Рабочая программа по ТОИ для ПО ИиИКТ документ MS Word

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
Информатики и дискретной
математики ИФМИЭО
____________ В.Л. Селиванов
«___» ______________ 2012 г.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ
Направление подготовки:
050100.62 Педагогическое образование
Программа бакалавриата:
Информатика и ИКТ
Степень выпускника:
Бакалавр
Новосибирск 2012
1
СОСТАВИТЕЛЬ: Трофимова С.В., ст. преп. кафедры ИиДМ_________________
(И.О.Ф., учёная степень, звание, должность, подпись)
РЕКОМЕНДОВАНО К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
на заседании кафедры Информатики и дискретной математики
(протокол № _____ от «____» ___________20__ г.)
СОГЛАСОВАНО
Декан/директор ________________________ А.И. Хасанов
(подпись)
Начальник УМУ (УМАиД): _______________ __________________
(подпись)
(Ф.И.О)
Директор библиотеки _________________ ___________________________
(подпись)
(Ф.И.О)
2
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.
Дисциплина «Теоретические основы информатики» (ТОИ).
Программа дисциплины «Теоретические основы информатики» (ТОИ)
сформулирована в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и учитывает специфику
подготовки студентов НГПУ по избранному направлению или специальности. Она
содержит цели и задачи обучения, критерии, способы и формы оценки результатов
усвоения учебной дисциплины.
При разработке программы «Теоретические основы информатики» учитывались
требования ФГОС ВПО и рекомендации примерной основной образовательной программы
(ПрООП).
Структура курса основывается на идее использовать математический аппарат для
ответа на основные вопросы, возникающие при работе с информацией: чему равно
количество информации в данной информационной системе; как эффективно организовать
информацию для хранения и передачи; какие свойства имеют алгоритмы поиска и
преобразования информации.
Таким образом, изучение данной дисциплины будет способствовать повышению
уровня фундаментальных знаний студентов, а также более осознанному изучению
прикладных разделов информатики.
Так как предлагаемый курс адресован будущим учителям информатики, в нём
прослеживается довольно тесная связь с содержанием базового школьного курса
информатики, а также профильного курса для физико-математических классов, вместе с
тем материал рассматривается на более высоком теоретическом уровне, что позволяет
студентам привести в единую систему ранее полученные практические знания.
Цель освоения дисциплины.
Целью освоения дисциплины является формирование систематических знаний в
области теории информации и информационных процессов, кодирования и теории
сложности.
Для достижения поставленной цели выделяются задачи изучения дисциплины:
– изучить основы теории информации;
– изучить основные приемы эффективного кодирования, а также кодирования с
целью шифрования, сжатия, обнаружения и исправления ошибок при передаче сообщений;
– рассмотреть основные принципы представления различных видов информации в
памяти компьютера;
– рассмотреть понятие и виды сложности алгоритма, методы разработки
эффективных алгоритмов и способы оценки их сложности.
Место дисциплины в структуре ООП ВПО.
Дисциплина
«Теоретические
основы
информатики»
относится
к
общепрофессиональным дисциплинам педагогического образования (В.3.11). Для ее
3
освоения студенты используют знания, умения, навыки, сформированные в ходе изучения
основных математических курсов: «Математический анализ», «Алгебра», а также курсов
по информатике «Информатика» и «Программирование».
Данная дисциплина является предшествующей для изучения следующих
дисциплин: «Теория алгоритмов», «Численные методы», «Основы математической
обработки информациии», «Элементы абстрактной и компьютерной алгебры».
Формы контроля.
Оценка результатов обучения производится в ходе текущего, промежуточного и
итогового контроля.
Текущий контроль осуществляется в виде контроля регулярного посещения
лекционных и практических занятий, активного участия на семинарах при обсуждении
вопросов, относящихся к изучаемой дисциплине, выполнения тестовых заданий.
Промежуточный контроль осуществляется в виде выполнения проверочных работ
по модулям дисциплины.
Итоговый контроль осуществляется в форме зачета и предполагает выполнение
каждым студентом набора практических заданий, а также ответов на теоретические
вопросы по материалу изучаемой дисциплины.
Требования к результатам освоения дисциплины.
Курс направлен на формирование следующих компетенций: ОК-8, ОК-12, ПРК-2,
ПРК-3, ПРК-4, представленных в таблице 1.
Таблица 1. Требования к результатам освоения программы дисциплины
Формируемые компетенции
Дескрипторы
ОК-8 – готов использовать
основные методы, способы и
средства получения,
хранения, переработки
информации, готов работать
с компьютером как
средством управления
информацией
ОК-12 – способен понимать
сущность и значение
информации в развитии
современного
информационного общества,
сознавать опасности и
угрозы, возникающие в этом
процессе, соблюдать
Знать: свойства и виды информации, формы представления
информации и их преобразования, формулы для оценки
количества информации, способы кодирования информации.
Уметь: использовать знания по теории информации, теории
кодирования, теории систем счисления и теории алгоритмов
в профессиональной деятельности.
Владеть: основными способами преобразования чисел в
различных системах счисления, их представления в памяти
компьютера и выполнения математических операций в
различных системах счисления.
Знать: основные понятия криптографии, современные
стандарты
криптоалгоритмов,
свойства
электронноцифровой подписи.
Уметь: оценивать криптостойкость алгоритмов.
Владеть: методами защиты компьютерной информации,
основанными на криптосистемах с секретным ключом и с
открытыми ключами.
4
основные требования
информационной
безопасности, в том числе
защиты государственной
тайны
ПРК-2 – владеет
профессиональным языком и
аргументированно
обосновывает положения
профильной области знания.
Владеет понятийным
аппаратом, содержанием,
структурой и методами
исследования профильной
области знания (в т.ч.
методики преподавания
предмета)
ПРК-3 – способен решать
задачи и проблемы
профильной области знания,
аналогичные ранее
изученным, а также более
высокого уровня сложности
ПРК-4 –владеет основными
логическими методами
мышления в применении к
профильной области знания
(абстрагирование,
формализация, анализ,
синтез, дедукция, индукция,
моделирование)
Знать: основные методы разработки эффективных
алгоритмов (динамическое программирование, метод ветвей
и границ, метод исчерпывающего поиска); алгоритмы
оптимизации на сетях и графах; основные виды жадных
алгоритмов.
Уметь: правильно формулировать прикладную задачу в виде
математической модели, выбирать подходящий метод
решения и реализовывать его в виде алгоритма и программы.
Владеть: методами теории кодирования для решения задач
передачи информации по каналам связи с помехами.
Знать: основы теории алгоритмов; понятия сложности
алгоритма, асимптотической сложности алгоритма, реально
выполнимых алгоритмов; основы теории полиномиальных
алгоритмов.
Уметь: оценивать сложность алгоритмов решения задач,
строить эффективные алгоритмы;
Владеть: основными приемами и методами построения
кодов; различными методами разработки эффективных
алгоритмов; навыками решения прикладных задач на сетях и
графах.
Знать: основные утверждения теории информации, теории
кодирования (теоремы Шеннона).
Уметь: оценивать сложность алгоритмов решения задач,
строить эффективные алгоритмы; использовать для решения
прикладных задач алгоритмы оптимизации на сетях и
графах.
Владеть: современными методами теории кодирования и
сжатия информации.
В результате освоения дисциплины студент должен:
– иметь представление о носителях информации, канале связи, сущности
информационных процессов, способах кодирования и декодирования информации;
основных средствах защиты информации; принципах работы и возможностях архиваторов;
методах вычисления сложности алгоритма;
– знать формы представления информации; формулы Хартли и Шеннона для
вычисления количества информации; особенности представления текстовой, числовой,
5
графической, звуковой и видеоинформации; определение, свойства и методы получения
электронно-цифровой подписи; причины искажения информации при передаче по каналу
связи; формулировку и смысл I и II теорем Шеннона; понятие сложности алгоритма, виды
сложности алгоритма;
– уметь приводить примеры передачи, хранения и обработки информации в
деятельности человека, живой природе, обществе и технике; оценивать числовые
параметры информационных объектов и процессов (в частности, объём памяти,
необходимый для хранения информации), строить коды Шеннона-Фано и Хаффмана для
заданного алфавита, использовать код Хемминга для защиты информации от помех,
оценивать сложность алгоритмов поиска и сортировки.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.
Трудоемкость дисциплины.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа, из них 36
аудиторных часов (18 часов лекционных занятий и 18 часов практических занятий) и 36
часов на самостоятельную работу.
Дисциплина изучается во 3-м семестре.
Учебный структурно-тематический план дисциплины.
Таблица 2. Тематическое планирование.
№
п/п
Виды и формы учебной работы
Раздел дисциплины (изучаемые темы)
Лекции (ч)
1.
Основные понятия теории информации
2
2.
Энтропия как мера неопределённости:
2.1. Формула Хартли.
2.2. Формула Шеннона
2.3. Энтропия и информация
2.4. .Избыточность языка
2
3.
Постановка задачи кодирования. Первая теорема
Шеннона.
2
4.
Методы построения кода:
4.1. Алфавитное неравномерное кодирование с
разделителем
4.2. Префиксное кодирование
4.3. Алфавитное равномерное кодирование
4.4. Блочное кодирование
4.5. Компьютерное представление числовой,
текстовой, графической, звуковой и
видеоинформации
2
6
ПЗ (ч)
ЛЗ (ч)
СР (ч)
4
4
4
4
4
4
№
п/п
5.
6.
7.
8.
9.
Раздел дисциплины (изучаемые темы)
Основные понятия криптографии:
5.1. Основные определения
5.2. Симметричные криптоалгоритмы
5.3. Шифрование с открытым ключом
5.4 Сравнительная характеристика
криптоалгоритмов
Электронно-цифровая подпись. Свойства ЭЦП
Виды и формы учебной работы
Лекции (ч)
ПЗ (ч)
2
2
ЛЗ (ч)
СР (ч)
4
2
4
Основные понятия и методы сжатия информации,
возможности архиваторов.
Основы помехоустойчивого кодирования:
8.1. Принцип помехоустойчивого кодирования
8.2. Вторая теорема Шеннона
8.3. Код с битом чётности. Избыточность
8.4. Код Хемминга. Неравенство Хемминга
8.5. Нелинейные коды. Код с постоянным весом
2
2
4
2
4
4
Основы теории сложности. Методы вычисления
сложности алгоритма.
2
2
4
Итого
18
18
36
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ.
1. Основные понятия теории информации
Понятие информации, свойства информации, материальный носитель информации,
параметр сигнала, канал связи, виды информационных процессов. Формы представления
информации: непрерывный и дискретный сигнал, алфавит, 4 вида преобразований.
Дискретизация непрерывного сообщения. Теорема отсчётов: формулировка и смысл.
Преимущества дискретной формы сообщения.
2. Энтропия как мера неопределённости. Формула Хартли. Формула Шеннона. Энтропия
и информация. Избыточность языка
Понятие энтропии, свойства энтропии: неотрицательность, аддитивность, условная
энтропия, максимум энтропии, количество бинарных вопросов.
3. Постановка задачи кодирования. Первая теорема Шеннона.
Определение кода, операций кодирования и декодирования, условие обратимости
кодирования, длина кода, избыточность кода, оптимальный код.
4. Методы построения кода.
Алфавитное неравномерное кодирование с разделителем. Префиксные коды. Условие
Фано. Коды Шеннона-Фано и Хаффмана. Кодовые деревья Условие оптимальности кодов
Шеннона-Фано и Хаффмана. Блочное кодирование. Алфавитное равномерное кодирование.
Байтовый код. Код Бодо. Кодовые таблицы. Представление информации в памяти
компьютера: текст, целые и вещественные числа, графика, звук, видеоинформация.
5. Основные понятия криптографии.
7
Понятие шифра, ключ шифра, криптограмма, криптостойкость. Шифрование прямыми
подстановками, шифр Цезаря. Шифрование с помощью псевдослучайных чисел.
Шифрование с открытым ключом. Схема Диффи-Хеллмана. Комбинированная схема
шифрования. Сравнительная характеристика криптоалгоритмов. Требования к методу
шифрования.
6. Электронно-цифровая подпись (ЭЦП). Свойства ЭЦП
Определение ЭЦП, дайджест сообщения и методы его получения. Свойства ЭЦП.
Использование ЭЦП.
7. Основные понятия и методы сжатия информации, возможности архиваторов.
Алгоритмы RLE и LZ. Алгоритм арифметического сжатия. Сжатие с потерями
графической, звуковой и видеоинформации. Основные возможности архиваторов (на
примере WinRar).
8. Помехоустойчивое кодирование. Вторая теорема Шеннона.
Постановка задачи помехоустойчивого кодирования. Вторая теорема Шеннона:
формулировка, смысл. Общий принцип помехоустойчивого кодирования, представление
помехоустойчивых кодов, классификация. Избыточность сообщений для канала с шумом.
Расстояние Хемминга. Теорема о возможностях способа кодирования. Коды,
обнаруживающие ошибку: код с двойным повторением, код с проверкой чётности. Коды,
исправляющие ошибки: тройной код, код с двойным повторением и проверкой чётности,
код Хемминга. Неравенство Хемминга.
9. Основы теории сложности. Методы вычисления сложности алгоритма.
Понятие сложности алгоритма, Асимптотическая сложность алгоритма. Верхние и нижние
оценки. Сложностные классы, примеры задач, принадлежащих к этим классам. Методы
вычисления сложности алгоритма. Сложность алгоритмов поиска и сортировки.
Организация самостоятельной работы студентов.
Перечень примерных контрольных вопросов для самостоятельной работы (в объеме
часов, предусмотренных образовательным стандартом и рабочим учебным планом данной
дисциплины):
Методы дискретизации непрерывных сообщений.
Различные подходы к оценке количества информации.
Теория информации Шеннона и её применения.
Системы счисления. Методы перевода целых и дробных чисел.
Методы и особенности компьютерного представления числовой информации.
Методы и особенности компьютерного представления графической информации.
Основные модели для представления графической информации: RGB, CMYK, HSB.
Методы и особенности компьютерного представления звуковой информации.
Методы и особенности компьютерного представления видеоинформации.
Основы и методы префиксного кодирования.
Основы и методы помехоустойчивого кодирования.
Особенности алгоритмов сжатия информации.
Методы защиты компьютерной информации.
8
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.
Основная литература.
1.
Теоретические основы информации: учебное пособие для вузов по специальности
«Информатика»: рек. УМО вузов РФ/ В.Л. Матросов и др. – Москва: Академия, 2009. –
352с.
2.
Новиков Ф.A. Дискретная математика для программистов: учебник для вузов по
направлению подготовки специалистов «Информатика и вычислительная техника»: доп.
М-вом образования РФ. СПб.: Питер, 2006. – 364с
Дополнительная литература.
1.
Аветисян Р.Д., Аветисян Д.О. Теоретические основы информатики М.: РГПУ, 2007.
2.
Стариченко Б.Е. Теоретические основы информатики. М.: Высш.шк., 2003.
3.
Информатика: базовый курс. Учебник для вузов (под ред. Симоновича С.В.). СПб.:
"Питер", 1999.
4.
Матросов В.Л., Стеценко В.А. Лекции по дискретной математике. М.: МПГУ, 1997.
5.
Острейковский В.А. Информатика. М.: Высшая школа, 2005.
6.
Газета «Информатика» № 4 - 2004 (по теме «Основы теории информации»).
7.
Газета «Информатика» № 13 - 2005 (по теме «Представление информации» и
«Методы сжатия»).
8.
Журнал «Информатика и образование» № 1 - 2003 (по теме «Электронно-цифровая
подпись»).
Электронные ресурсы.
1.
Сайт учителя информатики К. Полякова. Содержит сборник теоретических
материалов по различным направлениям информатики, методические рекомендации для
педагогов. Режим доступа http://kpolyakov.narod.ru/
2.
Российский образовательный портал. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов. Режим доступа http://school-collection.edu.ru/
3.
Гришаева, А. П. Методика преподавания информатики [Электронный ресурс]: CDR /
А. П. Гришаева; Новосиб. гос. пед. ун-т. - Новосибирск, 2008. - Режим доступа:
http://lib.nspu.ru/file/library/94412/fb7f5825b2ad569f.exe.
Приложение № 1
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ТОИ
1. Основные понятия теории информации: информация, свойства информации,
материальный носитель информации, параметр сигнала, канал связи, сообщение, виды
информационных процессов.
9
2. Формы представления информации: непрерывный сигнал, дискретный сигнал, алфавит.
3. Преобразования сообщений: 4 вида преобразований. Дискретизация непрерывного
сообщения. Теорема отсчётов: формулировка и смысл. Преимущества дискретной формы
сообщения.
4. Энтропия как мера неопределённости. Формула Хартли. Формула Шеннона. Энтропия и
информация.
5. Свойства энтропии: неотрицательность, аддитивность, условная энтропия, максимум
энтропии, количество бинарных вопросов.
6. Информация и алфавит. Избыточность языка.
7. Постановка задачи кодирования: код, условие обратимости кодирования, длина кода,
избыточность кода, оптимальный код. Первая теорема Шеннона: формулировка и смысл.
8. Методы построения кода. Алфавитное неравномерное кодирование с разделителем.
9. Префиксный код. Условие Фано. Код Шеннона-Фано. Кодовые деревья.
10. Префиксный код Хаффмана. Условие оптимальности кодов Шеннона-Фано и
Хаффмана. Блочное кодирование.
11. Алфавитное равномерное кодирование. Байтовый код. Код Бодо. Кодовые таблицы.
Представление текстовой информации в компьютере.
12. Системы счисления. Методы перевода целых и дробных чисел, примеры. Правила
перевода для 2, 8 и 16-ричных чисел.
13. Представление числовой информации в компьютере: целые числа.
14. Представление числовой информации в компьютере: вещественные числа.
15. Представление графической информации: виды графики; цветовые модели RGB,
CMYK, HSB; форматы BMP, GIF, JPEG.
16. Представление звуковой и видеоинформации в компьютере.
17. Основные понятия криптографии: уравнение шифра, ключ шифра, криптограмма,
криптостойкость. Шифрование прямыми подстановками, шифр Цезаря. Шифрование с
помощью псевдослучайных чисел.
18. Шифрование с открытым ключом. Схема Диффи-Хеллмана.
19. Шифрование с открытым ключом. Комбинированная схема шифрования.
20. Сравнительная характеристика криптоалгоритмов. Требования к методу шифрования.
21. Понятие электронно-цифровой подписи: определение, дайджест сообщения и методы
его получения. Свойства ЭЦП.
22. Основные понятия и методы сжатия информации. Алгоритм арифметического сжатия.
23. Алгоритмы RLE и LZ.. Сжатие с потерями графической, звуковой и видеоинформации.
24. Основные возможности архиваторов (на примере WinRar).
25. Постановка задачи помехоустойчивого кодирования. Вторая теорема Шеннона:
формулировка, смысл. Общий принцип помехоустойчивого кодирования. Избыточность
сообщений для канала с шумом.
26. Расстояние Хемминга. Теорема о возможностях способа кодирования. Коды,
обнаруживающие ошибку: код с двойным повторением, код с проверкой чётности.
27. Коды, исправляющие ошибки: тройной код, код с двойным повторением и проверкой
чётности, код Хемминга. Неравенство Хемминга.
28. Общее представление корректирующих кодов. Классификация корректирующих кодов.
29. Понятие сложности алгоритма, виды сложности.
10
30. Методы вычисления сложности алгоритма. Сложность алгоритмов поиска и
сортировки.
Приложение № 2
ПРОВЕРОЧНЫЕ РАБОТЫ ПО РАЗДЕЛАМ ДИСЦИПЛИНЫ
Примерные задания проверочной работы по основам теории информации (№1):
1. Имеется колода из 32 карт, задумана 1 карта. Сколько информации содержится в
сообщении «Задумана пиковая дама»?
2. В корзине лежат 32 шара. Среди них несколько красных. Сообщение о том, что
достали шар красного цвета, несёт 3 бита информации. Сколько красных шаров было в
корзине?
3. В первом ящике 5 красных, 7 белых и 3 чёрных шара. Во втором – 4 красных, 4 белых
и 7 чёрных шаров. Из каждого ящика вынимают по 1 шару. Определите, для какого из
ящиков исход опыта является более определенным.
4. При броске двух кубиков выпало 7 очков. Какое количество информации получили
игроки?
5. Текст имеет объём 20КБ, на каждой странице 40строк по 64 символа в каждой,
используется 256-символьный алфавит. Сколько страниц в тексте?
6. Сколько цветов было использовано в растровом изображении размером 350200
пикселей, если количество информации в нём равно 65КБ?
Примерные задания проверочной работы по основам кодирования (№ 2):
Составить префиксные коды Шеннона-Фано и Хаффмана, оценить их избыточность и
построить кодовые деревья для кодирования сообщений в алфавите А = а1, а2, а3, а4, а5,
а6  с вероятностью p = 0,3; 0,06; 0,05; 0,44; 0,1; 0,05.
Примерные задания проверочной работы по представления информации (№3):
1. Найти внутреннее двоичное и 16-ричное представление целых чисел: 123 и - 57
2. Найти целое число по его внутреннему двоичному представлению: 00111001
3. Найти внутреннее двоичное и 16-ричное представление вещественных чисел в типе
Single: а) 0,2 б) –250,1875
4. Найти вещественное число по его внутреннему 16-ричному представлению в типе
Single: а) C1 84 00 00 б) 42 48 80 00
5. Записать двоичное и 16-ричное представление в кодировке Windows-1251 для фразы
«Быстрая река»
6. Определить, какая фраза записана в памяти компьютера, по её 16-ричному
представлению в кодировке Windows-1251: C1 E5 EB FB E5 20 EE E1 EB E0 EA E0
7. Определить, какой чёрно-белый рисунок размером 1212 пикселей записан в памяти
компьютера, по его 16-ричному представлению: 00 00 F0 10 82 04 49 24 02 50 A4 92 26 41
08 0F 00 00
8. Определить минимальный объём памяти (в мегабайтах), необходимый для хранения
образа экрана с разрешением 800600 пикселей при 24-разрядной глубине цвета.
11
9. Сравнить размеры (в КБ, без заголовка и RLE-сжатия) bmp- и gif-файлов для
растровой 32-цветной картинки размером 216356 пикселей.
10. Какой минимальный объём памяти (в мегабайтах) потребуется для хранения
звукового сигнала длительностью 60 секунд, оцифрованного с частотой дискретизации
44032 Гц при 16-разрядном квантовании амплитуды?
Приложение № 3
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Тематическая структура.
1. Теория информации
1.1. Понятие информации, её свойства
1.2. Сигналы и данные
1.3. Информационные процессы
1.4. Измерение количества информации
2. Представление информации в памяти компьютера
2.1. Представление текстовой информации
2.2. Представление числовой информации
2.3. Представление графической информации
3. Кодирование
3.1. Методы кодирования
3.2. Формулы избыточности
3.3. Свойства кодирования
4. Основы криптографии
5. Основы помехоустойчивого кодирования
6. Основы теории сложности
Содержание тестовых заданий.
1. Выбрать правильный ответ. Свойство достоверности информации означает:
1) возможность получения нужной информации потребителем;
2) информация соответствует запросу получателя;
3) информации изложена на понятном для получателя языке;
4) информация не содержит явных или скрытых ошибок, соответствует реальному
положению;
5) информация представлена в удобной для получателя форме.
2. Выбрать правильный ответ. Сигнал называют аналоговым, если:
1) он несет текстовую информацию;
2) он непрерывно изменяется по амплитуде во времени;
3) он несет какую-либо информацию;
4) он может принимать конечное число конкретных значений
3. Выбрать правильный ответ. Измерение температуры представляет собой:
1) процесс защиты информации;
2) процесс передачи информации;
12
3) процесс хранения информации;
4) процесс получения информации.
4. Записать правильный ответ. Записать формулы Хартли и Шеннона для определения
среднего количества информации H0 = _______________ H1 = __________________
5. Выбрать правильный ответ. Поезд может находиться на одном из 16 путей. Сколько
информации содержится в сообщении «Поезд на втором пути»?
1) 2 бита
2) 3 бита
3) 4 бита
4) 2 байта
6. Выбрать правильный ответ. Какое количество информации содержит
растровый рисунок размером 1212 пикселей:
1) 144 бита
2) 288 байт
3) 72 байта
4) 144 байта
черно-белый
7. Выбрать правильный ответ. Задумано натуральное число, не превышающее 500. Это
число можно отгадать с помощью бинарных вопросов, задав их не более …
1) 500
2) 250
3) 10
4) 9
8. Выбрать правильный ответ. Неотрицательные целые числа, для представления которых
отводится 1 байт, лежат в диапазоне:
1) от 0 до 65535
2) от 0 до 255
3) от 0 до 256
4) от –128 до +127
5) от –32768 до +32767
9. Выбрать правильный ответ. Дан текст в кодировке ASCII. Какой объём будет иметь
фраза «Контроль знаний» (без кавычек)?
1) 12 Байт
2) 13 Байт
3) 14 Байт
4) 15 Байт
10. Выбрать правильный ответ. Способ кодирования, при котором часто встречающимся
символам соответствуют более короткие двоичные коды, является:
1) алфавитным равномерным кодом;
2) алфавитным неравномерным кодом;
3) блочным равномерным кодом;
4) префиксным кодом.
11. Записать правильный ответ. Записать формулы подсчёта избыточности кода для
оптимального и помехоустойчивого кодирования: Q = __________ L = ____________
13
12. Выбрать правильные ответы. Для 4 букв латинского алфавита заданы их двоичные
коды:
a
b
c
d
0
10
11
111
Данный код является:
1) блочным
2) алфавитным
3) равномерным
4) неравномерным
5) префиксным
6) не префиксным
13. Выбрать правильные ответы. Код Шеннона-Фано для алфавита А с вероятностью
появления символов p=½,⅛, ⅛, ⅛, 1/16, 1/16 является:
1) равномерным
2) неравномерным
3) префиксным
4) не префиксным
5) полным
6) не полным
7) оптимальным
8) не оптимальным
14. Записать правильный ответ. ___________________ - это семейство однотипных
обратимых математических преобразования с некоторым параметром (параметрами) для
защиты информации от постороннего доступа.
15. Выбрать правильный ответ. Общее уравнение шифра имеет вид С = Ek1(M), где символ
М обозначает:
1) открытый текст;
2) ключ шифра;
3) алгоритм шифрования;
4) алгоритм дешифрования;
5) криптограмма.
16. Записать правильный ответ. Для некоторого кода минимальное расстояние Хемминга
между кодовыми словами равно 6, с его помощью можно обнаружить __ ошибок;
исправить ______ ошибок.
17. Записать правильный ответ. Вычислить значения контрольных битов в коде Хемминга
для сообщения 10010011:
18. Выбрать правильный ответ. Алгоритм последовательного поиска в неупорядоченном
массиве имеет сложность:
1) О(Log(N)) - логарифмическая сложность;
2) О(N) - линейная сложность;
3) О(N2) - квадратичная сложность;
4) O(2N) - экспоненциальная сложность.
14