ДПП.В.4.2 Трудные вопросы информатики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г.УССУРИЙСКЕ
«УТВЕРЖДАЮ»
Заведующий кафедрой ИИТиМО
______________ Горностаева Т.Н.
«______»_________________20____г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«ТРУДНЫЕ ВОПРОСЫ ИНФОРМАТИКИ»
Специальности -050202.65 Информатика с дополнительной специальностью 050203.65 Физика
050202.65 Информатика с дополнительной специальностью
050303.65 Иностранный язык (английский язык)
Форма подготовки (очная)
Кафедра информатики, информационных технологий и методики обучения
курс 5, семестр 10
лекции - 22 час
практические занятия – не предусмотрены
семинарские занятия не предусмотрены
лабораторные работы - 22 час.
консультации перед экзаменом - не предусмотрены
всего аудиторной нагрузки -44 часов
самостоятельная работа – 44час.
реферативные работы: не предусмотрены
контрольные работы: не предусмотрены
зачет: 10 семестр
экзамен: не предусмотрен
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования (номер государственной регистрации
№662 пед/ сп (новый) от 31 января 2005 г.)
Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры 19 сентября 2011 г. , протокол № 1
Заведующий кафедрой
Составитель
_______________
к.ф.м.н., доцент Т.С. Комашинская
Т.Н. Горностаева
Содержание
АНОТАЦИЯ…........................…………………………………………………………………………………3.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА………………………………………………………………………4
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ……………………………………..13
Аннотация на УМКД
«Трудные вопросы информатики»
Содержание дисциплины: на изучение дисциплины учебным планом отводится 88
часов, она является дисциплиной Курсов по выбору.
«Трудные вопросы информатики» состоит из лекционного курса и лабораторного
практикума. В лекционном курсе студенты изучают этапы решения задачи на ЭВМ, требования к тестированию программ, способы отладки программ, методы решения задач на
ЭВМ и их классификации.
На лабораторных занятиях студенты учатся составлять программы, в которых используют различные методы и способы, изученные в теоретическом курсе.
Студенты должны знать основные понятия дисциплины, перечисленные выше и
уметь составлять программы решения задач, в которых используют различные методы и
способы, изученные в теоретическом курсе.
Связь с другими дисциплинами: «Программное обеспечение ЭВМ», «Программирование».
Специальности: «Информатика» - 050202.65
Целью создания УМКД является создание единой системы методических документов, учитывающих содержание, структуру и особенности дисциплины Трудные вопросы
информатики.
Основными задачами внедрения УМКД являются:
 повышение качества подготовки студентов путем системно-методического
обеспечения учебного процесса;
 упорядочение требований к составу и оформлению учебно-методической документации;
 создание механизма для анализа методических документов;
 активизация самостоятельной работы студентов;
 оказание методической помощи молодым преподавателям.
.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г.УССУРИЙСК
«УТВЕРЖДАЮ»
Заведующий кафедрой ИИТиМО
______________ Горностаева Т.Н.
«______»_________________20____г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВЫБОРУ
«ТРУДНЫЕ ВОПРОСЫ ИНФОРМАТИКИ»
Специальности -050202.65 Информатика с дополнительной специальностью 050203.65 Физика
050202.65 Информатика с дополнительной специальностью
050303.65 Иностранный язык (английский язык)
Форма подготовки (очная)
Кафедра информатики, информационных технологий и методики обучения
курс 5, семестр 10
лекции - 22 час
практические занятия – не предусмотрены
семинарские занятия не предусмотрены
лабораторные работы - 22 час.
консультации перед экзаменом - не предусмотрены
всего аудиторной нагрузки -44 часов
самостоятельная работа – 44час.
реферативные работы: не предусмотрены
контрольные работы: не предусмотрены
зачет: 10 семестр
экзамен: не предусмотрен
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования (номер государственной регистрации №662 пед/ сп
(новый) от 31 января 2005 г.)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры 19 сентября 2011 г. , протокол № 1
Заведующий кафедрой _______________
Составитель
к.ф.м.н., доцент Т.С.Комашинская
Т.Н. Горностаева
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(и.о. фамилия)
I
Изменений нет.
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(и.о. фамилия)
Содержание
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА .............................................................................................................................. 7
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ ........................................................................................................... 8
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ....................................................................................................... 9
Лекционный курс (10 семестр, 22часа) ........................................................................9
Лабораторные занятия (10 семестр, 22 часа) ...........................................................9
ОБОРУДОВАНИЕ, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ НА ЗАНЯТИЯХ ................................................................................. 10
ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ СТУДЕНТОВ ............................................................................ 10
ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ ...................................................................................................................... 10
Еженедельный отчет по текущей лабораторной работе. ...............................................11
Пример заданий к лабораторной работе ...........................................................................11
Контрольные вопросы к этой же работе ...........................................................................11
ФОРМЫ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ .................................................................................................................. 11
Зачет (10 семестр) .............................................................................................................11
Вопросы, выносимые на зачет ............................................................................................11
СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Пояснительная записка
“Трудные вопросы информатики ” является дисциплиной Курсов по выбору. Она
изучается студентами специальности «Информатика» в 10-ом семестре, ее назначение состоит в углублении знаний студентов по дисциплине «Основы искусственного интеллекта».
На изучение дисциплины “Трудные вопросы информатики” учебным планом отводится 88 часов, из них аудиторная работа составляет 44 часа, из них 22 часа - лекционных
и 22 часа – лабораторных занятий. Занятия проводятся по 2 часа в неделю, в том числе
лекционные - 2 часа, лабораторные занятия - 2 часа. На самостоятельную работу студентов отводится 44 часа.
В лекционном курсе студенты изучают этапы решения задачи на ЭВМ, требования
к тестированию программ, способы отладки программ, методы решения задач на ЭВМ и
их классификации.
На лабораторных занятиях студенты учатся составлять программы решения задач,
в которых используют различные методы и способы, изученные в теоретическом курсе.
Курс завершается зачетом.
Тематический план дисциплины
Самостоятельная
работа студентов
Трудоемкость
(всего часов)
88
2
4
2
4
8
2
4
8
2
4
2
4
8
2
4
6
12
4
2
2
4
8
Графический метод. Идея и реализация.
4
2
2
4
8
9
Модельные методы. Их классификация.
Моделирование дискретного физического процесса.
4
2
2
4
8
10
Моделирование
непрерывного
физического процесса.
4
2
2
4
8
11
Формулировка зачетных задач.
Схема их аналитического решения.
6
2
4
6
12
10 семестр
44
22
1
Этапы решения задачи на компьютере.
2
2
2
Отладка и тестирование
грамм.
Классификация
граммных ошибок.
пропро-
4
2
3
Отладчик системы программирования Турбо Паскаль.
4
2
4
Классификация методов решения
задач на компьютере. Абсолютные и относительные погрешности вычислений. Погрешность
методов.
2
2
5
Методы перебора. Их классификация. Методы случайного перебора.
4
2
6
Методы упорядоченного перебора. Метод Монте – Карло.
6
7
Расчетные методы. Их классификация.
Калькуляторный метод. Аналитико – вычислительный метод.
8
Практические
занятия
44
Наименование модулей, разделов, тем
(с указанием семестра)
Лекции
22
№
Всего
Лабораторные
занятия
Аудиторные занятия
Содержание учебного материала
Лекционный курс (10 семестр, 22часа)
Лекция 1. Этапы решения задачи на ЭВМ: постановка задачи; анализ задачи; разработка алгоритма; составление программы; тестирование и отладка программы; анализ
результатов решения задачи; сопровождение программы.
Лекция 2. Назначение тестирования программы. Шаги тестирования: синтаксическая отладка; отладка семантики и логической структуры; тестовые расчеты; совершенствование программы. Классификация программных ошибок.
Лекция 3. Отладчик системы программирования Турбо Паскаль. Возможности
программы, ее меню. Пошаговое выполнение и трассировка программы. Точки останова.
Перезапуск программы. Просмотр и изменение значений переменных при исполнении
программы.
Лекция 4. Понятие синтетического метода решения задачи. Классификация синтетических методов решения. Понятие абсолютной и относительной погрешности вычислений и погрешности численных методов.
Лекция 5. Методы перебора. Их классификация. Методы случайного перебора: с
фиксированными границами; с переменными границами. Оценка их погрешности.
Лекция 6. Методы упорядоченного перебора: метод золотого сечения; метод половинного деления; метод прямого перебора с постоянным шагом; метод прямого перебора с переменным шагом. Метод Монте – Карло. Оценка их погрешности.
Лекция 7. Расчетные методы. Их классификация. Калькуляторный метод. Аналитико – вычислительный метод. Оценка их погрешности.
Лекция 8. Графический метод. Его идея и реализация в виде программы.
Лекция 9. Понятие математической модели и моделирования. Модельные методы. Их классификация. Постановка физической задачи. Компьютерное моделирование
дискретного физического процесса.
Лекция 10. Постановка физической задачи. Компьютерное моделирование непрерывного физического процесса.
Лекция 11. Формулировка зачетных задач: задача о падении камня в шахту; задача о точке пересечения границы. Схема аналитического решения этих задач.
Лабораторные занятия (10 семестр, 22 часа)
Лаб.работа №1. Тестирование программы. В этой работе студенты должны протестировать программу, которая находит решение действительных корней квадратного
уравнения на нахождение решения при всех возможных комбинациях входных данных.
Лаб.работа №2. Отладка программы. В этой работе студенты должны научиться
производить отладку программы, используя все возможности программы отладчика системы программирования Турб Паскаль.
Лаб.работа №3. Методы случайного перебора. В этой работе студенты должны
составить программы решения заданной задачи, используя метод перебора с фиксированными и переменными границами, используя заданную погрешность.
Лаб.работа №4. Методы упорядоченного перебора. В этой работе студенты должны составить программы решения заданной задачи, используя методы: золотого сечения,
половинного деления, прямого перебора с постоянным и переменным шагом, используя
заданную погрешность.
Лаб.работа №5. Метод Монте – Карло. В этой работе студенты должны составить
программы решения заданной задачи, используя метод Монте – Карло, используя заданную погрешность.
Лаб.работа №6. Расчетные методы. В этой работе студенты должны составить
программы решения заданной задачи, используя калькуляторный и аналитиковычислительный метод.
Лаб.работа №7. Графический метод. В этой работе студенты должны составить
программы, решения заданной задачи, используя графический метод.
Лаб.работа №8 . Модельные методы. Моделирование дискретного физического
процесса. В этой работе студенты должны составить компьютерную модель физической
задачи с дискретным физическим процессом.
Лаб.работа №9. Модельные методы. Моделирование непрерывного физического
процесса. В этой работе студенты должны составить компьютерную модель физической
задачи с непрерывным физическим процессом.
Лаб.работа №10. Зачетная работа №1. В этой работе студенты должны решить
задачу о падении камня 3-мя методами, указанными преподавателем.
Лаб.работа №11. Зачетная работа №2. В этой работе студенты должны решить
задачу о пересечении границы 2-мя методами, указанными преподавателем.
Содержание самостоятельной работы студентов
К самостоятельной работе студентов относятся проработка лекционного курса и рекомендуемой литературы для подготовки к лабораторным работам, зачету и экзамену.
Часть учебников выдана студентам на руки, имеется рекомендованная литература в кабинете №17 и лаборатории ЭВМ №4 физико-математического факультета.
В неделю читается одна лекция и проводится одно лабораторное занятие. Как правило, лекционный материал к моменту выполнения лабораторных работ уже прочитан, если
же нет, то он приведен в самой лабораторной работе. Тексты работ имеются в каждом
классе, где проводятся лабораторные занятия в электронном варианте. Студентам для самостоятельной работы выделяется 1 час машинного времени в неделю в компьютерном
классе.
Оборудование, используемое на занятиях
1. Компьютер.
2. Проектор.
3. Экран.
На лекции с помощью этого оборудования демонстрируются изучаемый материал.
Требования к знаниям и умениям студентов
Студенты, изучившие специальную дисциплину «Трудные вопросы информатики»
из цикла Курсы по выбору, должны знать ее основные понятия, которые они могут использовать в школе на уроках факультатива:
 Этапы решения задачи на компьютере;
 Способы тестирования программ;
 Классификацию методов решения задач на ЭВМ;
 Суть этих методов и оценки их погрешностей.
Студенты должны уметь:
 Выбирать метод, наиболее подходящий для решения задачи;
 Уметь реализовать их на языке программирования.
Формы текущего контроля
Еженедельный отчет по текущей лабораторной работе.
Результаты выполнения работы в зависимости от темы представляются в электронном или бумажном варианте. При представлении результатов студенты должны ответить на контрольные вопросы темы, указанные в лабораторной работе.
Пример заданий к лабораторной работе
1.Загрузить систему программирования Турбо-Пролог.
2.Составить в редакторе системы Пролог текс программы, находящей действительные корни квадратного уравнения;
3. Протестировать ее с наборами входных данных:
a = 1; b = 1; c = -2;
a = 1; b = 2; c = 1;
a = 2; b = 1; c = 2;
a = 0; b = 0; c = 0;
a = 0; b = 0; c = 2;
a = 0; b = 2; c = 1;
a = 2; b = 1; c = 0;
4. Изменить программу так, чтобы она находила корни биквадратного уравнения и
составить к ней систему тестов.
Контрольные вопросы к этой же работе
1. Что называется программой?
2. Что называется тестированием программы?
3. Для чего тестируется программа?
4. Что представляет собой система тестов?
5. Что именно проверяется при тестировании программы?
6. К какому типу (линейные, разветвляющиеся, циклические) программ относится
программа, находящая действительные корни квадратного уравнения?
7. Сколько в ней развилок?
8. Сколько наборов данных потребовалось для ее тестирования?
9. К какому типу (линейные, разветвляющиеся, циклические) программ относится
программа, находящая действительные корни биквадратного уравнения?
10. Сколько в ней развилок?
11. Сколько наборов данных потребовалось для ее тестирования?
Формы итогового контроля
Зачет (10 семестр)
К нему допускаются студенты, выполнившие все лабораторные работы го семестра
и отчитавшиеся по ним.
Вопросы, выносимые на зачет
1. Из каких этапов состоит процесс решения задачи на ЭВМ?
2. В чем суть каждого этапа?
3. Для чего нужна отладка программы? Тестирование?
4. Какая программа в системах программирования позволяет производить отладку
программы?
5. Какие пункты содержит отладчик системы Турбо Паскаль?
6. Что конкретно позволяет сделать этот отладчик?
7. Какие методы решения задач называются синтетическими?
8. Какова их классификация?
9. Какие методы относятся к методам случайного перебора?
10. В чем их суть?
11. Какие методы относятся к методам прямого перебора?
12. В чем их суть?
13. Какие методы относятся к расчетным методам ?
14. В чем их суть?
15. Какие методы относятся к модельным методам ?
16. В чем их суть?
Список основной литературы
1. Горностаева, Т.Н. Избранные вопросы информатики : учеб. пособие для вузов /
Т.Н. Горностаева .— Уссурийск : Изд.-во УГПИ, 2008 .— 103c.
2. Горностаева, Т.Н. Избранные вопросы информатики : учебн. пособие для подготовки к Государственному экзамену по информатике / Т.Н. Горностаева .— Уссурийск : Экспресс-сервис, 2007 .— 104c
3. Могилев, А.В. Информатика : учебное пособие для вузов по пед. спец. / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер ; под ред. Е.К. Хеннера .— 5-е изд., стер. — М. : Академия, 2007 .— 842 c .
4. Могилев, А.В. Информатика : учеб.пособие для вузов по спец. "Информатика" /
А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; под ред. Е.К.Хеннера .— 3-е изд., перераб. и
доп. — М. : Академия, 2004 .— 841с.
5. Могилев, А.В. Практикум по информатике : [учебное пособие для вузов] / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер ; под ред. Е.К. Хеннера .— 5-е изд., стер. — М. : Академия, 2009 .— 608 c .
Список дополнительной литературы
1.Рыжов, Ю.И.Информатика. Лекции и практикум. – СПб.: КОРОНА принт, 2000. –
389 с.
2. Братко, И.П. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта. - М.: Мир, 1990. – 342 с.
Электронные информационные образовательные ресурсы
Основы информатики: Учебное пособие / М.В. Жаров, А.Р. Палтиевич, А.В. Соколов. - 2-e изд., перераб. и доп. - М.: ФОРУМ, 2008. - 288 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=165656
Теоретическая информатика и ее основания. Т.1. / Зверев Г.Н. – Физматлит,
2007.
592
с.
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://e.lanbook.com/view/book/2386/
Теоретическая информатика и ее основания. Т. 2. / Зверев Г.Н. – Физматлит,
2007.
576
с.
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://e.lanbook.com/view/book/2378/
Баранова, Е. К. Основы информатики и защиты информации: Учеб.пособие / Е.
К. Баранова. - М. : РИОР : ИНФРА-М, 2013. - 183 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=415501
Учебно-методического обеспечения дисциплины
«Трудные вопросы информатики»
Методические рекомендации для преподавателя
1. А. В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К.Хеннер. Практикум по информатике.
М.,ACADEMA, 2007, Глава 4.
. Методические рекомендации для студентов
1. В.Г. Петросян, И.Р. Переча, Л.В. Петросян. Методы решения задач на компьютере. Журнал «Информатика и образование», №5, 1996.
2. Курс предполагает выполнение 11 лабораторных работ. Каждая из них содержит
методические указания по выполнению работы и варианты заданий. Все они имеются в
электронном бумажном вариантах (5-10 экземпляров каждой работы) в компьютерных
классах, в которых проводятся лабораторные занятия.
Оборудование, используемое на занятиях
1. Компьютер.
2. ПО: MSDOS, NC, TURBO_PASCAL/
2. Проектор.
3. Экран.
Карта обеспеченности литературой
Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной литературой или
иными информационными ресурсами
Наименование дисциплин, входящих в образовательную программу
Кол-во экземпляров в
библиотеке
Автор, название, место издания, издательство, год издания учебной литературы,
вид и характеристика иных информационных ресурсов
1
ДПП.В.4.1
Трудные вопросы информатики
Основная литература
2
3
9
Горностаева, Т.Н. Избранные вопросы информатики : учеб. пособие для вузов /
Т.Н. Горностаева .— Уссурийск : Изд.-во УГПИ, 2008 .— 103c.
Горностаева, Т.Н. Избранные вопросы информатики : учебн. пособие для подготовки к Государственному экзамену по информатике / Т.Н. Горностаева .—
Уссурийск : Экспресс-сервис, 2007 .— 104c
Могилев, А.В. Информатика : учебное пособие для вузов по пед. спец. / А.В.
Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер ; под ред. Е.К. Хеннера .— 5-е изд., стер. — М.
: Академия, 2007 .— 842 c .
Могилев, А.В. Информатика : учеб.пособие для вузов по спец. "Информатика" / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; под ред. Е.К.Хеннера .— 3-е изд.,
перераб. и доп. — М. : Академия, 2004 .— 841с.
Могилев, А.В. Практикум по информатике : [учебное пособие для вузов] /
А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер ; под ред. Е.К. Хеннера .— 5-е изд., стер.
— М. : Академия, 2009 .— 608 c .
4
6
50
2