Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «теоретические основы информационных процессов» федерального компонента подготовки магистров по направлению 230200 информационные системы icon

Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «теоретические основы информационных процессов» федерального компонента подготовки магистров по направлению 230200 информационные системы


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины «модели представления данных» для подготовки магистров по...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «коммуникационные технологии» федерального...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «архитектура современных информационных систем»...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «современные технологии разработки интерактивных...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины психология для направления 230200...
Программа вступительных испытаний в магистратуру вступительные испытания по направлению...
Программа Государственного экзамена по направлению 071900(230200...
Учебно-методический комплекс для студентов направления 230200. 62 «Информационные системы»...
Рабочей программы учебной дисциплины информационные технологии в филологии Уровень основной...
Рабочая программа дисциплины «корпоративные информационные системы» Рекомендуется для...
Рабочая программа дисциплины Теория информационных процессов и систем (наименование дисциплины)...
Многоуровневая учебная программа дисциплины электротехника и электроника для подготовки...



Загрузка...
скачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования


«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Факультет высоких технологий


Рассмотрено и одобрено

на заседании кафедры «Информационных и измерительных технологий»

Протокол №______

«____» _______________2008 г.

Зав. кафедрой _______________




УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета

____________________

____________________

«_____» _______________2008 г.


^ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Учебной дисциплины «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ»

федерального компонента подготовки магистров по направлению 230200 – ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ


Ростов-на-Дону

2008
^

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА




Цели и задачи дисциплины


Целью изучения дисциплины "Теоретические основы информационных процессов" является теоретическая и практическая подготовка магистров в области информационных технологий.

Основными задачами изучения дисциплины являются:

  • формирование современного мировоззрения в области информационных технологий;

  • понимание основных информационных процессов и методов их формализации;

  • освоение различных средств реализации информационных процессов; освоение принципов действия, свойств, областей применения и потенциальных возможностей современных программных продуктов различных типов;

  • использование современных вычислительных средств для анализа состояния и управления информационными системами.


^ Место в учебном процессе

Дисциплина «Теоретические основы информационных процессов» основывается на изучении дисциплин "Информатика", "Информационные технологии", "Архитектура вычислительных систем".

Дисциплина призвана обеспечить базовую подготовку для проведения научно-исследовательской работы в области информационно-измерительной техники с использованием современных компьютерных технологий.


^ Требования к уровню освоения содержания

дисциплины


В результате освоения курса «Теоретические основы информационных процессов» студент должен:

знать:

  • историю и пути развития информационных процессов;

  • концептуальные основы современной информатики;

  • теоретические основы описания информационных процессов;

  • способы хранения, обработки, передачи и защиты информации;

  • структуры организации данных и алгоритмы их обработки;

  • процесс формализации и представления знаний.


уметь:

  • работать с информационными системами различных типов,

  • анализировать основные подходы и методы описания информационных процессов;

  • характеризовать концептуальные основы современной информационной технологии;

  • контролировать информационные процессы информационных систем;

  • работать со средствами современной информационной технологии.


приобрести навыки и качества:

  • анализа информационных явлений и процессов;

  • практической работы со средствами современной информационной технологии;

  • системной культуры в области информационной технологии.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ИНФОРМАТИКА КАК НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ


Тема 1.1. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА

Информатика как научная дисциплина. Становление информатики. Идеи и методы информатики. Определение и предметная область информатики. Информация и информационные системы в современном обществе.


^ Тема 1.2. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБЩЕСТВА И ИНДУСТРИЯ ИНФОРМАТИКИ

Информационные революции. Совершенствование носителей информации. Краткая характеристика основных информационных процессов. Понятие информационной системы. Информационные технологии и информационная индустрия.



Раздел 2. Теоретические основы описания информационных процессов


Тема 2.1. Основные методы описания информационных процессов

Информация, сигнал, данные. Информационный процесс. Виды и свойства информации. Сигналы и знаки. Классификация сигналов. Математические модели сигналов. Теория сигналов, семиотика, теория информации. Синтаксические, семантические и прагматические направления и меры информации.


^ Тема 2.2. Основы теории информации

Количественная мера информации. Энтропия объектов с дискретным множеством состояний. Основные свойства энтропии. Среднее количество взаимной информации (дискретный случай). Энтропия объектов с непрерывным множеством состояний. Среднее количество взаимной информации (непрерывный случай).

Информационные характеристики источников сообщений. Источники дискретных сообщений. Энтропия источника дискретных сообщений. Избыточность. Скорость создания информации источником дискретных сообщений. Источники непрерывных сообщений. Информационные характеристики источников непрерывных сообщений.

Информационные характеристики каналов связи. Понятие канала связи. Понятие скорости передачи и пропускной способности канала.


Раздел 3. Основы информационных процессов


Тема 3.1. Восприятие информации

Процесс восприятия информации и его особенности. Первичное восприятие, обнаружение, распознавание, анализ. Схема процесса восприятия. Физический, морфологический, синтаксический и семантический аспекты восприятия.

^ Тема 3.2. Преобразование информации

Цели и виды преобразования информации. Редукция, кодирование, модуляция. Дискретизация сигнала во времени. Основные методы дискретизации сигнала. Оценка погрешности дискретизации. Квантование сигнала по уровню. Дисперсия шума квантования.

Кодирование информации. Статистическое и помехоустойчивое кодирование. Основные методы и алгоритмы сжатия данных. Шифрование данных. Основные криптографические методы.

Модуляция. Амплитудная, частотная и фазовая модуляция. Спектр колебаний модулированного сигнала. Импульсная модуляция.

Способы дискретного представления звуковой и графической информации, теорема Найквиста.

^ Тема 3.3. Передача информации

Система связи. Классификация каналов связи. Структура канала передачи данных. Пропускная способность дискретного канала без шума. Основная теорема Шеннона для дискретного канала без шума. Коды Шеннона-Фано и Хаффмена. Пропускная способность дискретного канала с шумом. Основная теорема Шеннона для дискретного канала с шумом. Пропускная способность непрерывного канала с шумом.

Методы повышения помехоустойчивости передачи данных. Помехи.

Модели ошибок в реальных каналах. Основные методы повышения помехоустойчивости передачи данных. Методы оптимального приема сигналов. Бинарное обнаружение. Критерии оптимальности бинарного обнаружения. Структура оптимального приемника.

Помехоустойчивое кодирование. Принципы построения корректирующих кодов. Понятие группы и поля. Групповые коды. Порождающая и проверочная матрицы групповых кодов. Циклические коды.

^ Тема 3.4 Представление, накопление и хранение информации

Представление информации. Формы представления информации. Накопление и хранение информации на машинных носителях. Характеристика носителей информации.

Основные динамические структуры данных: линейные структуры данных; файлы; динамические массивы; графы и деревья; древовидные списки.

Системы диспетчерского управления и сбора данных.


^ Тема 3.5. Обработка информации

Основные виды обработки информации. Технологический процесс обработки данных. Типовые операции обработки данных. Алгоритмы внешней и внутренней сортировки, алгоритмы слияния и ассоциативной адресации. Способы разрешения коллизий при преобразовании ключей.

Поиск в различных структурах данных, понятие барьера при поиске. Поиск документов, понятие релевантности. Информационный поиск в Интернете.


Раздел 4. Аппаратно-программные средства автоматизированных систем


Тема 4.1. АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Аппаратные средства автоматизированных систем. Классификация аппаратных средств автоматизированных систем. Общая характеристика аппаратных средств автоматизированных систем.

^ Тема 4.2. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Программные средства автоматизированных систем. Классификация программных средств автоматизированных систем. Системное программное обеспечение. Характеристика системного программного обеспечения автоматизированных систем. Прикладное программное обеспечение. Характеристика прикладного программного обеспечения автоматизированных систем.


Примерный перечень лабораторных работ

  1. Построение двоичного дерева поиска и реализация поиска в нём.

  2. Внутренние способы разрешения конфликтов при хешировании.

  3. Внешнее разрешение конфликтов при хешировании.

  4. Работа с множествами, представленными с помощью линейных списков.

  5. Реализация кода Грея.

  6. Технология сжатия данных.

  7. Технология помехоустойчивого кодирования.

  8. Технология защиты информации.

  9. Исследование информационных характеристик источника дискретных сообщений.

  10. Исследование информационных характеристик источника непрерывных сообщений.

  11. Исследование характеристик канала связи.



Южный федеральный университет

^ ФАКУЛЬТЕТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ






Утверждаю

Декан

факультета высоких технологий


А.Е. Панич

«____»_________________2008 г.



^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

«Теоретические основы информационных процессов»

для магистратуры

«Информационно-измерительная техника и технологии»


Факультет

Кафедра

Курс

Семестр

Лекции

Лабораторные работы

Практические работы

Самостоятельная работа

Итоговая аттестация:


Высоких технологий

Информационных и измерительных технологий

5

10

34 час.

17 час.



49 час.


10 семестр — Зачет



^ Объем дисциплины и виды учебной работы





Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ

ЛР

1

2

3

4

5

1

Информатика как наука. Идеи и методы информатики. Информация и информационные системы. Виды и свойства информации. Информация и эниропия.

2







2

Основные информационные процессы. Информационные технологии и информационная индустрия. Определение и типовая структура информационной системы.

2







3

Информация, сигналы, данные. Математические модели сигналов. Количественная мера информации. Представление информации. Представление числовой информации. Способы кодирования символов и текста.

2




2

4

Информационные характеристики источников сообщений. Основные способы передачи сообщений. Каналы связи. Скорость передачи и пропускная способность канала.

2







5

Процесс восприятия информации. Обнаружение, распознавание, анализ. Схема процесса восприятия.

2







6

Цели и виды преобразования информации. Дискретизация сигнала во времени. Методы кодирования и сжатия данных. Шифрование данных. Основные криптографические методы.

4




2

1

2

3

4

5

7

Системы связи, структура канала передачи данных. Надёжность передачи сообщений, способы повышения надёжности. Помехоустойчивое кодирование, принципы построения корректирующих кодов. Протоколы передачи сообщений.

2




2

8

Представление, накопление и хранение информации. Основные динамические структуры данных. Системы диспетчерского управления и сбора данных.

8




5

9

Основные виды обработки информации. Алгоритмы внешней и внутренней сортировки, слияние и ассоциативная адресация. Поиск в различных структурах данных. Поиск документов, информационный поиск в Интернете.

6




4

10

Характеристика носителей информации. Методы представления графической, звуковой и видеоинформации. Форматы файлов мультимедийной информации.

2




2

11

Программные и аппаратные средства автоматизированных систем. Системное программное обеспечение. Прикладное программное обеспечение.

2










Итого:

34 часа




17

час.



Лабораторные работы


Тема

Часов

1

2

3

1


Построение двоичного дерева поиска и реализация поиска в нём.

2

2


Внутренние способы разрешения конфликтов при хешировании

1

3


Внешнее разрешение конфликтов при хешировании

2

4


Работа с множествами, представленными с помощью линейных списков

2

5


Реализация кода Грея

2

6


Технология сжатия данных

2

7


Технология помехоустойчивого кодирования

4

8


Технология защиты информации

2


ИТОГО:

17часов


^ Самостоятельная работа студентов


Индивидуальная самостоятельная работа студентов включает в себя проработку лекционного материала с использованием учебников и учебных пособий и подготовку к лабораторным работам.

На каждую 2-часовую лекцию в рамках самостоятельной работы предусмотрено 1 час индивидуальной подготовки студентов для закрепления лекционного материала, а также изучения некоторых вопросов заданных лектором для самостоятельного изучения.

На подготовку к лабораторным занятиям, зачетным работам и контрольным мероприятиям планируется 15 часов самостоятельной работы.

Предполагается самостоятельное изучение тем:

“Иерархические списки — один из способов представления знаний”,

"Элементы языка гипертекстовой разметки HTML".


Информационно-методическое обеспечение


Основная литература

  1. Куликовский Л.Ф. Теоретические основы информационных процессов. - М.: Высш. шк., 1987.

  2. Чепурной В. Устройства хранения информации. СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1998.

  3. Душин В.К. Теоретические основы информационных процессов и систем, М.: "Дашков и К", 2003.

  4. В.С. Зубов, И.В.Шевченко. Структуры и методы обработки данных. М.: "Филин", 2004.

  5. Основы современных компьютерных технологий. Учеб. пособие/. Под ред. проф. А. Хомоненко. - СПб., 1998.

  6. Столлингс В. Компьютерные системы передачи данных. — М: Вильямс, 2002. — 928 стр.

  7. Кнут Д.Э. Искусство программирования, т.1. Основные алгоритмы. М.:"Вильямс", 2001.

  8. Кнут Д.Э. Искусство программирования, т.3. Сортировка и поиск. М.:"Вильямс", 2000.


Дополнительная литература

  1. Страссман П. Информация в век электроники: Проблемы управления: Пер. с англ / Под ред. Б.З.Мильнера. - М.: Экономика, 1987.

  2. Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и алгоритмы. М.:"Вильямс", 2001.

  3. Анин Б. Защита компьютерной информации. СПб.:"БХВ", 2000.

  4. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. СПб.: "Невский диалект", 2001.

  5. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации. - М.: Высш. шк.,1989.

  6. Полищук Ю.М., Хон В.В. Теория автоматизированных банков инфор-мации. - М.: Высш. шк., 1989.

  1. Когаловский М.Р. Перспективные технологии информационных систем. – М.: ДМК Пресс; М.: Компания АйТи, 2003.

  2. Моисеенко С.И., Майстренко А.В. Реляционный подход к построению поисковых систем.   Вестник ДГТУ.  2002.   Т.2, №3(13)

  3. Тактаев С. Поиск информации в компьютерных сетях: новые подходы.
    2004. — http://www.searchengines.ru/articles/004603.html

  4. Тактаев С. Как работают поисковые системы. 2003,

http://www.searchengines.ru/articles/004556.html

  1. Поиск научной информации в Интернете. — http://www.extranom.ru/

  2. Информационные системы. — http://gos-itah.phil.spbu.ru/quest2007/info-syst/is.doc

  3. История информационных технологий. —http://www.intuit.ru/department/history/ithistory/

  4. Форматы графических файлов. — PC Magazine RE, 2004, № 11. — http://www.pcmag.ru/issues/detail.php?ID=7072

  5. Форматы графических файлов. — http://www.a-print.ru/?page=d2-07.

  6. Форматы графических файлов. — http://www.htmlbook.ru/content/?id=10

  7. Сжатие и кодирование. — http://algolist.ru/compress/

  8. Сжатие информации. —

http://www.tspu.tula.ru/ivt/old_site/umr/timoi/solovieva/Computer/sjat.htm

  1. Теория информации. — http://www.intuit.ru/goto/course/infotheory/

  2. Шакуров И.Всё, что вы хотели знать об МР3. — 2003. http://www.softportal.com/printarticles/281

Материально - техническое обеспечение дисциплины


Компьютерный класс ПЭВМ типа Pentium 4 со следующим программным обеспечением:

– базовый пакет MS Office,

– системы программирования Borland Pascal, Delphi, C++.

Для изучения темы " Поиск информации" необходимы веб-браузеры Internet Explorer 7.х (стандартная поставка Windows) и дополнительный — Firefox 2.+, а также открытый доступ в Интернет с рабочих мест студентов.

Вопросы для текущего контроля знаний


  1. Каков предмет информатики?

  2. Что называется информационной системой?

  3. Что такое "информационная революция"?

  4. Каковы основные информационные процессы?

  5. Какими свойствами обладает информация?

  6. Приведите классификацию сигналов.

  7. Что такое "мера информации"?

  8. Что такое энтропия источника дискретных сообщений?

  9. Что понимается под "каналом связи"?

  10. Чем измеряется скорость передачи данных?

  11. Какова схема процесса восприятия информации?

  12. Назовите методы дискретизации сигнала.

  13. Как оценивается погрешность дискретизации?

  14. Что такое квантование сигнала по уровню?

  15. Что называется кодированием информации?

  16. Какое кодирование называется помехоустойчивым?

  17. Назовите основные принципы сжатия данных.

  18. Что такое шифрование данных?

  19. Сформулируйте теорему Найквиста.

  20. Как повысить помехоустойчивость передачи данных?

  21. Каковы принципы построения корректирующих кодов?

  22. Дайте характеристики носителей информации.

  23. Назовите формы представления информации.

  24. Что называется динамической структурой данных?

  25. Какие структуры данных относятся к линейным?

  26. Что называется АВЛ-деревом?

  27. Назовите принципы построения Б-дерева.

  28. Каковы особенности двоичного Б-дерева?

  29. Что такое двоичное дерево поиска?

  30. Для чего нужен "барьер" в алгоритмах поиска?

  31. В чём особенности использования динамических массивов?

  32. Что представляет собой система диспетчерского управления и сбора данных?

  33. Что означает термин «релевантность поиска»?

  34. Что означает "сжатие информации без потери данных"?

  35. Что означает "сжатие информации с потерей данных"?

  36. Как построена схема RGB, и в каких случаях она применяется?

  37. Как построена схема CMYK, и в каких случаях она применяется?

  38. В чем основное преимущество схемы HSV?

  39. Что происходит при использовании полутоновой оцифровки изображений?

  40. Какие параметры влияют на качество оцифровки звука?

  41. Назначение протокола РОР3.

  42. Назначение протокола IMAP.

  43. Назначение протокола SMTP.

  44. Структура универсального указателя ресурсов (URL).

  45. Назначение протокола FTP.

  46. Основное различие векторной и растровой графики.

  47. Какими особенностями обладает формат хранения графических файлов gif?

  48. Какими особенностями обладает формат хранения графических файлов jpg?

  49. Какими особенностями обладает формат хранения графических файлов png?

  50. Назовите основные поисковые серверы.

  51. Каковы основные виды обработки информации?

  52. В чём различия методов внешней и внутренней сортировки?

  53. Какова временная сложность различных методов сортировки?

  54. Назовите основные принципы алгоритма слияния.

  55. Что означает "ассоциативная адресация"?

  56. Раскройте смысл понятия "коллизия" при хешировании.

  57. Назовите основные характеристики канала связи.

  58. Какие принципы положены в основу построения кода Грея?

  59. Какие структуры данных применяются для работы с множествами?

  60. Когда применяется топологическая сортировка?


Экзаменационные вопросы по дисциплине

"Теоретические основы информационных процессов"


  1. Становление информатики как научной дисциплины.

  2. Информационные системы. Недостатки файловых систем как систем хранения информации.

  3. Информационный процесс. Виды и свойства информации.

  4. Теория сигналов. Теория информации. Мера информации.

  5. Энтропия объектов с дискретным множеством состояний.

  6. Информационные характеристики источников сообщений.

  7. Информационные характеристики каналов связи.

  8. Процесс восприятия информации и его особенности.

  9. Цели и виды преобразования информации.

  10. Основные методы дискретизации сигнала.

  11. Кодирование информации. Статистическое и помехоустойчивое кодирование.

  12. Алгоритмы сжатия данных.

  13. Понятие структуры хранения данных. Примеры структур хранения.

  14. Структура Б-дерева n-го порядка.

  15. Двоичное Б-дерево. Особенности применения.

  16. Сбалансированные и несбалансированные деревья.

  17. Понятие хеширования. Технология прямого доступа к данным.

  18. Достоинства и недостатки хеширования. Понятие коллизии.

  19. Функция хеширования. Основные требования к функции хеширования.

  20. Линейные структуры хранения данных на основе динамических цепочек.

  21. Поиск в документальных системах. Понятие релевантности поиска.

  22. Понятие индексирования документов. Алгоритмы автоматического индексирования.

  23. Свойства света, как носителя информации.

  24. Особенности восприятия света человеком.

  25. Схема RGB и ее применение.

  26. Схема CMYK и ее применение.

  27. Оцифровка двухградационных и полутоновых изображений.

  28. Оцифровка цветных изображений. Палитры.

  29. Представление звуковой информации.

  30. Сжатие информации. Идеи методов сжатия Хаффмена и Лемпеля-Зива.




Скачать 186,84 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер186,84 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх