Белов М.П. Информатика: Рабочая программа, методические указания к изучению дисциплины, задание на курсовой проект

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

ИНФОРМАТИКА

Рабочая программа

Методические указания к изучению дисциплины

Задание на курсовой проект

Факультет информационных систем управления

Направление и специальность подготовки дипломированных специалистов:

651900 – автоматизация и управление

210100 – управление и информатика в технических системах

Направление подготовки бакалавров:

550200 – автоматизация и управление

Санкт- Петербург

2003

Утверждено редакционно-издательским советом

УДК 681.3.016(018)

Информатика: Рабочая программа, методические указания к изучению

дисциплины, задание на курсовой проект. - СПб.: СЗТУ, 2003, - 32с.

Рабочая программа разработана в соответствии с Государственными об-

разовательными стандартами высшего профессионального образования по на-

правлению подготовки дипломированных специалистов 651900 (специальность

210100 - Управление и информатика в технических системах) и направлению

подготовки бакалавров 550200 и отражает основные положения теоретической

и прикладной информатики. Рассмотрены вопросы профессиональной работы в

информационных системах, компьютерные сети, моделирование и формализа-

ция, численные методы и программные средства для решения инженерных за-

дач, искусственный интеллект и экспертные системы.

Рассмотрено на заседании кафедры процессов управления и информаци-

онных систем 25 ноября 2002 года.

Одобрено методической комиссией факультета информатики и систем

управления 16 декабря 2002 года.

Рецензенты: А. Ю. Дорогов, канд. техн. наук, доц. кафедры автоматики и

процессов управления СПбГЭТУ; В. Л. Литвинов, канд. техн. наук, доц. СЗТУ.

Составитель: М. П. Белов, канд. техн. наук, доц.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дисциплина ″Информатика″ - составная часть теоретической и практиче-

ской подготовки студентов по специальности 210100 - управление и информа-

тика в технических системах.

Цели преподавания и задачи дисциплины.

1. Студент должен знать современные информационные технологии,

применяемые в образовании и научных исследованиях; технические и про-

граммные средства информатики, ее стандарты и нормативы.

2. Студент должен уметь применять персональную ЭВМ и программные

системы в прикладных областях для поиска информации, создания и редакти-

рования текстовых, табличных и графических документов в средах конечного

пользователя, работать с базами данных и применять математические пакеты

прикладных программ; работать в глобальной сети Internet.

3. Студент должен иметь представление о тенденциях развития информа-

ционных систем; логических и лингвистических основах организации данных;

эргономических и правовых аспектах информационных технологий; методах

прикладной математики, математических пакетах программ, организации баз

данных.

Изучение дисциплины опирается на методы общей теории информацион-

ных систем, теории информации и программирования.

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

(объём курса 220 часов)

1.1.1. Введение в информатику

(24 часа)

Информационная система, развитие информатики, информационные

процессы и ресурсы, понятия ″информация″, ″количество информации″ и

″информационная технология″. Аксиоматика информатики, свойства информа-

ции. Единицы измерения количества информации. Кодирование информации.

Понятия ″система″, ″структура″, ″процесс″ и ″программное обеспечение″. По-

нятие информационной технологии, этапы развития информационных систем.

Структура информационного рынка. Информационные основы процессов

управления. Информационная деятельность человека.

Вычислительная техника, архитектура вычислительных систем, микро-

процессоры, аппаратные платформы, память. Основные устройства компьюте-

ра, их функции и взаимосвязь. Периферийные устройства, устройства ввода

информации, видео- и аудиосистемы, накопители информации, печатающие

устройства.

Программное обеспечение компьютера. Системное и прикладное про-

граммное обеспечение. Инсталляция программ. Операционная система: назна-

чение и основные функции. Классификация операционных систем. Операцион-

ные системы WINDOWS 98/2000/ХР. Интерфейс пользователя, файловая сис-

тема, программы главного меню.

Microsoft Office (текстовый процессор WORD, электронные таблицы

EXCEL, система управления базой данных (СУБД) ACCESS, POWER POINT).

1.1.2. Профессиональная работа в информационных системах

(22 часа)

Основы защиты информации и сведений, составляющих государствен-

ную тайну, методы защиты информации, аппаратные средства защиты инфор-

мации, логическая и антивирусная защита информации, конфиденциальные

системы, элементы компьютерной эргономики.

Нормативно-правовая база информатики, промышленные стандарты, до-

кументирование информации, правовые аспекты информатики.

Технология мультимедиа. Терминология. Основные технические, про-

граммные средства и стандарты. Проблемы разработки и использования. Ос-

новные тенденции развития.

Компьютерная графика, музыка, развлечения. Образовательные компью-

терные технологии. Способы представления документов, объединяющих объ-

екты различных типов (текстовые, графические, числовые, звуковые, видео).

Интерактивный интерфейс.

Компьютеры в производстве и науке, портативные компьютеры, рабочие

станции и суперкомпьютеры, промышленные компьютеры, контроллеры.

1.1.3. Компьютерные сети

(38 часов)

Назначение, классификация и принципы построения вычислительных се-

тей. Способы коммутации и передачи данных. Программное обеспечение вы-

числительных сетей. Локальные вычислительные сети (ЛВС). Классификация

ЛВС. Организация обмена информацией в ЛВС. Методы доступа в ЛВС. Модели

взаимодействия в ЛВС. Обеспечение безопасности информации в вычислительных

сетях. Глобальная информационная сеть Internet. Краткая характеристика ос-

новных информационных ресурсов Internet. Принципы функционирования

Internet. Иерархия протоколов Internet. Спецификация универсального адреса ин-

формационного ресурса в Internet. Технология World Wide Web (WWW). Страте-

гия поиска информации в сети. Электронная почта в Internet. Технологии досту-

па к ресурсам Internet, отличные от WWW. Корпоративная сеть Intranet.

1.1.4. Моделирование и формализация

(22 часа)

Современное состояние проблемы моделирования систем. Моде-

лирование как метод познания. Использование моделирования при ис-

следовании и проектировании сложных систем. Перспективы развития

методов и средств моделирования систем в свете новых информацион-

ных технологий. Основные понятия теории моделирования систем.

Принципы системного подхода в моделировании систем. Классификация

видов моделирования систем. Классификация моделей. Математические

схемы моделирования систем. Формализация и алгоритмизация процес-

сов функционирования систем. Инструментальные средства моделиро-

вания систем. Планирование машинных экспериментов с моделями сис-

тем. Материальные и информационные модели. Информационное моде-

лирование. Основные типы информационных моделей (табличные, ие-

рархические, сетевые. Исследование на компьютере информационных

моделей из различных предметных областей. Имитационное моделиро-

вание. Обработка и анализ результатов моделирования систем. Модели-

рование для принятия решений при управлении. Использование метода

моделирования при разработке автоматизированных систем.

1.1.5. Численные методы и программные средства для решения

инженерных задач

(22 часа)

Методы прикладной математики. Анализ численных методов. Требования

к методам исследования и синтеза. Общая характеристика специализированных

пакетов "MathCAD", "MATLAB" и др. Приемы работы со специализированным

пакетом "MathCAD". Математические системы программирования.

1.1.6. Искусственный интеллект

(12 часов)

Направление исследований в области искусственного интеллекта. Машинный

интеллект и робототехника. Интеллектуальные роботы. Эвристическое программи-

рование и моделирование. Система знаний. Модели представления знаний. Логиче-

ская модель представления знаний. Сетевая модель представления знаний. Фреймо-

вая модель представления знаний. Продукционная модель представления знаний.

Примеры.

1.1.7. Экспертные системы.

(12 часов)

Общая характеристика экспертной системы (ЭС). Структура и режимы ис-

пользования ЭС. Классификация инструментальных средств ЭС. Организация зна-

ний в ЭС. Отличие ЭС от традиционных программ. Виды ЭС. Типы задач, решае-

мых ЭС. Примеры.

1.2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ

для студентов очно-заочной формы обучения (28 часов)

1. Задачи курса. Основные понятия и определения.

Введение в информатику. 2 часа

2. Профессиональная работа в информационных системах. 4 часа

3. Компьютерные сети. 6 часов

4. Моделирование и формализация. 4 часа

5. Численные методы и программные средства для решения

инженерных задач. 4 часа

6. Искусственный интеллект 4 часа

7. Экспертные системы 4 часа

1.3. ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

(40 часов)

1. Операционная система Windows 1 час

Текстовый процессор Microsoft WORD

2. Подготовка документа 1 час

Табличный процессор Microsoft EXCEL

3. Знакомство с табличным процессором и создание электронной

таблицы

1 час

4. Оформление электронной таблицы 1 час

5. Применение электронных таблиц 2 часа

6. Создание таблицы "Экзаменационная ведомость" 2 часа

7. Создание ведомости ″Стипендия″ 2 часа

8. Численное интегрирование с заданным шагом 2 часа

9. Приближенное интегрирование с применением языка Visual

Basic в Excel

2 часа

10. Подготовка документов для рассылки должникам по уплате

квартплаты

2 часа

Система управления базами данных Microsoft ACCESS

11. Создание базы данных, ее оформление и подготовка отчета 2 часа

12. Конструирование запросов на примере 2 часа

13. Импорт данных

в таблицу из текстового файла 2 часа

14. Создание отчетов 2 часа

15. Основы работы с табличным процессором Excel и системой

управления базами данных Ассеss

2 часа

Использование VISUAL BASIC for APLICATIONS

для разработки приложений

16. Создание экранных форм 2 часа

17. автоматизация экранных форм 2 часа

Математический пакет MATHCAD

18. Простые вычисления 1 час

19. Физические вычисления с использованием единиц измерения 1 час

20. Работа с векторами и матрицами 2 часа

21. Аналитические вычисления 2 часа

22. Анализ результатов испытаний и построение графика 2 часа

23. Решение дифференциальных уравнений 2 часа

1.4. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. Система управления базами данных ACCESS.

2. Решение математических задач с использованием математического пакета

"MathCAD".

2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной:

1. Информатика. Базовый курс/Сост.: Симонович С.В. и др. - СПб: Питер, 2000.

2. Острейковский В.А. Информатика: Учеб. для вузов. - М.: Высш. школа, 2000

3. Информатика: Учебник /Под. ред. проф. Д.В. Макаровой. - М.: Финансы и

статистика, 1997.

4. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. – М.: Лаборатория Базовых

Знаний, 1998.

5. Кудрявцев Е. М. Mathcad 2000 Pro. – М.: ДМК Пресс, 2001. – 576 с.

Дополнительный:

6. Смирнов А. Д. Архитектура вычислительных систем. Учеб. пособие для ву-

зов. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. Лит., 1990. – 320 с.

7. Мишель Ж. Программируемые контроллеры: Архитектура и примене-

ние/Пер. с фр. И. В. Федотова; Под ред. Б. И. Лыткина. – М.: Машиностроение,

1992.

8. Гук М. Аппаратные средства PC: Энциклопедия. – СПб.: Питер, 1999.

9. Пятибратов А.П., Гудыко Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы,

сети и телекоммуникации. 1997.

10. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде

Windows 95. /Перевод с англ. – М.: Информационно-издательский дом

″Филинъ″, 1996. – 712 с.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Введение в информатику

[2, гл. 1, 2, 4, 5, 6]

В широком смысле информатика – это наука об информационной дея-

тельности, информационных процессах и их организации в человеко-

машинных системах. Основными разделами информатики являются исследова-

ние и разработка информационных средств и технологий, программных

средств и моделирование предметных областей.

Термин информация имеет множество определений. В ″Энциклопедии

кибернетики″ ″информация ( лат. informatio – разъяснение, изложение, осве-

домленность ) – одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее неко-

торые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т. п.″.

Объектом информатики выступают автоматизированные, основанные на

ЭВМ и телекоммуникационной технике, информационные системы (ИС) раз-

личного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки,

проектирования, создания, анализа и использования на практике.

Информационные технологии (ИТ) – это машинизированные (инженер-

ные) способы обработки семантической информации – данных и знаний, кото-

рые реализуются посредством автоматизированных информационных систем

(АИС). Классификация АИС осуществляется по ряду признаков, и в зависи-

мости от решаемой задачи можно выбрать разные признаки классификации.

Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разработки авто-

матизированных информационных систем: их проектирования, создания и ис-

пользования не только с формально-технической, но и содержательной сторо-

ны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздейст-

вия на социальную динамику.

Прикладная информатика изучает конкретные разновидности ИТ, кото-

рые формируются с помощью специальных ИС (управленческих, медицинских,

обучающих, военных, криминалистических и др.).

Важнейшей формой представления информации являются данные. Имен-

но в форме данных выполняются сбор информации, ее обработка, хранение и

передача при возможном участии человека в информационном процессе. Наря-

ду с данными, в этот процесс вовлекаются такие ресурсы, как технические

средства, программное обеспечение и информационные технологии. Множест-

во связанных и взаимодействующих ресурсов, участвующих в информацион-

ном процессе, образуют информационную систему.

Техническое обеспечение, или аппаратура, объединяет устройства ин-

формационно-вычислительной техники и телекоммуникации. В математиче-

ское обеспечение входят программы, обрабатываемые ими данные, языки и

документация к ним. Информационная технология объединяет множество ме-

тодов преобразования данных, средств выявления общих закономерностей та-

кого преобразования, проектирования и создания соответствующих произ-

водств.

Состав информационной системы, как и любой системы в природе, обще-

стве, технике, и характер взаимосвязи ее элементов определяет ее структуру,

тогда как процессы взаимодействия элементов характеризуются функциями

системы. Организация системы, регламентирующая одновременно и ее струк-

туру, и функции взаимодействия аппаратных, математических и технологиче-

ских ресурсов, называется архитектурой.

По назначению различают большие электронно-вычислительные ЭВМ

(ЭВМ), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ, супер-ЭВМ. Современные компьютеры и вы-

числительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию. По способу

расположения устройств относительно центрального процессорного устройства

различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило, являют-

ся большинство устройств ввода-вывода данных (их также называют перифе-

рийными устройствами) и некоторые устройства, предназначенные для дли-

тельного хранения данных.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в нераз-

рывной связи и в непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспе-

чения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Меж-