230700_pi_2kurs_vysokourovnevye_metody_inf._i_pr

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет
имени Н.Г. Чернышевского»
Балашовский институт (филиал)
УТВЕРЖДАЮ:
Директор БИ СГУ
доцент А.В. Шатилова
_________________
«10» ноября 2014 г.
Рабочая программа дисциплины
Высокоуровневые методы информатики и программирования
Направление подготовки
230700 «Прикладная информатика»
Профиль подготовки
«Прикладная информатика в экономике»
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Балашов
2014
СОДЕ РЖ АН И Е
С О Д Е Р Ж А Н И Е ............................................................................................... 2
1. Цели освоения дисциплины ............................................................................... 3
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата ....................................... 3
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины.............................................................................................................. 3
Планируемые результаты обучения по дисциплине ........................................ 4
4. Содержание и структура дисциплины .............................................................. 5
4.1. Объем дисциплины ....................................................................................... 5
4.2. Содержание дисциплины ............................................................................. 5
4.3. Структура дисциплины ................................................................................ 7
5. Образовательные технологии, применяемые при освоении дисциплины .... 9
Информационные технологии, используемые при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине ...................................................... 9
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины ..................................................... 10
Самостоятельная работа студентов по дисциплине ....................................... 10
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации по дисциплине .................................................... 10
7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС ...................................... 12
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины ........ 13
Литература по курсу .......................................................................................... 13
Основная литература: ........................................................................................ 13
Дополнительная литература: ............................................................................ 13
Интернет-ресурсы .............................................................................................. 14
Программное обеспечение ................................................................................ 14
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины ................................... 14
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины (модуля) «Высокоуровневые методы
информатики
и
программирования»
являются
формирование
алгоритмического
мышления
и
освоение
основных
навыков
программирования на языке C++.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к базисной части профессионального цикла
(Б3.Б1).
Для освоения указанной дисциплины студент должен овладеть
компетенциями, знаниями и умениями.
Изучение дисциплины «Высокоуровневые методы информатики и
программирования» является необходимым для последующего изучения
дисциплин «Объектно-ориентированные методы программирования»,
«Разработка многоуровневых приложений», «Распределенная обработка
информации».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины «Высокоуровневые методы информатики
и программирования» направлен на формирование следующих компетенций:
способностью владеть культурой мышления, способностью к обобщению,
анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её
достижения (OK-1);
способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и
письменную речь (ОК-2);
способностью использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы
математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования (ОК-10);
- способностью понимать сущность и значение информации в развитии
современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы,
возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования
информационной безопасности, в том числе защиты государственной
тайны (ОК-11);
- способностью владеть основными методами, способами и средствами
получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с
компьютером как средством управления информацией (ОК-12);
- способностью работать с информацией в глобальных компьютерных
сетях (ОК-13);
- способностью владеть одним из иностранных языков на уровне не ниже
разговорного (ОК-14);
- способностью выявить естественнонаучную сущность проблем,
возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их
решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);
- готовностью учитывать современные тенденции развития электроники,
измерительной и вычислительной техники, информационных технологий
в своей профессиональной деятельности (ПК-3);
- способностью владеть методами решения задач анализа и расчета
характеристик электрических цепей (ПК-4);
- способностью владеть основными приемами обработки и представления
экспериментальных данных (ПК-5);
- способностью осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета
и проектирования деталей, компонентов и узлов биотехнических систем,
биомедицинской и экологической техники (ПК-9);
- способностью осуществлять сбор и анализ медико-биологической и
научно-технической информации, обобщать отечественный и зарубежный
опыт в сфере биотехнических систем и технологий, проводить анализ
патентной литературы (ПК-18);
- способностью выполнять эксперименты и интерпретировать результаты
по проверке корректности и эффективности решений (ПК-19);
- готовностью к участию в проведении медико-биологических,
экологических, и научно-технических исследований с применением
технических средств, информационных технологий и методов обработки
результатов (ПK-20);
- готовностью формировать презентации, научно-технические отчеты по
результатам выполненной работы, оформлять результаты исследований в
виде статей и докладов на научно-технических конференциях (ПК-21);
- готовностью внедрять результаты исследований и разработок и
организовывать защиту прав на объекты интеллектуальной собственности
(ПК-22);
- способностью владеть средствами эксплуатации медицинских баз
данных, экспертных и мониторинговых систем (ПК-30)
Планируемые результаты обучения по дисциплине
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
 принципы построения алгоритмов;
 типы данных и базовые конструкции языка программирования C++;
 основные приемы программирования;
 интегрированные среды изучаемых языков программирования;
 основы объектно-ориентированного программирования;
Уметь:
 составлять схемы алгоритмов;
 составлять программы на алгоритмическом языке высокого уровня;
работать в интегрированной среде программирования турбо
иметь представление о:
– основных методах, моделях и алгоритмах теории множеств, алгебры
логики и теории графов;
Владеть:
 основными приемами составления программ;
 навыками работы с программными средствами профессионального
назначения;
 различными средствами коммуникации;
 способами совершенствования профессиональных знаний и умений
путем использования образовательной среды БИСГУ;
4. Содержание и структура дисциплины
4.1. Объем дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144
часа, из них:
- по очной форме обучения 54 часа аудиторной работы (18 часов лекций и
36 часов лабораторных занятий), 54 часов самостоятельной работы,
дисциплина изучается в 3 семестре, ее освоение заканчивается экзаменом (36
часов).
4.2. Содержание дисциплины
Тема 1. Введение в программирование. Линейные программы, циклы и
массивы
Понятие алгоритма. Исполнитель, система команд исполнителя.
Свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов. Методологии
программирования. Программирование как раздел информатики. Метафоры
(парадигмы) программирования. Методологии программирования. История и
эволюция. Этапы решения задач на ЭВМ. Синтаксис и семантика
формального языка. Естественные и формальные языки. Язык
программирования. Классификация языков программирования. Система
программирования. Основные элементы. Линейные программы и ветвления.
Основные типы и диапазоны их значений. Простейшие операции языка С++
Переменные, их адреса. Динамические переменные и указатели. Ввод-вывод
на основании потоков. Оператор ветвления и выбора. Основные модули.
Модуль cmath. Геометрия. Оператор множественного ветвления. Операторы
цикла: с предусловием, с постусловием, с параметром. Поиска и подсчет на
основании циклов. Форматированный вывод Описание и использование
функций. Рекурсивная функция. Перезагрузка функций.
Тема 2. Массивы и последовательные контейнеры
Описание массива в языке программирования C++. Простейшие задачи
обработки массивов. Массив количеств. Массив простых чисел (Решето
Эратосфера). Сортировка массива. Модуль algorithm. Многомерные
массивы. Динамические массивы. Объект vector. Объекты list и deque.
Основные методы и свойства данных объектов. Примеры использования.
Тема 3.Cтроки и символы
Символьный тип. Генерация символов таблицы ASCCI. Массив символов.
Тип string. Основные методы и свойства данного объекта. Модуль sstream.
Тема 4. Пары и структуры
Пары (pair). Примеры описания пар. Функция создания пары. Сортировка
массива пар. Структуры (struct). Описание структур. Понятие конструктора
и переопределение логических и математических операций для структур.
Сортировка структур. Примеры использования структур.
Тема 5. Множество (set)
Особенности использования множества в программировании. Добавление и
удаление элементов из множества. Распечатка множества. Объединение,
пересечение и разность множеств. Примеры использования множеств.
Тема 6. Ассоциативные массивы (map)
Карта, как соответствие между типом ключа и значения. Добавление и
удаление элементов из карты. Распечатка карты.
4.3. Структура дисциплины
Неделя семестра
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Семестр
Раздел
Дисциплины
Виды учебной
работы, включая
самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость
(в часах)
3
1
4
8
12
Отчет по ЛР 1-3
2
3
4
Введение
в
программирование.
Линейные
программы, циклы и
функции
Массивы
Строки и символы
Пары и структуры
3
3
3
4
2
2
8
4
4
12
6
6
Отчет по ЛР 4
Отчет по ЛР 6
Отчет по ЛР 7
5
Множество (set)
3
2
4
6
Отчет по ЛР 8
6
Ассоциативные
массивы (map)
Контейнеры адаптеры
Итого
3
1-4
7-8
910
1112
1314
1516
2
4
6
Отчет по ЛР 9
2
4
6
Отчет по ЛР 10
18
36
54
Экзамен (36)
№
п/п
1
7
3
Темы
Тематика практических занятий.
Занятие №1. Введение в программирование. Линейные программы
Понятие алгоритма. Исполнитель, система команд исполнителя. Свойства
алгоритмов. Способы записи алгоритмов. Методологии программирования.
Программирование как раздел информатики. Метафоры (парадигмы)
программирования. Методологии программирования. История и эволюция.
Этапы решения задач на ЭВМ. Синтаксис и семантика формального языка.
Естественные и формальные языки. Язык программирования. Классификация
языков программирования. Система программирования. Основные элементы.
Линейные программы и ветвления. Основные типы и диапазоны их значений.
Простейшие операции языка С++ Переменные, их адреса. Динамические
переменные и указатели. Ввод-вывод на основании потоков. Оператор
ветвления и выбора. Основные модули. Модуль cmath. Геометрия. Оператор
множественного ветвления.
Занятие №2. Циклы и массивы
Операторы цикла: с предусловием, с постусловием, с параметром. Поиска и
подсчет на основании циклов. Форматированный вывод. Описание и
использование функций. Рекурсивная функция. Перезагрузка функций.
Занятие №3. Массивы и последовательные контейнеры
Описание массива в языке программирования C++. Простейшие задачи
обработки массивов. Массив количеств. Массив простых чисел (Решето
Эратосфера).
Занятие №4. Массивы и последовательные контейнеры
Сортировка массива. Модуль algorithm Многомерные массивы.
Динамические массивы. Объект vector. Объекты list и deque. Основные
методы и свойства данных объектов. Примеры использования.
Занятие №5.Cтроки и символы
Символьный тип. Генерация символов таблицы ASCCI. Массив символов.
Тип string. Основные методы и свойства данного объекта. Модуль sstream.
Занятие №6. Пары и структуры
Пары (pair). Примеры описания пар. Функция создания пары. Сотировка
массива пар. Структуры (struct). Описание структур. Понятие конструктора
и переопределение логических и математических операций для структур.
Сортировка структур. Примеры использования структур.
Занятие №7. Множество (set)
Особенности использования множества в программировании. Добавление и
удаление элементов из множества. Распечатка множества. Объединение,
пересечение и разность множеств. Примеры использования множеств.
Занятие №8. Ассоциативные массивы (map)
Карта, как соответствие между типом ключа и значения. Добавление и
удаление элементов из карты. Распечатка карты.
Занятие №8. Контейнеры – адаптеры
Стек (stack). Очередь (queue). Очередь с приоритетом (priority_queue).
Основные методы и свойства данных объектов. Примеры использования.
5. Образовательные технологии, применяемые при
освоении дисциплины
Рекомендуемые образовательные технологии: лекции, практические
занятия, самостоятельная работа студентов.
При проведении занятий рекомендуется использование активных и
интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций,
мозгового штурма, разбора конкретных ситуаций, иных форм) в сочетании с
внеаудиторной работой. Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных
формах, должен составлять не менее 40 % аудиторных занятий.



Информационные технологии, используемые
при осуществлении образовательного процесса по дисциплине
Язык программирования C++;
Использование информационных ресурсов, доступных в информационнотелекоммуникационной сети Интернет (см. перечень ресурсов в п. 8
настоящей программы).
Создание электронных документов (компьютерных презентаций,
видеофайлов, плейкастов и т. п.) по изучаемым темам и электронных
коллекций.
Для обеспечения доступности обучения инвалидам и лицам с
ограниченными возможностями здоровья учебные материалы могут быть
адаптированы с учетом особых потребностей: в печатных материалах
укрупнен шрифт, произведена замена текста аудиозаписью, использованы
звуковые средства воспроизведения информации.
6. Учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины
Самостоятельная работа студентов по дисциплине
К самостоятельной работе студентов относится: детальная проработка
лекций, учебной литературы, самостоятельное доказательство указанных
преподавателем теорем, составление отдельных алгоритмов и программ,
выполнение домашних и индивидуальных расчетных заданий, подготовка к
лабораторным работам, оформление отчетов по лабораторным работам,
выполнение контрольных работ.
Оценочные средства
для текущего контроля успеваемости
и промежуточной аттестации по дисциплине
Практические задания составлены таким образом, что в них всегда
содержится констатация какого-либо факта, указание на предполагаемую
гипотезу, в рамках которой этот факт трактуется, а так же задание, которое
требуется выполнить. Для успешного выполнения задания необходимо
определить средства, которые могут понадобиться, а также исходные данные,
присутствующие в описании факта и гипотезы. Вид и форма результата
подразумеваются в задании, но, как правило, явно не указаны. Таким
образом, при известных исходных данных и относительной определенности
результата пути выполнения (решения) поставленного задания, то есть
последовательность действий, которая при строгом соблюдении всех шагов
приведет от исходных данных к достоверному результату. Содержание
практического или лекционного занятия при подготовке к которому
используется задание, как правило, подразумевает некоторый стандартный
алгоритм: при выполнении которого будет достигнут желаемый результат.
Студенту необходимо строго ему (этому алгоритму) следовать.
Необходимо подготовиться по темам рефератов для выступления на
практическом занятии (первая половина практического занятия) и к решению
задач (обсуждению решенных дома) из разделов, указанных в тематике
практических занятий (вторая половина занятия).
Каждый студент за время проведения практических занятий должен
выступить с докладом по выбранному им реферату и задать как минимум два
вопроса по выступлениям других студентов. Темы рефератов приведены в
заданиях для самостоятельной работы. Реферат должен содержать не менее
10 страниц формата А4 в содержательной части, должно присутствовать
введение с целями и задачами, заключение с краткими выводами и список
использованной при написании реферата литературы. Время выступления
одного студента с ответами на вопросы 30-40 минут, на доклад отводится 1030 минут.
КОНРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ
1. Понятие алгоритма. Исполнитель, система команд исполнителя.
Свойства алгоритмов.
2. Основные типы и диапазоны их значений Простейшие операции языка
С++. Переменные, их адреса. Динамические переменные и указатели.
3. Ввод-вывод на основании потоков.
4. Оператор ветвления и выбора.
5. Основные модули. Модуль cmath. Геометрия.
6. Оператор множественного ветвления.
7. Операторы цикла: с предусловием, с постусловием, с параметром.
8. Описание и использование функций.
9. Рекурсивная функция.
10.Описание массива языке программирования C++. Простейшие задачи
обработки массивов.
11.Массив количеств.
12.Массив простых чисел (Решето Эратосфера).
13.Сортировка массива.
14.Модуль algorithm.
15.Многомерные массивы. Динамические массивы.
16.Объект vector. Объекты list и deque.
17.Cтроки и символы.
18.Символьный тип. Генерация символов таблицы ASCCI. Массив
символов.
19.Тип string. Основные методы и свойства данного объекта.
20.Пары (pair). Примеры описания пар. Функция создания пары.
Сортировка массива пар.
21.Структуры (struct). Описание структур. Понятие конструктора и
переопределение логических и математических операций для структур.
22.Сортировка структур.
23.Множество (set).
24.Ассоциативные массивы (map).
25.Стек (stack). Основные методы и свойства данных объектов. Примеры
использования.
26.Очередь (queue). Основные методы и свойства данных объектов.
Примеры использования.
27.Очередь с приоритетом (priority_queue). Основные методы и свойства
данных объектов. Примеры использования.
7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС
Таблица 1. Примерная таблица максимальных баллов по видам учебной
деятельности.
1
2
3
4
5
6
7
8
Другие
Автоматиз виды Промежу
Лаборато Практич Самостоя
ированное учебно точная
Лекции рные
еские тельная
Итого
тестирова
й
аттестац
занятия занятия работа
ние
деятель
ия
ности
10
10
13
37
0
0
30
100
Примерная программа оценивания учебной деятельности студента
Лекции
Посещаемость, опрос, активность и др.за один семестр –от 0 до 10
баллов.
Лабораторные занятия
Контроль выполнения лабораторных работ в течение одного семестра от 0 до 10 баллов
Практические занятия
Контроль выполнения практических работ в течение одного семестра от 0 до 13 баллов.
Самостоятельная работа
Отчет по заданиям к практическим работам для самостоятельного
выполнения – от 0 до 47 баллов
Автоматизированное тестирование
Не предусмотрено.
Дополнительно
Не предусмотрено.
Промежуточная аттестация
При определении разброса баллов при аттестации преподаватель может
воспользоваться следующим примером ранжирования:
21-30 баллов – ответ на «отлично»
11-20 баллов – ответ на «хорошо»
6-10 баллов – ответ на «удовлетворительно»
0-5 баллов – неудовлетворительный ответ.
Таким образом, максимально возможная сумма баллов за все виды
учебной деятельности студента за один семестр по дисциплине «Теория игр»
составляет 100 баллов.
Таблица 2. Пример пересчета полученной студентом суммы баллов по
дисциплине «Теория игр» в оценку (экзамен):
86-100
«отлично»
70-85
«хорошо»
55-69
«удовлетворительно»
0-54
«не удовлетворительно»
50 баллов и более
«зачтено» (при
оценке)
меньше 50 баллов
«не зачтено»
недифференцированной
8. Учебно-методическое и информационное
обеспечение дисциплины
Литература по курсу
Основная литература:
1. Пахомов Б. И. C/C++ и MS Visual C++ 2010 для начинающих. — СПб.:
БХВ-Петербург, 2011. — 728 с. http://znanium.com/go.php?id=351461
2. Основы программирования на языке С: Учебное пособие / В.Г.
Дорогов, Е.Г. Дорогова; Под общ. ред. проф. Л.Г. Гагариной - М.: ИД
ФОРУМ: ИНФРА-М, 2011. - 224 с http://znanium.com/go.php?id=225634
3.
Дополнительная литература:
1. Программирование на языке высокого уровня. Программир. на языке
С++: Уч. пос. / Т.И.Немцова и др.; Под ред. Л.Г.Гагариной - М.: ИД ФОРУМ:
ИНФРА-М, 2012. - 512 с. http://znanium.com/go.php?id=244875.
Интернет-ресурсы
1. http://www.cplusplus.com/—
Официальный
сайт
языка
программирования C++. Библиотеки, с подробным описанием ее
элементов и примеры того, как использовать ее функции
2. http://www.codeblocks.org/
Программное обеспечение
1. Code::Blocks — свободная кроссплатформенная среда разработки.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Стандартно оборудованная лекционная аудитория № 35 для
проведения интерактивных лекций: видеопроектор, интерактивная доска,
компьютер, обычная доска, пластиковая доска;
2. Компьютерные классы (аудитории №№ 24, 25);
Рабочая программа дисциплины «Высокоуровневые методы информатики и
программирования» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по
направлению подготовки 230700 «Прикладная информатика» и профилю
«Прикладная информатика в экономике» (квалификация (степень)
«бакалавр») и требованиями приказа Министерства образования и науки РФ
№ 1367 от 19.12.2013 г. о порядке организации и осуществления
образовательной деятельности по образовательным программам высшего
образования – программам бакалавриата, программам специалитета,
программам магистратуры.
Программа разработана в 2011 г. (одобрена на заседании кафедры
прикладной информатики, протокол № 7 от «29» августа 2011 года)
Программа актуализирована в 2014 г. (одобрена на заседании кафедры
физики и информационных технологий, протокол № 2 от «16» октября 2014
года)
Авторы:
канд. физ.-мат. наук, доцент
канд. физ.-мат. наук, доцент
Талагаев Ю.В.
Кузнецов О.А.
Зав. кафедрой физики и информационных технологий
канд. пед. наук, доцент
Сухорукова Е.В.
Декан факультета математики, экономики и информатики
канд. пед. наук, доцент
Кертанова В.В.