ABSTRACT
Teaching a course "INFORMATICS" expect presence beside received in Wuz students of primary skills in work with PC any level. How a practice shows, these knowledges sufficiently on the first stage of teaching discipline during 1-ãî semester. The most Further study of course "INFORMATICS" is a logical continuing for the fortification and development beside the student of knowledges on this subject. In 2 semester will required knowledges of such sections high mathematicians as "Single-line algebra", "Certain integral", "Differential calculus". There are many attention from computer graphics. In full and unrolled discipline description is brought list of laboratory work, on the move of an ing the lectures, and based as on technical possibilities scholastic labs. a CAD OF pulpit ÀP, so and on program educating facilities, created for teaching this course.
3. Предисловие
Рабочая программа составлена на основе ГОС ВПО по направлению (специальности) Геология и разведка полезных ископаемых - 553200
1. Типовая программа курса «Информатика» Томского политехнического университета
_______________________________________________________________________________
(обозначение или наименование другого документа университетского уровня по направлению, специальности, специализации)
РАССМОТРЕНА и ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры
автоматизации проектирования ______________________________________________________________________________
(наименование кафедры)
25 июня 2000 года, протокол № 14.
2. Разработчик(и)
К.т.н., доцент АП _________________ А.А. Хамухин
(должность) (кафедра) (подпись) (И.О. Фамилия)
к.т.н., доцент АП _________________ С.М. Марчук
(должность) (кафедра) (подпись) (И.О. Фамилия)
к.т.н., ст.преподаватель АП _________________ С.В. Огородов
(должность) (кафедра) (подпись) (И.О. Фамилия)
3. Зав. обеспечивающей кафедрой АП _________________ В.К. Погребной
(подпись) (И.О. Фамилия)
4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с факультетом, выпускающими кафедрами специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.
Зав. выпускающей кафедрой ГИГ _________________ С.Л. Шварцев
|
|
(подпись) (И.О. Фамилия)
Зав. выпускающей кафедрой ГМПР _________________ Л.Я.Ерофеев
(подпись) (И.О. Фамилия)
Зав. выпускающей кафедрой ГРМИ _________________ А.Ф.Коробейником
(подпись) (И.О. Фамилия)
Зав. выпускающей кафедрой ТРМ _________________ В.В.Кривошеев
(подпись) (И.О. Фамилия)
Зав. выпускающей кафедрой ПИГР _________________ Л.П.Рихванов
(подпись) (И.О. Фамилия)
Зав. выпускающей кафедрой ГРНМ _________________ Г.М.Волощук
(подпись) (И.О. Фамилия)
Зав. выпускающей кафедрой БНГС _________________ А.Н.Баранов
(подпись) (И.О. Фамилия)
Цели и задачи учебной дисциплины
4.1. Цели преподавания дисциплины
Конкретные требуемые результаты изучения дисциплины, характеризующие конкретный состав знаний и умений, которыми должен обладать каждый студент, завершивший изучение данной дисциплины, определены на основании требований ГОС МВПО РФ, Образовательного стандарта ТПУ и решения Совета ГНФ ТПУ.
Основная цель дисциплины - научить основам использования возможностей современной вычислительной техники и программного обеспечения для исследования и управления систем и процессов в естествознании и технике.
Эта цель имеет следующие составляющие. Бакалавр данного направления должен в области математики и информатики (требования ГОС ВПО подчеркнуты, а требования, касающиеся информатики выделены курсивом):
иметь представление:
- о математике как особом способе познания мира, общности ее понятий и представлений;
- о математическом моделировании;
- об информации, методах ее хранения, обработки и передачи;
|
|
знать и уметь использовать:
- основные понятия и методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, теории функций комплексного переменного, теории вероятностей и математической статистики, дискретной математики;
- математические модели простейших систем и процессов в естествознании и технике;
- вероятностные модели для конкретных процессов и проводить необходимые расчеты в рамках построенной модели;
иметь опыт:
- употребления математической символики для выражения количественных и качественных отношений объектов;
- исследования моделей с учетом их иерархической структуры и оценкой пределов применимости полученных результатов;
- использования основных приемов обработки экспериментальных данных;
- аналитического и численного решения алгебраических уравнений;
- исследования, аналитического и численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений;
- аналитического и численного решения основных уравнений математической физики;
- программирования и использования возможностей вычислительной техники и программного обеспечения;
-использования средств компьютерной графики;
4.2. Задачи изложения и изучения дисциплины
Указанные цели решаются с помощью решения следующих задач, которые после изучения курса студенты должны уметь решать самостоятельно:
- понимания устройства и функционирования персонального компьютера и других ЭВМ;
- программирования и проведения отладки программ на языке высокого уровня Visual Basic;
- проведения исследований с помощью разработанных программ;
|
|
- умения технически грамотно обрабатывать и интерпретировать результаты;
- использования средств компьютерной графики;
- математического моделирования простейших систем с применением численных методов.
5. ТЕМАТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Осенний семестр (36 час.)
Введение. (2 часа)
Рост компьютеровооруженности - фактор коренных изменений
характера инженерной деятельности. Содержание предмета «Информатика». Порядок, требования и организация процесса обучения по предмету «Информатика».
5.1. Понятие информации. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации.(2 часа)
Предметная область информатики. Историческая справка. Понятие информации; виды информации; подходы к оценке количества информации; структура и закономерности протекания информационных процессов. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации; Единицы измерения и носители информации. Кодирование информации. Системы счисления (двоичная, восьмеричная, шестнадцатиричная).
5.2. Технические средства реализации информационных процессов (4 часа)
Поколения ЭВМ. ПЭВМ, ее устройство и основные технические характеристики
(типы и количество процессоров, характеристики оперативных и внешних запоминающих устройств, порты связи, общая шина, разрешающая способность монитора, тактовая частота, внешние устройства). Рабочие станции и серверы. RISC-процессоры. Кластеры и мэйнфреймы. Сети ЭВМ (локальные, корпоративные, глобальные). Мировая компьютерная сеть Интернет, принципы ее организации и работы..
5.3. Программные средства реализации информационных процессов (8 час)
Понятие операционной системы, ее назначение и функции. Операционные системы MS DOS, Windows, UNIX, LINUX. Понятие файла. Каталоги и маршруты. Работа с файлами (создание, удаление, копирование, редактирование файлов). Работа с дисками (форматирование, проверка на вирусы, копирование, дефрагментация). Пользовательский интерфейс приложений Windows. Редакторы текстов (WORD). Электронные таблицы (Exell).
5.4. Алгоритмизация и программирование. Языки программирования высокого уровня. (20 часов)
Сравнительные характеристики языков программирования: PASCAL, С, C++, VISUAL BASIC, JAVA, Perl. Встроенный в приложения Windows язык программирования VBA. Символы, идентификаторы, типы, операции. Константы. Числа. Строки. Переменные. Массивы. Выражения. Операторы. Условные операторы. Циклы. Процедуры. Стандартные процедуры. Программы, модули, проекты. Ввод и вывод. Описание интерфейса VBA. Примеры простейших алгоритмов и программ. Вычисление сумм, произведений, поиск максимальных/минимальных элементов. Алгоритмы работы с векторами и матрицами (сложение, умножение, транспонирование, обращение, вычисление определителя и нормы).
Весенний семестр (24час)
5.5. Компьютерная графика (10 часов)
Принципы формирования цветных графических изображений. Понятие разрешающей способности монитора, принтера, графические адаптеры. Графические стандарты(RGB, CMYK). Графические форматы (BMP, GIF, JPEG) и принципы сжатия графической информации. Понятие векторной и растровой графики. Графические редакторы (Adobe Photoshop, Corel Draw).
5.6. Программное обеспечение и технологии программирования. Базы данных(4 час)
Понятие об инструментальных средствах визуального программирования. Понятие об объектно-ориентированном программировании. Иерархические, реляционные и объектно-ориентированные модели баз данных. Примеры (СУБД Access).
5.7.. Модели решения функциональных и вычислительных задач(10 часов)
Пакет MathCAD. Понятия интерполяции и аппроксимации. Полиномиальная интерполяция методом Лагранжа. Сплайн-интерполяция. Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. (метод дихотомии). Решение систем линейных алгебраических уравнений (Метод Гаусса, метод итераций). Вычисление определенного интеграла (метод трапеций, метод Симпсона). Вычисление статистических моментов (матожидание, дисперсия). Обработка экспериментальных данных (метод наименьших квадратов).
6. Перечень лабораторных работ.
Осенний семестр (36 час)
1. Вводное занятие (2 часа)
Техника безопасности, устройство ПЭВМ, клавиатура, загрузка, перезагрузка.
2. Работа в ОС Windows 9x (4 часа)
Идентификация и аутентификация. Проводник и работа с файлами (cоздание каталогов и файлов, копирование, перенос, переименование, типы и свойства файлов). Поиск каталогов и файлов. Панель управления.
3. Работа в Microsoft Office (8 часа)
Редактор текстов Word.
Электронные таблицы Exell.
4. Работа с макросами в приложениях Windows (2 часа).
Создание макросов. Запуск макросов. Режим конструктора.
5. Программирование на VBA в приложениях Windows (20 час.)
Редактирование и отладка программ на VBA. Ввод/вывод информации. (2 час)
Арифметические и логические операции и стандартные функции. (4 час.)
Условные операторы и разветвление программы. (2 час.)
Циклы. Вычисление сумм, произведений, поиск элементов массива. (6 час)
Работа с векторами и матрицами (сложение, умножение, транспонирование, обращение, вычисление определителя и нормы). (6 час.)
Весенний семестр (32 час.)
1. Работа с пакетом растровой графики Adobe Photoshop (4 час.)
2. Работа с пакетом векторной графики Corel Draw (4 час.)
3. Работа с базами данных (6 час)
4. Численные методы математического моделирования (18 час)
Знакомство с пакетом MathCAD (2 час.)
Полиномиальная интерполяция методом Лагранжа, сплайн-интерполяция. (4 часа)
Аппроксимация. Метод наименьших квадратов (4 час.)
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений Метод дихотомии. (2 часа)
Решение систем линейных алгебраических уравнений Метод Гаусса. (2 часа)
Вычисление определенного интеграла. Метод трапеций. Метод Симпсона (2 часа)
Вычисление статистических моментов. (2 час)
7. Программа самостоятельной познавательной деятельности
Осенний семестр (68 час.)
Весенний семестр (60 час.)
8. Текущий и итоговый контроль.
Текущий контроль проводится еженедельно путем выполнения следующих требований к выполнению лабораторных работ и посещению лекций:
· Лабораторные работы выполняются на основе выданных преподавателем по практике индивидуальных заданий. Каждая подгруппа выполняет лабораторные работы только в своей директории.
· По всем темам лабораторных работ кроме первой оформляется в отдельной тетради письменные отчеты (один на одно рабочее место) по установленной форме в соответствии с индивидуальным заданием. Зачет по теории принимается только при наличии тетради с отчетами по практике, где каждый отчет подписан преподавателем по практике.
· Лабораторная работа считается выполненной только после защиты всеми ее исполнителями. Только после защиты всех лабораторных работ студент получает допуск к зачету.
· В случае пропуска лабораторных занятий по уважительной причине или неуспеваемости студенту предоставляется возможность сделать (доделать) работу с другой подгруппой (при наличии свободного компьютера).
В случае пропуска лабораторных занятий без уважительной причины студент обязан самостоятельно изыскать возможности для безусловного выполнения всех пропущенных работ либо выполнить их на собственных средствах вычислительной техники.
Примеры тестовых заданий, контролирующих материалов, определяющие уровень необходимых знаний, банк контрольных материалов (заданий), успешное выполнение которых позволяет оценить уровень подготовки студента не ниже, чем на «удовлетворительно», содержатся в прилагаемом к РП методическом пособии. Банк контрольных материалов (заданий), исползьуемых при текущем и итоговом контроле успеваемости по дисциплине,имеется и хранится под несколькими уровнями защиты от несанкционированного доступа к нему студентов. Кроме этого он регулярно обновляется.
9.Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Перечень литературы
1. Брябин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ.- М.: Наука, 1990.
2. Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В. Основы информатики и вычислительной техники.- М.: Просвещение, 1990.
3. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя.- М.: Финансы и статистика, 1990.
4. Катков В.Л., Любимский З.З. Программирование.- Минск, Вышейная школа, 1992.
5. Турбо-паскаль 7.0. Справочное руководство.- Киев, 1995 (95-2628)
6. Мячев А.А., Степанов В.Н. Персональные ЭВМ и микро-ЭВМ. Справочник.- М., Радио и связь, 1991.
7. Пильщиков В.Н. Сборник упражнений по языку Паскаль.- М., Наука, 1989.
8. Зубов Е.А. Система программирования Турбо-Паскаль.- М., 1992 (95-2532)
9. Калиткин Н.Н. Численные методы. М., Наука, 1978
10. Хамухин А.А. Математическое моделирование процесса сепарации пластовой
нефти. В сб.: Математическое и программное обеспечение САПР, Томск, 1997
11.Абраш М. Прграммирование графики. Киев, ЕвроСИБ, 1996.
12. Богумирский Б.С. Руководство пользователя ПЭВМ.В 2-х частях.СПб.:OILCO,1992
13. Марчук С.М. Программирование в среде TURBO Pascal. Методические указания и индивидуальные задания к лабораторным работам по курсу «Информатика», ТПУ, Томск, 1999.