети
ЭВМ. Основы защиты информации и сведений,
составляющих государственную тайну. Методы защиты
информации.
Основные понятия: алгоритм для ЭВМ, базовые
конструкции для записи алгоритмов, циклы «для», «пока»,
«если-то-иначе», «выбор», условный и безусловный
переход. Простейшие типы данных: целый,
вещественный, символьный, логический и их
представление в ЭВМ. Массивы данных. Организация
ввода и вывода. Понятие о файловой системе. Файлы
последовательного и прямого доступа. Форматный и
бесформатный ввод-вывод. Простейшие алгоритмы
обработки данных: вычисление по формулам,
последовательный и бинарный поиск, сортировка,
итерационные алгоритмы поиска корней уравнения,
индуктивная обработка последовательностей данных,
рекуррентные вычисления. Компиляция и интерпретация:
основные этапы компиляции, лексический, семантический
анализ выражения, формальная грамматика, компилятор
формулы, дерево синтаксического разбора.
Структуры данных: вектор, матрица, запись (структура),
стек, дек, очередь, последовательность, список,
множество, бинарное дерево. Реализация структур данных
на базе линейной памяти ЭВМ. Непрерывный и
ссылочный способы реализации структур данных.
Реализации множества (битовая, непрерывная, хешреализация). Алгоритмы обработки коллизий в хешреализации. Рекурсивные и итерационные алгоритмы
обработки данных: условия, обеспечивающие завершение
последовательности рекурсивных вызовов. Идеи
реализации рекурсивных вызовов в подпрограммах.
Инвариантная функция и инвариант цикла. Взаимосвязь
итерации и рекурсии, индуктивное вычисление функций
на последовательности данных. Структуры данных в
прикладных программах. Примеры использования и
реализации различных структур (редактор текстов,
стековой калькулятор). Принципы построения файловых
систем: каталог, таблица размещения файлов,
распределение блоков файла по диску. Надежность
программного обеспечения: методы тестирования и
отладка программ, переносимость программ, технология
5
№
4
Наименование раздела
дисциплины
Базы данных.
Содержание раздела
(дидактические единицы)
программирования, принципы создания пакетов
стандартных программ, принципы обеспечения
дружественного интерфейса прикладных программ.
Предметная область, отображение предметной области.
Модель данных, модель «сущность-связь». Структуры
данных, иерархические и сетевые структуры.
Иерархическая и сетевая модели данных. Основные
понятия реляционной модели. Реляционные операции.
Схема базы данных. Ключи. Проектирование базы
данных. Запросы к базе данных. Язык запросов SQL,
основные возможности.
5. Образовательные технологии
Таблица 3
№
№
Тема занятия
занятия раздела
Перевод чисел из одной
системы счисления в
1, 2
1
другую. Арифметические
операции в системах.
счисления.
Создание Web-страниц в
3, 4
1
редакторе Front Page.
5, 6
1
Операционная система
Windows. Служебное
программное обеспечение.
7, 8
1
Текстовый процессор Word.
9, 10
1
Табличный процессор Excel.
11, 12
1
СУБД Access.
13, 14
1
Графические редакторы
PhotoShop и CorelDraw.
1
Презентация в Power Point.
17, 18
1
Математический пакет
MathCad.
19, 20
2
Базовые конструкции для
записи алгоритмов.
15, 16
Виды образовательных
технологий
Технологии проблемного
обучения.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Кол-во
часов
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
6
№
№
занятия раздела
Тема занятия
Виды образовательных
технологий
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
Кол-во
часов
21, 22
2
Простейшие типы данных.
23, 24
2
Массивы данных.
Организация ввода и вывода.
25, 26
2
Файлы последовательного и
прямого доступа.
27-28
2
Вычисление по формулам.
29-30
2
Последовательный и
бинарный поиск.
Технологии проблемного
обучения.
4
31, 32
2
Сортировка данных в
массиве.
Технологии проблемного
обучения.
4
33, 34
2
Итерационные алгоритмы
поиска корней уравнения.
Технологии проблемного
обучения.
4
35, 36
2
Индуктивная обработка
последовательностей
данных.
Технологии проблемного
обучения.
4
37, 38
2
Рекуррентные вычисления.
Технологии проблемного
обучения.
4
39, 40
6
Структуры данных: вектор,
матрица.
Информационнокоммуникационные
образовательные технологии.
4
41, 42
6
Структуры данных:
множество, запись
(структура).
Технологии проблемного
обучения.
4
43, 44
6
45, 46
6
47, 48
6
Рекурсивные алгоритмы
обработки данных.
Технологии проблемного
обучения.
4
49, 50
6
Итерационные алгоритмы
обработки данных.
Технологии проблемного
обучения.
4
Интерактивные технологии.
Структуры данных: стек, дек,
Технологии проблемного
очередь, последовательность.
обучения.
Интерактивные технологии.
Структуры данных: список,
Технологии проблемного
бинарное дерево.
обучения.
4
4
4
4
4
4
7
№
№
занятия раздела
51, 52
6
53, 54
6
Тема занятия
Реализация рекурсивных
вызовов в подпрограммах.
Индуктивное вычисление
функций на
последовательности данных.
Пример использования и
реализации различных
структур (редактор текстов).
Пример использования и
реализации различных
структур (стековой
калькулятор).
Иерархическая модель
данных.
55, 56
6
57, 58
6
59
7
60, 61
7
Сетевая модель данных.
62-66
7
Реляционная модель данных.
67-71
7
Создание реляционной базы
данных.
72-76
7
Язык запросов SQL
Виды образовательных
технологий
Кол-во
часов
Технологии проблемного
обучения.
4
Технологии проблемного
обучения.
4
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
Интерактивные технологии.
Технологии проблемного
обучения.
4
4
2
4
10
10
10
6. Самостоятельная работа студентов
Таблица 4
№
Наименование раздела
дисциплины
1
Введение в
компьютерные науки.
2
Математическое
моделирование.
Алгоритмизация и
программирование.
Вид самостоятельной работы
Чтение текста (учебника,
первоисточника, дополнительной
литературы); работа с конспектом
лекции (обработка текста); ответы на
контрольные вопросы;
использование компьютерной
техники и Интернета; выполнение
домашних заданий; компьютерное
тестирование.
Чтение текста (учебника,
первоисточника, дополнительной
литературы); конспектирование
текста; работа с конспектом лекции
(обработка текста); ответы на
контрольные вопросы;
Трудоемкость
(в академических
часах)
27
23
8
№
Наименование раздела
дисциплины
3
Структуры данных.
4
Базы данных.
Вид самостоятельной работы
использование компьютерной
техники и Интернета; выполнение
домашних заданий; компьютерное
тестирование.
Чтение текста (учебника,
первоисточника, дополнительной
литературы); работа с конспектом
лекции (обработка текста); изучение
дополнительных тем занятий; ответы
на контрольные вопросы;
использование компьютерной
техники и Интернета; выполнение
домашних заданий; учебноисследовательская работа;
компьютерное тестирование.
Чтение текста (учебника,
первоисточника, дополнительной
литературы); работа с конспектом
лекции (обработка текста); изучение
дополнительных тем занятий; ответы
на контрольные вопросы;
использование компьютерной
техники и Интернета; выполнение
домашних заданий; учебноисследовательская работа;
компьютерное тестирование.
Трудоемкость
(в академических
часах)
23
18
7. Компетентностно-ориентированные оценочные средства
7.1. Оценочные средства диагностирующего контроля
Примерные вопросы для устного опроса
1. Что такое информатика?
2. Что такое информация?
3. Где будет храниться информация в XXI веке?
4. Что такое компьютерная грамотность?
5. Что такое информационная культура?
6. Что такое логическое мышление?
7. Какие устройства входят в состав персональных компьютеров?
8. Что такое процессор?
9. Каково быстродействие современных процессоров?
10. Каков объем оперативной памяти современных компьютеров?
11. Каковы объемы памяти на жестких дисках и компакт-дисках?
12. Что такое – программы для ЭВМ?
13. Каковы основные типы программ?
14. Что такое операционная система?
15. Какие операционные системы используются на ПК?
16. Что такое файл на ЭВМ?
17. Как записываются имена файлов и каталогов на ЭВМ?
18. Что такое компьютерные вирусы?
9
19. Как защититься от компьютерных вирусов?
20. Для чего используются пароли на ЭВМ?
7.2. Оценочные средства текущего контроля: модульно-рейтинговая технология
оценивания работы студентов
7.2.1. Распределение рейтинговых баллов по модулям и видам работ
Таблица 5
Максимальное количество баллов
Виды работ
Модуль 1 Модуль 2
Модуль 3
Итого
Аудиторные
15
15
20
50
занятия
Лекции
5
5
5
15
Лабораторные
10
10
15
35
занятия
Самостоятельная
10
10
10
30
работа
Итого за работу в
80
семестре
Обобщающий
20
контроль
Итого
25
25
30
100
7.2.2. Оценивание аудиторной работы студентов
Таблица 6
Наименование
Максимальное
Модуль
№
раздела
Формы оцениваемой работы
количество
(аттестация)
дисциплины
баллов
Работа на лекциях
Введение в
Посещение лекций; ответы на
1 компьютерные
15
1-3
теоретические вопросы.
науки.
Математическое
моделирование.
Посещение лекций; ответы на
2
15
1-3
Алгоритмизация и
теоретические вопросы.
программирование.
Посещение лекций; ответы на
3 Структуры данных.
15
1-3
теоретические вопросы.
Посещение лекций; ответы на
4 Базы данных.
15
1-3
теоретические вопросы.
Работа на лабораторных занятиях
Выполнение учебных
Введение в
индивидуальных и групповых
1 компьютерные
заданий; выполнение
35
1-3
науки.
аудиторной контрольной
работы.
Выполнение учебных
Математическое
индивидуальных и групповых
моделирование.
2
заданий; выполнение
35
1-3
Алгоритмизация и
аудиторной контрольной
программирование.
работы.
3 Структуры данных. Выполнение учебных
35
1-3
10
№
4
Наименование
раздела
дисциплины
Базы данных.
Формы оцениваемой работы
индивидуальных и групповых
заданий; выполнение
аудиторной контрольной
работы.
Выполнение учебных
индивидуальных и групповых
заданий; выполнение
аудиторной контрольной
работы.
Максимальное
Модуль
количество
(аттестация)
баллов
35
1-3
7.2.3. Оценивание самостоятельной работы студентов
Таблица 7
Наименование
Максимальное
Модуль
№
раздела (темы)
Формы оцениваемой работы
количество
(аттестация)
дисциплины
баллов
Введение в
Выполнение упражнений,
1 компьютерные
решение задач; выполнение
30
1-3
науки.
домашней контрольной работы.
Математическое
Выполнение упражнений,
моделирование.
2
решение задач; выполнение
30
1-3
Алгоритмизация и
домашней контрольной работы.
программирование.
Выполнение упражнений,
3 Структуры данных. решение задач; выполнение
30
1-3
домашней контрольной работы.
Выполнение упражнений,
4 Базы данных.
решение задач; выполнение
30
1-3
домашней контрольной работы.
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
7.2.4. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости
Примерный перечень рефератов
Распределенные базы данных.
Клиент-серверная архитектура приложений для работы с базами данных.
Основы написания клиентской части приложений на языке HTML.
Разработка серверной части приложения на PHP.
Язык запросов SQL.
Примерные задания для контрольной работы
Операции со строками
Дана символьная строка. Если какой-то символ встречается в ней более одного раза, первое
вхождение этого символа оставить без изменения, второе – заменить цифрой «2», третье –
«3» и т.д.
Дана символьная строка, содержащая русские слова, записанные строчными буквами,
разделенные пробелами. Заменить первые буквы слов на прописные, а между ними
оставить по одному пробелу.
Дана символьная строка. Если какой-то символ в ней встречается более одного раза,
оставить только первое вхождение.
Дана символьная строка. Русские буквы а, е, о, э в ней нужно удвоить, а между словами
оставить только по одному пробелу.
11
5. Дана символьная строка, содержащая русские буквы, цифры и пробелы. Написать строку
задом наперед, удалив из нее все цифры и пробелы.
6. Дана символьная строка. Определить, содержит ли строка числа, если да, то вывести на
экран только четные.
7. Дана символьная строка, состоящая из строчные букв русского и латинского алфавита без
пробелов. Гласные латинские буквы в ней нужно заменить на соответствующие прописные
буквы, а каждые пять символов разделить пробелами.
8. Дана символьная строка. Вывести на экран только те символы, которые встречаются в ней
более трех раз, для каждого из этих символов указать точное количество повторений.
9. Дана символьная строка. Удалить из нее все символы, не являющиеся заглавными буквами
русского или латинского алфавита.
10. Дана символьная строка, содержащая два предложения, каждое из которых заканчивается
точкой. Поменять их местами, сохранив порядок слов в предложениях.
Операции с записями
1. Разработать базу данных «Абитуриенты» (фамилия, имя, адрес, оценки по трем экзаменам,
средний балл). Вывести на экран данные по абитуриентам, сдавшим вступительные
экзамены со средним баллом не ниже 4,5 .
2. Разработать базу данных «Отдела кадров университета» (фамилия, имя, отечество, стаж
педагогической деятельности). Вывести на экран данные по преподавателям, имеющих
стаж более 10 лет.
3. Разработать базу данных «Научно-техническая библиотека» (фамилия, имя, отечество,
автор книги, название книги, город и издательство, год выпуска, тематика). Вывести на
экран данные о книгах по программированию.
4. Разработать базу данных «Легковые автомобили». Название (марка), завод-изготовитель,
год выпуска, стоимость. Вывести на экран данные обо всех автомобилях стоимостью менее
80 тысяч рублей.
5. Разработать базу данных «Администратор железнодорожных касс» (номер поезда, пункты
и время отправления и прибытия). Вывести на экран данные о поездах, следующих до
Екатеринбурга.
6. Разработать базу данных «Магазин по продаже персональных компьютеров» (процессор,
ОЗУ, ПЗУ, винчестер и т.п., стоимость). Вывести на экран данные о компьютерах,
стоимость которых менее 16 тысяч рублей.
7. Разработать базу данных «Районная поликлиника» (фамилия, имя, отечество, адрес, рост,
вес, давление). Вывести на экран данные по гипертоникам.
8. Разработать базу данных «Кондитерская» (наименование тортов, способ изготовления, цена
срок годности, калорийность). Вывести а экран данные о бисквитных тортах.
9. Разработать базу данных «Домашняя фонотека» (название аудиокассет, компакт дисков,
авторы и исполнители песен). Вывести на экран данные о произведениях одного автора.
10. Разработать базу данных «Список родственников» (фамилия, имя, отечество, дата
рождения, адрес, № телефона). Вывести на экран данные обо всех родственниках,
родившихся в январе.
Работа с массивами
1. В массиве из 20 целых чисел найти наибольший элемент и поменять его местами с первым
элементом.
2. В массиве из 10 целых чисел найти наименьший элемент и поменять его местами с
последним элементом.
3. В массиве из 15 вещественных чисел найти наибольший элемент и поменять его местами с
последним элементом.
4. В массиве из 25 вещественных чисел найти наименьший элемент и поменять его местами с
первым элементом.
12
5. Упорядочить по неубыванию массив, содержащий 20 целых чисел.
6. Упорядочить по невозрастанию массив, содержащий 15 вещественных чисел.
7. Дан массив целых чисел, содержащий 20 элементов, записать в этот же массив сначала все
отрицательные числа и нули, затем все положительные, сохраняя порядок их следования.
8. Дан массив целых чисел, содержащий 10 элементов, записать в этот же массив сначала все
положительные, затем все отрицательные числа и нули, сохраняя порядок их следования.
9. Дан массив вещественных чисел, содержащий 15 элементов, записать в этот же массив
сначала все отрицательные числа и нули, затем все положительные, сохраняя порядок их
следования.
10. Дан массив вещественных чисел, содержащий 15 элементов, записать в этот же массив
сначала все отрицательные числа, затем нули, затем все положительные.
Множества
1. Даны три множества Х1,Х2, Х3, содержащие целые числа из диапазона [1..100].
Сформировать
новое множество Y=  Х 1  Х 2 \  Х 2  Х 3 , из которого выделить
подмножество чисел, кратных 3.
2. Даны три множества Х1,Х2, Х3, содержащие целые числа из диапазона [1..100].
Сформировать
новое множество Y=  Х 1  Х 2   Х 2  Х 3 , из которого выделить
подмножество нечетных чисел.
3. Дано множество, состоящее из различных символов. Вывести на экран упорядоченные по
убыванию символы русского алфавита.
4. Даны множества Х1 и Х2, содержащие целые числа из диапазона [1..255]. Сформировать
новое множество Y=  Х 1  Х 2 и выделить из него все четные числа и числа, делящиеся
без остатка на 19.
5. Дано множество Х1, содержащее целые числа из диапазона [1..255]. Сформировать новое
множество Y путем выделения из множества Х1 нечетных чисел и чисел, делящихся без
остатка на 17.
6. Дано множество Х1, содержащее целые числа из диапазона [50..100]. Сформировать новое
множество Y1 путем выделения из множества Х1 нечетных чисел и множество Y2 путем
выделения из множества Х1 чисел кратных 5. на экран вывести множество Y 3  Y1  Y 2 .
7. Дано множество Х1, содержащее символы из диапазона [a..z]. Сформировать новое
множество Y1 путем выделения из множества Х1 всех символов в алфавите позже f и
раньше m, и множество Y2 путем выделения из множества Х1 символов, расположенных
раньше g или позже j. На экран вывести множество Y 3  Y1 \ Y 2 .
8. Ввести с клавиатуры множество – последовательность символов из диапазона от А до Я.
Определить число различных (без повторений) букв, входящих в данную
последовательность.
9. Написать программу для проверки правильности ввода букв латинского алфавита. Если
введенный символ не является буквой латинского алфавита, вывести на экран
соответствующее сообщение. Результат ввода вывести на экран.
10. Подсчитать по введенном текстовом отрывке отдельно количество цифр, латинских букв и
знаков пунктуации.
Реализация списков в компьютере
1. Инициализация списка: присвоение текущему и начальному указателю неопределенного
значения.
2. Помещение в список элемента: если текущий указатель определен, то указатель
вставляемого (нового) элемента устанавливается равным указателю текущего элемента,
указатель текущего элемента устанавливается на вставляемый элемент, после чего текущий
указатель устанавливается на вставляемый элемент, в противном случае текущий и
13
3.
4.
5.
6.
7.
8.
начальный указатели устанавливаются
устанавливается неопределенным.
Получение значения текущего элемента.
Изменение значения текущего элемента.
Переход к следующему элементу.
Переход к начальному элементу.
Сортировка списка.
Уничтожение списка.
на
новый
элемент,
указатель
которого
Реализация двунаправленных списков в компьютере
1. Инициализация списка: присвоение текущему, начальному и конечному указателю
неопределенного значения.
2. Помещение в список элемента: если текущий указатель определен, то вставка в список
нового элемента, в противном случае текущий, конечный и начальный указатели
устанавливаются на новый элемент, оба указателя которого устанавливаются
неопределенными.
3. Удаление элемента из списка: возможны четыре варианта, если удаляемый элемент: 1)
неначальный и неконечный, 2) неначальный и конечный, то затем указатель на последний
элемент устанавливается равным текущему указателю; 3)начальный и конечный (т.е.
единственный в списке), то удалить текущий элемент и установить в текущий указатель
неопределенное значение; 4) начальный и неконечный, то присвоить начальному и
текущему указателям значение указателя на следующий элемент текущего элемента,
удалить текущий элемент и затем присвоить указателю на предыдущий элемент нового
текущего элемента неопределенное значение.
4. Получение значения текущего элемента.
5. Изменение значения текущего элемента.
6. Переход к следующему элементу.
7. Переход к предыдущему элементу.
8. Переход к начальному элементу.
9. Переход к конечному элементу.
10. Уничтожение списка.
Реализация бинарных деревьев в компьютере
1. Инициализация бинарного дерева: текущий указатель устанавливается неопределенным, а
количество узлов нулевым.
2. Помещение в бинарное дерево элемента: для нового элемента в бинарном дереве создается
соответствующий узел, указатели на преемников которого пусты (поиск позиции для
такого узла начинается с корня и проходит согласно правилам, определяющим структуру
бинарного дерева).
3. Получение значения текущего элемента.
4. Переход к корню.
5. Переход к левому преемнику.
6. Переход к правому преемнику.
7. Переход к предшественнику.
8. Поиск заданного элемента: если искомый элемент находится в дереве, то текущий
указатель устанавливается на него и возвращается сигнализирующее об успехе поиска
значение, в противном случае только возвращается сигнализирующее о неуспехе поиска
значение.
9. Уничтожение бинарного дерева.
Реализация стека в компьютере
14
1. Инициализация стека: создание циклического двунаправленного списка заданной длины и
присвоение указателю стека указателя на начало этого списка.
2. Помещение в стек элемента: помещение в позицию указателя стека элемента и сдвиг
указателя стека на одну позицию в сторону конца списка.
3. Извлечение элемента из стека: сдвиг указателя стека на одну позицию в сторону начала
списка и извлечение из позиции указателя стека элемента.
4. Уничтожение стека.
Реализация дека в компьютере
1. Инициализация дека: создание циклического двунаправленного списка заданной длины и
присвоение указателям дека ссылок на смежные элементы этого списка.
2. Помещение в дек элемента в позицию 1-го указателя: если 1-й указатель дека не равен 2му, то помещение в позицию 1-го указателя элемента и сдвиг этого указателя на одну
позицию в сторону от 2-го указателя.
3. Помещение в дек элемента в позицию 2-го указателя: если 2-й указатель дека не равен 1му, то помещение в позицию 2-го указателя элемента и сдвиг этого указателя на одну
позицию в сторону от 1-го указателя.
4. Извлечение элемента из дека с позиции 1-го указателя: если дек не пуст, то сдвиг 1-го
указателя на одну позицию в сторону 2-го указателя и извлечение из позиции 1-го
указателя элемента.
5. Извлечение элемента из дека с позиции 2-го указателя: если дек не пуст, то сдвиг 2-го
указателя на одну позицию в сторону 1-го указателя и извлечение из позиции 2-го
указателя элемента.
6. Уничтожение дека.
Реализация очереди в компьютере
1. Инициализация очереди: создание циклического однонаправленного списка заданной
длины и присвоение начальному и конечному указателям позиции начала списка.
2. Помещение в очередь элемента: если количество элементов в очереди меньше длины
списка, то помещение в позицию конечного указателя элемента, сдвиг конечного указателя
на следующую незанятую позицию в списке и увеличение количества элементов в очереди
на 1.
7.3. Оценочные средства промежуточной аттестации
7.3.1. Рубежные баллы рейтинговой системы оценки успеваемости студентов
Таблица 8
Экзамен (соответствие рейтинговых баллов и
Вид
Допуск к
академических оценок)
Зачёт
аттестации аттестации
Удовл.
Хорошо
Отлично
Экзамен
40 баллов
61-72 баллов 73-86 баллов
87-100 баллов
1.
2.
3.
4.
5.
7.3.2. Оценочные средства для промежуточной аттестации
Примерный перечень вопросов к экзамену (1 семестр)
Понятие информации. Общая характеристика сбора, передачи, обработки и накопления
информации.
Технические и программные средства реализации информационных процессов.
Понятие об архитектуре ЭВМ: процессор и система его команд, структура памяти ЭВМ и
способы адресации, выполнение команды в процессоре, взаимодействие процессора, памяти и
периферийных устройств.
Системное программное обеспечение.
Понятие об операционной системе: процесс, состояние процесса, прерывание, планирование
процессов, понятие о тупиках и способах их устранения.
15
6. Сервисное программное обеспечение.
7. Прикладное программное обеспечение.
8. Локальные и глобальные компьютерные сети ЭВМ.
9. Основы защиты информации и сведений, составляющих государственную тайну.
10. Методы защиты информации.
Примерный перечень вопросов к экзамену (2 семестр)
1. Основные понятия: алгоритм для ЭВМ, базовые конструкции для записи алгоритмов, циклы
«для», «пока», «если-то-иначе», «выбор», условный и безусловный переход.
2. Простейшие типы данных: целый, вещественный, символьный, логический и их
представление в ЭВМ. Массивы данных. Организация ввода и вывода.
3. Понятие о файловой системе. Файлы последовательного и прямого доступа. Форматный и
бесформатный ввод-вывод.
4. Простейшие алгоритмы обработки данных. Вычисление по формулам.
5. Последовательный и бинарный поиск в массиве.
6. Сортировка элементов массива.
7. Итерационные алгоритмы поиска корней уравнения.
8. Индуктивная обработка последовательностей данных.
9. Рекуррентные вычисления.
10. Компиляция и интерпретация: основные этапы компиляции, лексический, семантический
анализ выражения, формальная грамматика, компилятор формулы, дерево синтаксического
разбора.
Примерный перечень вопросов экзамену (6 семестр)
1. Структуры данных: вектор, матрица, запись (структура), стек, дек, очередь,
последовательность, список, множество, бинарное дерево.
2. Реализация структур данных на базе линейной памяти ЭВМ.
3. Непрерывный и ссылочный способы реализации структур данных.
4. Реализации множества (битовая, непрерывная, хеш-реализация). Алгоритмы обработки
коллизий в хеш-реализации.
5. Рекурсивные и итерационные алгоритмы обработки данных: условия, обеспечивающие
завершение последовательности рекурсивных вызовов.
6. Идеи реализации рекурсивных вызовов в подпрограммах. Инвариантная функция и инвариант
цикла.
7. Взаимосвязь итерации и рекурсии, индуктивное вычисление функций на последовательности
данных.
8. Структуры данных в прикладных программах. Примеры использования и реализации
различных структур (редактор текстов, стековой калькулятор).
9. Принципы построения файловых систем: каталог, таблица размещения файлов, распределение
блоков файла по диску.
10. Надежность программного обеспечения: методы тестирования и отладка программ,
переносимость программ, технология программирования, принципы создания пакетов
стандартных программ, принципы обеспечения дружественного интерфейса прикладных
программ.
Примерный перечень вопросов экзамену (7 семестр)
1. Предметная область, отображение предметной области. Модель данных, модель «сущностьсвязь».
2. Иерархические структуры данных.
3. Сетевые структуры данных.
4. Иерархическая модель данных.
5. Сетевая модель данных.
16
6. Основные понятия реляционной модели.
7. Реляционные операции.
8. Схема базы данных. Ключи.
9. Проектирование базы данных.
10. Запросы к базе данных. Язык запросов SQL, основные возможности.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Безручко В.Т. Практикум по курсу «Информатика». Работа в Windows 2000, Word, Excel:
Учеб. пособие. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 544 с.
2. Информатика. Базовый курс: Учеб. пособ. для вузов / Под ред. С.В. Симоновича. – 2-е изд.
– СПб: Питер, 2008. – 640 с.
3. Информатика. Задачник-практикум. В 2 т. / под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера. – 4-е изд.
– М.: Бином. Лаборат. Знаний, 2007. Т. 1. – 2007. – 309 с.
4. Информатика. Задачник-практикум. В 2 т. / под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера. – 4-е изд.
– М.: Бином. Лаборат. Знаний, 2007. Т. 2. – 2007. – 280 с.
5. Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд. / Под ред Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и
статистика, 2007. – 768 с.
6. Лабораторный практикум по информатике: учеб. пособие для вузов / В.С. Микшина, Г.А.
Еремеева, Н.Б. Назина и др.; Под ред. В.А. Острейковского. – 3-е изд., стер. – М.: Высш.
шк., 2008. – 376 с.
7. Маликова Л.В., Пылькин А.Н., Журавлева С.Ю. Практический курс по электронным
таблицам MS Excel: учебное пособие для вузов. – 2-е изд. испр. и доп. – М.: Горячая линия
– Телеком, 2006. – 256 с.
8. Методы и средства защиты компьютерной информации: учеб. для вузов / А.А. Молдовян и
др. – М.: Высш. шк., 2008.
9. Михеева Е.В. Практикум по информатике: Учеб. пособие для сред. проф. образования /
Е.В. Михеева. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 192 с.
10. Рагулина М.И. Информационные технологии в математике: учеб. пособие для студ. пед.
Вузов / М.И. Рагулина; под ред. М.П. Лапчика. – М.: Академия, 2008. – 304 с.
11. Турецкий В.Я. Математика и информатика. – 3-е изд., исправ. и доп. – М.: Инфра – М,
2009. – 558 с.
б) дополнительная литература:
1. Галатенко В.А. Основы информационной безопасности: курс лекций : учеб. пособие /
В.А.Галатенко; под ред. В. Б. Бетелина. – 3-е изд. – М. : ИНТУИТ.РУ, 2006. – 208с.
2. Гринченко Н.Н. Проектирование баз данных. СУБД Microsoft Access: учеб. пособ. для
вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004. – 240 с.
3. Жукова Е.Л. Информатика: учеб. пособие для студ. образоват. учрежд. сред. проф.
образования / Е.Л. Жукова, Е.Г. Бурда. – М.: Дашков и К, 2009. – 272 с.
4. Залогова Л.А. Компьютерная графика: Практикум. – М., 2005.
5. Каганов В.И. Компьютерные вычисления в средах Excel и Mathcad. – М.: Горячая линия –
Телеком, 2003. – 328 с.
6. Каймин В.А. Информатика: учебник / В.А. Каймин. - М.: Проспект, 2007. - 272 с.
7. Колдаев В.Д. Сборник задач и упражнений по информатике: учеб. пособие для студ.
учрежд. сред. проф. образования / В.Д. Колдаев, Е.Ю. Павлова. – М.: ФОРУМ: ИНФРА. –
М, 2007. – 256 с.
8. Конев Ф.Б. Информатика для инженеров: учеб. пособие. – 2004. – 421 с.
9. Колмыкова Е.А. Информатика [Text]: учеб. пособ. для студ. проф. образования /
Колмыкова Е.А., Кумскова И.А. – 4-е изд. – М.: Академия, 2008. – 416 с.
10. Макарова Н.С., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф. Компьютерное делопроизводство. Учебный
курс. – СПб.: Питер, 2004. – 411 с.
17
11. Маликова Л.В., Пылькин А.Н., Журавлева С.Ю. Практический курс по электронным
таблицам MS Excel: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд. испр. и доп. – М.: Горячая линия
– Телеком, 2006. – 256 с.
12. Меняев М.Ф. Информатика и основы программирования: учеб. пособие по спец.
«менеджмент организаций» / М.Ф. Меняев. – 3-е изд., стер. – М.: Омега – Л, 2007. – 458 с.
13. Могилев А.В. Информатика: учеб. пособие для студ. вузов / А. В. Могилев, Е.К. Хеннер,
Н.И. Пак; ред. А.В.Могилев. – 2-е изд. – М.: Академия, 2008. – 816 с.
14. Немнюгин С.А. Turbo Pascal. Программирование на языке высокого уровня: учеб. для
вузов. – М., 2006. – 544 с.
15. Немцова Т.И. Практикум по информатике: учеб. пособие для студ. учрежд. сред. проф.
образования / Т.И. Немцова, Ю.В. Назарова; под ред. Л.Г. Гагариной. Ч. 1. – М.: ФОРУМ:
ИНФРА, 2008. – 320 с.
16. Немцова Т.И. Практикум по информатике: учеб. пособие для студ. учрежд. средн. проф.
образования / Т.И. Немцова, Ю.В. Назарова. Ч. II: Компьютерная графика и Web – дизайн.
– М.: ФОРУМ: ИНФРА, 2008.
17. Острейковский В.А. Информатика: учеб. для вузов / В.А.Острейковский. – 2-е изд. – М.:
Высш. шк., 2004. – 511 с.
18. Палтиевич А.Р. Основы информатики: учеб. пособие / А.Р. Палтиевич, А.В. Соколов. – М.:
ФОРУМ: ИНФРА. – М, 2005. – 80 с.
19. Сенов А.С. Access 2007. Учебный курс. – СПб.: Питер, 2008. – 267 с.
20. Сергеева И.И. Информатика: учеб. для студ. сред. спец. учеб. заведений / И.И. Сергеева,
А.А. Музалевская, Н.В. Тарасова. – М.: ФОРУМ: ИНФРА. – М., 2008. – 336 с.
21. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Информатика» / Э.Ф. Бакиева, Н.М.
Косолапова, М.Н. Оленькова. – Тобольск: Изд-во ТГСПА им. Д.И. Менделеева, 2010. –
150с.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
в) периодические издания:
журналы:
«Информационные технологии».
«Информатика и образование».
«Первое сентября».
«Мир ПК».
«Компьютер пресс».
«Педагогическая информатика».
г) мультимедийные средства:
1. Безопасность ИТ [Электронный ресурс]: учебный комплекс. – Версия 1.0. – Прогр. – М.:
ИНТУИТ, 2006. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM). – (Второе Высшее Образование Дома).
Экземпляры: всего:1 – СА(1).
2. Web дизайн [Электронный ресурс]: полное руководство пользователя. – Электрон.
прикладная прогр. – М.: Равновесие, 2006. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM). – (Компьютерная
грамотность). Экземпляры: всего:1 - СА(1).
3. Основы программирования на TurboPascal [Электронный ресурс]: интерактивный учебный
курс. – М.: Равновесие, 2006. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM). – (Мультимедийный курс).
Экземпляры:всего:1 - СА(1).
д) Интернет-ресурсы:
1. Федеральный образовательный портал «Информационные и коммуникационные
технологии в образовании». http://www.ict.edu.ru/
2. Научно-методический журнал «Информатизация образования и науки» //
http://www.informika.ru/about/informatization_pub/about/276/
18
3. Научно-практический электронный альманах. Вопросы информатизации образования. //
http://www.npstoik.ru/vio/
1.
2.
3.
4.
5.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс.
Мультимедийная лекционная аудитория.
Учебный сервер кафедры.
Внутренняя учебная сеть ВУЗа.
Программные средства: операционная система Windows XP, интегрированный пакет
прикладных программ общего назначения Microsoft Office, графические редакторы (Paint,
PhotoShop, Corel DRAW, 3D Studio Max), система компьютерной алгебры MathCad, среда
программирования Turbo Pascal.
10. Паспорт рабочей программы дисциплины
Разработчик: Оленькова Маргарита Николаевна, ст. преподаватель
Программа одобрена на заседании кафедры информатики, ТиМОИ
от «02» сентября 2011 г., протокол № 1
Согласовано:
Зав. кафедрой ______________________ Е.Н. Малышева
«02» сентября 2011 г.
Согласовано:
Специалист по УМР _________________ О.Н. Липневич
«___» ________________ 2011 г.
19