Учебно-методический комплекс «Математические основы информатики» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 080801 «Прикладная информатика (в экономике)».

Дисциплина входит в цикл факультативов, индекс дисциплины в учебном плане ФТД.3.

Математические основы информатики

I. Рабочая программа дисциплины

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Важно понимать, как информация любого типа и вида представляется и хранится в памяти ЭВМ. Данный факультатив призван обеспечить это понимание.

Целью настоящей дисциплины является изучение представления информации в памяти ЭВМ.

Задачи дисциплины:

• познакомить студентов с системами счисления; научить переходить от системы с одним основанием к другой;
• познакомить студентов со способами кодирования числовой информации;
• познакомить студентов со способами кодирования текстовой информации;
• познакомить студентов со способами кодирования графической информации;
• познакомить студентов со способами кодирования звуковой информации;
• познакомить студентов со способами кодирования видео информации.

2. Требования к уровню освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

• знать основные определения и понятия кодирования любых видов информации;
• уметь применять полученные знания и навыки для кодирования и декодирования информации;
• освоить методы кодирования информации;
• приобрести навыки кодирования и декодирования информации;
• иметь представление: о направлении развития и перспективах кодирования информации.

3. Объем дисциплины

3.1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Форма обучения очная

3.2. Распределение часов по темам и видам учебной работы

Форма обучения очная

4. Содержание курса

Раздел 1. Системы счисления

Тема 1. Позиционные и непозиционные системы счисления. Переход от десятичной системы счисления к системе с основанием p. Переход от системы с основанием p к системе с основанием 10. Арифметические операции в различных системах счисления.

Раздел 2. Кодирование информации

Тема 2. Кодирование и декодирование целых чисел. Кодирование и декодирование вещественных чисел.

Тема 3. Кодирование текстовой информации.

Тема 4. Кодирование графической информации. Форматы графических файлов. Кодирование с потерей и без потери качества. Растровая и векторная графика.

Тема 5. Кодирование звуковой информации. Форматы файлов.

Тема 6. Кодирование видеоинформации. Форматы файлов.

5. Темы практических занятий

Раздел 1. Системы счисления

Тема 1. Позиционные и непозиционные системы счисления. Переход от десятичной системы счисления к системе с основанием p. Переход от системы с основанием p к системе с основанием 10. Арифметические операции в различных системах счисления.

В рамках изучения темы предполагается использование сборника [3] и дидактического обеспечения: теоретические сведения по теме с примерами, задания для практического выполнения (40 вариантов).

Раздел 2. Кодирование информации

Тема 2. Кодирование и декодирование целых чисел. Кодирование и декодирование вещественных чисел.

В рамках изучения темы предполагается использование сборника [3] и дидактического обеспечения: теоретические сведения по теме с примерами, задания для практического выполнения (35 вариантов).

Имеется электронный практикум.

Тема 3. Кодирование текстовой информации.

В рамках изучения темы предполагается использование сборника [3] и дидактического обеспечения сайта http://comp-science.narod.ru, раздел «Дидактические материалы по информатике».

Тема 4. Кодирование графической информации. Форматы графических файлов. Кодирование с потерей и без потери качества. Растровая и векторная графика.

Предполагается рассмотреть и проанализировать общие принципы кодирования графической информации; рассмотреть кодирование без потери качества и с потерей качества.

Тема 5. Кодирование звуковой информации. Форматы файлов.

Предполагается рассмотреть и проанализировать общие принципы кодирования звуковой информации; рассмотреть кодирование с потерей качества.

Тема 6. Кодирование видеоинформации. Форматы файлов.

Предполагается рассмотреть и проанализировать общие принципы кодирования видеоинформации; рассмотреть кодирование с потерей качества. Наиболее популярные форматы видеофайлов. Преобразование от одного формата к другому.

6. Лабораторные работы (лабораторный практикум)

Не предусмотрены учебным планом

7. Тематика контрольных работ и методические указания по их выполнению

Не предусмотрены учебным планом

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

8.1. Литература

Основная

1. Брукшир, Дж. Введение в компьютерные науки. Общий обзор, 6-е издание.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. — 688 с.: ил.
2. А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер Информатика: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. — М.: Академия, 2004. — 816 с.
3. Введение в информатику. Лабораторные работы. Ч. I / Авт.-сост. А.П. Шестаков; Перм. ун-т. — Пермь, 1999. — 56 с.
4. http://comp-science.narod.ru, раздел «Дидактические материалы по информатике».

8.2. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины

При освоении дисциплины для проведения практических занятий необходимы персональные компьютеры с набором стандартного программного обеспечения.

УМК по дисциплине в электронном виде находится в библиотеке и методическом кабинете кафедры информатики и ВТ ПГПУ, на данном сайте и может быть использован для самостоятельной работы.

Могут быть использованы материалы данного сайта.

8.3. Методические указания студентам

Изучение программы курса. На лекциях преподаватель рассматривает вопросы программы курса, составленной в соответствии с государственным образовательным стандартом. Из-за недостаточного количества аудиторных часов некоторые темы не удается осветить в полном объеме, поэтому преподаватель, по своему усмотрению, некоторые вопросы выносит на самостоятельную работу студентов, рекомендуя ту или иную литературу.

Кроме этого, для лучшего освоения материала и систематизации знаний по дисциплине, необходимо постоянно разбирать материалы лекций по конспектам и учебным пособиям. В случае необходимости обращаться к преподавателю за консультацией. Полный список литературы по дисциплине приведен в пункте 8.1. «Учебно-методическое обеспечение дисциплины».

В целом, на один час аудиторных занятий отводится один час самостоятельной работы.

Практические работы. При изучении курса «Математические основы информатики» необходимо выполнять и вовремя сдавать преподавателю индивидуальные практические работы.

8.4. Методические рекомендации преподавателю

1. Согласно существующему государственному образовательному стандарту специальности и других нормативных документов целесообразно разработать матрицу наиболее предпочтительных методов обучения и форм самостоятельной работы студентов, адекватных видам лекционных и лабораторных занятий.
2. Необходимо предусмотреть развитие форм самостоятельной работы, выводя студентов к завершению изучения учебной дисциплины на её высший уровень.
3. Пакет заданий для самостоятельной работы следует выдавать в начале семестра, определив предельные сроки их выполнения и сдачи.
4. Организуя самостоятельную работу, необходимо постоянно обучать студентов методам такой работы.
5. Вузовская лекция — главное звено дидактического цикла обучения. Её цель — формирование у студентов ориентировочной основы для последующего усвоения материала методом самостоятельной работы. Содержание лекции должно отвечать следующим дидактическим требованиям:
   • изложение материала от простого к сложному, от известного к неизвестному;
   • логичность, четкость и ясность в изложении материала;
   • возможность проблемного изложения, дискуссии, диалога с целью активизации деятельности студентов;
   • опора смысловой части лекции на подлинные факты, события, явления, статистические данные;
   • тесная связь теоретических положений и выводов с практикой и будущей профессиональной деятельностью студентов.
   Преподаватель, читающий лекционные курсы в вузе, должен знать существующие в педагогической науке и используемые на практике варианты лекций, их дидактические и воспитывающие возможности, а также их методическое место в структуре процесса обучения.
6. Лабораторные работы сопровождают и поддерживают лекционный курс.
7. При проведении промежуточной и итоговой аттестации студентов важно всегда помнить, что систематичность, объективность, аргументированность — главные принципы, на которых основаны контроль и оценка знаний студентов. Проверка, контроль и оценка знаний студента, требуют учета его индивидуального стиля в осуществлении учебной деятельности. Знание критериев оценки знаний обязательно для преподавателя и студента.

II. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения текущего контроля и промежуточной аттестации

Зачет — форма проверки усвоения студентом учебного материала лекционных курсов, практических и семинарских занятий, выполнения студентом лабораторных работ, курсовых работ, а также форма проверки прохождения учебной, учебно-исследовательской, педагогической и стажерской практик и выполнения в процессе этих практик всех заданий в соответствии с утвержденными программами. Зачеты могут устанавливаться как по предметам в целом, так и по отдельным их частям.

Вопросы к зачету

1. Позиционные и непозиционные системы счисления.
2. Переход от десятичной системы счисления к системе с основанием p.
3. Переход от системы с основанием p к системе с основанием 10.
4. Арифметические операции в различных системах счисления.
5. Кодирование и декодирование целых чисел.
6. Кодирование и декодирование вещественных чисел.
7. Кодирование текстовой информации.
8. Кодирование графической информации.
9. Форматы графических файлов.
10. Кодирование графики с потерей и без потери качества.
11. Растровая и векторная графика.
12. Кодирование звуковой информации. Форматы файлов.
13. Кодирование видеоинформации. Форматы файлов.