Введение в ИТ. ИДЗ - Томский политехнический университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИДО
_______________ С.И. Качин
«____»_____________2012 г.
ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Методические указания и индивидуальные задания
для студентов ИДО, обучающихся по направлению
230100 «Информатика и вычислительная техника»
Составитель А.А. Пономарев
Семестр
Кредиты
Лекции, часов
Лабораторные занятия, часов
Индивидуальные задания
Самостоятельная работа, часов
Формы контроля
1
2
2
4
2
6
№1
98
зачет
Издательство
Томского политехнического университета
2012
УДК 004.9
Введение в информационные технологии: метод. указ. и индивид.
задания для студентов ИДО, обучающихся по напр. 230100 «Информатика и вычислительная техника» / сост. А.А.Пономарев; Томский политехнический университет.– Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2012.– 12 с.
Методические указания и индивидуальные задания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром
кафедры
автоматики
и
компьютерных
систем
«____» ____________ 2012 года, протокол № ____.
Зав. кафедрой АиКС,
профессор, доктор технич. наук _________________ Г.П. Цапко
Аннотация
Методические указания и индивидуальные задания по дисциплине «Введение в информационные технологии» предназначены
для студентов ИДО, обучающихся по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника». Данная дисциплина изучается в одном семестре.
Приведено содержание основных тем дисциплины и указаны
перечень лабораторных работ. Приведены варианты индивидуального домашнего задания. Даны методические указания по выполнению индивидуального домашнего задания.
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ
ОСНОВНОЙ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ........................................................4
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ ....5
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ ......8
4.1. Общие методические указания...........................................................9
4.2. Варианты контрольных заданий и методические указания ............9
5. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ .........................................................11
5.1. Требования для сдачи зачета ............................................................11
5.2. Вопросы для подготовки к зачету ....................................................11
5.3. Образец билетов к зачету для КЗФ ..................................................11
5.4. Образцы билетов к зачету для студентов обучающихся
с использованием дистанционных образовательных технологий
(ДОТ) ..........................................................................................................12
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ......14
6.1. Литература обязательная ..................................................................14
6.2. Литература дополнительная .............................................................14
6.3. Internet-ресурсы ..................................................................................14
6.4. Программное обеспечение ................................................................15
3
1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ
ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
Цели освоения дисциплины соответствуют целям образовательной
программы и включают:
Обеспечение готовности студентов к проектно-конструкторской
деятельности в области создания и внедрения аппаратных и программных средств объектов профессиональной деятельности в соответствии с
техническим заданием и с использованием средств автоматизации проектирования.
Обеспечение готовности студентов к проектно-технологической
деятельности в области создания компонентов программных комплексов и баз данных, автоматизации технологических процессов с использованием современных инструментальных средств и технологий программирования.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
 тенденции развития программного обеспечения;
 виды языков программирования;
 классификацию баз данных.
В результате изучения дисциплины студент должен владеть:
 средствами проектирования баз данных;
 Scrum методологией гибкой разработки ПО.
Во время обучения студенты должны получить следующие
навыки:
 разработки гипертекстовых документов;
 разработки моделей БД.
Приобретенные знания и навыки будут использованы студентами
при дальнейшем изучении общетехнических и специальных дисциплин.
4
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА
ДИСЦИПЛИНЫ
В широком понимании ИТ охватывает все области создания, передачи, хранения и восприятия информации и не только компьютерные
технологии. При этом ИТ часто ассоциируют именно с компьютерными
технологиями.
В составе теоретического раздела дисциплины рассматривается место и роль информационных технологий в развитии общества, обсуждаются подходы гибкой разработки ПО, дается введение в технологии
баз данных и веб программирования.
Тема 1. Тенденции развития
современного программного обеспечения
Виртуальные среды исполнения программного кода. Открытое и
проприетарное программное обеспечение. Кроссплатформенное программное обеспечение. Развитие аппаратного обеспечения. Концепция
Веб 2.0 и веб-приложений.
Эволюция языков программирования. Среда визуальной разработки ПО. Интегрированные среды разработки ПО Microsoft Visual Studio,
MonoDevelop, Eclipse, Aptana Studio, Code::Blocks, Delphi, Embarcadero
RAD Studio, NetBeans. Сравнение сред разработки. Введение в унифицированный язык моделирования UML. Программные средства для построения диаграмм UML.
Рекомендуемая литература:
1. Берлин А.Н. Основные протоколы Интернет: учебное пособие /
А.Н. Берлин.– М.: БИНОМ. Лаборатория знаний: ИнтернетУниверситет информационных технологий, 2008. – 504 с.
2. Столлингс В. Компьютерные сети, протоколы и технологии Интернета: [пер. с англ.] / В. Столлингс. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. –
817 с.
3. Jesse R. Кроссплатформенное программное обеспечение.–
BookvikaPublishing, 2012 г. – 117 c.
Методические указания
Информацио́нные техноло́гии (ИТ, от англ. information technology,
IT) – широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся
к технологиям создания, сохранения, управления и обработки данных, в
5
том числе с применением вычислительной техники. В последнее время
под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием
компьютеров и программного обеспечения для создания, хранения, обработки, ограничения к передаче и получению информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют
ИТ-специалистами.
Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ – это комплекс
взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин,
изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых
обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным
оборудованием, их практические приложения, а также связанные со
всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами
ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и
наукоемкой техники. Их внедрение должно начинаться с создания математического обеспечения, моделирования, формирования информационных хранилищ для промежуточных данных и решений.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Чем отличается проприетарное и свободно-распространяемое
ПО?
2. Что такое кроссплатформенное ПО?
3. Какие вы знаете среды разработки ПО, какие задачи они решают?
4. Для чего используются виртуальные среды исполнения программного кода?
Тема 2. Банки и базы данных
Рассматривается история развития БД. Состав систем управления
данными. Общие сведения о реляционной модели данных. Сравнительная характеристика СУБД различных производителей.
Рекомендуемая литература:
1. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных = An introduction to
Database systems / К. Дж. Дейт; Введение в системы баз данных, 8-е издание.: пер. с англ. – М.: Издательский дом "Вильямc", 2005. – 1328 с.:
ил.
2. Ульман Дж. Введение в системы баз данных: пер. с англ. / Дж.
Ульман, Дж. Уидом. – М.: Лори, 2000. – 374 с
6
3. Коннолли Т. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика/ Т. Коннолли, К. Бегг.– 3-е изд.: пер. с
англ. – М.: Издательский дом "Вильямc", 2003. – 1440 с.
4. Гарсиа-Молина Г. Системы баз данных: Полный курс: пер. с
англ. / Г. Гарсиа-Молина, Дж. Д. Ульман, Дж. Уидом. – М.: Вильямс,
2003. – 1084 с.
Методические указания
Необходимо рассмотреть историю развития технологий БД, средства доступа к данным. Рассмотреть состав СУБД и основные функции
каждого компонента. Рассмотреть этапы разработки и технологии поддержки БД. Также необходимо получить представление о технологиях
реляционных БД.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Что такое БД, СУБД, какие виды БД вы знаете?
2. Какие достоинства и недостатки реляционного подхода вы можете выделить?
3. Какие задачи могут быть решены с использованием технологий
БД?
Тема 3. Тенденции развития HTML и разработка веб-приложений
Веб-стандарты HTML, CSS, JavaScript. Принцип разделения содержания и представления. Новые возможности веб-документов в стандарте HTML 5. Примеры современных веб-приложений на HTML 5.
Рекомендуемая литература:
1. Квинт И. HTML и CSS на 100%: пер. с англ. / И. Квинт. – СПб.:
Питер, 2008. – 352 с.
2. Штайнер Г. HTML/ XML/CSS: справочник / Г. Штайнер. – 2-е
изд., перераб. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 510 с.
3. Денисов А. Интернет: учебное пособие / А. Денисов, И. Вихарев, А. Белов. – СПб.: Питер, 2001. – 461 с.
Методические указания
Необходимо усвоить общие сведения о стандартах разметки гипертекстовых документов, понятия статического и динамического контента.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Что такое World Wide Web Consortium (w3c), какую роль он играет?
2. Что такое концепция Model-View-Controller?
7
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Перечень лабораторных работ
1. Знакомство к РСУБД на примере MySQL (2 часа).
2. Проектирование базы данных (2 часа).
3. Разработка физической БД (2 часа).
Методические указания к выполнению лабораторных работ представлены в [4].
8
4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ
4.1. Общие методические указания
В соответствии с учебным графиком для студентов, обучающихся
по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника»
предусмотрено выполнение одного индивидуального домашнего задания (ИДЗ). Вариант задания определяется последней цифрой номера зачетной книжки студента, 0 соответствует 10-му варианту. Например,
если номер зачетной книжки З-8В11/24, то вариант ИДЗ 4, если номер
зачетной книжки З-8В11/20, то вариант ИДЗ 10.
По результатам выполнения ИДЗ студент оформляет пояснительную записку в соответствии с требованиями стандарта СТП ТПУ
2.5.01-РАБОТЫ ВЫПУСКНЫЕ КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ, ПРОЕКТЫ И РАБОТЫ КУРСОВЫЕ.
4.2. Варианты контрольных заданий и методические указания
Для представленного варианта предметной области разработать
модель базы данных и выполнить её физическую реализацию. Определить задачи, решаемые системой. Составить план разработки информационной системы (ИС), выделить пользовательские истории (Sprint
backlog) и заполнить диаграмму сгорания задач (Burndown chart).
1. ИС Электронный журнал ученика.
2. ИС. Электронная запись на прием к врачу.
3. ИС. Оплата услуг ЖКХ.
4. ИС. Интернет магазин детских товаров.
5. ИС. Спартакиада сотрудников.
6. ИС. Бронирование билетов в кино, театр.
7. ИС. Бронирование билетов на самолет, ж.д. транспорт.
8. ИС. Бюро расписаний ВУЗа
9. ИС. Сервисный центр
10.ИС. Делопроизводство
Методические указания по разработке модели данных средствами
ПО Toad Data modeller рассмотрены [4].
В соответствии с методологией Scrum процесс разработки состоит
из набора пользовательский историй (Sprint backlog), при выполнении
которых проект считается завершенным.
При определении порядка работ пользовательским историям
назначается приоритет, в соответствии с которым определяется
очередность выполнения задач в рамках указанных историй. В
соответствии с имеющимися ресурсами (человеко-часы, отражено на
оси Y) определяется набор историй которые планируется выполнить за
9
обозначенный промежуток времени (например 10 дней, что отражено по
оси X).
Текущее состояние проекта, учитывающее уже выполненные
задачи по проекту отражается на графике (Burndown chart). Синим
цветом отражен идеальный график выполнения, красным цветом –
фактический.
Рис. 1. Диаграмма Burndown chart
10
5. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ
5.1. Требования для сдачи зачета
К зачету допускаются только те студенты, у которых зачтены индивидуальное домашнее задание и лабораторные работы.
Студенты, обучающиеся по КЗФ, сдают зачет по билетам (в письменной форме). Каждый билет содержит 2 теоретических вопроса и одну практическую задачу. Зачет считается сданным, если выполнено более 60% задания. Студенты, обучающиеся с использованием ДОТ, сдают зачет в тестовой форме (on-line режим).
5.2. Вопросы для подготовки к зачету
1. Понятие «информационные технологии»
2. Классификация видов информации.
3. Отличие проприетарное и свободно-распространяемое ПО.
4. Понятие «кроссплатформенное ПО».
5. Описание среды разработки ПО и их функции.
6. Цели и задачи использования виртуальных сред исполнения
программного кода.
7. Понятия «БД», «СУБД»
8. Классификация видов БД.
9. Достоинства и недостатки реляционного подхода к построению
БД.
10.Решаемые задачи с использованием технологий БД.
5.3. Образец билетов к зачету для КЗФ
Билет к зачету № 0
Теоретические вопросы
1. Что такое БД, СУБД, какие виды БД вы знаете?
2. Что такое кроссплатформенное ПО?
Задания
1. Средствами языка HTML разработайте HTML форму, внешний
вид которой показан на рисунке ниже
11
Рис. HTML форма
5.4. Образцы билетов к зачету для студентов обучающихся
с использованием дистанционных образовательных технологий
(ДОТ)
Вопросы к зачету № 0
1. Первичный ключ - это ...
2. Реляционная БД это
3. Гибкие методики разработки ПО обеспечивают
4. Общее программное обеспечение - это ...
5. Стандарт пользовательского интерфейса обеспечивает функции
6. Информационная технология включает
7. Техническими средствами являются
8. Примеры систем программирования
9. Схема данных отображает
10.Информационная инфраструктура включает
11.Электронный документооборот выполняет функции
12.Сортировка данных выполняет действия
13.Примерами информационных ресурсов являются
14.Термин "информатика" - это гибрид слов ...
15.Сетевая технология определяет режимы
16.Работа в режиме разделения времени отличается от
17.Разработаны для хранения данных
18.Разновидности информационных технологий определяют...
19.Анализ данных выполняет функции
20.Какие из представленных тегов используются для формирования указанной ниже формы.
А) img
B) textarea
C) input
D) table
12
E) div
Рис. HTML форма
13
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Литература обязательная
1. Рагулин П.Г. Информационные технологии. Электронный учебник. — Владивосток: ТИДОТ Дальневост. ун-та, 2004. - 208 с.
2. Исаченко О.В. Введение в информационные технологии.– М.:
Феникс, 2011.– 240 с.
3. Белов Г.В. Информационные технологии управления.– М.: Полиграф сервис, 2011.– 220 с.
4. Исаев Г.Н. Практикум по информационным технологиям.– М.:
Омега-Л, 2012.– 192 с.
5. Введение в информационные технологии: метод. указ. к выполнению лабораторных работ для студентов ИДО, обучающихся по напр.
230100 «Информатика и вычислительная техника» / сост.
А.А.Пономарев; Томский политехнический университет.– Томск: Издво Томского политехнического университета, 2012.– 33 с.
6.2. Литература дополнительная
6. Квинт И. HTML и CSS на 100%: пер. с англ. / И. Квинт. – СПб.:
Питер, 2008. – 352 с.
7. Штайнер Г. HTML/ XML/CSS: справочник / Г. Штайнер. – 2-е
изд., перераб. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 510 с.
8. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных = An introduction to
Database systems / К. Дж. Дейт.– 8-е издание.: пер. с англ. – М.: Издательский дом "Вильямc", 2005. – 1328 с.
9. Ульман Дж. Введение в системы баз данных: пер. с англ. / Дж.
Ульман, Дж. Уидом. – М.: Лори, 2000. – 374 с
10.Ли Дж. Использование Linux, Apache, MySQL и PHP для разработки Web-приложений: пер. с англ. / Дж. Ли, Б. Уэр. – М.: Вильямс,
2004. – 432 с.
11.Дюбуа П. MySQL. – М.:; СПб.:; Киев: Вильямс. – 2002.
12.Дюбуа П. Применение MySQL и Perl в web-приложениях. – М.:;
СПб.:; Киев: Вильямс. – 2002.
6.3. Internet-ресурсы
13.Интернет университет информационных технологий.– Режим
доступа: www.intuit.ru, вход свободный.
14.Информационные
технологии.–
Режим
доступа:
http://technologies.su/
14
6.4. Программное обеспечение
15.СУБД MySQL.– Режим доступа: www.mysql.ru, вход свободный.
16.Моделирование БД Toad Data Modeler.– Режим доступа:
http://toadworld.com/Freeware/ToadDataModelerFreeware/tabid/637/Default
.aspx, вход свободный.
15
Учебное издание
ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Методические указания и индивидуальные задания
Составитель
ПОНОМАРЕВ Алексей Анатольевич
Рецензент
кандидат технических наук,
доцент кафедры АиКС ИК
И.В. Цапко
Редактор С.В. Ульянова
Компьютерная верстка В.П. Зимин
Отпечатано в Издательстве ТПУ в полном соответствии
с качеством предоставленного оригинал-макета
Подписано к печати
. Формат 60×84/16. Бумага «Снегурочка».
Печать Xerox. Усл.печ.л. 0,87. Уч.-изд.л. 0,79.
Заказ
. Тираж
экз.
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Система менеджмента качества
Издательства Томского политехнического университета сертифицирована
NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.
Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru
16