Раздел 2. Основы микроэлектроники и архитектура компьютера ПРОГРАММА ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
(3 вопроса) Базовые логические функции и элементы. Способы представления «0» и «1» в ЭВМ. История элементной базы ЭВМ. Поколения ЭВМ. Комбинационные логические устройства (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры). Последовательностные логические устройства (триггеры, регистры). Классификация компьютеров. Принципы фон Неймана и классическая архитектура компьютера. Архитектура персонального компьютера. Центральные и внешние устройства ЭВМ. Шины адреса, данных, управления. Микропроцессор 8086. Программно доступные регистры: РОН, индексные и указательные регистры, сегментные регистры. Система прерываний. Система команд микропроцессора 8086. Мнемоническое кодирование. Форматы данных. Способы адресации данных.
Раздел 3. Элементы абстрактной и компьютерной алгебры (1 вопрос) Понятие группы. Пример использования свойств мультипликативной группы для шифрования с открытым ключом. Электронная подпись. Кольцо классов вычетов. Применение свойств колец классов вычетов для организации шифрования с закрытым ключом. Кольцо многочленов от одной переменной. Алгоритм деления.
. Раздел 4. Теория алгоритмов (2 вопроса) Понятие алгоритма в интуитивном смысле. Массовые проблемы и их взаимная сводимость. Сложность алгоритмов и массовых проблем. Понятие NP-полноты. Формализация понятия алгоритма. Частично рекурсивные функции. Оператор минимизации. Теорема об ограниченном операторе минимизации. Нормальные алгорифмы Маркова. Машина Тьюринга и вычислимые на ней функции. Тезис Чёрча. Понятие об алгоритмической неразрешимости задач. Свойства и типы алгоритмов. Понятие исполнителя алгоритма. Способы записи алгоритмов. Раздел 5. Программирование (6 вопросов) Алгоритмические структуры и их реализация на языке программирования Паскаль. Алфавит языка Паскаль. Идентификаторы. Простые типы данных в Паскале: целые, вещественные, логические, символьные. Переменные. Константы. Арифметические и логические выражения. Структура программы на языке Паскаль. Разделы описаний. Организация ввода-вывода данных. Форматированный вывод. Оператор присваивания. Составной оператор. Условный оператор: полный и неполный. Оператор варианта. Оператор цикла с предусловием. Оператор цикла с постусловием. Оператор цикла с параметром. Подпрограммы, их виды, описание, обращение к ним. Формальные и фактические параметры. Локальные и глобальные переменные. Рекурсивные функции. Структурированные типы данных. Массивы в языке программирования Паскаль. Описание и задание массива. Одномерные и двумерные массивы. Алгоритмы обработки массивов: поиск в массиве (линейный, бинарный), вставка и удаление элементов, сортировка массива. Строки. Описание и задание строк. Операции, процедуры и функции работы со строками. Моделирование множеств в языке программирования Паскаль (способы описании и задания множеств, операции над ними). Записи (комбинированный тип). Описание записей, задание записей, обращение к полям записи. Оператор with. Записи с вариантной частью. Файлы: текстовые, типизированные, нетипизированные. Процедуры и функции для работы с файлами. Основы объектно-ориентированного программирования. Понятие объекта. Принципы инкапсуляции, наследования, полиморфизма
Раздел 6. Программное обеспечение ЭВМ (1 вопрос) Классификация программного обеспечения ПЭВМ. Операционные системы. Состав ОС. Основные функции ОС. Прикладное программное обеспечение общего назначения. Системы обработки текстов. Системы машинной графики. Табличные процессоры. Раздел 7. Информационные системы (1 вопрос) Понятие информационной системы. Виды информационных систем. Жизненный цикл информационной системы. Информационные модели данных. Проектирование и формирование базы данных. Взаимосвязи между элементами баз данных. Задачи поиска в базах данных. Раздел 8. Компьютерное моделирование (3 вопроса) Цели и задачи моделирования. Понятие “модель”. Натурные и абстрактные модели. Моделирование в естественных и технических науках. Абстрактные модели и их классификация. Компьютерная модель. Математические модели. Классификация математических моделей. Этапы математического моделирования. Пример математической модели. Математическое моделирование детерминированных физических процессов. Примеры компьютерных моделей. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). Пример применения метода Монте-Карло. Раздел 9. Исследование операций (1 вопрос) Задача линейного программирования (ЗЛП). Приведение ЗЛП к первой и второй стандартным формам. Геометрический смысл линейных ограничений и решения ЗЛП. Свойства решения ЗЛП. Раздел 10. Численные методы (2 вопроса) Приближенные числа и их погрешности. Основные источники погрешностей. Абсолютная и относительная погрешности. Верные значащие цифры. Оценка погрешностей значений функции и арифметических операций. Этапы приближенного решения уравнения с одним неизвестным. Способы отделения корней. Уточнение корня уравнения методом половинного деления и методом простой итерации. Метод простой итерации приближенного решения системы линейных алгебраических уравнений. Табличная функция и задача ее интерполирования. Интерполяционные многочлены Ньютона. Линейное интерполирование. Приближение табличных функций по методу наименьших квадратов. Квадратурные формулы трапеций и Симпсона приближенного вычисления определенных интегралов. Оценка погрешностей этих формул. Численное решение задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка методом Эйлера. Ломаная Эйлера. Оценка погрешностей методом двойного пересчета.
Раздел 11. Элементы дискретной математики (3 вопроса) Основные понятия алгебры высказываний. Равносильные формулы. Тавтологии – законы алгебры высказываний. Булевы функции. Нормальные формы. Логическое следование. Основные понятия теории графов. Ориентированные и неориентированные графы. Степень вершины. Цепи, циклы. Связные графы и коипоненты связности. Эйлеровы (полуэйлеровы) графы, критерии. Гамильтоновы (полугамильтоновы) графы. Задача определения гамильтоновости графа. Деревья. Задача построения остовного дерева минимального веса и алгоритм Краскала ее решения.
Раздел 12. Основы искусственного интеллекта (3 вопроса) История возникновения и современные направления исследований в области ИИ. Модели представления знаний в системах искусственного интеллекта: сетевая, фреймовая, продукционная. Понятие об экспертной системе. Общая характеристика экспертных систем. Структура и режимы использования ЭС. Классификация инструментальных средств ЭС. Организация знаний в ЭС. Виды ЭС. Типы задач, решаемых с помощью ЭС. Понятие о логическом программировании. Представление знаний о предметной области в виде фактов и правил базы знаний языка Пролог. Структура программы на языке Пролог. Алгоритм выполнения программ на Прологе. Рекурсия. Структуры данных в программах на Прологе. Решение логических задач на Прологе. Раздел 13. Компьютерные сети, Интернет (2 вопроса) Понятие о локальных и глобальных компьютерных сетях. Топология и архитектура сетей. Семиуровневая модель OSI - общая характеристика. Уровни модели OSI. Протоколы и адресация в IP-сетях. Компоненты локальной вычислительной сети. Основные средства и службы компьютерных сетей. Понятие мультимедиа, стандарты и средства представления и хранения мультимедиа информации. Стандарты и средства компьютерного представления текстов, аудио- и видеоинформации.
Раздел 14. Общие вопросы по методике преподавания информатики (все вопросы) Цели и задачи обучения информатике в средней школе на современном этапе. Педагогические функции предмета «Информатика и ИКТ». Нормативные документы, регламентирующие изучение информатики в школе. Государственный образовательный стандарт основного общего образования по информатике и информационно-коммуникационным технологиям. Назначение, функции и содержание общеобразовательного стандарта по информатике. Трехэтапная структура непрерывного курса информатики в средней школе. Цели и задачи каждого этапа. Формирование содержания школьного образования в области информатики. Реализация принципа дидактической спирали при изучении материала. Особенности школьного курса информатики и ИКТ. Особенности методики обучения информатике в современной школе. Методическая система обучения информатике. Урок как основная форма обучения информатике. Структура занятия по информатике в средней школе, характеристика его основных этапов. Дидактические особенности учебных занятий по информатике. Организация обучения информатике в школе. Школьный кабинет информатики (назначение и оборудование). Организация работы в кабинете информатики. Содержание школьного образования в области информатики. Содержание современного базового курса информатики. Методы и средства обучения информатике и ИКТ. Организационные формы учебно-воспитательного процесса по информатике. Современный стандарт образовательной области «Информатика». Учебно-методические пособия, рекомендованные Министерством образования РФ для проведения курса информатики. Раздел 15. Методика изучения основных разделов курса информатики (все вопросы) Методика изложения темы «введение в предмет»: цели и изучаемые вопросы, введение понятия информация, основные разделы курса, основные понятия. Содержание и методические особенности темы «Измерение информации» базового курса информатики. Методика изложения темы алфавитный подход к измерению информации: цели и изучаемые вопросы, введение понятий понятие алфавит, мощность алфавита, методические рекомендации по решению задач. Методика изложения темы системы счисления: цели и изучаемые вопросы, знакомство с развернутой записью числа, перевод чисел из одной системы счисления в другую. Содержание и методические особенности темы «Информационные процессы» базового курса информатики. Методика изучения содержательной линии "Компьютер". Методика изложения темы архитектура ЭВМ: цели и изучаемые вопросы, представление программ и данных. Содержание и методические особенности темы «Представление данных в компьютере» базового курса информатики. Методика изложения темы текстовая информация и компьютер. Цели и изучаемые вопросы, кодирование текстовой информации, текстовый файл, текстовый редактор организация практической работы. Методика изложения темы графическая информация и компьютер. Цели и изучаемые вопросы. Методика обучения основам информационного моделирования в рамках содержательной линии «Формализация и моделирование» базового курса информатики. Цели и изучаемые вопросы, обще методические рекомендации. Содержание и методические особенности раздела «Основы алгоритмизации и программирования». Методика формирования понятия алгоритма, представления о свойствах алгоритма. Методика обучения составлению и использованию линейных, разветвляющихся и циклических алгоритмов в базовом курсе информатики. Методологические основы обучения информационным технологиям в школьном курсе информатики. Методические аспекты работы с текстовой информацией. Цели и изучаемые вопросы. Формы и методы организации практической работы учащихся. Методические аспекты работы с графической информацией. Цели и изучаемые вопросы. Формы и методы организации практической работы учащихся. Методические аспекты работы с электронными таблицами. Цели и изучаемые вопросы. Формы и методы организации практической работы учащихся. Методические аспекты работы с базами данных. Цели и изучаемые вопросы. Формы и методы организации практической работы учащихся. Методика изложения темы «Компьютерные сети и телекоммуникации». Методика изучения вопросов социальной информатики. Рассмотрение проблем информационного общества. Раздел 16. Специальные вопросы методики обучения информатике (все вопросы) Особенности преподавания информатики в начальной школе. Пропедевтический курс информатики. Формы и методы организации практической работы учащихся. Подготовка педагогических программных средств. Виды педагогических программных средств. Методические рекомендации к созданию ППС. Типология электронных средств учебного назначения. Основные подходы к оценке качества электронных образовательных ресурсов. Внеклассная работа по информатике. Программа составлена на кафедре информатики и вычислительной техники и утверждена на заседании Ученого совета физико-математического факультета
Председатель Ученого совета физ-мат. ф-та А.А. Порошкин
|
