Рабочая программа дисциплины
Информатика и программирование
Направление подготовки 230700 Прикладная информатика
Профиль подготовки 230700.62 «Прикладная информатика в экономике »
Санкт-Петербург
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Цель изучения дисциплины — расширение мировоззрения и формирование у студентов самостоятельного мышления в области информационных подходов к анализу процессов и явлений профессиональной сферы и информационных технологий.
Задача изучения дисциплины получение систематических знаний о информационных процессах, системах, средствах и технологиях; приобретение специальных знаний и умений, необходимых для работы в фирмах и организациях профессионально работающих в информационной сфере или использующих новые информационные технологии.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Информатика и программирование» относится к базовой части математического и естественно-научного цикла образовательной программы направления подготовки 230700 «Прикладная информатика».
Дисциплина “Информатика и программирование” является логическим продолжением, развитием и обобщением школьного обучения в образовательной области "Информатика".
Освоение дисциплины необходимо для таких дисциплин как «Информационные системы и технологии», «Программная инженерия», «Операционные системы», «Структуры данных в предметной области», «Высокоуровневые методы информатики и программирования», «Объектно-ориентированное программирование».
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у студента следующих компетенций:
· способен использовать, обобщать и анализировать информацию, ставить цели и находить пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества (ОК-1);
· способен понимать сущность и проблемы развития современного информационного общества (ОК-7);
· способен использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности и эксплуатировать современное электронное оборудование и информационно-коммуникационные технологии в соответствии с целями образовательной программы бакалавра (ПК-3);
· способен применять к решению прикладных задач базовые алгоритмы обработки информации, выполнять оценку сложности алгоритмов, программировать и тестировать программы (ПК-10);
· способен анализировать рынок программно-технических средств, информационных продуктов и услуг для решения прикладных задач и создания информационных систем (ПК-19).
В результате изучения дисциплины студенты должны:
- знать
· основные положения информатики как научной дисциплины, изучающей процессы обработки информации, принципы организации и функционирование современных средств обработки информации,
· базовые принципы информационного анализа процессов и явлений предметной области;
методы проектирования и разработки алгоритмов и программ;
- уметь
· решать задачи обработки данных с помощью современных инструментальных средств конечного пользователя;
· проектировать, программировать отлаживать и документировать программы на одном из языков высокого уровня с использованием современных технологий программирования;
- владеть навыками программирования в современных средах.
Учебная дисциплина изучается в первом и втором семестрах (первый год обучения).
Формы итогового контроля – экзамен в первом семестре, защита курсовой работы и зачет - во втором.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц 216 часов.
4.2. Содержание разделов дисциплины/тем дисциплины
Тема 1. Введение
Предмет дисциплины, ее структура и содержание. Информатика как фундаментальная наука и область практической деятельности. Общекультурная роль информатики. Универсальность подходов и методов информатики. Информационные технологии как форма реализации информационных подходов. Понятие об информационном обществе. Роль и место информатики и информационных технологий в профессиональной деятельности. Занятость в информационной сфере. Экономика, этика и правовые нормы информационной деятельности. Структура и план учебной деятельности студентов. Рекомендуемая литература. Связь с последующими дисциплинами и ее место в подготовке специалиста в области информатики и программирования. Стандарты и квалификационные требования к специалистам в данной области.
Тема 2. Информация и информационные процессы
Определения понятия информация. Информационные системы и технологи. Этапы развития информационных технологий. Фазы информационного процесса для получения информации. Этапы преобразования информации. Данные и знания. Синтаксический аспект информации. Определение количества информации по Шеннону. Формулы кодирования и Хартли, примеры их применения. Семантический и прагматический аспекты информации.
Представление дискретной информации в компьютере. Принципы сжатия. Примеры представления текстовой и графической информации. Представление непрерывной информации в компьютере. Емкость канала передачи. Примеры представления звуковой информации.
Информационный подход к анализу процессов и явлений. Основные стадии анализа. Пример информационного анализа. Качественные и количественные факторы. Оцифровка и нормализация значений факторов. Правила для выбора шкал оцифровки. Коэффициенты значимости фаторов, способы вычисления оценок.
Тема 3. Программные средства обработки информации
Состав и функции программного обеспечения компьютера. Понятие операционной среды. Классификация операционных систем. Основные группы прикладных программ. Совместимость прикладных программ с ОС. Файловые системы. Альтернативность процедур выполнения операций в операционной среде.
Унифицированные функции интерфейса прикладных программ. Способы организации обмена данными между прикладными программами. Связь и внедрение объектов. Настройка операционной системы. Краткая характеристика функций сервисных программ. Файловые менеджеры. Командные файлы и макросредства. Способы защиты информации при ее хранении и обработке на ПК. Восстановление информации. Защита информации от несанкционированного доступа. Резервирование информации. Методы сжатия информации. Архивация программ и данных. Способы защиты данных от компьютерных вирусов. Методика использования антивирусных средств.
Понятие электронного документа. Системы обработки документов. Работа с текстовым редактором. Основные операции по редактированию текстовых документов. Шрифтовое оформление текста. Стилевое оформление. Таблицы. Структура сложного документа. Дополнительные возможности.
Автоматизация расчетов над табличными данными. Автоматизация простых математических расчетов. Электронные таблицы. Понятия клетки, адреса, формулы. Применение математических, статистических и экономических функций. Работа с электронной таблицей как с базой данных. Представление табличных данных в виде диаграмм. Дополнительные возможности.
Тема 4. Постановка и алгоритмизация прикладных задач
Определения понятия задача. Фазы постановки задач. Основные стадии компьютерного решения прикладной задачи. Общее понятие алгоритма. Свойства компьютерных алгоритмов. Теория алгоритмов. Машина Тьюринга. Теория вычислительной сложности. Методика исследования вычислительной сложности задачи.
Способы представления алгоритмов. Блок-схемы. Основные алгоритмические конструкции: следование, цикл, переход, ветвление. Стандартные алгоритмы. Язык программирования как средство представления алгоритма. Классификация языков программирования. Подходы к выбору языка. Версии языка. Содержание и порядок выполнения отдельных этапов создания программы. Компоненты и возможности системы программирования.
Тема 5. Методы и языки программирования
Эволюция технологий программирования. Стадии преобразования программных модулей. Понятие системы программирования. Процесс трансляции программ. Компиляторы и интерпретаторы.. Классификация языков программирования. Основные компоненты языка программирования: алфавит, словарь, набор операций, выражения, операторы, система синтаксических правил. Семантика программы.
Основные элементы программы: описания данных, описания процедур, цепочки операторов, тексты процедур, внутренние комментарии. Последовательность размещения элементов программы. Использование библиотек готовых программных модулей. Классификация обрабатываемых данных по типу. Способы описания типов. Понятие стандартных типов языка программирования и типов пользователя.
Программирование основных алгоритмических конструкций. Структура оператора присваивания. Присваивание значений переменным. Понятие совместимости типов. Программирование ввода/вывода. Операторы перехода и ветвления. Структура и синтаксис полного и неполного условного оператора. Понятие заголовка и тела цикла. Варианты и синтаксис операторов цикла. Применение, структура и синтаксис и вложенных циклов. Описание одномерных и двухмерных массивов. Размещение массивов в памяти. Работа с одномерными и двухмерными массивами в циклах. Ввод/вывод структурированных данных. Назначение процедур. Правила описания процедур и обращения к ним.
Классификация ошибок в программе. Подходы к формальному доказательству правильности программ. Синтаксические и семантические ошибки. Методы и средства отладки программ.. Тестирование программы методами "белого и черного ящиков". Подходы к построению тестовых задач. Планирование ресурсных затрат на тестирование.
Понятие стиля программирования. Структурное программирование. Модульная структура программы. Комментарии в программе. Подходы к выбору идентификаторов. Понятие дружественности интерфейса.
Оценка потребительских качеств программного продукта. Затраты вычислительных ресурсов.
Заключение
Тенденции развития информатики и программирования. Дисциплины информационного цикла в учебном плане Университета.
4.4. Тематика курсовых работ
Целью курсовой работы является практическое освоение студентами основных методов разработки алгоритмов и программ, согласно индивидуальному заданию. Основные этапы выполнения курсовой работы.
1. Постановка задачи для решения на компьютере.
2. Проектирование алгоритма.
3. Разработка текста программы.
4. Отладка и тестирование программы.
5. Документирование программы и составления пояснительной записки.
5. Образовательные технологии
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавриата по направлению 230700 Прикладная информатика реализация компетентностного подхода предусматривает широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Цель самостоятельной работы по дисциплине — расширение кругозора студентов в области современных подходов к разработке программ, способов применения информационных продуктов; получение дополнительных знаний о стандартах, используемых в области алгоритмизации и программирования; приобретение специальных знаний и умений, необходимых для ведения электронного документооборота с использованием современных офисных приложений, алгоритмизации и программирования простейших программ в процедурном стиле программирования.
Задачи:
— активизация самостоятельной работы студентов по освоению разделов учебной дисциплины;
— развитие у студентов навыков анализа и проектирования алгоритмов и программ;
— приобретение студентами умений самостоятельно применять офисное программное обеспечение, организовывать процесс работы и вести документацию в электронном виде;
— обеспечение возможностей для самостоятельного изучения и освоения студентами инструментальных средств, применяемых при разработке программного обеспечения.
Контроль и самоконтроль знаний, полученных в ходе самостоятельного изучения дисциплины, осуществляется при помощи ответов на вопросы, предлагаемые по каждой теме; решения текущих задач и заданий; выполнения индивидуальных частей лабораторных работ.
Самостоятельная работа является основой подготовки студента к выполнению индивидуальных заданий. В курсе предусмотрен промежуточный контроль в виде аттестации в компьютерном классе по университетскому графику.
При подготовке к ответу на данные контрольные вопросы рекомендуется опираться на литературные источники, конспекты лекций, рекомендованные для самостоятельной работы ресурсы Интернета и материалы, размещенные в электронном учебно-методическом комплексе (ЭУМК) Университета.
6.1 Рекомендации по выполнению индивидуальных заданий лабораторных работ
Лабораторная работа 1
«Применение информационного подхода к анализу процессов и явлений»
Для создания отчета рекомендуется использовать программный продукт МS Word, при составлении таблиц, для нормализации значений факторов и коэффициентов значимости следует применять МS Ехсеl. Возможно также применение более мощных программных средств для автоматизации математических расчетов.
Лабораторная работа 2
«Создание и оформление сложных документов»
Для успешного выполнения заданий рекомендуется самостоятельно проработать следующий материал.
Варианты создания документа. Редактирование документов. Вставка специальных элементов в текстовый документ (сноски, примечания, аннотации, специальные символы и др.).
Форматирование текстовых документов. Стилевое оформление. Применение организатора стилей. Создание и использование шаблонов документов. Вставка в текстовый документ оглавления, указателей, списка иллюстраций.
Создание и редактирование таблиц. Вычисления в текстовом редакторе, использование вычисляемых полей и формул.
Операции с графическими объектами и многослойными рисунками. Подготовка больших документов к печати: выделение разделов, нумерация страниц, формирование колонтитулов, предварительный просмотр. Навигация в текстовых документах с помощью закладок, переходов, гиперссылок.
Лабораторная работа 3
«Профессиональная работа в электронных таблицах»
Для успешного выполнения заданий рекомендуется самостоятельно проработать следующий материал.
Создание электронных таблиц. Вставка, переименование и удаление листов таблицы. Создание формул с абсолютными и относительными адресами, ссылками на другие листы, с функциями (ЕСЛИ, СУММ, МИН, МАКС и т. д.), с функциями для работы с таблицей как с базой данных (БДСУММ, БСЧЕТ, ДМАКС и т. д.) Создание имен для ячеек и применение их в формулах.
Форматирование и оформление таблицы. Применение форматов для значений ячеек типа «число» и «дата».
Построение и модификация диаграмм разных типов. Элементы оформления диаграмм и их изменение.
Организация фрагмента таблицы как базы данных, сортировка и поиск информации. Области критериев, формулы с критериями.
Решение с помощью электронных таблиц задач «Как сделать, чтобы?» и анализа чувствительности. Применение операций «Подбор параметра», «Таблица подстановки» и «Поиск решения», использование сценариев.
Цикл работ
«Основы алгоритмизации и программирования»
Все задания построены методически однотипно: вначале предлагается разобрать готовое решение задачи, набрать и отладить одинаковую для всех студентов группы задачу; затем — самостоятельно решить несколько однотипных задач по индивидуальному заданию. Данный подход позволяет устранить зависимость сроков выполнения заданий от индивидуальных способностей студента к программированию.
Как общие, так индивидуальные задания студент может выполнять самостоятельно. В последнем случае на преподавателя возлагается дополнительная ответственность по контролю самостоятельного выполнения заданий и проверке степени усвоения учащимся материалов соответствующей лабораторной работы.
6.3 Примерные вопросы для подготовки к экзамену
1. Информатика как фундаментальная наука и область практической деятельности. Предмет научной информатики. Общекультурная роль информатики. Понятие об информационном обществе.
2. Информация как базовое понятие науки. Информационные системы и технологи. Этапы развития информационных технологий.
3. Фазы информационного процесса для получения информации. Этапы преобразования информации. Данные и знания.
4. Синтаксический аспект информации. Определение количества информации по Шеннону. Формулы кодирования и Хартли, примеры их применения.
5. Семантический и прагматический аспекты информации.
6. Представление дискретной информации в компьютере.
7. Принципы сжатия. Примеры представления текстовой и графической информации.
8. Представление непрерывной информации в компьютере. Емкость канала передачи. Примеры представления звуковой информации.
9. Информационный подход к анализу процессов и явлений. Основные стадии анализа. Пример информационного анализа.
10. Качественные и количественные факторы. Оцифровка и нормализация значений факторов.
11. Понятие программного обеспечения. Классификация программных средств.
12. Структура системного программного обеспечения. Операционные системы и их характеристики.
13. Сервисное программное обеспечение. Системные утилиты. Программы резервного копирования. Архиваторы и примеры их применения.
14. Вирусы и антивирусное программное обеспечение. Защита от сетевых атак.
15. Классификация программных средств для обработки текстовых документов.
16. Варианты создания документа в текстовом редакторе. Редактирования текстовых документов: цели и средства.
17. Форматирования текстовых документов: цели и средства.
18. Вставка специальных элементов в текстовый документ (сноски, примечания, аннотации, специальные символы и др.).
19. Создание и редактирование таблиц в текстовом документе.
20. Вставка в текстовый документ оглавления, указателей, списка иллюстраций.
21. Операции с графическими объектами в текстовом редакторе.
22. Подготовка больших документов к печати (выделение разделов, нумерация страниц, формирование колонтитулов, предварительный просмотр).
23. Вычисления в текстовом процессоре; использование вычисляемых полей и формул.
24. Настройка окна табличного редактора, режимы просмотра документа.
25. Навигация в текстовых документах с помощью закладок, переходов, гиперссылок.
26. Размещение в ячейках и использование данных разных типов в электронной таблице.
27. Цели и средства форматирования элементов электронных таблиц.
28. Создание и применение пользовательских форматов.
29. Использование последовательностей и автозаполнения в электронных таблицах.
30. Вычисления по формулам и с помощью стандартных функций в электронных таблицах.
31. Графическое представление табличных данных. Типы диаграмм.
32. Понятия рядов данных и категорий значений. Элементы оформления диаграмм.
33. Сортировка данных в электронных таблицах.
34. Работа с электронной таблицей как с базой данных.
35. Использование логических функций и функций для работы с базой данных в электронных таблицах.
Экзамен по дисциплине проводится в компьютерном классе. Экзаменационный билет включает 2 вопроса. При подготовке к ответу разрешено использование используемых программных средств, ответ на вопросы должен иллюстироваться практическими примерами самостоятельно выполненными студентом на компьютере.
6.3 Примерные вопросы для подготовки к зачету
1. Определения понятия задача. Фазы постановки задач.
2. Основные стадии компьютерного решения прикладной задачи.
3. Общее понятие алгоритма. Свойства компьютерных алгоритмов.
4. Теория алгоритмов.
5. Машина Тьюринга.
6. Теория вычислительной сложности.
7. Методика исследования вычислительной сложности задачи.
8. Способы представления алгоритмов.
9. Блок-схемы.
10. Основные алгоритмические конструкции: следование, цикл, переход, ветвление.
11. Стандартные алгоритмы.
12. Язык программирования как средство представления алгоритма.
13. Классификация языков программирования. Подходы к выбору языка. Версии языка.
14. Содержание и порядок выполнения отдельных этапов создания программы. Компоненты и возможности системы программирования. Модули системы.
15. Понятие типов данных в языке программирования.
16. Основные компоненты языка программирования: алфавит, словарь, набор операций, выражения, операторы, синтаксис, семантика.
17. Структура программы на языке Паскаль. Назначение и оформление раздела
описания данных.
18. Описание одномерных и двухмерных массивов. Размещение массивов в памяти.
19. Назначение процедур. Правила описания процедур и обращения к ним.
20. Присваивание значений переменным. Структура оператора присваивания. Понятие совместимости типов.
21. Операторы перехода и ветвления. Структура и синтаксис полного и неполного условного оператора.
22. Понятие заголовка и тела цикла. Варианты и синтаксис операторов цикла.
23. Применение, структура и синтаксис и вложенных циклов.
24. Работа с одномерными и двухмерными массивами в циклах.
25. Варианты и синтаксис операторов ввода и вывода информации.
3. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
Основная литература
1. Культин Н.Б. Turbo Pascal в задачах и примерах. - СПб.: BHV-, 2007.
2. Макарова Н.В., Волков В.П. Информатика: Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения – СПб.: Питер, 2011.
3. Немнюгин С.А. Turbo Pascal. Практикум - СПб.: Питер, 2008.
4. Фаронов В. В. Turbo Pascal. - СПб.: СПб.: Питер, 2010.
5. Хэлворсон М. Эффективная работа с Microsoft Office 2003. - СПб.: Питер, 2004.
Дополнительная литература
1. Бен-Ари М. Языки программирования. Практический сравнительный анализ. - М., Мир, 2000.
2. Информатика: Практикум по технологии работы на компьютере/ Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2005.
3. Кнут Д. Искусство Программирования (3 тома). - М.: Вильямс, 2000.
4. Куперштейн В.И. Информационные системы в экономике: Под ред. В.В. Дика. - М.: Финансы и статистика, 2000.
5. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов. - СПб.: Питер, 2004.
6. Румянцев Д., Монастырский Л. Путь программиста. Опыт создания личности программиста. - М: Инфра-М, 2000.
7. Современные информационные технологии в делопроизводстве и управлении. – СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1999.
Интернет-ресурсы
WWW.ANSI.ORG - сайт международной организации по стандартизации, содержит полные описания стандартов языков программирования.
WWW.OMG.ORG - сайт международной организации по стандартизации в области объектных технологий, содержит полные описания стандартов объектно-ориентированных технологий, используемых в современных программах.
WWW.INFORMIKA.RU - портал, посвященный развитию информационных технологий и информатики в России.
WWW.CITFORUM.RU - портал, содержащий методические материалы и книги по программированию в электронном виде.
WWW.PASCAL.HOP.RU - портал по программированию на языке Паскаль.
HTTP://PASCAL.HELPOV.NET/ - сборник примеров программирования на языке Паскаль.
HTTP://PASCAL.SOURCES.RU/ - сборник примеров программирования на языке Паскаль.