ДПП.В.4.1 Избранные 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
«ИЗБРАННЫЕ 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)
050202.65 Информатика
Форма подготовки (заочная)
кафедра информатики, информационных технологий и методики обучения
курс 5, семестр 10
лекции 22 час
практические занятия 0 час.
семинарские занятия 0 час.
лабораторные работы - 22 час.
консультации перед экзаменом 0 час.
всего аудиторной нагрузки 44 час.
самостоятельная работа 44 час.
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 от 31.01.2005 г.).
Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры информатики, информационных
технологий и методики обучения 19 сентября 2011 г. протокол № 1
Заведующий кафедрой _______________
Составитель
к.ф.м.н., доцент Т.Н. Горностаева
Т.Н. Горностаева
Содержание
АННОТАЦИЯ…........................…………………………………………………………………………………3.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА…………………………………………………………………………4
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ……………………………………….14
Аннотация на УМКД
«Избранные вопросы информатики»
Содержание дисциплины: на изучение дисциплины учебным планом отводится 88
часов, она являются дисциплиной Курсов по выбору и является поддержкой курса
«Основы искусственного интеллекта».
Дисциплина «Избранные вопросы информатики» состоит из лекционного курса и
лабораторного практикума. В лекционном курсе студенты изучают классификацию
языков программирования, достоинства логического языка Пролог, арифметику Пролога,
способы организации циклов в Прологе, структуру список, способы обработки списков,
строк и файлов..
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,
уметь составлять на Прологе игровые, контролирующие программы, содержащие
структуру список, арифметические функции и операторы языка.
Связь с другими дисциплинами: «Программное обеспечение ЭВМ»,
«Программирование», «Основы искусственного интеллекта»
Специальности: «Информатика» - 050202.
Целью создания УМКД является создание единой системы методических
документов, учитывающих содержание, структуру и особенности дисциплины
Избранные 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.УССУРИЙСКЕ
«УТВЕРЖДАЮ»
Заведующий кафедрой ИИТиМО
______________ Горностаева Т.Н.
«______»_________________20____г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВЫБОРУ
«ИЗБРАННЫЕ 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)
050202.65 Информатика
Форма подготовки (заочная)
кафедра информатики, информационных технологий и методики обучения
курс 5, семестр 10
лекции 22 час
практические занятия 0 час.
семинарские занятия 0 час.
лабораторные работы - 22 час.
консультации перед экзаменом 0 час.
всего аудиторной нагрузки 44 час.
самостоятельная работа 44 час.
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 от
31.01.2005 г.).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ИИТиМО 19 сентября 2011 г., протокол № 1
Заведующий кафедрой _______________
Составитель
к.ф.м.н., доцент Т.Н. Горностаева
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
ОБОРУДОВАНИЕ, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ НА ЗАНЯТИЯХ ................................................................................. 10
ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ СТУДЕНТОВ ............................................................................ 10
ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ ...................................................................................................................... 11
ФОРМЫ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ .................................................................................................................. 12
СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................................................................. 13
СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................. 13
Пояснительная записка
“Избранные вопросы информатики ” являются 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 “Избранные 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 классификацию языков программирования,
достоинства логического языка Пролог, арифметику Пролога, способы организации
циклов в Прологе, структуру список, способы обработки списков, строк и файлов.
На лабораторных занятиях студенты учатся составлять программы, 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
2
4
8
4
2
2
4
8
Организация циклов в Прологе с
помощью
с
помощью
рекурсивных правил.
Арифметические
операции
и
функции Пролога. Работа в
режиме калькулятора.
4
2
2
4
8
4
2
2
4
8
7
Структура
списков.
Обработка
6
2
4
6
12
8
Строки
Пролога.
обработки строк.
Предикаты
4
2
2
4
8
9
Предикаты работы с файлами:
открытие, закрытие, чтение из
файла,
запись
в
файл.
Предикаты
переназначения
устройств ввода-вывода.
4
2
2
4
8
10
Структура и режимы использования
ЭС.
Классификация
инструментальных средств ЭС.
6
2
4
6
12
10 семестр
44
22
1
Алгоритмические и логические
языки программирования. Пролог
как
язык
логического
программирования. Его фундаментальные
свойства
и
достоинства.
2
2
2
Декларативный и процедурный
смысл программы на Прологе.
Примеры программ, правильных
в декларативном смысле и
неправильных в процедурном.
4
2
3
Метод перебора вариантов. Его
реализация в программах.
4
4
Организация циклов в Прологе с
помощью предиката repeat.
5
6
список.
Практические
занятия
44
Наименование модулей, разделов, тем
(с указанием семестра)
Лекции
22
№
Всего
Лабораторные
занятия
Аудиторные занятия
11
Организация
знаний
в
ЭС.
Интеллектуальные и информационные
системы
и
реляционные базы данных.
2
2
2
4
Содержание учебного материала
Лекционный курс (10 семестр, 22часа)
Лекция 1. Понятие алгоритмического и логического языка. Пролог как язык машин
5-го поколения. Фундаментальные свойства Пролога. Достоинства Пролога.
Лекция 2. Декларативный и процедурный смысл программы на Прологе. Примеры
программ, правильных в декларативном смысле и неправильных в процедурном.
Лекция 3. Метод перебора вариантов. Его реализация в программах.
Лекция 4. Организация циклов в Прологе с помощью предиката repeat.
Лекция 5. Организация циклов в Прологе с помощью рекурсивных правил..
Лекция 6. Арифметические операторы Пролога. Арифметические функции.
Арифметические выражения. Работа в Прологе в режиме диалога.
Лекция 7. Структура список. Ее объявление, представление в виде диаграммы ,
представление через голову и хвост. Процедуры обработки списков.
Лекция 8. Строки в Прологе. Предикаты обработки строк.
Лекция 9. Предикаты работы с файлами: открытие, закрытие, чтение из файла,
запись в файл. Предикаты переназначения устройств ввода-вывода.
Лекция 10.
Структура экспертных систем: база знаний, механизм вывода.
Классификация инструментальных средств ЭС.
Лекция 11. Организация знаний в ЭС. Интеллектуальные и информационные
системы. Понятие базы данных в Прологе. Создание баз данных реляционного типа.
Лабораторные занятия (10 семестр, 22 часа)
Лаб.работа №1. Декларативный и процедурный смысл программы. В этой работе
студенты должны научиться набрать программы с неправильным процедурным смыслом
и изменить их так, чтобы они находили правильное решение.
Лаб.работа №2. Организация циклов с помощью предиката repeat. В этой работе
студенты должны научиться организовать цикл в программах, используя стандартный
предикат repeat.
Лаб.работа №3. Организация циклов с помощью использование. В этой работе
студенты должны научиться организовать цикл в программах с помощью рекурсивных
правил.
Лаб.работа №4. Арифметические операции Пролога. В этой работе студенты
должны научиться вычислять арифметические выражения
в Прологе в режиме
калькулятора и составлять программы с использованием арифметических выражений,
арифметических функций, окон, форматированного вывода информации в них.
Лаб.работа №5, №6. Обработка списков. В этой работе студенты должны
разобраться с логикой готовой программы, обрабатывающей список и модернизировать ее
согласно заданию. Далее студенты должны составить программу, обрабатывающую
список согласно заданию варианта.
Лаб.работа №7. Обработка строк в Прологе. В этой работе студенты должны
составить программы обработки строк, используя стандартные предикаты Пролога,
предназначенные для этого.
Лаб.работа №8 . Операции с файлами. В этой работе студенты должны научиться
использовать в программе стандартные предикаты для ввода, вывода, добавления
информации в файлы
Лаб.работа №9. Создание программ проектов. В этой работе студенты должны
научиться создавать исполняемые обычные файлы, простые модульные программы и
исполняемые файлы из модульной программы.
Лаб.работа №10. Создание базы данных. В этой лабораторной работе студенты
должны составить первую часть модульной программы, то есть, ее главный модуль и
два вспомогательных..
Лаб.работа №11. Создание базы данных. В этой лабораторной работе студенты
должны
составить вторую часть
модульной программы,
то есть, ее 4-ре
вспомогательных модуля и затем – исполняемый файл программы.
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. Большинство
лабораторных работ рассчитано на 2 часа, но есть и 4-х часовые. 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
«Избранные
вопросы
информатики» из цикла Курсы по выбору, должны знать
ее основные понятия,
которые они могут использовать в школе на уроках факультатива:

Понятие языка программирования, алгоритмического языка, логического
языка;

Пролог как язык для машин 5-го поколения, его достоинства;

Декларативный и процедурный смысл программы на Прологе.

Способы организации циклов в Прологе;

Арифметические операции и функции Пролога;

Структуру список, ее использование в рекурсивных программах;

Предикаты работы со строками и файлами;

Способы организации знаний в экспертных системах.
Студенты должны уметь:
 Составлять рекурсивные программы по обработке списков и строк.
 Работать в режиме диалога в Прологе..
 Работать в Прологе с файлами.
 Составлять экспертные системы.
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. Набрать в редакторе системы Пролог текст программы:
/*Программа, сортирующая список по возрастанию */
domains
/* Раздел описание типов данных*/
spisok = integer*
number = integer
predicates
/*Раздел описания предикатов*/
sort (spisok, spisok)
/*Список сортируется в список */
insert (number, spisok, spisok))
/*Число вставляется в список*/
srav (number, number)
/*Сравнение чисел */
clauses
/*Раздел фактов и правил */
sort ( [], [] ).
sort ( [H|T], S) :- sort (T, S1), insert( H, S1, S).
insert (X, [Y|S], [Y|S2] ):- srav (X,Y), !, insert(X, S, S2).
insert (H, S, [H|S] ).
srav (X,Y) :- X<Y.
goal
sort ( [1,11,2,12,3,13,5,15], Z),write ("Отсортированный список = ", Z).
3. Увеличить ширину диалогового окна, но так, чтобы был виден текст программы
в окне редактора.
4.Запустить программу на исполнение и ознакомится с полученным результатом.
5. Изменить программу так, чтобы она сортировала по убыванию список,
содержащий Ваше имя и имена Ваших пяти друзей ( имена не должны повторяться).
6. Запустить программу на исполнение и распечатать
полученный результат,
показав его предварительно преподавателю.
7.Записать программу в Ваш каталог.
8. Составить и набрать в редакторе программу решения задачи из Вашего
варианта, используя как образец программы задач, рассмотренных в соответствующей
теме на лекции. Программа должна содержать внутреннюю цель и выводить на экран
найденное решение.
9. Запустить программу на исполнение и распечатать (или списать) получен10ые
результаты, предварительно показав их преподавателю.
10.Записать программу в Ваш каталог.
11. Сделать распечатки текстов измененной и составленной программ (если они не
поместились полностью в окне редактора при распечатке результатов).
Пример варианта задания
Разделить заданный список действительных чисел на три списка, взяв в 1-вый все
элементы меньшие N, во 2-ой все элементы большие или равные N и меньшие или
равные М, в 3-ий все элементы, большие М, где N и М – заданные числа, М > N.
Контрольные вопросы к этой же работе
1. Какой тип данных (домен) называется структурированным (структурой)?
2. Какая структура называется списком?
3. Что называется элементами списка?
4. Что называется длиной списка?
5. Из каких элементов может состоять список?
6. Что нужно сделать в программе, чтобы в ней можно было использовать
структуру список?
7. Как записывается список с элементами?
8. Какой список называется пустым? Как он записывается?
9. Через какой функтор можно представить структуру список?
10. Что такое функтор?
11. Как через него представить список [1]? [1,2]? [1,2,3,4]? [1,[2,3],[4,5]?
12. Как эти списки представить в виде диаграммы –дерева? Виноградной лозы?
13. Как можно в Прологе представить непустой список?
14. Что называется «головой» списка? Его «хвостом»?
15. В каких правилах удобно использовать такое представление списка?
16. К каким типам относится элементы списков в программах из заданий 2, 5 и 8?
17. Какие предикаты в этих программах содержат аргументы списочного типа?
18. В каких правилах в этих программах обрабатываются списки?
19. Являются ли эти правила рекурсивными?
20. Если – да, то каким фактом ограничивается в них рекурсия?
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. Что называется
языком программирования?
Алгоритмическим языком?
Логическим языком?
2. Какими фундаментальными возможностями обладает Пролог?
3. Какими достоинствами обладает Пролог?
4. В чем заключается декларативный и процедурный смысл программы на Прологе?
5. Каким образом можно изменить программу, чтобы в процедурном смесле она
работала правильно?
6. Каким образом можно организовать циклы в Прологе?
7. Какие арифметические функции и операторы можно использовать в Прологе?
8. Что представляет собой структура список? Как ее объявить в программе?
9. Как ее можно использовать в рекурсивных программах?
10. Какие предикаты позволяют обрабатывать строки?
11. Какие предикаты позволяют обрабатывать файлы в Прологе?
12. Какие средства используются для построения экспертных систем?
13. Как можно организовывать знания в экспертных системах?
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
«Избранные вопросы информатики»
Методические рекомендации для преподавателя
1. А. В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К.Хеннер. Практикум по информатике.
М.,ACADEMA, 2007, Глава 1.
Методические рекомендации для студентов
1. Курс предполагает выполнение 11 лабораторных работ. Каждая из них содержит
методические указания по выполнению работы и варианты заданий. Все они имеются в
электронном и бумажном вариантах (5-10 экземпляров каждой работы) в компьютерных
классах, в которых проводятся лабораторные занятия.
Используемое оборудование
1.
2.
3.
4.
Компьютеры - 45 шт. (в компьютерных классах).
ПO: MSDOS, NC, система программирования Turbo – Prolog.
Проектор.
Экран.
Карта обеспеченности литературой
Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной литературой или
иными информационными ресурсами
Наименование дисциплин,
входящих в образовательную
программу
1
ДПП.В.4.1
Избранные
информатики
Основная литература
Кол-во
экземпляров
в библиотеке
Автор, название, место издания, издательство, год издания учебной литературы,
вид и характеристика иных информационных ресурсов
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 .
вопросы
4
6
50
2