Перечень тем лабораторных занятий, их наименование и объем в часах
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
и социальным вопросам
________________ А.А.Хмыль
« ___ » _____________ 2013г.
Рег. № УД-13М ОИТ/р.
ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Программа-минимум
кандидатского зачета (дифференцированного зачета) по общеобразовательной дисциплине "Основы информационных технологий"
Учебная программа для магистрантов всех специальностей БГУИР
Кафедра: «Вычислительные методы и программирование.
Очное обучение Заочное обучение
Семестр (семестры2) 1 Семестр (семестры 2) 1
Лекции 36(количество часов) Лекции 8(количество часов)
Лабораторные занятия Лабораторные занятия
36(количество часов) 12(количество часов)
Зачет 1(семестр) Зачет 1(семестр)
Реферат 1(семестр) 4 Реферат 1(семестр) 4
Всего аудиторных часов Всего аудиторных часов
по дисциплине 72 по дисциплине 20
Самостоятельная работа 36 Самостоятельная работа 88
Всего часов Всего часов
по дисциплине 108 по дисциплине 108
Учебная программа составлена в соответствии с типовым учебным планом программы-минимума кандидатского зачета (дифференцированного зачета) по общеобразовательной дисциплине "Основы информационных технологий", утвержденным постановлением министерства образования республики Беларусь от 13 августа 2012 г. N 97
Составители:
Колосов Станислав Васильевич д.ф.-м.н., доцент,
Кураев Александр Александрович, д.ф.-м.н., профессор,
Синицын Анатолий Константинович, д.ф.-м.н., профессор
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры «Вычислительные методы и программирование».
протокол № __ от _____ 2013г.
Заведующий кафедрой –
________________________ Кукин Дмитрий Петрович
СОГЛАСОВАНО
Начальник УПНКВК______________Д.В.Лихачевский
« ___ » ___________ 2013 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель преподавания дисциплины.
Целью изучения общеобразовательной дисциплины "Основы информационных технологий" является подготовка обучающихся к использованию современных информационных технологий как инструмента для решения на высоком уровне научных и практических задач в своей предметной области.
Задачи изучения дисциплины.
Обучающиеся должны:
иметь четкое представление об информационных технологиях в своей предметной области;
иметь представление о современных операционных системах и инструментальных пакетах программ;
иметь навыки работы с основными программными продуктами информационных технологий: текстовыми, графическими и табличными процессорами, базами данных, средствами подготовки презентаций и средствами поддержки математических вычислений;
ознакомиться с основами сетевых технологий и сервисов сети Интернет, уметь находить необходимую информацию в глобальной сети Интернет;
иметь представление о проблемах защиты информации в компьютерах и компьютерных сетях;
ознакомиться с основными методами математического моделирования и оптимизации при решении прикладных задач в различных предметных областях.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Дается наименование разделов и тем, их содержание, объемы в часах лекционных, практических (семинарских) и лабораторных занятий, курсовой проект (работа) и его характеристика. Указанные сведения раскрывают содержание типовой (базовой) учебной программы с учетом результатов развития науки, техники, культуры и производства за период, который прошел со времени ее утверждения.
Определяются цели и задачи каждой темы, осуществляется их распределение по неделям и семестрам с учетом дневной, вечерней и заочной форм обучения.
Название тем лекционных занятий, их содержание, объем в часах.
| № пп | Название темы | Содержание | Объем в часах | |||
| Дневная форма обучения | Заочная форма обучения | |||||
| Ауд. | Сам. | Ауд. | Сам. | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Раздел 1. Основы информационных технологий | ||||||
| 1. | Современные информационные технологии | История, современное состояние и перспективы развития вычислительной техники. Элементная база, архитектура, сетевая компоновка, производительность. Понятие информации. Классификация и виды информационных технологий. Операционные системы. Назначение, классификация, современное состояние, знакомство с возможностями и работа в современной операционной системе. Языки и технологии программирования. История развития языков программирования. Сравнительная характеристика, назначение и возможности современных языков (Basic, Delphi, C++, Java, C#...). Технологии программирования. Процедурное, объектно-ориентированное и логическое программирование. | 4 | 4 | 2 | 12 |
| 2. | Основные программные средства информационных технологий | Программное обеспечение. Текстовые редакторы - Word, PageMaker и др., их возможности и назначение. Графические редакторы. Способы хранения и обработки графической информации. Редакторы PhotoShop, CorelDraw и др. Их возможности. Электронные таблицы Excel. Назначение, возможности. Сервисные инструментальные средства: файловые менеджеры, архиваторы, электронные словари и переводчики, программы распознавания текста. Системы математических вычислений MathCad, MathLab. Назначение, возможности, примеры применения. Система подготовки презентаций. Назначение, возможности. Работа в MS PowerPoint. | 6 | 6 | 2 | 13 |
| 3. | Сетевые технологии и Интернет | Семиуровневая модель структуры протоколов связи. Компьютерные сети. Организационная структура Internet. Протоколы Internet (TCP и UDP). Основные сервисы Internet (DNS, FTP, HTTP, SNMP, POP3, SNTP). Скриптовые языки программирования (Java, Perl, HTML, XML). Инструментальные средства создания web-серверов и web-сайтов (PHP, ASP NET, Delphi). Основы web-дизайна. | 6 | 6 | - | 12 |
| 4. | Системы управления базами данных | Системы управления базами данных. Структура данных, модели данных, создание базы данных и таблиц. Базы данных Access, Oracle, MySQL, Foxpro, dBase, SQL Server и др. Основы языка SQL и построение SQL-запросов. | 4 | 4 | - | 13 |
| 5. | Защита информации | Методы и средства защиты информации. Кодирование и декодирование информации. Защита от несанкционированного доступа к данным. Классы безопасности компьютерных систем. Электронная подпись. Организационно-правовые аспекты защиты информации и авторское право. | 4 | 4 | - | 12 |
| 6. | Математическое моделирование и численные методы | Математические модели и численные методы решения задач в различных предметных областях. Модели, приводящие к необходимости численного дифференцирования и интегрирования функций. Основные методы и характеристики погрешности. Модели, описываемые обыкновенными дифференциальными уравнениями. Классификация, методы решения. Методы Рунге-Кутта и прогноза и коррекции. Модели, описываемые дифференциальными уравнениями в частных производных. Сеточные методы решения. Проекционные методы. Проекционно-сеточные методы (метод конечных элементов). Стандартные пакеты. Методы математической статистики. | 6 | 6 | 2 | 13 |
| 7. | Методы оптимизации и системы поддержки принятия решений | Оптимизация как заключительный этап вычислительного эксперимента. Модели и постановки задач оптимизации в различных предметных областях. Методы минимизации функций одной переменной. Классификация методов минимизации функций многих переменных. Методы условной оптимизации. Методы решения вариационных задач. Сведение вариационной задачи к задаче минимизации функции многих переменных. Системы поддержки принятия решений. Понятие об экспертных системах. Обзор и характеристики имеющихся стандартных пакетов программ. | 6 | 6 | 2 | 13 |
| Итого: за семестр | 36 | 36 | 8 | 88 | ||
| Всего за учебный год | 36 | 36 | 8 | 88 |
Перечень тем лабораторных занятий, их наименование и объем в часах
| № пп | Название темы | Содержание | Объем в часах | |
| Дневная форма обучения | Заочная форма обучения | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 1. | Работа с операционной и файловыми системами | Работа в операционной системе. Программы работы с файлами. Организация каталогов. Вызов и запуск прикладных пакетов. | 4 | |
| 2. | Знакомство со средами программирования | Знакомство со средой Delphi (Visual C++,…). Составление и запуск простейших программ. | 4 | 4 |
| 3. | Работа с текстовым и графическим редактором. | Работа с текстовым и графическим редактором. Составление отчета с встроенной графикой. | 6 | |
| 4. | Работа с базами данных. | Работа с базами данных. Построение баз данных. Построение запросов. | 4 | |
| 5. | Работа с пакетом Exсel. | Программирование формул, статистические и финансовые функции. Анализ данных. | 4 | 4 |
| 6. | Работа с математическим пакетом Mathcad или Mathlab. | Работа с математическим пакетом Mathcad или Mathlab. Вычисление интегралов, решение алгебраических уравнений. Решение дифференциальных уравнений. | 6 | |
| 7. | Работа в Internet. | Работа в Internet. Организация поиска. Построение Web-сайтов. Работа с электронной почтой. | 4 | 4 |
| 8. | Подготовка презентаций с помощью Ms Power Point. | Подготовка презентаций с помощью Ms Power Point. | 4 | |
| Итого: за семестр | 36 | 12 | ||
| Всего за учебный год | 36 | 12 |
Реферат
Темы 2-х рефератов должны отражать два раздела настоящей программы – раздел программирования и раздел численных методов. Оформление рефератов должно быть выполнено с использованием текстового и графического редакторов. Рефераты должен содержать постановку задачи, обзор методов и программных средств ее решения, детальное описание выбранного метода и соответствующего инструментального средства, список используемых источников. При поиске необходимой информации должен активно использоваться Internet, с указанием найденных ссылок.
Раздел 1 - программирование
1. Возможности среды визуального программирования Delphi или C++Builder или Microsoft Visual Studio.
2. Основы объектно-ориентированного программирования (ООП). Классы, объекты, области видимости, свойства и события.
3. Типы методов класса, таблицы VMT и DMT
4. Форматы хранения графической информации.
5. ADO компоненты доступа к базам данных
6. Операторы языка SQL
7. Создание много уровневых приложений для работы с базами данных
8. Интерфейсы и их реализация в классах
9. Создание и использование COM серверов
10. Возможности приложений MS Office как COM серверов
11. Технология OLE Automation и интерфейсы IDispatch и DispInterface
12. Сокеты в Delphi
13. Основные сервисы Internet
14. Технология WebSnap – распределенные интернет приложения
15. Возможности компонентов INDY
16. Создание Web приложений на основе компонентов IntraWeb
17. Использование данных в формате XML
18. Платформа Microsoft .NET Framework
19. Особенности языка программирования CLR для платформы MS .NET
20. Сравнение возможностей графических систем Open GL и DirectX
21. Создание многопоточных приложений
22. Защита информации
Раздел 2 – Численные методы.
1. Среднеквадратичное приближение функций. Постановка задачи. Примеры приложений. Методы решения.
2. Равномерное приближение функций. Постановка задачи. Примеры приложений. Описание метода.
3. Понятие сплайна и финитной функции. Базис из финитных функций. Аппроксимация с использованием финитных функций.
4. Методы численного интегрирования: Симпсона, Гаусса-Кристоффеля. Постановка задачи. Преимущества и недостатки методов.
5. Разновидности Метода Рунге-Кутта для решения задачи Коши. Постановка задачи. Описание методов. Преимущества и недостатки методов.
6. Методы Адамса решения задачи Коши. Постановка задачи. Описание методов. Преимущества и недостатки методов.
7. Теоретические основы метода сеток. Построение конечно-разностной схемы. Погрешность аппроксимации, устойчивость. Основная теорема метода сеток.
8. Решение краевых задач для одномерного нестационарного уравнения теплопроводности методом сеток. Постановка задач. Описание методов. Погрешность, устойчивость.
9. Теоретические основы проекционных методов для решения краевых задач, их разновидности: методы Галеркина, наименьших квадратов, моментов.
10. Решение краевых задач для одномерного уравнения теплопроводности методом Галеркина. Постановка задач. Описание метода. Погрешность.
11. Решение краевой задачи для двумерного уравнения Пуассона методом сеток. Постановка задач. Описание методов. Релаксация. Погрешность.
12. Решение краевой задачи для двумерного уравнения Пуассона методом конечных треугольных элементов. Постановка задач. Описание метода. Погрешность.
13. Методы нулевого порядка минимизации функций многих переменных. Постановка задачи. Описание метода. Преимущества и недостатки метода. Примеры.
14. Методы первого порядка минимизации функций многих переменных. Постановка задачи. Описание методов. Преимущества и недостатки методов.
15. Методы с переменной метрикой минимизации функций многих переменных. Постановка задачи. Описание методов. Преимущества и недостатки методов.
16. Задачи на условный экстремум. Метод множителей Лагранжа. Постановка задачи. Описание метода. Преимущества и недостатки метода.
17. Задачи на условный экстремум. Метод штрафных функций. Постановка задачи. Описание метода. Преимущества и недостатки метода
18. Вариационные задачи. Уравнение Эйлера. Примеры постановок задач, метод Ритца.
19. Методы решения задач оптимального управления. Постановка задачи. Описание методов. Преимущества и недостатки методов.
20. Методы векторной оптимизации. Их использование в компьютерных системах поддержки принятия решений.
21. Метод Монте-Карло. Предельные теоремы, погрешность. Его использование для нахождения интегралов и решения задач, связанных с системами массового обслуживания.
22. Многокритериальная оптимизация и ее реализация в системе MATLAB
23. Эллиптические уравнения и методы их решения в системе MATLAB.
4. ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Колосов С.В., Программирование в среде Delphi // БГУИР, 2005, 164с.
2. Синицын А.К. Современные информационные технологии. Проекционно-сеточные методы решения уравнений математической физики. Конспект лекций для аспирантов и магистрантов Мн.: БГУИР, 2004.
3. Синицын А.К. ,Навроцкий А.А. Алгоритмы вычислительной математики. Учебно-методическое пособие. Мн.: БГУИР, 2007
4. Морозевич, А.Н. Информатика / А.Н.Морозевич, А.М.Зеневич. - Мн.: Высшая школа, 2006. - 285 с.
5. Акулов, О.А. Информатика: базовый курс: учебник для студентов высших учебных заведений, бакалавров, магистров по направлению "Информатика и вычислительная техника" / О.А.Акулов, Н.В.Медведев. - М.: Омега-Л, 2009. - 574 с.
6. Острейковский, В.А. Информатика / В.А.Острейковский. - М.: Высшая школа, 2009. - 510 с.
7. Гордеев, А. Операционные системы. Учебник для ВУЗов / А.Гордеев. - СПб.: Питер, 2009. - 416 с.
8. Стоцкий, Ю.А. Microsoft Office 2010 / Ю.А.Стоцкий, А.Васильев, И.Телина. - СПб.: Питер, 2011. - 425 с.
9. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. - СПб.: Питер, 2010. - 960 с.
10. Кузнецов, М.В. Практика создания Web-сайтов / М.В.Кузнецов, И.В.Симдянов. - 2-е издание. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009. - 1264 с.
11. Сеннов, А.С. Access 2010. Учебный курс / А.С.Сеннов. - СПб.: Питер, 2010. - 288 с.
12. Алан Бьюли. Изучаем SQL / Алан Бьюли. - Изд. Символ-Плюс, 2007. - 312 с.
13. Шаньгин, В. Защита компьютерной информации. Эффективные методы и средства // В.Шаньгин. - Изд. МКД Пресс, 2010. - 544 с.
14. Калинкин, Н.Н. Численные методы / Н.Н.Калинкин - М.: Наука, 1978. - 512 с.
15. Банди, Б. Методы оптимизации. Вводный курс / Б.Банди. - М.: Мир, 1989. - 277 с.
16. Черноруцкий, И.Г. Методы принятия решений / И.Г.Черноруцкий. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 416 с.
Дополнительная
1. Синицын А.К. Современные информационные технологии. Проекционно-сеточные методы решения уравнений математической физики. Конспект лекций для аспирантов и магистрантов Мн.: БГУИР, 2004.
2. Синицын А.К. ,Навроцкий А.А. Алгоритмы вычислительной математики. Учебно-методическое пособие. Мн.: БГУИР, 2007
3. Батин, Н.В. Основы информационных технологий: учеб.-метод. пособие / Н.В.Батин [и др.], под общ. ред. В.В.Шкурко. - Мн.: Институт подготовки научных кадров Национальной академии наук Беларуси, 2008. - 253 с.
4. Трофимов, В.В. Информатика / В.В.Трофимов и др. / под ред. В.В.Трофимова. - М.: Юрайт: Высшее образование, 2010. - 910 с.
5. Колосов, С.В. Программирование в среде Delphi / С.В.Колосов. - Мн.: БГУИР, 2005. - 166 с.
6. Дьяконов, В. MathCad 8-12 для всех / В.Дьяконов. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 632 с.
7. Потемкин, В.Г. MATLAB 6: Среда проектирования инженерных приложений / В.Г.Потемкин. - М.: Диалог-МИФИ, 2003. - 444 с.
8. Хабрейкен, Дж. Изучи Microsoft PowerPoint 2002 за 10 минут / Дж. Хабрейкен. - Изд. Вильямс, 2002. - 192 с.
9. Соломенчук, В. Интернет: краткий курс / В.Соломенчук. - СПб.: Питер, 2000. - 288 с.
10. Барсуков, В.С. Безопасность: Технологии, средства, услуги / В.С.Барсуков. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2003. - 496 с.
11. Как противостоять вирусной атаке / под ред. Д.Зегжба, 1995. - 320 с.
12. Ливак, Е.Н. Защита информации: учебное пособие в 4 частях / Е.Н.Ливак. - Гродно: ГрГУ, 1998. - 200 с.
13. Лебедев, А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях / А.Н.Лебедев. - М.: Радио и связь, 1989. - 224 с.
14. Марчук, Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И.Марчук. - М.: Наука, 1987 - 534 с.
15. Марчук, Г.И. Введение в проекционно-сеточные методы / Г.И.Марчук, В.И.Агошков. - М.: Наука, 1981. - 414 с.
16. Гилл, Ф. Численные методы условной оптимизации / Ф.Гилл, У.Мюррей. - М.: Мир, 1977. - 297 с.
17. Алексеев, В.М. Оптимальное управление / В.М.Алексеев, В.М.Тихомиров, С.В.Фомин. - М.: Наука, 1980. - 429 с.
16. Закон Республики Беларусь от 10 ноября 2008 г. N 455-З "Об информации, информатизации и защите информации".