страница 1
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие работы
|
Программа дисциплины «Теоретические основы информатики» - страница №1/1
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины «Теоретические основы информатики» для направления 080500.62 «Бизнес-информатика» подготовки бакалавра Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Факультет бизнес-информатики Программа дисциплины «Теоретические основы информатики» для направления 080500.62 «Бизнес-информатика» подготовки бакалавра Автор программы: Кирсанов А.П., д.т.н., с.н.с., ki@hse.ru Одобрена на заседании кафедры бизнес-аналитики «____»____________ 2013 г. Зав. кафедрой Кравченко Т.К. ________________________ Рекомендована секцией УМС «Бизнес-информатика» «____»____________ 2013 г. Председатель Таратухина Ю.В. ________________________ Москва, 2012 Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры – разработчика программы. 1. Цели и задачи дисциплины: Освоение теоретических основ информатики, необходимых для изучения, понимания и разработки прикладных информационных технологий и систем. Формирование у студентов целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, готовности к ответственному и целеустремленному решению поставленных задач. 2. Место дисциплины в структуре ООП. Дисциплина относится к математическому и естественнонаучному циклу. Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента. Приступая к изучению дисциплины, студенты должны знать основы линейной алгебры (матрицы и матричные операции, векторные пространства, системы линейных уравнений и методы их решения, пространство решений), дискретной математики (множества, отношения, операции над отношениями, графы, деревья), комбинаторики (основные комбинаторные объекты и комбинаторные тождества), теории вероятности (понятие вероятности, дискретные случайные величины и их вероятностные распределения, математическое ожидание случайной величины); Дисциплина является предшествующей для дисциплин: Программирование, Информационные процессы, системы и сети, Управление данными, Моделирование процессов и систем, Базы, данных, Методы разработки и анализа алгоритмов, Высокопроизводительные вычисления, Распределенные информационные системы, Семантические информационные системы, Интеллектуальные системы. 3. Требования к результатам освоения дисциплины. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: - общенаучных (ОНК):
- инструментальных (ИК):
- социально-личностных и общекультурных (СЛК):
В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины Тема 1. Информация. Понятие информации, ее основные свойства и особенности. Понятие сообщения и его формы, знаки, алфавиты, понятие формального языка. Информация и данные. Конечный вероятностный источник сообщений. Энтропия источника. Основная литература
Дополнительная литература
Тема 2. Представление информации Кодирование сообщений источника и текстов. Равномерное и неравномерное кодирование. Дерево кода. Однозначное декодирование, префиксные коды. Условия существования префиксного кода с заданными длинами слов, теорема Крафта. Методы построения префиксных кодов. Код Фано. Средняя длина кодового слова. Нижняя граница средней длины кодового слова. Оптимальное кодирование, свойства оптимальных кодов, построение оптимального кода методом Хафмена. Сжатие данных. Основная литература
Дополнительная литература
Тема 3. Передача информации Передача информации. Основные способы передачи сообщений (последовательный, параллельный, синхронный и асинхронный). Модель процесса передачи (двоичный симметричный канал). Надежность передачи сообщений, способы повышения надежности. Принципы использования кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки. Расстояние Хемминга. Связь минимального расстояния кода с его характеристиками. Корректирующие возможности кодов, границы Хэмминга и Варшамова-Гилберта. Понятие линейного группового кода. Построение линейного группового кода по заданной проверочной матрице. Свойства линейного группового кода. Декодирование с использованием синдрома. Защита информации при передаче, основные угрозы и методы защиты от них. Симметричная, асимметричная и комбинированная криптосистемы. Электронная цифровая подпись и принципы ее использования.
Дополнительная литература
Тема 4. Хранение и поиск информации. Основные виды задач поиска. Описание запросов и объектов поиска. Модели информационного поиска. Структуры хранения данных и методы доступа. Взаимосвязь способов хранения и эффективности поиска. Основы технологии баз данных. Модели данных, реляционная модель данных. Реляционная алгебра. Запросы в виде реляционных выражений. Эквивалентность, сложность и оптимизация запросов. Основная литература
Дополнительная литература
Тема 5. Обработка информации Понятие алгоритма и его свойства. Способы формальной записи алгоритмов. Моделирование процессов обработки данных конечными автоматами. Распределенная обработка информации и проблемы взаимодействия параллельно выполняемых процессов обработки. Методы описания и анализа процессов распределенной обработки, Сети Петри. Основные задачи, решаемые с использованием сетей Петри (ограниченность, активность, достижимость, покрываемость). Дерево достижимости и матричный метод анализа сетей Петри. Язык сети Петри. Основная литература
Дополнительная литература
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература перечислена в п.5.1. программы б) дополнительная литература перечислена в п.5.1. программы в) программное обеспечение: Microsoft Office (для выполнения домашнего задания) 7. Материально-техническое обеспечение дисциплины: аудитории для проведения лекций и практических занятий, доступ в сеть Internet (для выполнения домашнего задания) 8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины Изучение дисциплины направлено на получение студентами теоретических знаний в области информатики и информационных процессов в живой природе, обществе и технике, необходимых при создании новых прикладных информационных технологий и систем. В результате изучения дисциплин студенты получают знания об основных формах представления информации, процессах передачи сообщений, методах хранения, поиска и обработки информации. Дается представление о проблемах и основных направлениях развития информационных технологий и систем. Студентами изучаются принципы построения информационных систем и возможные варианты реализации в них информационных технологий. В процессе изучения дисциплины студенты овладевают способами и средствами формального описания и исследования информационных процессов. Формируются умения выбрать подходящие математические модели для описания конкретных информационных технологий; осуществлять примерную количественную оценку их предельных возможностей и выбирать для реальных условий применения наиболее подходящие технологии. Дисциплина изучается на лекциях и практических занятиях. В рамках каждой темы последовательность занятий направлена на поддержание качественных изменений в освоении изучаемого материала от пассивных форм восприятия к активным. Указанные изменения реализуются через последовательность от рассказа к показу, от показа к упражнению, от упражнения к самостоятельному применению полученных знаний. На лекциях рассматриваются теоретические вопросы информационных технологий и основополагающие принципы построения информационных систем. Лекции строятся на систематическом последовательном устном изложении преподавателем учебного материала, представляющего логически законченное целое. Основные цели лекций: - систематизировать основные научные знания в области фундаментальных основ информационных технологий; - создать теоретические предпосылки для практического применения информационных технологий при разработке прикладных систем для управления, бизнеса и других сфер деятельности. - ознакомить студентов с особенностями использования информационных технологий в различных прикладных областях человеческой деятельности; - раскрыть принципы построения информационных систем, основные этапы и методы обработки информации. Практические занятия проводятся с целью освоения новых понятий, связанных с различными информационными технологиями, приобретения навыков формальных методов описания и анализа информационных процессов. В рамках занятий производится анализ типовых ошибок, допущенных при выполнении письменных контрольных тестов и контрольных домашних заданий, рассматриваются наиболее удачные варианты решений. Студенты привлекаются к разбору и сравнительному анализу предлагаемых вариантов решения задач. На практических занятиях проводится устный опрос с целью контроля уровня освоения дисциплины. Кроме того, могут проводиться письменные контрольные тесты по каждой теме. Объем заданий на тестирование определяется преподавателем из расчета их выполнения в течение 15 – 25 минут. В процессе самостоятельной работы студенты отрабатывают теоретические положения, изложенные на лекциях, анализируют решения задач, рассмотренных на практических занятиях. Для отдельных примеров, изучаемых на занятиях, студенты выполняют программную реализацию на алгоритмических языках С или VBA (Excel). В ходе самостоятельной работы студенты выполняют контрольные домашние задания. Задания носят индивидуальный характер. На каждое контрольное домашнее задание выносится несколько задач в зависимости от сложности темы.
Критерии оценивания Итоговая оценка «О» формируется следующим образом: О = 0,15 О1 + 0,2 О2 + 0,15 О3 + 0,2 О4 + 0,3 О5, где: О1 – оценка за работу на аудиторных занятиях; О2 – оценка за контрольную работу; О3 – оценка за домашнее задание О4 – оценка за ответ на зачёте. О5 – оценка за ответ на экзамене.
Написать программу, читающую побайтно заданный файл и подсчитывающую число появлений каждого из 256 возможных знаков. Можно использовать программу (макрос inByte) на языке VBA для Excel (содержится в файле hw_tits2008.xls). Исследовать с помощью разработанной программы файлы различных типов (.jpeg, .gif, .bmp, .txt, .doc, .xls, .exe). Для каждого исследуемого в работе файла сделать следующее:
Постараться объяснить наблюдаемые на диаграммах особенности. Основываясь на построенных диаграммах и вычисленных значениях энтропии, указать, какие из рассматриваемых файлов могут быть сжаты в большей степени и почему. Ответы на данные вопросы сформулировать в виде выводов. В дополнение к описанным действиям разработанная программа должна выполнять аналогичные расчеты только для байтов, соответствующих символам кириллицы и пробелу. Кодовую таблицу CP-1251 для кириллицы можно найти в Internet, например, по адресу http://dll.botik.ru/educ/clerk/Library/Method/kod-tabl.ru.html. Байты, соответствующие латинскому алфавиту и специальные знаки должны игнорироваться. При подсчете не различать прописные и строчные буквы. Программа должна вычислять частоты встречаемости букв кириллицы и энтропию текста, содержащегося в файле. При вычислении энтропии не учитывать знаки, отличные от символов кириллицы и пробела. Допускается выполнение данной части работы с использованием Excel. Распечатать частоты появления букв кириллицы и пробела в тексте. Используя данные о частотах встречаемости букв русского языка (см. http://www.lg--web.chat.ru/texts.html или http://www.statsoft.ru/home/portal/exchange/textanalysis.htm) дешифрировать зашифрованный текст. При шифровании все знаки, кроме букв и пробела, пропускались, прописные буквы заменялись на строчные. Затем каждый из 33 знаков (32 буквы и пробел) заменялся на другой знак в соответствии с некоторой перестановкой. Результаты работы представить в виде распечатанного отчета. В электронном виде представить анализируемые файлы и дешифрированный текст, исходные тексты и исполняемые модули программ (если таковые имеются).
Автор программы: НИУ-ВШЭ________ ___профессор_______ ________А.П.Кирсанов____ (место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия) |
|