Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Примерный перечень вопросов для самостоятельной работы
Трансляторы, компиляторы, интерпретаторы.
Виды и типы программирования.
Основные понятия программирования (переменные, постоянные, основные исполнимые операторы, подпрограммы, процедуры и функции).
Информационная безопасность в сетях ЭВМ.
Защита информации в сети Internet.
Принципы построения сетей.
Передача информации в локальной сети.
Международная сеть Internet, ее возможности; электронная почта.
Понятие операционной системы, ее назначение; типы операционных систем.
Виды моделей данных, понятие СУБД, их классификация и функциональные возможности.
Решение задач линейной алгебры средствами систем компьютерной математики
Использование систем компьютерной математики для решения задач математического анализа.
Использование систем компьютерной математики для решения комбинаторных задач и задач теории чисел.
Информатика как наука и учебный предмет в общеобразовательной школе.
Методическая сис тема обучения информатике в общеобразовательной школе: общая характеристика ее основ ных компонентов.
Цели и задачи обучения информатике в общеобразовательной школе.
Педагогические функ ции курса информатики.
Структура обучения информатике в общеобразовательной школе.
Стандарт школьного образования по ин форматике. Назначение и функции общеобразовательного стандарта в школе.
Методика изучения технологий обработки текстовой и графической.
Пропедевтика основ информатики в начальной школе: цели и задачи, анализ учебных и методических пособий.
Базовый курс школьной информатики: цели и задачи, анализ учебных и методических пособий.
Профильное обучение информатике на старшей ступени школы: цели и задачи, анализ учебных и методических пособий.
Совершенствование и развитие внутренней структуры ЭВМ.
Средства управления внешними устройствами: базовая система ввода/вывода, система прерываний.
Характеристики внешних устройств.
Интерфейсные объекты: управляющие элементы, окна, диалоги. События и сообщения.
Механизмы передачи и обработки сообщений.
Собственная инструментальная среда.
Автоматизированное рабочее место (АРМ).
Прикладные пакеты для решения математических задач на ЭВМ.
Пакет Tex (Latex). Пакеты обработки статистической информации.
Язык структурированных запросов SQL.
Создание SQL - запросов.
Мультимедиа как средство и технология.
Методика изучения технологи обработки числовой информации.
Матроиды.
Теорема Радо-Эдмондса.
Динамический HTML. Разработка интерактивных Web-страниц с использованием языка сценариев.
Перечень вопросов к экзамену
По дисциплине «Теория и методика преподавания информатики»
Предмет методики преподавания информатики: информатика как учебный предмет в средней школе; методика преподавания информатики как новый раздел педагогической науки и как учебный предмет подготовки учителя информатики.
Цели и задачи обучения информатике в средней школе. Педагогические функции курса информатики. Структура обучения информатике в общеобразовательной школе.
Стандарт школьного образования по информатике. Назначение и функции общеобразовательного стандарта в школе.
Пропедевтика основ информатики в начальной школе: цели и задачи, анализ учебных и методических пособий.
Место курса информатики в системе учебных дисциплин. Базисные учебные планы. Анализ школьных программ по информатике и информационным технологиям.
Программное обеспечение курса информатики в общеобразовательной школе. Оборудование школьного кабинета информатики: материальная база и санитарные нормы.
Методическая система и организация обучения информатике в школе: урок как основная форма обучения информатике. Подготовка к уроку информатики. Дидактические особенности учебных занятий по информатике.
Понятие педагогического программного средства (ППС). Типы ППС. Требования к разработке педагогических программных средств.
Цели и основные формы дополнительного изучения основ информатики и ее приложений в средней школе. Организационные формы и содержание внеклассной работы по информатике.
Понятие информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Направления внедрения ИКТ в образование. Дистанционные технологии обучения.
Инструментальные средства для разработки ППС, их достоинства и недостатки. Экспертная оценка ППС.
Разработка учебно-методических комплексов и внедрение их в учебный процесс.
Предпрофильные и профильные курсы как средство дифференциации обучения информатике в общеобразовательной школе.
Методика изучения темы «Представление информации и информационные процессы»; подходы к измерению информации; формирование представлений о сущности информационных процессов в системах различной природы.
Методика изучения основ алгоритмизации и начал программирования.
Методические рекомендации по теме «Первое знакомство с компьютером».
Методика изучения темы «Дисковая операционная система». Методические рекомендации по изучению темы «Программы-оболочки операционных систем».
Методические рекомендации по организации и проведению практических занятий при изучении темы «Текстовый редактор».
Методические рекомендации по организации и проведению практических занятий при изучении темы «Электронные таблицы».
Методические рекомендации по организации и проведению практических занятий при изучении темы «Базы данных».
Методические рекомендации по организации и проведению практических занятий при изучении темы «Графический редактор».
Компьютерные сети в образовании. Методические рекомендации по изучению темы «Сетевые информационные технологии».
По дисциплине «Теоретические основы информатики»
Интуитивное понятие алгоритма. Необходимость уточнения понятия алгоритма. Подходы к формализации понятия «алгоритм». Алгоритмическая машина Поста.
Машина Тьюринга. Устройство. Состояние машины. Конфигурация.
Нормальные алгоритмы Маркова. Сравнение алгоритмических систем Маркова и Тьюринга.
Основные понятия теории графов. Степень вершины графа. Ориентированные графы, связные графы и компоненты связности. Понятие взвешенного графа. Способы задания графа.
Деревья. Эйлеровы графы. Полный граф, двудольный граф.
Основные методы разработки эффективных алгоритмов: динамическое программирование, алгоритмы с возвратом, жадные алгоритмы.
Понятие сложности алгоритма. Оценка временной сложности алгоритма.
Кодирование. Алфавитное неравномерное двоичное кодирование. Префиксные коды.
Алфавитное кодирование с неравной длительностью сигналов. Код Морзе.
Блочное двоичное кодирование. Равномерное двоичное кодирование. Байтовый код.
По дисциплине «Компьютерное моделирование»
Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. Модели представления знаний. Экспертные системы: структура, назначение, особенности.
Понятие модели. Классификация моделей. Виды моделирования. Основные этапы математического моделирования. Понятие вычислительного эксперимента. Этапы вычислительного эксперимента.
Компьютерное моделирование. Решение научных задач с использованием компьютерных моделей.
Численные методы решения нелинейных уравнений: способы отделения корней, методы половинного деления, хорд, касательных.
Численное интегрирование. Погрешность формул.
Задачи оптимизации.
Компьютерное моделирование случайных величин.
Имитационное моделирование. Метод Монте-Карло.
Абстрактные модели и их классификация. Вербальные модели. Информационные модели. Объекты и их связи. Основные структуры в информационном моделировании. Примеры информационных моделей. Математические модели.
Модели динамических систем. Инструментальные программные средства для моделирования динамических систем. Модель популяции.
Модели с сосредоточенными и распределенными параметрами. Дескриптивные, оптимизационные, многокритериальные, игровые модели. Системный подход в научных исследованиях.
Моделирование стохастических систем. Метод статистических испытаний. Моделирование последовательностей независимых и зависимых случайных испытаний. Общий алгоритм моделирования дискретной случайной величины (ДВС).
Моделирование систем массового обслуживания. Переход детерминированных систем к хаотическому поведению.
Учебные компьютерные модели. Программные средства для моделирования предметно-коммуникативных сред (предметной области). Специфика использования компьютерного моделирования в педагогических программных средствах.
По дисциплине «Архитектура компьютера»
История развития вычислительной техники, поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ. Классическая архитектура ЭВМ.
Общие принципы построения современных ЭВМ. Процессоры, их развитие и сравнительная характеристика. Шины. Последовательная и параллельная передача данных.
Представление информации в ЭВМ: системы счисления; формы представления чисел в ЭВМ; представление целых чисел в ЭВМ в прямом и дополнительном кодах; кодирование символьной информации, кодирование десятичных чисел.
Машинно-ориентированный язык ассемблер: организация программы; арифметические команды и команды преобразования типов, команды сдвига и циклического сдвига, синтаксис и принцип работы команд обмена данными.
Машинно-ориентированный язык ассемблер: логические команды, синтаксис и принципы работы команд переходов и команд управления циклами. Понятие о макропрограммировании. Макросредства языка ассемблера.
Архитектура персонального компьютера (ПК): структура ПК; функциональные характеристики ПК. Средства управления внешними устройствами: базовая система ввода/вывода, система прерываний. Характеристики внешних устройств.
Архитектура персонального компьютера (ПК): оперативная память (ОЗУ); организация ОЗУ; внешние запоминающие устройства (ВЗУ); типы ВЗУ и организация данных на них.
Архитектура персонального компьютера (ПК): структура и режимы центрального процессора (ЦП); функции его компонент (АЛУ, УУ, регистры, регистры буферной памяти – КЭШ память). Взаимосвязь микропроцессора и памяти компьютера.
По дисциплине «Программирование»
Структуры данных (Описание структур, Инициализация структур, Доступ к элементам структур, Использование структур с функциями, Typedef, Объединения, Структуры, ссылающиеся на себя, Динамическое распределение памяти, Связанные списки, Стеки, Очереди, Деревья)
Создание класса.
Область действия класса и доступ к элементам класса.
Функции доступа и сервисные функции.
Инициализация объектов класса: конструкторы.
Использование с конструкторами аргументов по умолчанию.
Деструкторы.
Использование элементов данных и элементов-функций.
Основные принципы перегрузки операций.
Запреты на перегрузку операций.
Базовые и производные классы.
Переопределение элементов базового класса в производном классе.
Виртуальные функции.
Полиморфизм. Новые классы и динамическое связывание
Карты сообщений
Механизмы обмена данными и проверки данных диалога.
Реализация механизмов DDX/DDV средствами ClassWizard.
Нестандартная реализация DDX/DDV.
Обработка сообщений от элемента управления.
По дисциплине «Программное обеспечение ЭВМ»
Программные продукты и их основные характеристики.
Методы защиты программных продуктов.
Классы программных продуктов.
Основные задачи программирования.
Операционные системы: их развитие и основные функции.
Концепция операционных систем. Понятие файловой системы.
Информационные процессы.
Системы программирования.
Трансляторы: интерпретаторы и компиляторы.
Инструментальные программные средства общего назначения.
Инструментальные программные средства специального назначения.
Системы обработки текстов.
Объектно-ориентированный подход в машинной графике.
Векторные графические редакторы: рабочая среда и интерфейс пользователя.
Основные понятия о системах управления базами данных (СУБД) и базах данных.
Определение и свойства полей в СУБД.
Функциональные возможности и назначение табличных процессоров. Рабочая книга табличного процессора.
Простейшие действия над числами в табличном процессоре.
Оформление таблицы и представление результатов в табличном процессоре.
Прикладное программное обеспечение пользователя, интегрированные программные среды.
Собственная инструментальная среда, автоматизированное рабочее место.
Основные характеристики и интерфейс систем компьютерной математики (СКМ).
Типы данных математических систем: числа и числовые константы, переменные, строковые данные, сложные типы данных в СКМ. Операторы, функции и выражения.
Работа с текстом и формулами, правила набора математических текстов в СКМ.
Решение задач линейной алгебры средствами систем компьютерной математики: матричные операции в СКМ; решение систем линейных уравнений с помощью обратной матрицы в данных пакетах. Использование в СКМ различных методов (метода Гаусса, метода Крамера, метода итерации) для решения систем линейных уравнений.
Использование СКМ для решения задач математического анализа: дифференцирование функций одного и нескольких переменных; вычисление неопределенных, определенных и кратных интегралов; нахождение численного и аналитического решения обыкновенных дифференциальных уравнений первого и второго порядка.
Решение нелинейных уравнений с помощью СКМ. Использование итерационных методов (метода половинного деления, метода Ньютона, метода простой итерации) для решения нелинейных уравнений в СКМ.
Графические возможности пакетов символьных вычислений: работа с двумерной и трехмерной графикой в СКМ; построение графиков функций в различных системах координат.
Назначение издательской системы TeX (LaTeX). Основные понятия пакета: исходный файл; спецсимволы; команды и их задание в тексте; структура исходного текста.
Принципы работы с математическим текстом в TeX (LaTeX): форматирование текста; правила набора формул, нумерация и переносы в формулах; набор матриц.
Компьютерные вирусы и приемы борьбы с ними.
Алгоритмы и методы сжатия данных. Архиваторы.
По дисциплине «Информационные системы»
Информационные системы: понятие, структура, классификации, этапы развития. Процессы в информационных системах.
Информационные модели данных: иерархические, сетевые, реляционные. Взаимосвязи в информационной реляционной модели. Последовательность создания информационной модели.
Этапы проектирования баз данных.
Язык запросов SQL.
Технологии файл-сервер и клиент-сервер.
Проектирование баз данных: определение взаимо связи между элементами базы данных, первичные и альтернативные ключи атрибутов данных.
Специальная обработка баз данных: обеспечение целостности и защиты данных.
Нормализация. Нормальные формы.
По дисциплине «Компьютерные сети, Интернет и
мультимедиа технологии»
Назначение и классификация компьютерных сетей. Локальные вычислительные сети: особенности организации, типовые топологии. Аппаратная реализация передачи данных.
Особенности организации глобальной сети Интернет. Службы Интернет. Технология разработки Web-документов.
Защита информации в локальной сети.
Построение компьютерных сетей.
Коммутация и маршрутизация.
Среды передачи данных.
Сравнение сетевых топологий.
Кодирование и модуляция.
Язык HTML как средство создания информационных ресурсов Интер нет.
Динамические языки программирования как средство создания интерактив ных ресурсов.
По дисциплине «Педагогика»
Цель обучения в современной школе. Цели обучения информатике в средней школе.
Содержание образования: сущность, носители. Критерии и факторы отбора содержания образования.
Методы и средства обучения информатике. Современные технологии обучения (П.Я. Гальперин, В.Ф. Шаталов и др.).
Формы организации обучения. Урок как основная форма организации учебного процесса. Методика организации и проведения урока информатики. Липецкий опыт рациональной организации урока (К.А. Москаленко).
Диагностика обучения. Контроль в структуре диагностики. Формы, виды и методы контроля результатов обучения информатике.
Основные направления модернизации отечественного школьного образования. Профилизация старшей ступени обучения. Особенности модернизации математического образования. Ведущие идеи национального проекта «Образование» и их реализация.
Перечень типовых заданий к экзамену
По дисциплине «Программное обеспечение ЭВМ»
Решить задачи 1-8 в системах компьютерной математики. Для заданий 9-11 набрать фрагмент текста в системе компьютерной верстки математических текстов TeX, выполнить просмотр полученных результатов.
Построить график функции  . С его помощью определить точки разрыва функции f. Применить к построенному графику форматирование.
Вычислить правый и левый пределы функции  в точке  .
Дана функция  и точка  . Построить график функции, касательную к кривой  в точке  , а также секущую, проходящую через точку и произвольную точку  .
Найти решение нелинейной системы уравнений: 
Построить график функций: 1. В декартовой системе координат на плоскости  ;  . 2. В декартовой системе координат в пространстве  .
Решить дифференциальное уравнение . Построить поле направлений интегральных кривых дифференциального уравнения.
Решить систему линейных уравнений методом Гаусса: 
Найти сумму ряда  при указанных значениях параметров  и  .
|
