Информатика - Кафедра систем автоматического управления

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
Факультет автоматики и вычислительной техники
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФАВТ ______________ Ю.М. Вишняков
"_____"__________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Информатика
(Наименование дисциплины)
Направление подготовки
220400.62 «Управление в технических системах»
Профиль подготовки
Управление и информатика в технических системах
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины информатика являются - научить системным основам
использования возможностей современной вычислительной техники и программного
обеспечения для выполнения инженерных расчетов и исследования систем и процессов в
естествознании и технике. Эта цель имеет следующие составляющие: понимать устройство и
функционирования персонального компьютера и компьютерных сетей; понимать и применять
технологии баз данных; знать основы и методы защиты информации.
Цели дисциплины соответствуют всем 3-м целям ООП по направлению 220400.62
«Управление в технических системах», а именно:
Цель 1: Удовлетворение потребностей личности в интеллектуальном, культурном и
нравственном развитии путем получения высшего образования в области автоматизации и
управления.
Цель 2: Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем
выпускникам продолжить свое образование как с целью получения степени магистра в
области автоматизации и управления, так и с целью дальнейшего самосовершенствования.
Цель 3: Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем
подготовки
специалистов
по
проектированию,
разработке
и
эксплуатации
автоматизированных систем и средств контроля и управления.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата по направлению подготовки
220400.62 «Управление в технических системах».
Данная дисциплина относится к математическому и естественно-научному циклу.
Вариативная часть.
Для успешного обучения студенту понадобятся знания в области таких дисциплин
«Математика». Материалы дисциплины используются в курсах «Программирование и основы
алгоритмизации», «Прикладное программирование в технических системах», «Системное
программное обеспечение», «Информационные технологии».
Среди основных задач образовательной профессиональной программы необходимо
выделить такие, как подготовка к участию во всех фазах исследования, проектирования,
разработки, изготовления и эксплуатации средств и систем автоматизации и управления
(СиСАиУ); организация процесса разработки и производства СиСАиУ, построение
математических моделей технических систем, технологических процессов и производств как
объектов автоматизации и управления; разработка алгоритмического и программного
обеспечения систем автоматизации и управления объектами различной физической природы;
инсталляция, настройка и обслуживание системного, инструментального и прикладного
программного обеспечения систем автоматизации и управления; анализ эксплуатационных
характеристик средств и систем автоматизации и управления с целью выработки требований
по их модификации. Благодаря изучению указанных вопросов, студент приобретает навыки по
проектированию систем автоматизации и управления.
Дисциплина является базовым курсом и позволяет студенту подготовиться к изучению
последующих дисциплин.
Поскольку в процессе обучения студент знакомится с современными аппаратными и
программными средствами, используемыми компьютерной технике, что дает минимальные
необходимые навыки в использовании компьютеров.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
информатика.
Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями:
ОК-10: способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования
ОК-11: способностью понимать сущность и значение информации в развитии
современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в
этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе
защиты государственной тайны
ОК-12: способностью владеть основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством
управления информацией
4. Структура и содержание дисциплины информатика
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Вид учебной работы
Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
- лекции
- практические занятия
- лабораторные работы
- другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Курсовой проект (работа)
Контроль самостоятельной работы
Аттестация
108/3 ЗЕТ
54
18
18
18
52
2
0
Зачет (1 семестр)
№
п/п
Семестр
Неделя
семестра
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу
студентов и трудоемкость (в
часах)
Раздел
дисциплины
“Информатика”
1
2
3
4
5
лек
6
лаб
7
пр
8
СР
9
КСР
Формы текущего контроля
успеваемости (по неделям
семестра)
Форма промежуточной
аттестации (по семестрам)
10
Модуль 1 “ Информация и информатика ”
1
2
3
Основные понятия и
определения информатики
Количество и качество
информации
Представление информации в
ЭВМ
1-2
2
2
2
7
1
3-4
2
2
2
7
1
5-7
3
3
3
7
2
2
7
1
письменная контрольная
работа, собеседования
Модуль 2 “ Организация ЭВМ ”
4
5
Функциональная и
структурная организация
компьютера
Основные этапы
компьютерного решения задач
8-9
2
1
1
1012
3
3
3
6
1
письменная контрольная
работа, собеседования
Модуль 3 “ Информационные технологии”
6
7
Программные средства
информационных технологий
Сетевые технологии
обработки данных
1
1
1315
16-
3
3
3
6
2
2
2
6
письменная контрольная
работа, собеседования
8
Основы и методы защиты
информации
1
17
18
1
1
1
6
1
5. Образовательные технологии
Используется:
– при чтении лекций – компьютерная и проекционная техника;
– при проведении практических и лабораторных занятий – интерактивная доска,
программное обеспечение для выполнения лабораторных работ: Microsoft Office.
- технология разноуровневого обучения;
- технология развивающего обучения;
- технология модульного и блочно-модульного обучения
- информационно-коммуникационные технологии;
- технологии личностно-ориентированного обучения и воспитания;
- педагогика сотрудничества;
- технология учебного проектирования;
- технология обучения как учебного исследования;
- технология коллективно-мыслительной деятельности.
Используется при интерактивной форме проведения занятий:
Суть интерактивного обучения состоит в том, что учебный процесс организован таким
образом, что практически все учащиеся оказываются вовлеченными в процесс познания, они
имеют возможность понимать и рефлектировать по поводу того, что они знают и думают.
Совместная деятельность учащихся в процессе познания, освоения учебного материала
означает, что каждый вносит свой особый индивидуальный вклад, идет обмен знаниями,
идеями, способами деятельности. Причем происходит это в атмосфере доброжелательности и
взаимной поддержки, что позволяет не только получать новое знание, но и развивать саму
познавательную деятельность, переводит её на более высокие формы кооперации и
сотрудничества.
Изучение информатики с использованием интерактивных методов позволяет
активизировать познавательную активность учащихся, развивать способности к
самостоятельному обучению, вырабатывают навыки работы в коллективе, развивают и
формируют коммуникативные навыки, а самое важное повышают учебную мотивацию.
В проведении занятий по информатике очень важно учитывать выбор метода в
зависимости от дидактической задачи.
Ставя перед собой задачу обобщения ранее изученного материала, используется метод
«Мозгового штурма», «Групповой дискуссии», «Деловой игры», «Разбора ситуации».
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Лабораторные занятия
Занятия проводятся в виде 4-х часовых лабораторных работ.
Занятие 1. Изучение основных функций и особенностей текстового редактора MS Word.
Занятие 2. Изучение основных функций и особенностей табличного редактора MS Excel.
Занятие 3. Изучение основных функций и особенностей СУБД MS Power Point.
Занятие 4. Изучение основных функций и особенностей СУБД MS Visio.
Самостоятельная работа
Темы рефератов:
1.
Кодирование текстовой информации. Системы кодировки ASCII, КОИ-7, Windows1251, КОИ-8, ISO, ГОСТ. Универсальная система кодирования данных UNICODE.
2.
Кодирование графической информации. Графические модели RGB, CMYK, HSB.
3.
Форматы графических файлов: JPEG, GIF, PNG, BMP, TIFF.
4.
Кодирование звука и видео.
5.
Алгоритм и программа. Программа как представление алгоритма в терминах команд,
управляющих работой компьютера.
6.
Уровни языков программирования. Языки высокого уровня.
7.
Программирование. Объектно-ориентированное программирование. Логическое
программирование.
8.
История развития языков программирования. Языки Fortran, Cobol, Algol, Бейсик,
Паскаль, Си, Си++, Java.
9.
Компьютерные вычислительные сети. Передача данных по сети.
10. Локальные сети.
11. Глобальные сети.
12. Сети IP-телефонии.
13. Информационная технология как основа всех современных интенсивных
наукоемких технологий.
14. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы.
15. Экспертные системы.
16. Информационные технологии в образовании. Дистанционное образование.
17. Виды программного обеспечения. Текстовые, графические редакторы. Электронные
таблицы.
18. Базы данных: Oracle, MS Access, FoxPro, DB2, MySQL, MS SQL Server, mSQL,
PostgreSQL.
19. Модели представления БД.
20. Информационно-справочные системы.
21. Операционные системы: виды, различие, назначение.
22. Компьютерная защита от несанкционированного доступа.
23. Методы защиты информации от несанкционированного доступа.
24. Компьютерные вирусы.
Контрольная работа 1:
Вариант 1
1. Выполните действия в двоичной системе счисления:
а) 1111 + 1011;
б) 0101 – 1101;
в) 1001 + 110;
г) 10111 – 111;
д) 1100 – 0111;
е) 11001 · 111;
2. Переведите из одной системы счисления в другую:
а) 2910 = X2; б) 1001112 = X10; в) FA216 = X10; г) 6FD16 = X2.
д) 1111001112=?16 е) 40235=?17 ж) 1111001112=?8 з) 46127=?5
и) 6af716=?2 к) 2834910=?5 л) 331024=?16 м) 230245=?10
Вариант 2
1. Выполните действия в двоичной системе счисления:
а) 111 + 1;
б) 10111 – 111100;
в) 10011 + 1101;
г) 11000 – 1101;
д) 11001 – 10101;
е) 1011 · 111.
2. Переведите из одной системы счисления в другую:
а) 4710 = X2; б) 110011002 = X10; в) DBC16 = X2; г) 1101012 = X16
д) 1000100102=?16 е) 80319=?18 ж) 1000100102=?8 з) 72648=?4
и) cc5616=?2 к) 7302310=?5 л) 201334=?16 м) 164447=?10
Вариант 3
1. Выполните действия в двоичной системе счисления:
а) 10011 + 1;
б) 11001 – 100011;
в) 11011 + 11111;
г) 101101 – 1101;
д) 10011001 – 1101;
е) 1011 · 1001.
2. Переведите из одной системы счисления в другую:
а) 1100010012=?16 б) 20348=?12 в) 1100010012=?8 г) 65037=?4
д) e68d16=?2 е) 9043210=?6 ж) 320124=?16 з) 153416=?10
3. Выполните проверку примера 1д, переведя все компоненты действия в десятичную
систему счисления.
Вариант 4
1. Выполните действия в двоичной системе счисления:
(( 11011 + 10101 ) · 111) – 10001.
2. Вычислите значение выражение ( А + В ) · С, если А2 = 10112, В = С316, С = 310. Ответ
дайте в десятичной системе счисления.
3. Переведите из одной системы счисления в другую:
а) 1101001102=?16 б) 25027=?13 в) 1101001102=?8 г) 25036=?3
д) ffe616=?2 е) 1234010=?4 ж) 123014=?16 з) 731328=?10
Контрольная работа 2
Вариант 1
А=43, B=56
1. Просуммировать эти числа в дополнительном и обратном кодах для всех случаев
сочетания знаков слагаемых (А>0; В>0) (А<0; В>0) (А>0; В<0) (А<0; В<0). Обратить
внимание на случаи переполнения, для которых порядок суммы должен быть изменен после
нормализации результата.
2. При выполнении, перечисленных выше, арифметических операций производить
контроль правильности получаемого результата переводом, например, его в десятичную
систему, в которой над исходными числами производятся те же операции.
Вариант 2
А=84.92, B=18.65
1. Просуммировать эти числа в дополнительном и обратном кодах для всех случаев
сочетания знаков слагаемых (А>0; В>0) (А<0; В>0) (А>0; В<0) (А<0; В<0). Обратить
внимание на случаи переполнения, для которых порядок суммы должен быть изменен после
нормализации результата.
2. При выполнении, перечисленных выше, арифметических операций производить
контроль правильности получаемого результата переводом, например, его в десятичную
систему, в которой над исходными числами производятся те же операции.
Вариант 3
А=29.87, В=73.67
1. Просуммировать эти числа в дополнительном и обратном кодах для всех случаев
сочетания знаков слагаемых (А>0; В>0) (А<0; В>0) (А>0; В<0) (А<0; В<0). Обратить
внимание на случаи переполнения, для которых порядок суммы должен быть изменен после
нормализации результата.
2. При выполнении, перечисленных выше, арифметических операций производить
контроль правильности получаемого результата переводом, например, его в десятичную
систему, в которой над исходными числами производятся те же операции.
Вариант 4
А=55.34, В=62.65
1. Просуммировать эти числа в дополнительном и обратном кодах для всех случаев
сочетания знаков слагаемых (А>0; В>0) (А<0; В>0) (А>0; В<0) (А<0; В<0). Обратить
внимание на случаи переполнения, для которых порядок суммы должен быть изменен после
нормализации результата.
2. При выполнении, перечисленных выше, арифметических операций производить
контроль правильности получаемого результата переводом, например, его в десятичную
систему, в которой над исходными числами производятся те же операции.
Вопросы, выносимые на экзамен:
1. Информация и информатика
2. Информационные технологии
3. Информационный ресурс и его составляющие
4. История развития информатики и мировоззренческие аспекты информационных
технологий
5. Экономические и правовые аспекты информационных технологий
6. Формы адекватности информации
7. Информация и энтропия, измерение информации
8. Качество информации
9. Позиционные системы счисления
10. Форматы представления чисел
11. Представление текстовой информации
12. Принцип программного управления
13. Основные блоки ПК и их назначение
14. Характеристики основных устройств ПК
15. Жизненный цикл программного обеспечения
16. Понятие и свойства алгоритма
17. Способы записи алгоритмов
18. Классификация алгоритмов
19. Структура программного обеспечения с точки зрения пользователя
20. Методы проектирования программных продуктов
21. Структурное проектирование и программирование
22. Организация и средства дружественного интерфейса пользователя
23. Критерии качества программ
24. Понятие об информационных технологиях на сетях
25. Режимы передачи данных
26. Модуляция сигналов
27. Каналы передачи данных и их характеристики
28. Архитектура компьютерных сетей
29. Локальные вычислительные сети
30. Глобальная сеть Internet
31.Организационные и организационно - технические меры защиты
информации
32. Основные понятия о защите программных продуктов
33. Программные методы защиты программных продуктов
34. Назначение и основы использования систем искусственного интеллекта
При проведении интерактивных форм обучения:
- метод «Разбор ситуации»:
Применение метода.
Для обсуждения проблем, с которыми в типовой ситуации сталкиваются практически
все участники.
Ситуации при работе на компьютере – зависание компьютера, внезапное отключение
питания, компьютерные вирусы, подключение дополнительных устройств, поиск информации
в Интернет и др.
- метод «Деловая игра».
Во время деловой игры учащиеся разыгрывают роли по сценарию, связанному с темой
обучения. Деловые игры хорошо проводить на заключительных уроках изученных тем текстовый редактор MS –Word, электронные таблицы Excel. Учащиеся в качестве разных
ролей выполняют задания, связанные с будущим направлением.
- генерирование идей «МОЗГОВОЙ ШТУРМ».
Мозговой штурм – это простой способ генерирования идей для разрешения проблемы.
Во время мозгового штурма участники свободно обмениваются идеями по мере их
возникновения, таким образом, что каждый может развивать чужие идеи.
Проблемы для «мозгового штурма» при изучении информатики:
Вреден ли компьютер для здоровья человека?
Внешние носители информации – недостатки и достоинства.
Интернет в решении твоих профессиональных задач.
Компьютерные вирусы – как предохранить компьютер.
Информационные технологии в твоей профессии.
Роль математики и физики в создании науки информатики.
и другие.
- метод «Дискуссии в малых группах».
Дискуссия в малых группах – это такой вид деятельности, который позволяет
учащимся обмениваться опытом и делиться своими взглядами и идеями с целью разрешения
проблемы.
Дает возможность учащимся совершенствовать их навыки разрешения трудных
проблем.
Дает возможность учащимся учиться друг у друга.
Формирует у учащихся чувство ответственности за учебный процесс.
Формирует у учащихся навыки совместной работы в командах.
Проясняет ценностные ориентации учащихся.
Преимущества метода
Дает учащимся возможность контролировать собственный процесс обучения и лучше
влиять на него.
Учащиеся стимулируются к активному участию.
Применение метода дискуссий в малых группах можно применять при изучении любых
тем информатики, при повторении, закреплении, изучении новых.
Для эффективного создания реального объекта, творческого продукта используется
метод проектов, который позволяет учащимся самостоятельно освоить многие аспекты тем и
применять их для конкретных конечных программных продуктов.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Информатика.
а) основная литература:
1. Сафронов И.К. Задачник-практикум по информатике. -Издательство БХВ-Петербург,
2002. - 432 c.
2. Ляхович В.Ф. Основы информатики: учеб. пособие для студ. сред. спец. учеб. заведений
/ В. Ф. Ляхович. - Ростов н/Д: Феникс, 2006. - 636 с. - Библиогр.: с.628-631 (46 назв.). - ISBN 585880-378-4 : 29.00.
3. Основы информатики: учеб. пособие для студ. вузов / А. Н. Морозевич, Н. Н.
Говядинова, В. Г. Левашенко и др.; под ред. Морозевича А.Н. - Минск: Новое знание, 2001. 543 с.: ил. - (Экономическое образование). - Библиогр.: с.531-532 . - ISBN 985-6516-37-4 :
97.70
4. Учебно-методическое пособие по курсу "Информатика" по теме "Основы информатики
телекоммуникационных вычислительных сетей": для студ. спец. 201800 (210403 ОКСО) /
ТРТУ, Каф. РЭС ЗиС; сост. С.А. Ховансков. - Таганрог: ТРТУ, 2004. - 34 с. - б/ц.
5. Алексеев А.П. Информатика 2002 г. - Издательство Солон, 2002 г. - 400с.
6. http://sau.tti.sfedu.ru/ru/forstudent/library
б) дополнительная литература:
1. Информатика: Учебник/под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2001. 768 с.
2. Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов/под ред. С.В. Симоновича, - СПб.:
Питер, 2001.
3. Симонович С. В., Евсеев Г.А., Практическая информатика, Учебное пособие. М.:
АСТпресс, 2001.
4. Фигурнов В. Э. IBM PC для пользователя. М.: Инфра-М, 2001 г.
5. Соловьева Л.Ф. Информатика в видеосюжетах + CD. -Издательство БХВ-Петербург,
2002. - 208c.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
http://www.kspu.ru/itoim/literat.htm
http://maxlevel.by.ru/txt/ospk_literatura.htm
www.moodle.org
www.cor.home-edu.ru
http://school-collection.edu.ru
www.intschool.ru
http://www.edusite.ru
http://www.videoyroki.info/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лекционные занятия проводятся в аудиториях оснащенных интерактивными досками и
проекционным оборудованием.
Лабораторные занятия проводятся в лабораториях оснащенными персональными
компьютерами и сетевым оборудованием, с установленными на них лицензионными
операционными системами.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций
и ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах»
и профилю подготовки «Управление и информатика в технических системах».
Автор:
доцент каф. САУ, Заргарян Е.В.,
Зав. кафедрой:
д.т.н., проф. Финаев В.И.
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.