050100.68 ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ (Информатика и информационные технологии в образовании) ПРОГРАММА вступительных испытаний в магистратуру Вступительное испытание – ИНФОРМАТИКА Форма экзамена – собеседование ВОПРОСЫ к собеседованию (по разделам): Теоретические основы информатики 1. Информация, информационные процессы; представление информации, количество и единицы измерения информации. 2. Алгоритм, способы представления алгоритма. Понятие сложности алгоритма. 3. Графы, сети. Алгоритмы на графах и сетях. Программное обеспечение 1. Операционные системы: понятие ОС, назначение, функции, состав, классификация, загрузка ОС, пример ОС. 2. Понятие информационных процессов: многозадачность, создание и завершение процессов, состояние процессов, понятие прерывания, межпроцессное взаимодействие, планирование. 3. Система программирования: трансляторы, компиляторы, интерпретаторы, этапы трансляции, состав системы программирования, пример системы программирования. 4. Архивация данных: понятие архивации, программы архиваторы, алгоритмы сжатия. 5. Вирусы и антивирусные программы: понятие вируса, классификация вирусов, методы обнаружения и удаления вирусов, антивирусные программы, методы защиты от вирусов. Информационные системы 1. Информационные системы. Структура и классификация ИС. Понятие ИС, составляющие ИС, классификация ИС по используемой технической базе, по выполняемым функциям. Примеры информационных систем. 2. Базы данных. СУБД. Классификация. Архитектура системы БД. БД, СУБД: понятие, назначение, основные возможности. Типы БД. Структура БД. Классификация БД по характеру хранимой информации, по способу доступа к данным, по признаку структуры. Реляционные БД. Состав языковых средств современных СУБД. Примеры СУБД. 3. Проектирование баз данных. Системный анализ предметной области, проектирование инфологической модели. Определение взаимосвязи между элементами баз данных. Первичные и альтернативные ключи атрибутов данных. Приведение модели к требуемому уровню нормальной формы. 4. Введение в SQL. Язык реляционных БД SQL: функции и основные возможности. Стандартизация SQL. Средства манипулирования данными. Использование SQL для выборки данных из таблицы, создание SQLзапросов. Программирование 1. Технология разработки программных продуктов: процедурное, модульное, объектно-ориентированное программирование. 2. Классификация языков программирования, характеристики, требования к языкам программирования. 3. Структуры данных: типы данных, средства описания данных, переменная, область действия переменных. 4. Объектно-ориентированная парадигма программирования. Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии 1. Локальные вычислительные сети: понятие ЛВС, преимущества использования сетевых технологий, топологии ЛВС, компоненты сети, сетевые устройства, обеспечивающие масштабируемость сетей. 2. Многоуровневая архитектура сети: понятие архитектуры сети, эталонные модели, уровни и стек протоколов TCP/IP, процесс передачи данных, понятие маршрутизации. 3. IP-адресация, имена узлов, система имен доменов: поклассовая адресация, правила адресации, назначение адресов, подсети, локальные и удаленные узлы, оптимизация IP-адресации, разрешение имен, DNS, URL. 4. Интернет: понятие глобальных сетей, история возникновения и развития Интернет, структура Интернет, службы Интернет, ресурсы Интернет, подключение к Интернет отдельных узлов и локальных сетей, средства обеспечения безопасности сети. Архитектура компьютера 1. Центральные и внешние устройства ЭВМ: материнская плата: основные модули и их характеристики; устройства внешней памяти (накопители на гибких магнитных дисках, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на магнитных лентах, CD, DVD, магнитооптические диски и др), классификация, физическая структура, функционирование; периферийные устройства. 2. Канальная и шинная системотехника: принципы построения вычислительных систем (принципы фон-Неймана); функционирование ЭВМ с шинной организацией (система шин, взаимодействие процессора с памятью, алгоритм функционирования ЭВМ с шинной организацией); функционирование ЭВМ с канальной организацией (каналы, схема ЭВМ с канальной организацией, команды управления каналами). 3. Микропроцессор и память компьютера: микропроцессор (структура, функционирование, характеристики, режимы работы), регистры процессора; внутренняя память (структура, взаимодействие с процессором, характеристики). 4. Управление устройствами компьютера: сегментированная и страничная модели памяти. Виртуальная память; система прерываний. Контроллер прерываний. Виды прерываний; принципы управления внешними устройствами (обмен информацией с портами ввода-вывода, структура контроллера устройств ввода-вывода, опрос устройств); система прямого доступа к памяти. Основы искусственного интеллекта 1. Введение в интеллектуальные системы: Краткая история искусственного интеллекта. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. Классификация интеллектуальных информационных систем. 2. Системы, основанные на знаниях: Знания и их представление. Базы знаний, способы представлений знаний: продукционные модели, семантические сети, фреймы, формально – логические модели. Экспертные системы: определение и структура. Примеры экспертных систем. 3. Нейросетевые системы: Нейронные сети. Основные понятия теории искусственных нейронных сетей. Типы нейросетей. Основы построения алгоритмов обучения нейросетей. Нейросетевые пакеты. Компьютерное моделирование 1. Компьютерное моделирование: понятие, цели и методы, понятие модели. Компьютерная модель, цели компьютерного моделирования. Связь и отличия между реальным и компьютерным экспериментом. Этапы создания компьютерной модели. Основные приемы и методы компьютерного моделирования. Значение компьютерного моделирования в фундаментальной и прикладной науке. 2. Вероятностные (стохастические) методы в компьютерном моделировании. Генерирование последовательности случайных чисел с помощью ЭВМ. Стохастические модели физических явлений (броуновское движение, давление газа, диффузия). Вычисление числа π (метод Монте-Карло, метод Бюффона). Имитационные модели (очередь, задача массового обслуживания, модель «жизнь», модель «волки и зайцы»). 3. Компьютерное моделирование в физике. Аналогия и различия в физическом и компьютерном эксперименте. Основные этапы построения компьютерной модели физического процесса. Примеры компьютерного моделирования в физике (колебания маятника, упругий удар, свободный полет тела с учетом сопротивления воздуха, теплопередача, геометрическая оптика и т.п.). 4. Компьютерное моделирование в экологии. Основные понятия в экологической модели: особь, популяция, сообщество. Модель внутривидовой конкуренции. Модель межвидовой конкуренции. Модель «хищник-жертва. ИКТ в образовании 1. Информатика как наука и как учебный предмет в школе. Место информатики в системе наук. Структура современной информатики. 2. Ретроспективный анализ этапов введения ЭВМ и программирования в среднюю школу России (середина 50-х – середина 80-х годов ХХ века). Цели и задачи введения курса информатики в среднюю школу в 1985 году. Триада «Алгоритмическая культура – компьютерная грамотность – информационная культура учащихся». 3. Методическая система обучения информатике в школе (общая характеристика основных её компонентов). Основные компоненты содержания школьного курса информатики. Структура непрерывного курса информатики для современной общеобразовательной школы (пропедевтический курс, базовый курс, профильные курсы) и задача его реализации в рамках базисного учебного плана. 4. Цели и задачи обучения основам информатики в школе, педагогические функции курса информатики. 5. Стандарты школьного образования по информатике: назначение, функции, структура и основные компоненты стандарта. 6. Задачи пропедевтики обучения информатике. Возможные варианты построение обучения информатике в младших классах. Учебнометодическое обеспечение. Анализ существующих курсов информатики на пропедевтическом этапе. 7. Базовый курс информатики: цели и задачи, учебно-методическое обеспечение данного этапа. 8. Информатика в профильной школе: концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования; продолжение образования в области информатики в старших классах как профильного обучения, дифференцированного по объёму и содержанию. 9. Цели и содержание профильных курсов (базовый уровень, профильный уровень); программы профильных и элективных курсов, их учебнометодическая поддержка. 10. Диагностика процесса и результатов обучения. Проверка, контроль, учет и оценка знаний, умений, навыков учащихся. Различные формы и способы оценки знаний и умений учащихся (тесты, контрольные, самостоятельные, лабораторные, практические и другие виды работ). 11. Средства обучения. Программные средства учебного назначения, их классификация и основные требования. 12. Методы преподавания и изучения информатики; одна из классификаций методов. Организация познания через доступ к информационным ресурсам, использование моделирования на ЭВМ как новые методы обучения информатике. 13. Формы организации учебного процесса. Урок - как основная форма организации обучения в школе, виды и особенности уроков по информатике. 14. Цели и основные формы дополнительного изучения информатики и её приложений в средней школе. 15. Понятие новых информационных технологий (НИТ) Направления внедрения НИТ в сферу образования. Роль и место НИТ в развитии среднего образования. 16. Дистанционное обучение. Электронный учебник: требования, особенности, структура. Педагогические возможности Internet. Литература 1. Могилев А.В., Пак П.И., Хеннер Е.К. Информатика. Учебное пособие для вузов. – М.: Академия, 2000. 2. Рейнгольд Ю., Нивергельт Н. Комбинаторные алгоритмы: теория и практика. – М.: Мир, 1980. 3. Кнут Д.Э. Искусство программирования на ЭВМ. Т.1, 2, 3. – Москва/СПб/Киев, 2002. 4. Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002. – 1040 с. 5. Столлингс, Вильям. Операционные системы, 4-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 848 с. 6. Иртегов Д. В. Введение в операционные системы. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 624 с. 7. Системное программное обеспечение/ А.В. Гордеев, А.Ю. Молчанов. – СПб.: Питер, 2001. – 736 с. 8. Сетевые операционные системы/ В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 544 с. 9. Д.Крёнке Теория и практика построения баз данных. 8-е изд. – СПб.: Питер, 2003. – 800 с. 10. В.В.Корнеев, А.Ф.Гарев, С.В.Васютин, В.В.Райх. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации. – М., Нолидж, 2000. 351 с. 11. К. Дейт. Введение в системы баз данных. – М., Наука, 1980. 463 с. 12. Базы данных. Модели, разработка, реализация./ Т.Карпова. - СПб., Питер, 2001. 304 с. 13. Базы знаний интеллектуальных систем./ Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский. СПб., Питер, 2000. 384 с. 14. А.И.Мишенин. Теория экономических информационных систем. – М., Финансы и статистика, 2000. 236 с. 15. Роберт У. Себеста. Основные концепции языков программирования, 5-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. 16. Г.С. Иванова, Т.Н. Ничушкина, Е.К. Пугачев. Объектно-ориентированное программирование: Учеб. для вузов/ Под ред. Ивановой Г.С. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 17. М. Бен-Ари. Языки программирования. Практический сравнительный анализ: Пер. с англ. – М.: Мир, 2000. 18. Бабушкина И.А. Практикум по объектно-ориентированному программированию/ Бабушкина И.А., Окулов С.М. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2004. 19. Теренс Пратт, Марвин Зелковиц. Языки программирования: разработка и реализация, 4-е изд./ Под общ. ред. А. Матросова. – СПб.: Питер, 2002. 20. Таненбаум Э. Компьютерные сети. – СПб.: Питер, 2002. – 848 с. 21. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы/ В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 672 с. 22. Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети. Многоуровневая архитектура Интернета. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2004. – 765 с. 23. Технологии передачи данных. 7-е изд./ Г.Хелд. – СПб.: Питер, К.: Издательская группа BHV, 2003. 24. Основы Web-технологий/ П.Б. Храмцов, С.А. Брик, А.М. Русак, А.И. Сурин/ под ред. П.Б. Храмцова. – М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-Университет Информационных технологий», 2003. 25. Попов В. Практикум по Интернет-технологиям: учебный курс. – СПб.: Питер, 2002. 26. Быстро и легко осваиваем работу в сети Интернет: учебн. пособ./ под ред. Ф.А. Резникова. – М.: Лучшие книги, 2003 27. Assembler. Юров В. – СПб.: Питер, 2002.- 624 с. 28. Информатика. Базовый курс. Симонович С.В. и др. - СПб: Питер, 2001.-640 с. 29. Организация ЭВМ. К. Хамахер, З.Вранешич, С. Заки. - СПб.: Питер; Киев: Изд. группа BNV, 2003. - 848 с. 30. Острейковский В.А. Информатика: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2000. – 511 с. 31. Скэнлон Л. Персональные ЭВМ IBM PC и XT. Программирование на языке ассемблера: Пер. с англ. – М.: Радио и связь. 1989 г. –336 с. 32. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, 2002. - 704 с. 33. Шнайдер А. Язык ассемблера для персонального компьютера фирмы IBM: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 406 с. 34. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Интеллектуальные информационные системы: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2004 - 422 с. 35. Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб: Питер, 2000. – 384 с. 36. В.В.Корнеев, А.Ф.Гареев, С.В.Васютин, В.В.Райх Базы данных. Интеллектуальная обработка информации. – М.: «Нолидж», 2000. – 352 с. 37. Д.В.Гаскаров Интеллектуальные информационные системы. Учебн. Для вузов. – М.: Высш. шк., 2003. – 431 с. 38. Барский А.Б. Нейронные сети: распознавание, управление, принятие решений. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 176 с. 39. Назаров А.В., Лоскутов А.И. Нейросетевые алгоритмы прогнозирования и оптимизации систем. – СПб.: Наука и Техника, 2003. – 384 с. 40. Гулд X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике, Т. 1,2, М. Мир,1990. 41. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука: пер. с англ., М. Мир; 1978, 42. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем, (в библиотеке университета) 43. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика С5. 3-е изд. СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004.