МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Информатика

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра информационной безопасности
Направление подготовки10.03.01. Информационная безопасность
ПрофильБезопасность автоматизированных систем (в сфере профессиональной деятельности)
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план10_03_01_ИБ-4-2019
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 54
самостоятельная работа 27
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 36 36 36 36
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 27 27 27 27
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.ф.-м.н., доцент, Рудер Д.Д.

Рецензент(ы):
д.ф.-м.н., профессор , Поляков В.В.

Рабочая программа дисциплины
Информатика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 10.03.01 ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 01.12.2016г. №1515)

составлена на основании учебного плана:
10.03.01 Информационная безопасность
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра информационной безопасности

Протокол от 05.06.2019 г. № 10-2018/19
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор Поляков В.В.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра информационной безопасности

Протокол от 05.06.2019 г. № 10-2018/19
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Поляков В.В.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Целью изучения дисциплины – дать студентам представление об информатике, как о науке, ее основных понятиях, законах и методах, а также подготовить студентов к эффективному использованию современных компьютеров, сетевого и телекоммуникационного оборудования, прикладных программных продуктов.
Основными задачами изучения дисциплины «Информатика» являются:
- Усвоение студентами основных понятий и определений информатики.
- Получение практических навыков работы на персональном компьютере.
- Получение практического опыта работы в операционной среде Windows с пакетом офисных прикладных программ Microsoft Office.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-4 способностью понимать значение информации в развитии современного общества, применять информационные технологии для поиска и обработки информации
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.об информационных основах процессов управления;
о методах поиска информации;
о принципах кодирования информации; о системах счисления;
о возможности соединения разнотипной информации в одном электронном доку-менте с помощью технологии мультимедиа;
о работе электронной почты; об информационных ресурсах и технологии поиска информации в сети Интернет;
3.2.Уметь:
3.2.1.функции языка как способа представления информации;
способы хранения и основные виды хранилищ информации;
основные единицы измерения количества информации;
правила выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления;
основные логические операции, их свойства и обозначения;
общую функциональную схему компьютера;
назначение и основные характеристики устройств компьютера;
назначение и основные функции операционной системы;
назначение и возможности электронных таблиц;
назначение и основные возможности баз данных;
основные объекты баз данных и допустимые операции над ними;
этапы информационной технологии решения задач с использованием компьютера;
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.приводить примеры получения, передачи и обработки информации в деятельности человека, живой природе, обществе и технике;
перечислять основные характерные черты информационного общества;
переводить числа из одной системы счисления в другую;
строить логические схемы из основных логических элементов по формулам логи-ческих выражений;
применять текстовый редактор для редактирования и форматирования текстов;
применять графический редактор для создания и редактирования изображений; строить диаграммы;
применять электронные таблицы для решения задач;
создавать простейшие базы данных; осуществлять сортировку и поиск информации в базе данных; перечислять и описывать различные типы баз данных;
работать с файлами (создавать, копировать, переименовывать, осуществлять по-иск файлов); вводить и выводить данные;
работать с носителями информации; пользоваться антивирусными программами;
записывать на языке программирования алгоритмы решения учебных задач и отлаживать их.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Двоичная арифметика
1.1. Системы счисления. Позиционные системы счисления. Десятичная, двоичная и шестнадцатеричная системы счисления. Перевод из одной системы счисления в другую Лекции 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
1.2. Системы счисления. Позиционные системы счисления. Десятичная, двоичная и шестнадцатеричная системы счисления. Перевод из одной системы счисления в другую Практические 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
1.3. Системы счисления. Позиционные системы счисления. Десятичная, двоичная и шестнадцатеричная системы счисления. Перевод из одной системы счисления в другую Сам. работа 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
Раздел 2. Кодирование информации
2.1. Кодирование целых чисел со знаком Лекции 1 4 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
2.2. Кодирование целых чисел со знаком Практические 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
2.3. Кодирование целых чисел со знаком Сам. работа 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
2.4. Кодирование вещественных чисел Лекции 1 2 Л2.1, Л1.1
2.5. Кодирование вещественных чисел Практические 1 2 Л2.1, Л1.1
2.6. Кодирование вещественных чисел Сам. работа 1 2 Л2.1, Л1.1
2.7. Кодирование текстовой информации Лекции 1 2 Л2.1, Л1.1
2.8. Кодирование текстовой информации Практические 1 2 Л2.1, Л1.1
2.9. Кодирование текстовой информации Сам. работа 1 2 Л2.1, Л1.1
2.10. Двоичное кодирование графической информации Лекции 1 4 Л2.1, Л1.1
2.11. Двоичное кодирование графической информации Практические 1 2 Л2.1, Л1.1
2.12. Двоичное кодирование графической информации Сам. работа 1 2 Л2.1, Л1.1
2.13. Двоичное кодирование звуковой информации Лекции 1 4 Л2.1, Л1.1
2.14. Двоичное кодирование звуковой информации Практические 1 2 Л2.1, Л1.1
2.15. Двоичное кодирование звуковой информации Сам. работа 1 2 Л2.1, Л1.1
Раздел 3. Информация. Свойства информации. Количество информации
3.1. Понятие информации. Общая характеристика процесса сбора, передачи, обработки и накопления информации. Представление данных в памяти ЭВМ. Лекции 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
3.2. Понятие информации. Общая характеристика процесса сбора, передачи, обработки и накопления информации. Представление данных в памяти ЭВМ. Сам. работа 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
3.3. Количество информации. Формула количества информации Хартли. Формула количества информации Шеннона Лекции 1 4 Л2.1, Л1.1
3.4. Количество информации. Формула количества информации Хартли. Формула количества информации Шеннона Практические 1 2 Л2.1, Л1.1
3.5. Количество информации. Формула количества информации Хартли. Формула количества информации Шеннона Сам. работа 1 2 Л2.1, Л1.1
Раздел 4. Сжатие информации
4.1. Сжатие информации. Необходимость сжатия информации. Избыточность информации. Коды сжатия. Сжатие без потерь и сжатие с потерями. Лекции 1 4 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
4.2. Сжатие информации. Необходимость сжатия информации. Избыточность информации. Коды сжатия. Сжатие без потерь и сжатие с потерями. Сам. работа 1 2 ОПК-4 Л2.1, Л1.1
4.3. Сжатие без потерь. Статистические методы сжатия: алгоритмы Хаффмена и Шеннона-Фано. Кодовое дерево. Префиксный код. Лекции 1 4 Л2.1, Л1.1
4.4. Сжатие без потерь. Статистические методы сжатия: алгоритмы Хаффмена и Шеннона-Фано. Кодовое дерево. Префиксный код. Практические 1 2 Л2.1, Л1.1
4.5. Сжатие без потерь. Статистические методы сжатия: алгоритмы Хаффмена и Шеннона-Фано. Кодовое дерево. Префиксный код. Сам. работа 1 2 Л2.1, Л1.1
4.6. Сжатие без потерь. Кодирование методом повторяющихся последовательностей. Арифметические методы. Метод словарей. Лекции 1 2 Л2.1, Л1.1
4.7. Сжатие без потерь. Кодирование методом повторяющихся последовательностей. Арифметические методы. Метод словарей. Практические 1 2 Л2.1, Л1.1
4.8. Сжатие без потерь. Кодирование методом повторяющихся последовательностей. Арифметические методы. Метод словарей. Сам. работа 1 2 Л2.1, Л1.1
4.9. Сжатие с потерями. Алгоритмы с регулируемой потерей информации. Алгоритм jpeg сжатия графической информации. Алгоритм mp3 сжатия звуковой информации. Алгоритм mpeg сжатия видео информации. Лекции 1 2 Л2.1, Л1.1
4.10. Сжатие с потерями. Алгоритмы с регулируемой потерей информации. Алгоритм jpeg сжатия графической информации. Алгоритм mp3 сжатия звуковой информации. Алгоритм mpeg сжатия видео информации. Сам. работа 1 5 Л2.1, Л1.1
Раздел 5. Экзамен
5.1. Экзамен 1 27 ОПК-4 Л2.1, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1. понятие информации;
2. общая характеристика процесса сбора, передачи, обработки и накопления информации;
3. понятие алгоритма;
4. ЭВМ как исполнитель алгоритмов: структура машин, принципы их функционирования, основные характеристики, история развития;
5. структура программы на языке высокого уровня, представление текста программы, оформление программы;
6. развитие языков программирования;
7. этапы разработки программ; основные типы ЭВМ: архитектура, назначение центрального процессора и основной памяти, классы памяти, типы и назначение внешних устройств;
8. представление данных в памяти ЭВМ;
9. обработка данных в центральном процессоре: типы команд, реализация операций и операторов языка высокого уровня на языке ассемблера;
10. особенности организации персональных ЭВМ;
11. организация интерфейса взаимодействия с пользователями и прикладными программами;
12. организация эффективной работы с пакетами прикладных программ;
13. понятие системного программного обеспечения: назначение, возможности, структура;
14. операционные системы для различных ЭВМ: файловая система, система управления работой пользователей, командные языки;
15. трансляторы и редакторы связей;
16. этапы работы на ЭВМ;
17. особенности работы на ПЭВМ;
18. основные понятия систем управления базами данных и базами знаний.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
нет
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
1. Практическое занятие 1. Перевести 10-е числа в 2-у,: 523 и 4165
2. Практическое занятие 2. Перевести два 10-х числа в 2-ую, сложить их и проверить результат: 234 и 43
3. Практическое занятие 3. Умножение 2-х чисел
Метод умножения старшими разрядами вперед
• Формируется первое частичное произведение: первый множитель умножается на старший разряд второго множителя,
• Первое частичное произведение сдвигается на один разряд влево
• Формируется второе частичное произведение: первый множитель умножается на второй по старшинству разряд второго множителя
• Складываются первое частичное произведение (смещенное) со вторым частичным произведением
• Результат сдвигается на один разряд влево
• И т.д.
Пример. 109*183
4. Практическое занятие 4. Для десятичных чисел: 93, -95 и 163 получить дополнительные коды в байтовом представлении (ДК8), записать их в двоичном виде. Дополнительные коды двух целых чисел со знаком в байтовом представлении (ДК8) равны: 01010111 и 10010010. Определить и записать эти числа
5. Практическое занятие 5. Получить дополнительные коды в двоичном виде в байтовом представлении (ДК8) для следующих шести чисел: A; B; A'=-A; B'=-B; C=A+B; C'=-C. Провести вычисление в ДК8 следующих шести выражений: A+B; A’+B; A+B’; A’+B’; A+C; A’+C’. Каждый полученный результат проверить, проанализировать и сделать вывод.
6. Практическое занятие 6.
1. Загадано число из промежутка от 14 до 77. Какое количество информации необходимо получить для угадывания числа?
2. В коробке лежат 112 цветных карандаша, их них половина красного цвета, остальные синего и зеленого цвета. Известно, что полученное количество информации при извлечении карандаша синего цвета равно3 бита. Какое количество информации получено при извлечении карандаша? (5 балла). Сколько в коробке карандашей синего и зеленого цвета?
3. Информационное сообщение объёмом 90 байт состоит из 180 символов. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано это сообщение?
4. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 160 000 бит/с. Время передачи сообщения, содержащего 1 200 000 символов, равно 6 сек. Какова мощность алфавита?
7. Практическое занятие 7.
Произвести сжатие методом Хаффмана следующий текст:
Мыла Мила мишку мылом, Мила мыло уронила.
1. Построить кодовое дерево.
2. Получить таблицу кодов символов.
3. Закодировать исходный текст.
4. Подсчитайте длину кода текста (в битах) - Lc.
5. Вычислите среднюю длину кода символа (в битах) - lc.
6. Вычислите общий размер исходного кода текста (в битах) при использовании кода ASCII – L0. .
7. Рассчитайте степень сжатия – s и коэффициент сжатия - k.
8. В нижней части билета заполните таблицу (символы и их коды) и КОД текста.
8. Практическое занятие 8.
Произвести сжатие методом Шеннона-Фано следующий текст:
Полили ли лилию? Видели ли Лидию? Полили лилию, видели Лидию.
1. Получить таблицу кодов символов.
2. Закодировать исходный текст.
3. Подсчитайте длину кода текста (в битах) - Lc.
4. Вычислите среднюю длину кода символа (в битах) - lc.
5. Вычислите общий размер исходного кода текста (в битах) при использовании кода ASCII – L0.
6. Рассчитайте степень сжатия – s и коэффициент сжатия - k.
7. В нижней части билета заполните таблицу (символы и их коды) и КОД текста.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Под ред. Элькина В.Д. Информатика и математика: Учебник и практикум для академического бакалавриата М.:Издательство Юрайт, 2018 biblio-online.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Попов А.М., Сотников В.Н., Нагаева Е.И. Информатика и математика: Учебник и практикум для прикладного бакалавриата М.:Издательство Юрайт, 2018 // ЭБС "Юрайт" biblio-online.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека.
Э2 www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека.
Э3 www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека.
Э4 www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека.
Э5 www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ».
Э6 www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Э7 www.intuit.ru/ Образовательный сайт
Э8 www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы
Э9 www.osp.ru/ Журнал «Открытые системы»
Э10 www.ihtika.lib.ru/ Библиотека учебной и методической литературы
Э11 Курс на Moodle «Информатика" portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Office
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Рекомендации по подготовке к лекционным занятиям
- перед очередной лекцией необходимо просмотреть по конспекту материал предыдущей лекции.
- бегло ознакомиться с содержанием очередной лекции по основным источникам литературы в соответствии с рабочей программой дисциплины;
- обратить особое внимание на сущность и графическое сопровождение основных рассматриваемых теоретических положений.
Рекомендации по подготовке к лабораторным работам
- руководствоваться графиком лабораторных работ РПД;
- накануне перед очередной работой необходимо по конспекту или в методических указаниях к работе просмотреть теоретический материал работы;
- на лабораторном занятии, выполнив разработку алгоритма и реализовав задание на языке высокого уровня, необходимо проанализировать окончательные результаты и убедится в их достоверности;
- обратить внимание на оформление отчета, в котором должны присутствовать: цель работы, описание алгоритма, журнал опытных данных, реализация в опыте, цели работы, необходимые графические зависимости (при их наличии) и их анализ, результаты работы и выводы;
- при подготовке к отчету руководствоваться вопросами, приведенными в методических указаниях к данной работе, тренажерами программ на ЭВМ по отчету работ и компьютерным учебником.
Рекомендации по подготовке к самостоятельной работе
- руководствоваться графиком самостоятельной работы;
- выполнять все плановые задания, выдаваемые преподавателем для самостоятельного выполнения, и разбирать на семинарах и консультациях неясные вопросы;
- подготовку к экзамену необходимо проводить по экзаменационным теоретическим вопросам
- при подготовке к экзамену параллельно прорабатываете соответствующие теоретические и практические разделы курса, все неясные моменты фиксируйте и выносите на плановую консультацию.