3. Изобразите общую методическую схему изучения информационных технологий в старшей школе.
4. Изобразите в виде схемы развитие философских концепций информации и связь с различными подходами к измерению информации.
5. Какие общие закономерности протекания информационных процессов в различных системах можно выделить?
6. Покажите связь теоретических вопросов кодирования информации и существующих информационных технологий.
7. Имена каких выдающихся ученых внесли наибольший вклад в развитие теоретической информатики?
Графическая информация и способы ее обработки.
1. Изобразите схематично преобразование графической, текстовой, звуковой информации в устройствах компьютера.
2. Какие практические навыки обработки графической информации с использованием графических редакторов должны быть сформированы у выпускников основной школы?
3. Какие из указанных навыков получат свое развитие в старшей школе?
Приведите примеры расчетных задач, которые должны уметь решать учащиеся основной и старшей школы по указанной теме
Текстовая информация и способы ее обработки.
1. Составьте таблицу изучения теоретических основ и формирования практических навыков по теме «Технология обработки текстовой информации» по трем ступеням (пропедевтика, основная школа, старшая школа).
2. Сформулируйте критерии, позволяющие выделить материал по теме «Технология обработки текстовой информации» для изучения на базовом и профильном уровнях.
Основы программирования.
1. Обоснуйте необходимость рассмотрения машины Тьюринга в контексте изучения основ алгоритмизации на профильном уровне.
2. Какие типовые алгоритмы необходимо обязательно рассмотреть в профильном курсе информатики?
3. Аргументируйте позиции в пользу структурного и объектно-оринтированного языков программирования, изучаемых в старшей школе. Сделайте выводы.
4. Какие организационные особенности изучения языка программирования можно использовать в старшей школе для повышения эффективности изучения основ программирования?
Информационное моделирование.
1. Опишите сферы применения системного подхода.
2. Найдите описание последствий игнорирования системного подхода в науке или на практике.
3. Подготовьте словарь изученных в данном параграфе терминов. Попробуйте изобразить схему взаимосвязи этих понятий.
4. Объясните на примерах проявление общесистемных закономерностей.
5. Объясните сущность объектно-ориентированного подхода в программировании.
Правовое обеспечение информационной сферы.
1. Чем обусловлена смена доминирующего вида деятельности в информационном обществе?
2. Составьте сравнительную таблицу изменений, происходящих в профессиональной деятельности людей и укладе жизни, связанных с развитием информационных и коммуникационных технологий.
3. Сформулируйте положительные и отрицательные стороны каждого изменения.
4. Попробуйте выделить области профессиональной деятельности не связанные с развитием и использованием информационных и коммуникационных технологий.
5. Опишите культурологические последствия глобализации общества.
6. Кратко охарактеризуйте законы, обеспечивающие информационную безопасность граждан и общество в целом.
Промежуточная аттестация
Примерный перечень вопросов к экзамену по курсу:
1 семестр.
1. Предмет “информатика” и его соотношение с фундаментальными и прикладными научными дисциплинами.
2. Математические основы компьютерных наук. Основы комбинаторики и теории вероятности.
3. Информация: три основных подхода к определению. Сигнал, шум, содержание сигнала.
4. Кодирование. Аналоговый и цифровой способы кодирования. Цифровые коды: прямой, инверсный, без возврата к нулю, манчестерское кодирование.
5. Сжатие: кодирование Хаффмана, алгоритмы группы Lempel-Ziv. Кодирование с восстановлением.
6. Коды Хэмминга и Рида-Соломона.
7. Моделирование как общий подход к определению и решению прикладных задач. Модели, виды моделей. Информационные модели.
8. Математические модели. Популяционная динамика. Вычислительный эксперимент.
9. Имитационное моделирование. Виды моделей, среды реализации.
10. Разработка агентных, дискретно-событийных, системно-динамических моделей. Эксперименты. Оптимизация.
2 семестр.
1. Схемотехника. Логические схемы и их реализация. СБИС. Архитектуры ЭВМ: Фон-Неймана и гарвардская. Шинно-модульный принцип, его реализации.
2. Краткая история развития вычислительных шин общего назначения. Шина PCI Express. Архитектура ARM. Шины ввода-вывода: USB, SATA, SAS.
3. Программирование. Строгое и нестрогое определение алгоритма. Машины Тьюринга и Поста, тезис Черча.
4. Вычислимые функции. Оценка алгоритмов, классы сложности.
5. Типы данных. Структуры данных и их применение: стеки, списки, бинарные деревья.
6. Алгоритмы поиска и сортировки.
7. Числа и вычисления. Кодирование целых чисел. Операции над целыми числами. Кодирование чисел с плавающей точкой. Операции над числами с плавающей точкой.
8. Сбор и обработка числовых данных. Статистические критерии и методы. Параметрические и непараметрические критерии.
9. Сравнение выборок, корреляция, регрессия.
10. Текст. Таблица кодировки ASCII, кодовые страницы. Кодировка UNICODE. Конечные автоматы.
11. Регулярные выражения. Классификация. Байесовские фильтры. Ядерные методы классификации. Язык. Морфология языка. Словари. Хэширование и поиск.
12. Обработка текста с помощью регулярных выражений: поиск и замена. Лингвистические средства и алгоритмы. Контент-анализ.
13. Основы книжного и информационного дизайна. Дизайн печатного издания – от текста до книги. Форматы, шрифты, макетирование, иллюстрирование.
14. Графика. Цветовые модели и охват моделей. Кодирование и хранение графических изображений. Сжатие с потерями и без потерь.
15. Обработка растровых изображений, фильтры. Рисование примитивов, алгоритмы Брезенхема.
16. 3Б-графика. Мировая и видовая системы координат. Преобразования. Алгоритмы удаления невидимых частей. Модель освещенности и материалы. Текстуры.
17. Графика: фильтры, цветовые модели, выделение, траектории. Цветокоррекция, ретушь.
18. Графика: 3D модели зданий, мебели.
19. Графика: программирование 3D-графики, библиотека OpenGl. Проекции, матрицы, освещение, материалы. Шейдеры.
20. Визуализация. Применение различных видов диаграмм.
Визуализация сложных динамических процессов.
21. Звук и видео. Кодирование потоковых аудио и видео данных. Способы кодирования без потерь и с потерями. Группы алгоритмов MPEG. Синтез мелодий.
22. Системы управления базами данных. Реляционная алгебра, нормальные формы, проектирование БД. Запросы. Язык SQL.
23. Информационные системы: понятие, виды, архитектура. Организация процесса разработки. Проектирование интерфейса. Построение интерфейса: командная строка, WIMP, жестовые интерфейсы.
24. Сети. Основные принципы организации: цифровое кодирование, пакетная коммутация. Модели сетевого обмена: DOD и ISO/OSI. Основные сетевые технологии уровня доступа к среде: локальные и магистральные. Ethernet и сети CSMA/CD. Стек TCP/IP.
25. Протокол IP – адресация, маршрутизация, ARP, DHCP. Протоколы TCP и UDP, взаимодействие приложений, порты и сеансы. Прикладные протоколы: DNS, SMTP, HTTP, BGP/OSPF. Управление сетями.
3 семестр.
1. Безопасность. Аспекты обеспечения безопасности. Понятия угрозы, уязвимости, атаки. Основные угрозы и уязвимости, способы борьбы с ними.
2. Вредоносное программное обеспечение. Средства выявления и устранения влияния вредоносного ПО. Социальная инженерия и организационно-правовые меры безопасности.
3. Криптография. Понятия шифрования, шифра, криптосистемы. Математические основы шифрования. Стойкость, виды стойкости. Методы шифрования с открытым и закрытым ключом. Односторонние преобразования.
4. Электронно-цифровая подпись. Сертификаты и доверие. Методы обмена ключами и организация защищенного канала. HTTPS/SSL/TLS.
5. Интеллектуальные системы. Машинное обучение с учителем и без учителя. Выявление закономерностей. Моделирование рассуждений. Логика. Онтологии: словари, тезаурусы, семантические сети. Агенты. Прямой и обратный вывод.
6. Программирование как область деятельности. Организация производственного процесса, системы контроля версий. Проектирование, разработка, отладка и тестирование приложений. Взаимодействие с библиотеками. Использование интегрированных сред программирования, в т. ч. визуальных.
7. Основы настройки и управления телекоммуникационными сетями. Разработка Web-приложений. Сценарии, языки сценариев. Основы взаимодействия компонентов web-приложений. Методы проектирования и отладки web-приложений. Элементы приложений web 2.0