 |
|
Часть комплексного задания из цикла дисциплин предметной подготовки
1. Информатика как наука и вид практической деятельности.
Становление информатики как науки, объект и предмет информатики; современные информационные технологии; структура современной информатики; место информатики в системе наук; социальные, правовые, этические аспекты информатики; информационный ресурс; сущность информатизации современного общества и системы образования.
2. Арифметические и логические основы работы вычислительной техники.
Системы счисления, основные понятия; перевод чисел из одной системы счисления в другую, экономичность системы счисления; арифметические операции в позиционных системах счисления; основные понятия алгебры Буля; основные логические операции, функции, законы и правила преобразования логических выражений; основные логические элементы компьютера.
3. Информация и информационные процессы.
Понятие информации, виды и свойства информации; носитель информации; основные информационные процессы; подходы к измерению информации; меры информации: геометрическая, статистическая, семантическая; энтропия как мера неопределенности: понятие, свойства, условная энтропия; энтропия и информация; информация и управление.
4. Основы алгоритмизации, исполнители.
Понятие алгоритма; формальный и неформальный алгоритм; свойства алгоритма: конечность, детерминированность, дискретность, массовость, понятность; Формы записи алгоритма: словесный, алгоритмический язык, язык блок – схем; исполнитель алгоритма; разработка алгоритмов на основе операционального и структурного подходов.
5. Языки программирования высокого уровня
Понятие и структура языка программирования; история развития и классификация языков программирования; метаязыки описания языков программирования; грамматика языков программирования; типы и структуры данных в языках программирования; среда программирования; управляющие структуры языков программирования.
6. Основы оперционально – ориентированного программирования.
История создания и развития языка Basic; структура данных; базовые операторы языка; графические возможности языка Basic; обработка символьной информации; подпрограммы; работа с файлами; средства и методы организации диалоговых программ.
7. Основы структурно – ориентированного программирования
История создания и развития языка Pascal; структура программы; стандартные и пользовательские типы данных, структурные типы данных (массив, строка, запись), процедуры и функции; работа с файлами; графические возможности языка Pascal; стандартные и пользовательские модули.
8. Основы объектно – ориентированного программирования.
Основы объектно – ориентированного программирования (ООП); Delphi как среда ООП; синтаксис определения класса; иерархия стандартных класса; структура проекта; свойства, события и методы объектов стандартных классов и принципы их использования; создание баз данных и мультимедийных приложений.
9. Основы логического программирования.
Общие сведения о логическом программировании; представление знаний о предметной области в виде фактов и правил базы знаний; дескриптивный, процедурный и машинный смысл программы на языке программирования Пролог; рекурсия и структуры данных в программах на языке Пролог.
10. Основы визуального программирования.
Понятие и особенности визуального программирования; элементы интегрированной среды Visual Basic; структура проекта; работа с формами, разработка интерфейса; выбор и использование управляющих элементов; переменные, операторы, функции в Visual Basic; реализация основных алгоритмических конструкций; разработка графических программ при помощи примитивов и графических методов; фрактальная графика и ее создание с помощью рекурсивных функции; анимация, программное управление движением объекта; разработка баз данных.
11. Организация электронно – вычислительных машин.
История развития вычислительной техники, поколения ЭВМ; классификация ЭВМ; структура материнской платы; внутренние и внешние устройства ЭВМ, их характеристики: процессоры, их развитие, сравнительная характеристика, принцип работы, основные шины, организация внутренней и внешней память, дополнительные устройства ввода/вывода и их контроллеры; тестирование оборудования; базовая система ввода вывода; неполадки и способы их устранения.
12. Архитектура электронно – вычислительных машин.
Классическая архитектура ЭВМ; общие принципы построения и функционирования компьютеров; последовательная и параллельная передача данных; микропроцессор: система команд, система прерываний, регистры; модели доступа к памяти (методы адресации); ассемблер как машино – ориентированный язык программирования; современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
13. Моделирование как метод научного познания.
Понятие модели; классификация моделей; основные понятия информационного моделирования; математическое моделирование; классификация математических моделей; основные этапы математического моделирования; решение научных задач с использованием компьютерных моделей; математическое программирование; использование информационных технологий для решения задач.
14. Вычислительный эксперимент.
Понятие вычислительного эксперимента; этапы вычислительного эксперимента; программное обеспечение для проведения вычислительного эксперимента; моделирование стохастических систем; случайные числа, генерирование последовательности случайных чисел, моделирование случайных процессов; решение научных задач с применением вычислительного эксперимента (физические процессы, экология, экономика, модели развития человечества и т.д.).
15. Теоретико – множественные основы информатики
Математические основы теории множеств: операции, способы задания, отношения, матрица бинарного отношения, свойства матрицы бинарных отношений; представление множеств в памяти ЭВМ; смежное и связное представление элементов множеств; понятие характеристического вектора; реализация теории множеств в языках программирования, основные операций над элементами множеств при последовательном и связном размещении; реализация теории множеств в алгебре Кодда, основные операции алгебры.
16. Технология обработки текстовой информации
Классификация прикладного программного обеспечения; системы обработки текстовой информации: текстовые редакторы и процессоры, издательские системы; назначение и функциональное наполнение текстового процессора; реализация OLE и DDE технологии.
17. Технология обработки графической и мультимедийной информации
Принципы формирования компьютерных изображений, их виды; цветовые модели; форматы графических файлов; графические редакторы и их функциональное наполнение; форматы звуковых и видео объектов, их обработка; создание презентаций.
18. Технология обработки числовой информации
Назначение, основные функции и принципы работы табличных процессоров; перечень основных ошибок при расчетах; сервисные возможности ввода данных; графические возможности представления данных; использование электронных таблиц при решении математических задач; математические пакеты.
19. Системное программное обеспечение
Виды программного обеспечения; определение, развитие, основные функции (обеспечение всех видов интерфейсов, организация данных, управление приложениями) и виды операционных систем; файловые системы (FAT, NTFS и др.); состав дисковой операционной системы; внутренние и внешние (программы-утилиты) команды; оболочки операционных систем; операционнаясистема Windows; сетевые операционные системы.
20. Основы теории алгоритмов
Формализация понятия алгоритма: машины Поста, Тьюринга, машины произвольного доступа, нормальные алгоритмы Маркова, рекурсивные функции; понятие об алгоритмической разрешимости задачи; алгоритмически неразрешимые проблемы.
21. Основы компьютерной безопасности
Понятие компьютерной безопасности; криптография и криптоанализ; средства, методы и способы защиты данных; компьютерные вирусы, их классификация; защита от компьютерных вирусов; юридические аспекты информационной безопасности личности общества и государства (уголовная ответственность, авторское право, лицензирование); алгоритмы и методы сжатия данных; архиваторы.
22. Основы теории графов
Основные понятия теории графов: основные понятия и определения, способы представления, операции над графами, понятие маршрута и связные с ним понятия, алгоритм нахождения кратчайшего маршрута; Эйлеровы графы; деревья; планарность графов; раскраска графов.
23. Основы комбинаторики
Элементарные комбинаторные объекты; простейшие свойства комбинаторных объектов; основные комбинаторные алгоритмы; таблицы для вычисления перестановок и сочетаний; рекуррентные соотношения; возвратные последовательности; однородное линейное рекуррентное уравнение; неоднородное линейное рекуррентное соотношение.
24. Основы искусственного интеллекта, экспертные системы
Основные направления исследований в области искусственного интеллекта; система и модели представления знаний (логическая, сетевая, фреймовая, продукционная); экспертные системы: типовая структура, назначение, сферы применения; инструментальные средства построения экспертных систем и организация знаний; основные механизмы логического вывода.
25. Информационные и коммуникационные технологии в образовании
Понятие информационных и коммуникационных технологий (ИКТ); основные направления внедрения ИКТ в образование; педагогические и психологические цели использования средств ИКТ, их влияние на развитие личности; педагогические и эргономические требования к созданию и использованию электронных средств учебного назначения, их оценка; электронный учебник.
26. Системы управления базами данных
Информационные модели данных: иерархические, сетевые, реляционные; взаимосвязи в реляционной модели; основные понятия теории баз данных: отношение, атрибут, тип данных, домен, картеж, ключ, связь, свойства отношений, индекс; семантическая (категорийная) и ссылочная целостность данных; нормализация данных, ограничения 1-3 нормальных форм, нормальная форма Бойса-Кодда; сравнительная характеристика возможностей СУБД, их основные объекты; основы языка SQL: операторы create, insert, delete, update, select; перспективы развития СУБД.
27. Информационные системы
Информационные системы: понятие, структура, классификации, требования; жизненный цикл информационных систем; концептуальная модель предметной области; технология разработки информационных систем: стандарты и методики, методология проектирования информационных систем; защита данных в информационных системах; реализация информационных систем на основе платформ COM и .NET; автоматизированное рабочее место.
28. Решение нелинейных уравнений, систем алгебраических уравнений.
Численные методы решения нелинейных уравнений: способы отделения корней, методы половинного деления, хорд, касательных, итераций; приближенные методы решение систем линейных уравнений: метод итераций, Зейделя; решение систем нелинейных уравнений (метод простой итерации).
29. Численное интегрирование.
Постановка задачи приближенного вычисления определенного интеграла; квадратурная формула Ньютона-Котеса; Формулы трапеций, Симпсона, прямоугольников, Гаусса; оценка погрешностей квадратурных формул; учет погрешностей квадратурных формул методом двойного пересчета.
30. Компьютерные сети.
Назначение и классификация компьютерных сетей; локальные вычислительные сети: особенности организации, типовые топологии; аппаратные и программные средства организации компьютерных сетей; семиуровневая архитектура взаимодействия открытых систем; Internet, службы Internet; поиск информации.
31. Гипертекстовое представление информации.
Понятие гипертекста; инструментальные средства создания гипертекстовых документов; язык гипертекстовой разметки (HTML); средства создания интерактивных ресурсов: язык JavaScript; разработка мультимедийных web-документов.
32. Основы теории кодирования.
Основные понятия и определения теории кодирования, цели кодирования; равномерные простые и составные цифровые коды; рефлексные коды (коды Грея); оптимальное статистическое кодирование(коды Шеннона – Фано, код Хаффмана); помехоустойчивое кодирование (коды Хемминга).
Раскрывая теоретические основы содержательной линии или раздела информатики студент должен продемонстрировать не только понимание теоретических положений, но и умение их применять к решению практико-ориентированных задач как школьного курса информатики всех этапов и уровней изучения так и системы дополнительного и углубленного изучения конкретных тем информатики, демонстрируя тем самым готовность к выполнению своих профессиональных задач в качестве учителя.
Перечень практических заданий относится ко всем указанным выше дисциплинам цикла предметной подготовки, но при ответе на комплексное задание остается в рамках рассматриваемого вопроса.
Примерный перечень практических заданий, который может быть использован студентами для подтверждения своей компетенции в рассматриваемом вопросе:
1. Арифметические и логические основы работы вычислительной техники: На вопрос, какая завтра будет погода, синоптик ответил:
1) «если не будет ветра, то будет пасмурная погода без дождя»;
2) «если будет дождь, то будет пасмурно и без ветра»;
3) «если будет пасмурная погода, то будет дождь и не будет ветра».
Какая завтра будет погода?
2. Основы визуального программирования: Создать проект табулирования значений функции для значений x Î [0; 1], yÎ [1; 2] с шагом 0,1.
3. Организация электронно – вычислительных машин:По прайс – листу подобрать конфигурацию ПК и дополнительное оборудование, для школьного кабинета информатики.
4. Архитектура электронно – вычислительных машин: Расположите в ячейках по адресам 200 и 204 два целых числа. Напишите программу, которая, используя различные методы адресации к РОН, складывает указанные числа.
5. Моделирование как метод научного познания: На участке работает 20 человек; каждый из них работает в среднем 1800 ч. в год. Выделенные ресурсы: 32 т. металла, 54 тыс. кВт-ч электроэнергии. План реализации: не менее 2 тысяч изделий А и не менее 3 тысяч изделий Б. На выпуск 1 тысячи изделий А затрачивается 3 т. металла, 3 тыс. кВт-ч электроэнергии и 3 тыс. ч. рабочего времени. На выпуск 1 тысячи изделий Б затрачивается 1 т. металла, 6 тыс. кВт-ч электроэнергии и 3 тыс. ч. рабочего времени. От реализации 1 тысячи изделий А завод получает прибыль 500 тыс. руб., от реализации 1 тысячи изделий Б – 700 тыс. руб. Выпуск какого количества изделий А и Б (в тыс. штук) надо запланировать, чтобы прибыль от реализации была наибольшей?
6. Вычислительный эксперимент: Найти площадь фигуры методом Монте – Карло. Кривая задана уравнением у=х2
7. Теоретико – множественные основы информатики: Дано множество натуральных чисел (от 1 до 100). Используя решето Эратосфена получить множество простых чисел.
8. Технология обработки текстовой информации: Подготовить в среде текстового процессора документ «Приглашение на торжество», который можно будет распечатать как открытку с разворотом.
9.Технология обработки графической и мультимедийной информации: В программе Adobe Premiere создать мультимедийное приложение на тему: «Летние каникулы».
10. Технология обработки числовой информации: Используя графические возможности табличного процессора решить уравнение x3/10=sin(x).
11. Системное программное обеспечение: В среде Norton Commander в корневом каталоге диска С: cоздать каталог MENU. В каталоге MENU создать файл локального меню nc.mnu, который бы загружал программу Qbasic при нажатии на клавишу с цифрой «1» (место регистрации загрузочного файла: C:\PROGRAMM\QB45\qb.exe). В каталоге MENU создать текстовый файл vvv.txt, состоящий из двух абзацев и разделить его на два файла, присвоив им атрибут «системный». Оба файла поместить в архив apchiv, используя встроенный архиватор.
12. Основы теории алгоритмов: Определить внешний, внутренний алфавиты, построить таблицу и граф переходов для машины Тьюринга, заданной программой: q10®q5R, q20®q31L, q21®R, q2a®R, q2b®R, q30®q0, q31®L, q3a®L, q3b®L, q3c®q5R, q40®R, q41®q0L, q4a®0, q4b®0, q4c®0, q50®q3L, q51®q4L, q5a®q2cR, q5b®R.
Интерпретируйте результаты работы этой машины на словах:
а) 0abab0;
б) 0aaaa0;
в) 0bbbbb0.
13. Основы компьютерной безопасности: Составить код Хаффмана для указанной группы символов:
| Символ | Z1 | Z2 | Z3 | Z4 | Z5 | Z6 | Z7 | Z8 |
| Вероятность | 0,03 | 0,13 | 0,20 | 0,17 | 0,21 | 0,07 | 0,08 | 0,11 |
Вычислить среднее число разрядов на знак. Сформулировать алгоритм решения данной задачи.
14. Основы теории графов: Рассмотреть все способы представления графа (см. рис.).
15. Основы комбинаторики: Для победителя школьной олимпиады по информатике подготовили подарок, состоящий из одного лазерного диска, мышки и коврика. Сколькими способами можно составить такой подарок, если в распоряжении организаторов имеются 2 лазерных диска с разным программным обеспечением, 3 мышки разных моделей и 2 коврика разного цвета?
16. Основы искусственного интеллекта, экспертные системы: Опишите на Прологе таблицу дат и событий русской истории. Сформулируйте вопросы к построенной базе знаний.
17. Информационные и коммуникационные технологии в образовании: Создайте тест, состоящий из 5 вопросов, позволяющий автоматизировать контроль проверки знаний.
18. Системы управления базами данных: Нормализовать отношение «Сотрудники»: ФИО сотрудника, дата рождения, адрес, образование, дата приема на работу, должность, рейтинг, зарплата.
19. Информационные системы: В программе Access создать базу данных успеваемости группы. Подготовить отчеты:
а) список студентов на повышенную стипендию (только отличные результаты);
б) неуспевающие по одной и более дисциплинам;
в) потенциал (студенты, сдавшие сессию на «хорошо» и «удовлетворительно»);
г) данные об успеваемости конкретного студенты (фамилию ввести с клавиатуры).
На основе созданных данных спроектировать и создать автозапускающееся приложение.
20. Решение нелинейных уравнений, систем алгебраических уравнений: Уточнить корень уравнения 
на [-2;-1,9] методом половинного деления с точностью до 0,00001.
21. Численное интегрирование: Вычислить интеграл по формуле средних прямоугольников при n=6. Оценить погрешность результата J6 методом двойного пересчета.
22. Гипертекстовое представление информации: Составить программу на языке сценариев Java Script, выводящую текущее время.