Международная «Лига развития науки и образования» (Россия) Международная ассоциация развития науки, образования и культуры России (Италия) НОУ ВПО «Институт управления» (г. Архангельск) ---------------------------------------------------ЯРОСЛАВСКИЙ ФИЛИАЛ Учебно-методический комплекс по дисциплине «Теория информации и кодирования» для студентов специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике» ЯРОСЛАВЛЬ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ 2012 Автор: П.А. Иванов, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры информатики Рецензент: Н.Е. Тимофеева, кандидат физико-математических наук, профессор кафедры информатики Учебно-методический комплекс по дисциплине «Теория информации и кодирования» подготовлен в соответствии с требованиями приказа Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки от 25 октября 2011г.№2267 на основе требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 080801 «Прикладная информатика (по областям)». Комплекс рассчитан на преподавателей и студентов заочной формы обучения, обучающихся по основным и сокращенным основным образовательным программам. Учебно-методический комплекс дисциплины «дисциплине «Теория информатики и кодирования» по специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике»/ сост. П.А. Иванов. – Ярославль: Институт управления, 2012. – ____ с. 3 СОДЕРЖАНИЕ: 1. Регламентирующие документы. .................................................................... 4 2. Квалификационная характеристика специалиста ............................................ 5 3 Дидактические единицы ................................................................................... 6 1 Цели изучения дисциплины и ее место в учебном процессе (пояснительная записка) ................................................................................... 10 2. Требования к уровню освоения программы ............................................. 11 3 Содержание дисциплины................................................................................ 11 3.1 Примерный тематический план ............................................................ 12 3.2 Содержание тем ......................................................................................... 12 4 Учебно-методическое обеспечение дисциплины ....................................... 13 4.1 Перечень основной литературы............................................................. 13 4.2 Перечень дополнительной литературы и ссылок на информационные ресурсы ............................................................................ 13 4.3 Формы текущего промежуточного контроля...................................... 13 4.4 Формы итогового контроля. ................................................................... 14 4.4.1 Вопросы для подготовки к зачету .................................................. 14 4.4.2 Варианты тестов по дисциплине .................................................... 14 4.5 Рекомендации по использованию в образовательном процессе информационных технологий и их перечень ............................................ 24 ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К ПРОГРАММЕ ДИСЦИПЛИНЫ НА 201… / ….. УЧЕБНЫЙ ГОД ................................................................................ 25 5 Приложения к программе .............................................................................. 26 5.1 Методические рекомендации (материалы) для преподавателя по проведению всех видов занятий ................................................................... 26 5.2 Методические указания для студентов ................................................ 33 5.2.1 По подготовке к семинарским и практическим занятия .......... 33 5.2.2 По организации самостоятельной работы .................................... 33 5.2.4.ГЛОССАРИЙ .................................................................................. 35 4 1. Регламентирующие документы. Настоящий учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов: 1. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по специальности 080801 «Прикладная информатика (по областям)» - Справочно-правовая система «Гарант»: [версия от 30 сен. 2011 г.]. 2. Приказ Министерства образования Российской Федерации от 11.04.2001 № 1623 «Об утверждении минимальных нормативов обеспеченности высших учебных заведений учебной базой в части, касающейся библиотечно-информационных ресурсов». 3. Приказ Министерства образования Российской Федерации от 27.04.2000 № 1246 «Об утверждении Примерного положения о формировании фондов библиотеки высшего учебного заведения». 4. Письмо Министерства образования Российской Федерации, разъясняющее порядок формирования основных образовательных программ высшего учебного заведения на основе государственных образовательных стандартов по направлениям подготовки и специальностям от 19.05.2000 № 14-52-357ин/13. 5. Письмо Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки, разъясняющее порядок формирования показателя государственной аккредитации «Методическая работа» от 17.04.2006 № 02-55-77ин/ак. 6. Положение об учебно-методическом обеспечении дисциплин (модулей), предметов, учебных курсов в Институте управления (г. Архангельск) и его филиалах при подготовке специалистов по ГОС ВПО 2 поколения 5 2. Квалификационная характеристика специалиста Информатик по специальности «Прикладная информатика в экономике» в своей практической деятельности анализирует, прогнозирует, моделирует и создает информационные процессы и технологии в рамках профессионально-ориентированных информационных систем. Специалист должен на основе профессиональных знаний формулировать и решать задачи проектирования экономических информационных систем с использованием различных методов и решений; ставить задачу системного проектирования и комплексирования локальных и глобальных сетей обслуживания пользователей информационных систем; ставить и решать задачи, связанные с организацией диалога между человеком и информационной системой; проводить выбор интерфейсных средств при построении сложных экономических информационных систем; формулировать основные технико-экономические требования к проектируемым экономическим информационным системам; создавать и внедрять экономические информационные системы в предметной области; разрабатывать ценовую политику применения экономических информационных систем. 6 3 Дидактические единицы Основные понятия теории информации. Классическая схема обработки данных на ЭВМ. Информационная емкость сигналов. Понятие информации. Производительность источника информации. Энтропия. Частная энтропия. Ее свойства. Верхняя и нижняя границы значений энтропии. Условная энтропия и ее свойства. Частная и общая условная энтропия. Энтропия объединения и ее свойства. Информационно-логическая мера сообщения. Тавтологические и контрадикторные сообщения. Общие понятия и определения, цели кодирования. Общая схема одноканальной системы передачи информации. Понятия первичного и вторичного алфавитов. Кодовая комбинация, ее значность. Понятие основания кода. Равномерные и неравномерные коды. Префиксные коды. Строение кода. Кодовое дерево. Помехоустойчивое кодирование. Понятие эффективного (оптимального) кодирования. Теорема Шеннона о кодировании при отсутствии помех. Понятие эффективности кода. Алгоритм кодирования по методу Шеннона-Фано. Алгоритм кодирования по методу Хаффмана. Поблочное кодирование. 7 Международная «Лига развития науки и образования» (Россия) Международная ассоциация развития науки, образования и культуры России (Италия) НОУ ВПО «Институт управления» (г. Архангельск) Ярославский филиал Кафедра информатики УТВЕРЖДЕНО Протоколом заседания УМС НОУ ВПО «Институт управления» от 17.01.12 № 5 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «Теория информации и кодирования» (наименование дисциплины) для специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике» (код, наименование специальности) Ярославль 2011 г. 8 Программа составлена Ивановым Петром Алексеевичем в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного «___» _________20__ г. № __ . ПРОГРАММА: Одобрена на заседании кафедры информатики Протокол № 3 от «21» ноября 2011г. Зав. кафедрой ______________ Тимофеева Н.Е. Согласована с кафедрами: ______________________________________ Протокол № ___ от «__» _________ 201__ г. Зав. кафедрой _________________________ ______________________________________ Протокол № ___ от «__» _________ 201__ г. Зав. кафедрой _________________________ ______________________________________ Протокол № ___ от «__» _________ 201__ г. Зав. кафедрой _________________________ Утверждена к изданию УМС НОУ ВПО «Институт управления» Протокол № 5 от «17» января 2012г. Председатель _____________________ Кальсин А.Е. 9 СОДЕРЖАНИЕ 1 Цели изучения дисциплины и ее место в учебном процессе (пояснительная записка) ................................................................................... 10 2. Требования к уровню освоения программы ............................................. 11 3 Содержание дисциплины................................................................................ 11 3.1 Примерный тематический план ............................................................ 12 3.2 Содержание тем ......................................................................................... 12 4 Учебно-методическое обеспечение дисциплины ....................................... 13 4.1 Перечень основной литературы............................................................. 13 4.2 Перечень дополнительной литературы и ссылок на информационные ресурсы ............................................................................ 13 4.3 Формы текущего промежуточного контроля...................................... 13 4.4 Формы итогового контроля. ................................................................... 14 4.4.1 Вопросы для подготовки к зачету .................................................. 14 4.4.2 Варианты тестов по дисциплине .................................................... 14 4.5 Рекомендации по использованию в образовательном процессе информационных технологий и их перечень ............................................ 24 Статья I. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К ПРОГРАММЕ ДИСЦИПЛИНЫ НА 201… / ….. УЧЕБНЫЙ ГОД ........................................... 25 5 Приложения к программе .............................................................................. 26 5.1 Методические рекомендации (материалы) для преподавателя по проведению всех видов занятий ................................................................... 26 5.2 Методические указания для студентов ................................................ 33 5.2.1 По подготовке к семинарским и практическим занятия .......... 33 5.2.2 По организации самостоятельной работы .................................... 33 10 1 Цели изучения дисциплины и ее место в учебном процессе (пояснительная записка) Изучение теории информации и кодирования является неотъемлемой частью подготовки информатиков - экономистов по специальности «Прикладная информатика в экономике». Это объяснятся той ролью, которую данная теория играет в системах компьютерной безопасности любой организации. Изучение теории информации и кодирования в рамках дисциплины «Теория информации и кодирования» предполагает изучение вопросов, касающихся фундаментальных аспектов понятия "информация", а также знакомство с алгоритмами кодирования данных, рядом особенностей присущих каждому из них. Такой подход позволяет систематизировать знания о теории информации и кодирования, придать им упорядоченный характер. Учебная дисциплина «Теория информации и кодирования» формирует теоретические знания и навыки при проектировании и реализации алгоритмов кодирования, применительно к определенной отрасли жизнедеятельности. Целью изучения дисциплины «Теория информации и кодирования» является формирование прочной теоретической базы для понимания алгоритмов кодирования, а также их использования при работе с данными различного происхождения. Задачами изучения дисциплины «Теория информации и кодирования» являются: знакомство студентов с основными понятиями теории информации; изучение теории кодирования; получение навыков применения алгоритмов эффективного кодирования для работы с данными различной природы. 11 2. Требования к уровню освоения программы Изучение данной дисциплины в комплексе с другими учебными дисциплинами формирует профессиональные знания информатиков. В результате изучения дисциплины студент должен: Иметь представление: - о роли и месте знаний по дисциплине «Теория информации и кодирования» при освоении смежных дисциплин по выбранной специальности и в сфере профессиональной деятельности; - об основных понятиях теории информации и алгоритмах эффективного кодирования; Знать: - основные понятия количественной и качественной теории информации; - основы теории кодирования, алгоритмы эффективного кодирования. Уметь: - применять алгоритмы эффективного кодирования для конкретной задачи; - самостоятельно обучаться использованию современных алгоритмов теории кодирования. Иметь навык: - составлять эффективные коды для кодирования данных различной природы. 3 Содержание дисциплины В соответствии с учебными планами по специальности 080801 «Прикладная информатика (по областям)», утвержденными 24 апреля 2008 г., время, отводимое на изучение дисциплины (Таблица 1), составляет: Таблица 1 – Объем времени, отводимого на изучение дисциплины «Теория информации и кодирования» Форма обучения заочная База общее среднее (полное) образование Срок обучения 6 лет Всего часов по дисциплине 102 в т.ч. аудиторных занятий ЛекПрактиций ческих 6 4 СРС 92 12 СРС Тема № 1. Введение. Количественные меры измерения информации. Тема № 2. Понятие энтропии. Свойства энтропии. Тема № 3. Качественная теория информации Тема № 4. Основы теории кодирования Тема № 5. Эффективное кодирование. Алгоритмы Шеннона-Фано и Хаффмана. ВСЕГО: Практ. Тема в том числе Уч. занят. Лекц. Всего 3.1 Примерный тематический план Таблица 2 – Распределение учебного времени 10 2 -- 8 16 2 -- 14 26 26 2 - -2 24 24 24 -- 2 22 102 6 4 92 3.2 Содержание тем ТЕМА № 1. Введение. Количественные меры измерения информации. Основные понятия теории информации. Классическая схема обработки данных на ЭВМ. Информационная емкость сигналов. Понятие информации. Производительность источника информации. Квантовая мера количества информации. Мера количества информации по Хартли. Оценка количества информации при разновероятных состояниях элементов сообщений. Формула Шеннона. Формула Хартли. ТЕМА № 2. Понятие энтропии. Свойства энтропии. Энтропия. Частная энтропия. Ее свойства. Верхняя и нижняя границы значений энтропии. Условная энтропия и ее свойства. Частная и общая условная энтропия. Энтропия объединения и ее свойства. Функция плотности распределения вероятности состояний. Непрерывные и дискретные распределения элементов сообщений. Приведенная энтропия. ТЕМА № 3. Качественная теория информации. Содержательность информации. Логическая вероятностная мера. Содержательная мера. Информационно-логическая мера сообщения. Тавтологические и контрадикторные сообщения. Целесообразность информации. Мера целесообразности информации. Понятие дезинформации, "пустой" и "добротной" информации. ТЕМА № 4. Основы теории кодирования. 13 Общие понятия и определения, цели кодирования. Общая схема одноканальной системы передачи информации. Понятия первичного и вторичного алфавитов. Кодовая комбинация, ее значность. Понятие основания кода. Равномерные и неравномерные коды. Префиксные коды. Строение кода. Кодовое дерево. Помехоустойчивое кодирование. ТЕМА № 5. Эффективное кодирование. Алгоритмы Шеннона-Фано и Хаффмана. Понятие эффективного (оптимального) кодирования. Теорема Шеннона о кодировании при отсутствии помех. Понятие эффективности кода. Алгоритм кодирования по методу Шеннона-Фано. Алгоритм кодирования по методу Хаффмана. Поблочное кодирование. 4 Учебно-методическое обеспечение дисциплины 4.1 Перечень основной литературы 1. Димтриев В.И. Прикладная теория информации: Учеб. Для студ. Вузов по спец. “Автоматизированные системы обработки информации и управления”. - М.: Высш.шк., 1989. -320с. 2. Темников Ф.Е. и др. Теоретические основы информационной техники. - М.: Энергия, 1979 3. Куликовский Л.Ф. и др. Теоретические основы информационных процессов. - М.: Высш.шк., 1987 4. Цымбал В.П. Теория информации и кодирование. - Киев: Вища школа, 1977 5. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. - М.: Мир, 1976 4.2 Перечень дополнительной литературы и ссылок на информационные ресурсы 1. Википедия. Официальный сайт / [Electronic resource]. - Mode of access: Word Wide Web. URL: http://ru.wikipedia.org 2. Все для студентов. Официальный сайт. / [Electronic resource]. Mode of access: Word Wide Web. URL: http://www.twirpx.com/. 3. Все для учебы. Официальный сайт./ [Electronic resource]. - Mode of access: Word Wide Web. URL: http://www.studfiles.ru/. 4.3 Формы текущего промежуточного контроля В соответствии с учебными планами по специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике», утвержденными 24 апреля 2008 г., для всех категорий студентов текущего промежуточного контроля по курсу «Теория информации и кодирования» не предусмотрено. 14 4.4 Формы итогового контроля. В соответствии с учебными планами по специальности 080101 «Прикладная информатика (в экономике)», утвержденными 24 апреля 2008 г., для всех категорий студентов формой итогового контроля по курсу «Теория информации и кодирования» является зачет, предполагающий: 1. Ответ на 2 теоретических вопроса; 2. Выполнение практического задания 4.4.1 Вопросы для подготовки к зачету 1. Понятие информации. Классическая схема обработки данных. 2. Представление сообщений и оценка количества информации при равновероятных состояниях элементов сообщений. 3. Оценка количества информации при разновероятных состояниях элементов сообщений. 4. Квантовая мера количества информации. Мера количества информации по Хартли. Формула Шеннона. 5. Понятие энтропии. Свойства энтропии. 6. Условная энтропия. Свойства условной энтропии. 7. Частная и общая условная энтропия. 8. Энтропия объединения. Свойства энтропии объединения. 9. Представление сообщений и определение энтропии при непрерывном распределении состояний элементов. 10.Функция плотности распределения вероятности состояний. Непрерывные и дискретные распределения элементов сообщений. Приведенная энтропия. 11.Качественная теория информации. 12.Содержательность информации. Логическая вероятностная мера. Содержательная мера. Информационно-логическая мера сообщения. 13.Целесообразность информации. Мера целесообразности информации. 14.Теория кодирования. Общие понятия и определения. Цели кодирования 15.Схема одноканальной системы передачи информации. 16.Понятия первичного и вторичного алфавитов. Кодовая комбинация, ее значность. Понятие основания кода. 17.Строение кода. Кодовое дерево. 18.Теорема Шеннона о кодировании при отсутствии помех. 19.Алгоритм эффективного кодирования по методу Шеннона-Фано. 20.Алгоритм кодирования по методу Хаффмена. 4.4.2 Варианты тестов по дисциплине ВАРИАНТ 1. 1. Чему равен 1 Мбайт? 1.1000000 бит 2.1000000 байт 3. 1024 Кбайт 15 4. 1024 байт 2. Запись и считывание информации в дисководах для гибких дисков осуществляется с помощью… 1. магнитной головки 2. лазера 3.термоэлемента 4 сенсорного датчика 3. Какое действие не рекомендуется производить при включенном компьютере? 1. вставлять/вынимать дискету 2. отключать/подключать внешние устройства 3. перезагружать компьютер, нажимая на кнопку RESET 4. перезагружать компьютер, нажимая на клавиши CTRL – ALT – DEL 4. Задан полный путь к файлу C:\DOC\PROBA.TXT. Каково полное имя файла? 1. C:\DOC\PROBA.TXT 2. PROBA.TXT 3. DOC\PROBA.TXT 4. TXT 5. Какова траектория исполнителя Черепашка после выполнения последовательности команд: вперед (1 см), направо (90о), вперед (1 см), направо (90о), вперед (1 см), направо (90о), вперед (1 см), направо (90о)? 16 1. 2. 3. 4. 6. Каково будет значение переменной Х после выполнения операций присваивания: А:=5, В:=10, Х:=А+В 1. 5 2. 10 3. 15 4. 20 7. В текстовом редакторе выполнение операции Копирование становится возможным после… 1. установки курсора в определенное положение 2. сохранения файла 3. распечатки файла 4. выделения фрагмента текста 8. К основным операциям, возможным в графическом редакторе, относятся… 1. линия, круг, прямоугольник 2. карандаш, кисть, ластик 3. выделение, копирование, вставка 4. наборы цветов (палитра) 9. Минимальным объектом, используемым в векторном графическом редакторе, является… 17 1. точка экрана (пиксел 2. объект (прямоугольник, круг и т.д.) 3. палитра цветов 4. символ (знакоместо) 10. В целях сохранения информации CD-ROM диски необходимо оберегать от… 1. холода 2. загрязнения 3. магнитных полей 4. перепадов атмосферного давления 11. Основным элементом электронных таблиц является… 1. ячейка 2. строка 3. столбец 4. таблица 12. Результатом вычислений в ячейке С1 будет: А 10 1 В = А1/2 С =СУММ(А1:В1) 1. 5 2. 10 3. 15 4. 20 13. Сколько в предъявленной базе данных записей? 1 Компьютер Pentium Опер. Память 16 Винчестер 2Гб 18 386DX 486DX Pentium II 2 3 4 4 8 32 300Мб 800Мб 4Гб 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 14. Какие записи будут найдены после проведения поиска в текстовом поле Компьютер с условием “содержит Pentium”? Компьютер Pentium 386DX 486DX Pentium II 1 2 3 4 1. 2. 3. 4. Опер. память 16 4 8 32 Винчестер 2Гб 300Мб 800Мб 4Гб 1 1,4 4 2,3 15. Электронная таблица – это: 1. 2. 3. 4. компьютерный эквивалент обычной таблицы… имя файла название прикладной компьютерной программы текстовый редактор 16. Формулы в электронной таблице используются: 1. 2. 3. 4. для отображения графических данных для расчета содержимого ячеек для красоты так как они включают арифметические, логические и другие действия… 17. Алгоритм-это: 1. указание на выполнение действий 19 2. система правил, описывающая последовательность действий, которые необходимо выполнить для решения задачи 3. процесс выполнения вычислений, приводящих к решению задачи 4. программный код 18. Какое из перечисленных свойств относится к свойствам алгоритма: 1. визуальность 2. совокупность 3. аудиальность, 4. понятность 19. Файл – это … 1. 2. 3. 4. единица измерения информации программа в оперативной памяти программа или данные на диске текст, распечатанный на принтере 20. Гипертекст – это… 1. очень большой текст 2. структурированный текст, в котором могут осуществляться переходы по выделе ным меткам 3. текст, набранный на компьютере 4. текст, в котором используется шрифт большого размера 21. Основным элементом базы данных является… 1. 2. 3. 4. поле форма таблица запись 22. В текстовом редакторе при задании параметров страницы устанавливаются: 1. 2. 3. 4. гарнитура, размер, начертание отступ, интервал поля, ориентация стиль, шаблон 20 23. Тип поля (числовой, текстовой и др.) в базе данных определяется: 1. 2. 3. 4. названием поля шириной поля количеством строк типом данных 24. Чему равен 1 Кбайт? 1. 2. 3. 4. 1000 байт 1000 бит 1024 байт 1024 бит 25. Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией? 1. 2. 3. 4. DVD-ROM дисковод микросхемы оперативной памяти жесткий диск дисковод для гибких дисков ВАРИАНТ 2. 1. В электронных таблицах нельзя удалить: 1. Имя ячейки 2. Имя файла 3. Диаграмму 4. Набранную формулу 2. Процессор обрабатывает информацию... 1. в десятичной системе счисления 2. на языке С++ 3. в двоичном коде 4. в текстовом виде 3. Заражению компьютерными вирусами могут подвергнуться: 1.только программы 2. программы и текстовые файлы 3. графические файлы 4. звуковые файлы 4.В процессе форматирования текста изменяется: 1.параметры абзаца 2.последовательность символов, слов, абзацев 3.параметры страницы 4. размер шрифта 21 5. В некоторой системе кодирования текстовой информации выделено 2 бита на 1 символ. Какое из следующих слов невозможно закодировать в этой системе? 1. молоко 2. ворона 3. крот 4. лассо 6......- это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Вставьте пропущенное слово из предложенных вариантов. 1. контроллер 2. адаптер 3. порт 4. шина 7. Значения измеряемых величин носят дискретный (конечный) характер в измеряемом диапазоне. Такое представление данных характерно для......вычислительных машин. Вставьте пропущенное слово из предложенных вариантов. 1. гибридных 2. знаковых 3. цифровых 4. аналоговых 8. Укажите, какие из следующих высказываний являются истинными. 1. файл может занимать на диске 0 байт 2. имя файла в операционной системе Windows может содержать символ "?" 3. операционная система является программным расширением арифметико-логического устройства 4. наименьшей физической единицей хранения данных на дисках является сектор 9. Укажите, какие из следующих запоминающих устройств относятся к внутренней памяти 1. накопители на жестких магнитных дисках 2. оперативное запоминающее устройство 3. постоянное запоминающее устройство 4. накопители на гибких магнитных дисках 10. Выберите вариант, в котором единицы измерения информации расположены в порядке возрастания. 1. мегабайт, терабайт, гигабайт 22 2. гигабайт, мегабайт, терабайт 3. мегабайт, гигабайт, терабайт 4. терабайт, мегабайт, гигабайт 11. Результатом преобразования десятичного числа 510 в двоичную систему счисления является 1. 2. 3. 4. 1012 1112 110 2 010 2 12. Если область экрана имеет размеры 512х128 точек и каждая точка может иметь один из 256 оттенков, то минимальный объём памяти (в килобайтах), необходимый для хранения этой области, равен 1.64 2. 32 3. 512 4. 128 13. Объем сообщения составил 32 Кбайта. На одной странице помещается 16 строк по 64 символа в каждой. Число страниц, которое занимает сообщение, равно 64. Алфавит, с помощью которого записано сообщение, содержит _____ символов. 1. 4 2. 36 3. 16 4. 32 14. К инструментальному программному обеспечению относятся 1. игры 2. трансляторы 3. архиваторы 4. текстовые процессоры 15. В электронной таблице ячейка C6, содержащая формулу =A$2*$A$1-B1, была скопирована в ячейку D8. Ячейка D8 содержит следующую формулу: 1. =B$2*$A$1-C3 2. =B$4*$A$1-C3 3. =B$4*$B$3-C3 4. =B$2*$A$1-B1 16. К операторам ветвления относится 1. Repeat .. Until 23 2. While .. Do 3. For .. Do 4. If .. Then .. Else 17. Укажите операторы присваивания, в которых не нарушен синтаксис 1. x := y + 3 +; 2. x := x + 2 +1; 3. x / 2 := y; 4. x := (y + 2) / y + 1); 18. Двоичный код каждого символа при кодировании текстовой информации (в кодах ASCII) занимает в памяти персонального компьютера: 1. 1 байт 2. 1 Кб 3. 2 байта 4. 1 бит 19. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Жан-Жака Руссо: Тысячи путей ведут к заблуждению, к истине – только один. 1. 92 бита 2. 220 бит 3. 456 бит 4. 512 бит 20. Архитектура компьютера - это 1. техническое описание деталей устройств компьютера 2. описание устройств для ввода-вывода информации 3. описание программного обеспечения для работы компьютера 4. список устройств подключенных к ПК 21.Устройство ввода информации с листа бумаги называется: 1. плоттер; 2. стример; 3. драйвер; 4. сканер; 22.Постоянное запоминающее устройство служит для хранения: 1. особо ценных прикладных программ 2. особо ценных документов 3. постоянно используемых программ 4. программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов 23. Что делает невозможным подключение компьютера к глобальной сети? 24 1. тип компьютера 2. состав периферийных устройств 3. отсутствие сетевой карты 4. отсутствие дисковода 24. В какой системе счисления работает компьютер? 1. в двоичной 2. в шестнадцатеричной 3. в десятичной 4. все ответы правильные 25. Перед отключением компьютера информацию можно сохранить 1. в оперативной памяти 2. во внешней памяти 3. в контроллере магнитного диска 4. в ПЗУ 4.5 Рекомендации по использованию в образовательном процессе информационных технологий и их перечень При подготовке к занятиям преподавателю, а также в ходе самостоятельной работы студентам рекомендуется использовать справочноправовые системы «Гарант», «Консультант Плюс», доступные в читальном зале филиала. В ходе проведения занятий рекомендуется использовать компьютерные иллюстрации для поддержки различных видов занятий, подготовленные с использованием Microsoft Power Point или других средств визуализации материала. Возможно использование электронного конспекта лекций, размещенного в читальном зале филиала. 25 СОГЛАСОВАНО Заместитель директора по учебной работе_________ «___» ________________ 201_ г. ___ Заместитель директора по научной и методической работе____________ «___» ________________ 201_ г. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К ПРОГРАММЕ ДИСЦИПЛИНЫ НА 201… / ….. УЧЕБНЫЙ ГОД по дисциплине «Теория информации и кодирования» В Программу дисциплины внесены следующие изменения: Раздел (пункт), номер страницы Удалено Добавлено Подпись зав. кафедрой 26 5 Приложения к программе 5.1 Методические рекомендации (материалы) для преподавателя по проведению всех видов занятий Для наиболее эффективного усвоения материала курса рекомендуется следующее соотношение средств, методов обучения и способов учебной деятельности (Таблица 4): В соответствии с учебными планами специальности 080101 «Прикладная информатика (по экономике)» «Теория информации и кодирования» является дисциплиной области применения в рамках блока общепрофессиональных дисциплин. Изучение дисциплины базируется на общетеоретических знаниях, полученных студентами по информационной безопасности, информационным технологиям и другим дисциплинам. На базе знаний, полученных в ходе изучения «Теории информации и кодирования», студентами будут усваиваться положения ряда дисциплин, таких как: информационная безопасность, моделирование информационных систем и др. Исходя из требований учебных планов, видом аудиторных занятий являются лекции и практические занятия. Лекции составляют основу теоретической подготовки слушателей в области существующих алгоритмов кодирования и перспектив их развития. На лекциях рассматриваются наиболее важные понятия, осмысливаются состояния и перспективы развития теории информации и кодирования, активизируется познавательная деятельность слушателей, формируется их кругозор, аналитические качества, творческий подход к изучению дисциплины. На практических занятиях слушатели получают навыки применения современных алгоритмов кодирования и расчетов свойств каналов связи. При этом используются технические средства обучения, учебно-методические и наглядные пособия, руководящие документы, применяются различные приемы активизации познавательной деятельности. Для наиболее эффективного усвоения материала курса рекомендуется следующее соотношение средств, методов обучения и способов учебной деятельности (Таблица 3): Таблица 3 – Средства, методы обучения, способы учебной деятельности Тема Рассматриваемые вопросы Основные понятия теории информации. Классическая схема обработки данных на ЭВМ. Информационная емкость сигналов. Понятие информации. Производительность источника информации. ТЕМА № 1. Введение. Количественные меры измерения Квантовая мера количества инфоринформации. мации. Мера количества информации по Хартли. Оценка количества информации при разновероятных состояниях элементов сообщений. Формула Шеннона. Формула Хартли. Энтропия. Частная энтропия. Ее ТЕМА № 2. свойства. Верхняя и нижняя границы Понятие энтропии. значений энтропии. Условная энтроСвойства энтропии пия и ее свойства. Частная и общая Форма организации обучения аудиторное занятие Методы и способы учебной деятельности 1. Словесные: лекция, беседа; 2. Наглядные: демонстрация слайдов 1. Словесные: ознакомление с нормативными документами; самостоятельная работа с рекоработа студента мендованной литературой, работа с электронными ресурсами аудиторное занятие 1. Словесные: лекция, беседа; 2. Наглядные: демонстрация Средства обучения 1. Идеальные: Слайды презентации к лекции 2. Материальные: ноутбук, видеопроектор, доска. 1. Идеальные: конспект лекций, информация электронных источников. 2. Материальные: нормативные документы, учебники и учебные пособия; методические разработки (рекомендации) по предмету, технические средства доступа к электронным ресурсам. 1. Идеальные: Слайды презентации к лекции 2. Материаль- Рекомендации по применению инновационных методов Использование подборки «елекций» 28 Тема Рассматриваемые вопросы Форма организации обучения условная энтропия. Энтропия объединения и ее свойства. Функция плотности распределения вероятности состояний. Непрерывные и дискретные распределения элементов сообщений. Приведенная энтропия. Содержательность информации. Логическая вероятностная мера. Содержательная мера. ТЕМА № 3. Информационно-логическая мера Качественная сообщения. Тавтологические и теория информации. контрадикторные сообщения. Методы и способы учебной деятельности слайдов Средства обучения 1. Словесные: ознакомление с нормативными документами; самостоятельная работа с рекоработа студента мендованной литературой, работа с электронными ресурсами аудиторное занятие 1. Словесные: лекция, беседа; 2. Наглядные: демонстрация слайдов Целесообразность информа- самостоятельная 1. Словесные: ции. Мера целесообразности инфор- работа студента ознакомление с ные: ноутбук, видеопроектор, доска. 1. Идеальные: конспект лекций, информация электронных источников. 2. Материальные: нормативные документы, учебники и учебные пособия; методические разработки (рекомендации) по предмету, технические средства доступа к электронным ресурсам. 1. Идеальные: Слайды презентации к лекции 2. Материальные: ноутбук, видеопроектор, доска. 1. Идеальные: конспект лек- Рекомендации по применению инновационных методов Использование подборки «елекций» 29 Тема Рассматриваемые вопросы Форма организации обучения мации. Понятие дезинформации, "пустой" и "добротной" информации. ТЕМА № 4. Основы теории кодирования. Общие понятия и определения, цели кодирования. Общая схема одноканальной системы передачи информации. Понятия первичного и вторичного алфавитов. Кодовая комбинация, ее значность. Понятие основания кода. Равномерные и неравномерные коды. Префиксные коды. аудиторные занятия Методы и способы учебной деятельности нормативными документами; работа с рекомендованной литературой, работа с электронными ресурсами Средства обучения ций, информация электронных источников. 2. Материальные: нормативные документы, учебники и учебные пособия; методические разработки (рекомендации) по предмету, технические средства доступа к электронным ресурсам. 1. Идеальные: Слайды презен1. Словесные: тации к лекции лекция, беседа; 2. Материаль2. Наглядные: ные: демонстрация ноутбук, вислайдов деопроектор, доска. 1. Словесные: ознакомление с Строение кода. Кодовое дерево. Понормативными самостоятельная мехоустойчивое кодирование. документами; работа студента работа с рекомендованной литературой, рабо- 1. Идеальные: конспект лекций, информация электронных источников. 2. Материальные: Рекомендации по применению инновационных методов 30 Тема Рассматриваемые вопросы 1. Словесные: лекция, беседа, объяснение; 2. Наглядные: аудиторные демонстрация занятия слайдов 3. Практические: Составление ко5. дов 1. Словесные: ознакомление с нормативными и документами; работа с рекоАлгоритм кодирования по методу самостоятельная мендованной лиХаффмана. Поблочное кодирование. работа студента тературой, работа с электронными ресурсами 2. Практические: Составление кодов. Понятие эффективного (оптимального) кодирования. Теорема Шеннона о кодировании при отсутствии помех. Понятие эффективности кода. Алгоритм кодирования по методу Шеннона-Фано. ТЕМА № Эффективное кодирование. Алгоритмы Шеннона-Фано Хаффмана. Форма организации обучения Методы и способы учебной деятельности та с электронными ресурсами 2. Практические: Составление кодового дерева. Средства обучения Рекомендации по применению инновационных методов нормативные документы, учебники и учебные пособия; методические разработки (рекомендации) по предмету, технические средства доступа к электронным ресурсам. 1. Идеальные: Слайды презентации к лекции 2. Материальные: ПЭВМ 1. Идеальные: конспект лекций, информация электронных источников. 2. Материальные: нормативные документы, учебники и учебные пособия; методиче- Использование блога для обсуждения 31 Тема Методы и способы учебной деятельности Форма организации обучения Рассматриваемые вопросы Рекомендации по применению инновационных методов Средства обучения ские разработки (рекомендации) по предмету, технические средства доступа к электронным ресурсам. Таблица 4 – Использование в ходе курса инновационных (в т.ч. интерактивных) методов обучения, час. всего по учебному плану Виды занятий с использованием мультимедийного оборудования в том числе с применением интерактивных методов обучения деловые "круглый "мозговой кейси роледискуссия тренинг стол" штурм" стади вые игры --2 -- Лекции 8 6 Практические 4 -- -- -- -- -- -- Лабораторные 0 -- -- -- -- -- -- -- соотношение присутствия интерактивных методов 100,0% -- 4 100,0% -- -- 0,0% компьютерный тренинг В ходе оценивания результатов обучения рекомендуется применять следующие а) Принципы оценивания результатов обучения: 1. Принцип целостности; 2. Принцип сосредоточения на личности обучаемого; 3. Принцип объективности; 4. Принцип научности; 5. Принцип гибкости; 6. Принцип прозрачности. б) Критерии оценивания результатов обучения: Результат обучения определяется итогом сдачи зачета по дисциплине и оценивается по принципу зачет/незачет. Оценка объявляется студенту сразу же по окончании им ответа и проставляется в зачетную ведомость. В зачетную книжку проставляется только положительный результат зачета. Оценка «зачет» выставляется за глубокое знание, предусмотренного программой материала, содержащегося в основных и дополнительных рекомендованных литературных источниках, за умение четко, лаконично и логически последовательно отвечать на поставленные вопросы, за умение анализировать изучаемые явления в их взаимосвязи и диалектическом развитии, применять теоретические положения при решении практических задач. Оценка «незачет» - за незнание значительной части программного материала, за существенные ошибки в ответах на вопросы, за неумение ориентироваться в расчетах, за незнание основных сведений из дисциплины. Таким образом, в каждом ответе слушателя преподаватель должен оценить уровень его знаний и умений (глубокие, твердые, общие) и, вовторых, сопоставить свое заключение с соответствующим критерием оценки. Кроме того, преподаватель обязан проанализировать как содержание, так и форму ответов студентов. В связи с реализаций образовательного процесса в форме заочного обучения, в ходе преподавания дисциплины «Теория информации и кодирования» следует учитывать следующие особенности: 1. Наличие значительного объема дидактических единиц, выносимых для изучения студентами в ходе внеаудиторной самостоятельной работы. В соответствии с учебными планами время, отводимое на указанный вид работы, составляет 78%. В связи с этим преподаватель, читающий курс, должен знать объем часов, выделенных на самостоятельную работу по своей дисциплине (согласно учебному плану по специальности); формирует содержание, планирует, контролирует самостоятельную работу студентов; устанавливает тематику, трудоемкость, формулирует задания для самостоятельной работы; определяет формы самоконтроля студента и контроля со стороны преподавателя; 33 готовит методические материалы по самостоятельной работе, содержащие: целевую установку и мотивационную характеристику изучаемых тем, списки основной и дополнительной литературы для изучения всех тем дисциплины, теоретические вопросы и вопросы для самоподготовки. 2. Отсутствии аудиторных практических занятий, дающих возможность студентам самостоятельно под руководством преподавателя выполнять задания по реализации алгоритмов кодирования. В связи с этим в ходе изучения курса предусмотрено: объяснение способов применения алгоритмов кодирования в ходе лекционных занятий; наличие в билетах к зачету 3-х вопросов, два из которых теоретические, третий – задача. 5.2 Методические указания для студентов Видами аудиторной работы студента при изучении дисциплины «Теория информации и кодирования» являются лекции и практические занятия. Студент не имеет права пропускать без уважительных причин аудиторные занятия. На лекциях излагаются и разъясняются основные понятия темы, связанные с ней теоретические и практические проблемы, даются рекомендации для самостоятельной работы. В ходе лекции студент должен внимательно слушать и конспектировать лекционный материал. При необходимости студент имеет право задать вопрос в отношении изложенного материала во время, отведенное для этих целей преподавателем. 5.2.1 По подготовке к семинарским и практическим занятия На практических занятиях излагаются и разъясняются основные понятия темы, связанные с выполнением практических заданий, даются рекомендации для самостоятельной и контрольной работы. При подготовке к практическим занятиям студент должен изучить вопросы ранее рассмотренные на лекционных занятиях. 5.2.2 По организации самостоятельной работы Для студентов, обучающихся по заочной форме обучения, самостоятельная работа является основным видом работы по изучению дисциплины. Она включает изучение материала установочных занятий; работу с рекомендованной литературой и дополнительными источниками информации; подготовку к сдаче зачета. Самостоятельную работу по изучению дисциплины целесообразно начинать с изучения рабочей программы, которая содержит основные требования к знаниям, умениям, навыкам обучаемых, ознакомления с разделами и темами. 34 Конкретные вопросы, вынесенные из содержания темы для самостоятельного изучения, представлены в Таблице 4. Получив представление об основном содержании раздела, темы, необходимо изучить данную тему, представленную в учебнике, придерживаясь рекомендаций преподавателя, данных в ходе установочных занятий по методике работы над учебным материалом. Затем необходимо ознакомиться с правовыми и нормативными документами. При этом целесообразно использовать материалы информационносправочных систем «Гарант», «Кодекс», «Консультант-плюс» и т.д., что позволит избежать ссылок на устаревшие нормативные документы и принятия неверных решений. Рекомендуется дополнить конспект лекций по результатам работы с источниками. Подготовка к зачету включает в себя как повторение на более высоком уровне изученных ранее вопросов, вынесенных на зачет, так и углубление, закрепление и самопроверку приобретенных и имеющихся знаний. Подготовка к зачету – сложная и трудоемкая работа. Её следует начинать с выполнения следующих действий: уточнить особенности методики приема итогового зачета (билеты, разрешенный вспомогательный материал и др.). уточнить список вопросов (проблем), которые выносятся на зачет. выяснить возможные дополнительные вопросы в рамках каждой из тем, выносимых на зачет. провести идентификацию каждого вопроса с какой-либо частью конспекта лекции или самостоятельно отработанного материала учебника, учебного пособия и др. Изучение вопросов (проблем) целесообразно начать с изучения базовой рекомендованной литературы по дисциплине. Как правило, базовые учебники (учебные пособия) дают представление о проблеме, но этих сведений может оказаться недостаточным для исчерпывающего ответа на вопрос. Поэтому следует, не ограничиваясь базовым учебным изданием, изучить некоторые специальные издания (нормативные документы), которые дадут возможность более подробно рассмотреть некоторые специфические аспекты изучаемого вопроса (проблемы), глубже изучить специальные методы разрешения проблем, проанализировать накопленный в этом отношении отечественный и зарубежный опыт. Особо следует подчеркнуть, что в процессе подготовки к зачету следует реализовать интегративно-комплексный подход в изучении различных вопросов (проблем), а значит, уметь анализировать и оценивать его исторические, правовые, экономические и прочие аспекты и компоненты, выявлять их взаимосвязь и взаимообусловленность. На зачете по дисциплине студент должен четко и ясно формулировать ответ на вопрос билета; уметь обосновать выбор ответа на тестовый вопрос, а также объяснить ход решения предложенной в билете задачи. 35 5.2.4.ГЛОССАРИЙ Знаковая система - совокупность условных знаков и правил их взаимосвязи. Избыточный код - код, который за счет усложнения структуры позволяет находить возникающие ошибки. Кодирование - процесс представления данных последовательностью символов, кодов, сигналов. Универсальный код - стандарт 16-разрядного кодирования символов. Байт – количество бит, необходимое для кодирования символов в используемых стандартных кодах. В настоящее время байт – это 8 бит. Данные - представление информации в формализованном виде, удобном для пересылки, сбора, хранения и переработки. Информация - это сведения, снимающие неопределенность об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Канал - средство или путь, по которому передаются сигналы или данные. Энтропийное кодирование — кодирование последовательности значений с возможностью однозначного восстановления с целью уменьшения объёма данных (длины последовательности) с помощью усреднения вероятностей появления элементов в закодированной последовательности. Алфавит - множество всех различных символов входного потока данных. Кодер - программа или алгоритм кодирования (сжатия) данных. Код - система условных знаков, символов, сокращенных обозначений и названий, применяемых для передачи, обработки, хранения информации.