Министерство образования Российской Федерации

Одобрена президиумом Научно-методического совета по информатике

Заместитель председателя

Ю.П. Пытьев

УТВЕРЖДАЮ:

Начальник Управления образовательных программ и стандартов высшего и среднего профессионального образования

Г.К. Шестаков

28.07.2000

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ИНФОРМАТИКА

  • Для направлений:

    510000 - Естественные науки и математика (кроме математических)

    540000 - Образование

    550000 - Технические науки

    560000 - Сельскохозяйственные науки

  • Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по соответствующим направлениям

    © Министерство образования Российской Федерации

    © ГНИИ ИТТ "Информика" (Интернет публикация)

    Москва 2000


    Пояснительная записка

    Данная программа предназначена для подготовки бакалавров. Она должна не только обеспечить приобретение знаний и умений в соответствии с государственными образовательными стандартами, но и содействовать фундаментализации образования, формированию мировоззрения и развитию системного мышления студентов.

    Информатика - комплексное научное направление, имеющее междисциплинарный характер, активно содействующее развитию других научных направлений и тем самым выполняющее интегративную функцию в системе наук.

    Информатика как учебная дисциплина находится в стадии становления. В отличие от других дисциплин, благодаря интенсивному развитию технической базы, происходящему в последнее время, меняется не только технология, но и общий подход к освоению элементов информатики.

    Важная роль в программе отводится алгоритмизации, программированию, овладению персональным компьютером на пользовательском уровне, умению работать с базами данных и т. д.

    При определении порядка изучения материала желательно придерживаться принципа "от простого - к сложному, от примера - к обобщению".

    Государственные образовательные стандарты отводят на изучение информатики от 100 до 300 часов. Программа в целом соответствует максимальной трудоемкости 300 часов. Одной звездочкой помечены разделы и подразделы, которые могут быть опущены при объеме курса 200 часов. При минимальном объеме (100 часов) можно опустить разделы, помеченные одной и двумя звездочками.

    Рабочие программы, составляемые вузами на основе примерной программы, должны быть ориентированы на объем часов, установленный советом вуза на основании соответствующих государственных образовательных стандартов.

    Деление часов на лекции, практические занятия, лабораторные работы и самостоятельное изучение предмета определяется вузом.

    В конце программы приводится примерный список лабораторных работ и примерный перечень курсов по выбору, которые предназначены для расширения кругозора студентов, углубленного изучения отдельных разделов программы.

    Содержание программы

    Раздел 1. Понятие информации.

    Общее представление об информации. Техническая, биологическая и социальная информация. Кодированная информация. Понятие носителя информации. Формы представления и передачи информации. Знание как высшая форма информации. Место и роль понятия "информация" в курсе информатики.

    Раздел 2. Принцип работы компьютера.

    Основные функциональные части компьютера. Взаимодействие процессора и памяти при выполнении команд и программ. Принцип запоминаемой программы. Программа как последовательность действий компьютера. Двоичная система счисления. Понятие о машинном языке и языке Ассемблер. Код ASCII. Исходная и объектная программа. Трансляция как процесс преобразования исходного кода в объектный. Революция персональных компьютеров.

    Раздел 3. Алгоритмы и алгоритмизация. Визуализация алгоритмов.

    Понятие алгоритма и алгоритмической системы. Две формы представления алгоритмов: визуальная и текстовая. Визуальные и текстовые языки и псевдоязыки. Преобразование алгоритмов из визуальной формы в текстовую и обратно. Визуализация алгоритмов и блок-схемы. Формализация и эргономизация блок-схем.

    Линейные, разветвленные и цикличные алгоритмы. Вложенные и параллельные алгоритмы. Логические элементы и базовые управляющие структуры визуального структурного программирования. Построение алгоритма из базовых структур. Пошаговая детализация как метод проектирования алгоритмов.

    Раздел 4. Программирование.

    Компьютер как исполнитель алгоритмов. Программа как изображение алгоритма в терминах команд, управляющих работой компьютера. Коды, ассемблеры, языки высокого уровня. Трансляция и компоновка. Исходный и объектный модули, исполняемая программа. Компиляция и интерпретация. Данные как объект обработки. Типы данных, способы и механизмы управления данными. Операции с массивами. Ввод и вывод массивов. Алгоритмы поиска и упорядочения массива.

    Программы и подпрограммы. Подпрограммы, их назначение и классификация. Оформление подпрограмм, обращение к ним, передача параметров. Библиотечные подпрограммы. Решение задач с помощью стандартных программ.

    * Объектно-ориентированное программирование. Логическое программирование.

    Раздел 5. Программное обеспечение.

    Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения. Направление развития и эволюция программных средств.

    Системное и прикладное программное обеспечение. Системы программирования. Компиляторы и интерпретаторы. Редактор связей и загрузчик. Отладчики.

    Понятие об операционной системе. Назначение операционной системы.

    ** Ресурсы компьютера, процессы, состояние процесса, прерывания, планирование процессов. Мультипрограммирование. Управление ресурсами в операционной системе. Тупиковые ситуации и способы их устранения. Драйверы внешних устройств.

    Примеры операционных систем. Рассматриваются (на пользовательском уровне) одна - две операционные системы персональных компьютеров, выбираемые по усмотрению вуза, например: MS-DOS, Windows-95 (MS-WIN), OS/2 WARP.

    Файлы и их имена. Распределение блоков файла по диску. Каталоги. Текущий каталог. Путь к файлу. Диалог пользователей с операционной системой. Ввод команд. Запуск и выполнение команд.

    Прикладное программное обеспечение. Классификация программного обеспечения по проблемной ориентации. Пакеты прикладных программ.

    Примеры прикладных программных продуктов и систем. Системы редактирования и подготовки документов. Редакторы текстов и (**) редакторы формул.

    ** Понятие форматов документов. Разработка форматов документов. Подготовка деловой корреспонденции, счетов, формуляров и т. д.

    * Графические редакторы.

    ** Настольные издательские системы.

    ** Сканирование изображений. Ввод и редактирование видеоизображений. Система мультимедиа. Виртуальная реальность. Геоинформационные системы. Системы машинного перевода текстов с русского языка на английский и обратно.

    Раздел 6. Обзор языков высокого уровня.

    Понятие языка высокого уровня. Синтаксис и семантика.

    ** Элементы и структуры данных, алфавит, имена, выражения, операции, операторы, структуры программ, аппарат подпрограмм, реализация логических структур.

    Рассматриваются в обзорном порядке два - три языка, выбираемых по усмотрению вуза, например, Бейсик, Паскаль, Си, Си++ и т. д. Допускается выбор других языков. (При 100-часовой программе рекомендуется ограничиться одним языком).

    Раздел 7. Технология программирования.

    ** Понятие программного продукта. Жизненный цикл программного обеспечения. Анализ проблемной области. Системный анализ и подготовка технического задания (спецификаций) на разработку комплекса программ. Проектирование, программирование, отладка, документирование, сопровождение и эксплуатация программных средств. Проблема верификации и сертификации программ.

    ** Формализация спецификаций. Проектирование модульной структуры. Стратегии разработки и отладки. Технологическая среда программирования (применительно к выбранной в разделе 5 операционной системе). Интегрированная среда разработки программ и системные средства отладки. Переносимость программ. Сборочное программирование. Открытые системы.

    ** Единая система программной документации ЕСПД. Оценка качества программных средств. Критерии качества программ по ГОСТ 28195-89. Отчуждаемые (от разработчика) и неотчуждаемые программы. Контроль качества программ на отдельных этапах разработки (техническое задание, технический проект, рабочий проект).

    Экономические, организационные и правовые вопросы создания программного и информационного обеспечения. Понятие интеллектуальной собственности.

    Раздел 8. Базы данных.

    Задачи, решаемые с помощью баз данных. Социальная роль баз данных.

    ** Автоматизированные информационные ресурсы: базы данных. Данные и знания. Отличия между ними. Электронные таблицы. База данных, банк данных, система управления базой данных, администратор базы данных. Уровни представления данных: концептуальный, логический, физический, внешний. Организация связей между данными: иерархическая, сетевая, реляционная.

    Рассматриваются три - четыре конкретные системы, выбираемые по усмотрению вуза, например: FoxPro, Paradox, Access, Oracle. (При 100-часовой программе рекомендуется рассмотреть одну систему).

    * Многопользовательские информационные системы. Технология "Клиент-Сервер ".

    Раздел 9. Телекоммуникации.

    Соединение пользователей и баз данных с помощью линий связи. Понятие телекоммуникации. Компьютерные сети как средство реализации практических потребностей.

    ** Локальные сети и глобальные сети: принципы построения, архитектура, основные компоненты, их назначение и функции.

    ** Понятие и модели протоколов обмена информацией, семиуровневая модель. Основные принятые в мире протоколы.

    ** Среды передачи данных. Модемы. Спутниковые и оптоволоконные каналы связи.

    ** Прикладные возможности телеинформационных систем: электронная почта. Электронные доски объявлений (BBS), телеконференции, передача формализованной информации, доступ к удаленным базам данных, экстерриториальная организация совместных работ.

    ** Всемирная компьютерная сеть ИНТЕРНЕТ. Ее возможности. Киберпространство (cyberspace) как часть повседневной жизни миллионов людей. Средства навигации по киберпространству.

    ** Перспективы развития телекоммуникационных систем. Предполагаемое объединение телефона, телевизора, факса и персонального компьютера в единый "информационный процессор". Проект информационных суперскоростных магистралей (information superhighways). Интеграция мировых информационных ресурсов и создание глобального киберпространства.

    Раздел 10. Модели решения функциональных и вычислительных задач.

    Понятие модели, компьютерные представления переменных и отношений. Классификация моделей и решаемых на их базе задач.

    * Принципы работы численных методов, взаимосвязи между моделями и методами, понятие вычислительной схемы. Дискретизация непрерывных моделей. Решение задач, описываемых дифференциальными уравнениями. Имитационные модели. Графовые, логико-алгебраические и реляционные модели.

    ** Интеллектуальные системы решения вычислительных задач и моделирования.

    Раздел 11. Компьютерная графика и системы геометрического моделирования.

    Понятие о компьютерной графике.

    ** Представление и обработка графической информации. Устройства ввода и отображения графической информации. Растровая и векторная графика. Системы художественной графики.

    ** Системы геометрического моделирования. Создание фотореалистичных изображений и анимация. Технология разработки промышленных изделий на базе систем геометрического моделирования. Графическое представление сложных абстрактных математических функций.

    Раздел 12. Аппаратура компьютера.

    Технические средства реализации информационных процессов.

    Архитектура компьютера. Центральные устройства. Внешние устройства: накопители на гибких и жестких дисках, клавиатура, мышь, видеотерминал, принтер, диск CD-ROM, стриммер.

    * Характеристики и конструкция IBM-совместимого персонального компьютера. Материнская плата. Слоты расширения. Процессор и сопроцессор плавающей точкой. Дисковод, накопитель и контроллер диска. Видеоадаптер и дисплей. Порты ввода-вывода. Асинхронный последовательный адаптер. Параллельный порт. Суперпорт. Звуковые платы. Графические ускорители с графическим сопроцессором. Платы сбора данных.

    Раздел 13. Интегрированные автоматизированные системы.

    ** Понятие реального времени. Автоматизированные системы управления (АСУ) реального времени. Структура АСУ. АСУ технологическими процессами. АСУ подвижными объектами. Системы автоматизированного проектирования. Системы автоматизации научных исследований. Мониторинг окружающей среды. Гибкие автоматизированные производства.

    Раздел 14. Информационные технологии.

    * Источники информационной технологии. Информационная технология как катализатор синтеза науки и технологии. Расширение понятия "технология" во второй половине XX века. Информационная технология как основа всех современных интенсивных наукоемких технологий.

    * Искусственный интеллект и интеллектуальные системы. Экспертные системы. Электронный офис, интеллектуальный офис. Интеллектуальные здания, кварталы и города.

    Информационные технологии образования. Очное и дистанционное образование. Дистанционное образование как возможность предоставления населению всестороннего доступа к лучшим мировым образовательным программам. Проект федеральной программы развития системы дистанционного образования.

    Раздел 15. Основы защиты информации

    Информационная структура Российской Федерации. Информационная безопасность (ИБ) и ее составляющие. Угрозы безопасности информации и их классификация. Основные виды защищаемой информации. Проблемы ИБ в мировом сообществе.

    Законодательные и иные правовые акты РФ, регулирующие правовые отношения в сфере ИБ и защиты государственной тайны. Система органов обеспечения ИБ в РФ. Административно-правовая и уголовная ответственность в информационной сфере.

    Защита от несанкционированного вмешательства в информационные процессы. Организационные меры, инженерно-технические и иные методы защиты информации в том числе сведений, составляющих государственную тайну. Защита информации в локальных компьютерных сетях, антивирусная защита. Специфика обработки конфиденциальной информации в компьютерных системах.

    Примерный список лабораторных работ

    1. Функциональные блоки компьютера и их назначение. Овладение навыками работы с клавиатурой, мышью, экраном и принтером.

    2. Работа с операционной системой.

    3. Работа с текстовым редактором

    4. Проектирование визуального алгоритма на экране компьютера с помощью графического редактора и вывод его на плоттер формата А1 или принтер.

    5. Автоформализация профессиональных знаний на экране компьютера с помощью графического редактора и вывод результата на плоттер формата А1 или принтер.

    6. Составление, ввод, трансляция и исполнение программы со сложной логикой и простыми вычислениями. Вывод результатов на дисплей и принтер.

    7. Составление, ввод, трансляция и исполнение программы с простой логикой и сложными вычислениями. Вывод результатов на дисплей и принтер.

    8. Тестирование и отладка программ.

    9. Работа с различными видами программного обеспечения по усмотрению вуза.

    10. Работа с электронными таблицами.

    11. Базы данных. Прикладные системы с реляционными моделями данных.

    12. Типовые средства создания базы данных.

    13. Локальные сети.

    14. Телекоммутационные системы почтового сервиса (электронная почта, телеконференции, связь "компьютер - компьютер", "компьютер - факс", "факс - компьютер" и т. д.).

    15. Телекоммуникации. Доступ к удаленным базам данных.

    16. Методы навигации в сети Интернет.

    17. Модели. Автоматизированные системы моделирования и решения вычислительных задач (процедурный и непроцедурный подходы).

    18. Компьютерная графика. Системы художественной графики.

    19. Компьютерная графика. Построение фотореалистичных изображений.

    20. Компьютерная графика и системы геометрического моделирования.

    21. Мультимедиа.

    22. Ознакомление с аппаратной частью персонального компьютера.

    23. Системы реального времени.

    24. Пользовательский интерфейс.

    Примерный перечень курсов по выбору

    1. Математическая логика и языки программирования.

    2. Языки визуального программирования.

    3. Системы мультимедиа и виртуальная реальность.

    4. Базы знаний и экспертные системы.

    5. Будущее искусственного интеллекта.

    6. Естественный и искусственный интеллект.

    7. Информационные процессы в организме человека.

    8. Человеческий мозг как биологический компьютер.

    9. Компьютерная метафора в когнитивной психологии.

    10. Психология программирования и пользовательский интерфейс.

    11. Программа и перспективы информатизации России.

    12. Информационное общество в России XXI века.

    13. Крупнейшие транснациональные корпорации информационно-компьютерного бизнеса.

    14. Роль Америки в глобальном процессе информатизации.

    15. Роль Японии в глобальном процессе информатизации.

    16. Маркетинг информационных продуктов и услуг.

    17. Информационные технологии органов государственной власти.

    18. Информационные технологии банков и бирж.

    19. Информационные технологии промышленности и транспорта.

    20. Информационные технологии сельского хозяйства.

    21. Информационные технологии редакционно-издательского дела.

    22. Информационные технологии научно-исследовательских работ.

    23. Информационные технологии опытно-конструкторских и проектных работ.

    24. Информационные технологии образования.

    25. Дистанционное образование как информационная проблема.

    26. Информационные технологии сферы услуг.

    27. Информационные технологии в армии.

    28. Информационные технологии искусства и религии.

    Литература

    Основная

    1. Основы современных компьютерных технологий. Под ред. Хомоненко А.Д. Корона-принт, СПб 1998
    2. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере. М., ИНФРА, 1998.
    3. Герасименко В.А., Малюк А.А. Основы защиты информации. М., 1997.

    Дополнительная

    1. Громов Г.Р. Национальные информационные ресурсы: проблемы промышленной эксплуатации. - М.: Наука. 1984, 1985.- 237
    2. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. М.: Финансы и статистика. 1997.
    3. Колесниченко С., Шишигин И. Аппаратные средства PC. BHV 1999.
    4. Мэтьюз М.. Microsoft Windows 98, Спутник пользователя. Microsoft Press 2000.
    5. MS Word 97 (2000). Шаг за шагом. Ecom 1999 (2000).
    6. MS Excel 97 (2000). Шаг за шагом. Ecom 1999 (2000).
    7. MS Access 97 (2000). Шаг за шагом. Ecom 1999 (2000).
    8. Дубнов П.Ю. Access 2000. Проектирование баз данных. Ecom 2000.
    9. Кудрявцев Е.М.. MathCad 8. ДМК М. 2000
    10. Лазарев Л. MatLab 5.x. Библиотека студента. BHV 2000.
    11. Шураков В.В., Дайитбеков Д.М., Мизрохи С.В., Ясеновский С.В. Автоматизированное рабочее место для статистической обработки данных. М., Финансы и статистика, 1990.
    12. Бобровский С. Программирование на языке QBasic для школьников и студентов.
    13. Райтингер М., Муч Г. Visual Basic 6.0. Библиотека студента. BHV 2000
    14. Кулагин Н.Б. Программирование в Turbo Pascal 7.0 и Delphy. BHV 2000
    15. Паппас К., Мюррей У. Программирование на C и C++. Библиотека студента. BHV 2000.
    16. Б. Керниган, Д. Ритчи. Язык программирования Си (пер. с англ.). — М.: Финансы и статистика, 1992.
    17. Ю. Тихомиров. Visual C++ 6. — Киев: BHV, 1998
    18. Турбо Паскаль. — Киев: BHV, 1996.
    19. А. Епанешников, В. Епанешников. DELPHI 4. Среда разработки: Учебное пособие. — М.: Диалог МИФИ, 1999.
    20. Искусственный интеллект. Справочник в 3-х томах под. ред. Попова Э.В. Т 1. Системы общения и экспертные системы. М. Радио и связь, 1990.
    21. Уотерман Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир. 1989.
    22. Виноградов С.М. и др. Информационное общество: Информационные войны. Информационное управление. Информационная безопасность. Изд. СПбУ, 1999.
    23. Копылов В.А. Информационное право. М., “Юристъ”, 1997.
    24. Федеральный закон Российской Федерации “Об информации, информатизации и защите информации” от 20.02.1995 № 24-ФЗ.
    25. Закон Российской Федерации “О государственной тайне” от 21.07.1993 № 5485-1 с изменениями и дополнениями от 06.10.1997.

    Литература, устанавливаемая кафедрой

    (Приводится в рабочей программе с включением литературы, издаваемой в вузе или в вузах региона).


    Авторы программы

    Кузнецов B. C. - профессор МАИ

    Падалко С. Н. - профессор МАИ

    Паронджанов В. Д. - доцент Института руководящих кадров и специалистов

    Ульянов С. А. - доцент МАИ

    Научные редакторы

    Пытьев Ю.П. – профессор Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

    Волков Б.И. – доцент Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

    Рецензент

    Сенаторов П.К. - доцент Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова