УМКД

Информатиканың іргелі негіздері

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Семей қаласының шәкәрім атындағы семей мемлекеттік университеті

3 деңгейлі СМЖ құжаты
ПОӘК
ПОӘК 042-39. 1.ХХ/01- 2013
Оқытушыға арналған
<<Информатиканың теориялық негіздері>>
пәнінің бағдарламасы
Редакция №____от_____

5В011100 - <<Информатика>> мамандығына арналған

<<Информатиканың теориялық негіздері>>
пәнінен оқу-әдістемелік кешен

ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ПӘННІҢ БАҒДАРЛАМАСЫ

Семей
2013

АЛҒЫ СӨЗ
* ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ
Құрастырған:___________ Каженова Ж.С., информатика кафедрасының аға оқытушысы, информатика магистры.
<<28>> тамыз 2013 ж.

* ТАЛҚЫЛАНДЫ
+ Семей қаласының Шәкәрім мемлекеттік университетінің информатика кафедрасының отырысында талқыланды
Хаттама №1, <<11>> қыркүйек 2013 ж.

Кафедра меңгерушісі _________________ Абишова А.А.

2.2. Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік бюросының отырысында талқыланды.

Хаттама №1, <<12>> қыркүйек 2013 ж.

Төрағасы __________ Батырова Қ.А.

3. БЕКІТІЛДІ
Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында мақұлданып, баспаға ұсынылды.

Хаттама №1 <<18>> қыркүйек 2013 ж.

Оқыту әдістемелік кеңесінің төрағасы___________ Искакова Г.К.
4.БІРІНШІ РЕТ ЕНГІЗІЛДІ

МАЗМҰНЫ

1
Қолданылу аумағы
2
Нормативті сілтеме
3
Жалпы мағлұматтар
4
Оқу пәнінің (модульдің) мазмұны
5
Студенттердің өздік жұмысына арналған тақырыптар тізімі
6
Пәннің оқу-әдістемелік картасы
7
Оқу - әдістемелік әдебиетпен қамтамасыз ету картасы
8
Әдебиеттер

+ ҚОЛДАНЫЛУ АУМАҒЫ
Оқытушыға арналған пәннің бағдарламасы 5В011100 "Информатика" мамандығының студенттеріне арналған <<Информатиканың теориялық негіздері>> пәні бойынша оқу әдістемелік кешенінің құрамына кіреді. Бұл кешен студенттерді курс мазмұнымен, курстың өзектілігімен және қажеттілігімен, курс саясатымен, оқу процесінде алатын білімі және дағдыларымен таныстырады.

+ НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕ

Осы оқытушыға арналған пәннің бағдарламасы "Информатиканың теориялық негіздері" пәні бойынша оқу үрдісін келесі құжаттардағы талаптар мен ұсыныстарға сәйкес ұйымдастыру ретін орнатады:
- Білім беру деңгейіне мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандарты;
- 5В011100 - Информатика мамандығының типтік жұмыс жоспары.
* СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета <<Общие требования к разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин>>;
* ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура <<Структура и содержание учебно-методических комплексов дисциплин>>.

+ ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТТАР

+ Пәннің қысқаша мазмұны:

Информатиканың теориялық негізі пәнінің мақсаты - ол қарастыру шеңберінде қолданбалы аспектілерді қалдырып информатика ғылымының теориялық негізін талқылау міндеті. Мұнда анағұрлым қатаң әрі дәлірек анықтамаларды құруға және өзара байланыс логикасын, ұғымның өзара келісушілігін және дамуды жариялай отырып, информатиканың ұғымдық аппаратына ерекше көңіл бөлінеді.
Инфоматика - оны оқыту құралы әлемнің бастапқы категорияларының бірі - ақпарат болып табылғандығы үшін болса да дүниетанымдық ғылым. Студенттер инфоматика заңының негізділігі мен жан-жақтылығын түсінуі тиіс.
Қазіргі көрсеткіштер бойынша ақпарат, материямен және энергиямен қатар әлемнің бастапқы категорияларының бірі болып табылады. Бұл категориялар бір-бірімен өзара байланысты. Мұндай байланыстарды табиғи құбылыс ретінде қарастыруға болады.
Инфоматика - ақпараттың ортақ қасиеттерін, оның өңделу процесстерін, әдістері мен құралдарын оқытатын негізгі жаратылыс ғылымы.
Инфоматиканың негізгі ғылымға жатқызылуы онда жалпы ғылыми мәнділік бар екенін, яғни оның ғылымның өз шеңберінде ғана емес, басқа да ғылыми және қолданбалы пәндерде ұғымы, заңдары мен әдістері қолданылатындығын біліреді.
Информатика екі бағытқа бөлінеді: терориялық және қолданбалы. Қолданбалы информатика ақпарттық жүйенің тікелей жасалуын және оларға арналған бағдарламалық қамтамасыздандыруды, сондай-ақ олардың практикалық тасырмаларды шешу үшін қолданылуын қамтамасызданыдырады. Ал теорялық информатиканың зерттеу нәтижесі ақпарат пен ақпараттық процестеріне қатысты ортақ заңдарды анықтап, қалыптастыру, ақпараттық процестермен және дискретті ақпараттарды өңдеумен байланысты техникалық жүйелердің жұмыс істеуін анықтау, сондай-ақ, ақпараттық үлгілерідің құрылуы мен пайдаланылуының методологиясын құрастыру болып табылады.
Теориялық информатика - математика әдістерін пайдаланатын пән. Кез келген ақпарат дискретті түрде көрсетіле алатын болғандықтан ақпараттық процессті баяндап беру үшін дискретті математика аппараты пайдаланылуы мүмкін. Алайда теориялық информатикада бұл аппарат ақпараттық объкетіге қоданылатындықтан нақты әрі өзгеше мазмұнға толы болды. Теориялық информатикаға мына пәндер кіреді: ақпарат теориясы, алгоритм теориясы, кодтау теориясы, жүйелер мен үлгілер теориясы, негізгі автоматтар теориясы, есептеу математикасы, математикалық бағдарламалау және басқа да толып жатыр.
3.2 Пәнді оқу мақсаты:
Информатиканың фундаментальды ұғымдары: ақпараттар теориясының негізі, цифрлық автоматтар теориясы, алгоритмдер теориясы, алгоритмдер тиімділігінің анализі, ақпараттық модельдеу және информатиканың семантикалық негізі туралы түсінікті қалыптастыру және машықтандыру.
+ Пәнді оқытудың негізгі міндеттері:
Пәнді оқытудың мәселелері:
* Информатиканың теориялық тараулары туралы түсінікті қалыптастыру;
* Ақпараттар теориясы, цифрлы автоматтар, алгоритмдер және т.с.с тараулардың фундаментальды ұғымдарымен танысу;
* Алгоритмдердің күрделілігі және тиімділігін бағалау әдістерін үйрену;
* Ақпараттық модельдеу методологиясын меңгеру.

+ Оқыту нәтижелері:
Пәнді оқып үйрену нәтижесінде студенттер мынаны білулері керек:
* Информатиканың ғылым ретінде, оның қазіргі замандағы және ғылым жүйесіндегі орны туралы біртұтас түсінік болуы;
* Ақпаратты өрнектеу, түрлендіру және өлшеу жолдарын білу;
* Ақпаратгық жүйелер және технологиялар туралы түсінік болуы;
* Цифрлы автоматтардың ішкі құрылымы және ұйымдастырылуы туралы ұғымдарды қалыптастыру;
* :: Ақпараттық модельдерді кұру методологиясын және оларды компьютерде жүзеге асыруды игеру;
* Алгоритмдердің формальды сипаттамасын білу;
* Ақлараттық модельдермен жұмыс істеудің машығы болу;
* Алгоримдердің күрделілігі және тиімділігін бағалай білу;
* Информатиканың семантикалық негіздерінен түсінік болу.

+ Курстың пререквизиттері:
Пәнді меңгеру үшін студент мектеп курсының <<математика>>, <<информатика>> пәндерінің базалық ұғымдарын меңгерген болуы керек.

+ Курстың постреквизиттері:
<<Алгоритмдер теориясы>>, <<Информатиканы оқыту әдістемесі>> және т.б. пәндерін игеру қажеттілігі бұл пәнді меңгеруге тікелей байланысты.

+ Жұмыс жоспарынан үзінді:
Курс
Семестр
Кредит
Дәріс саны
Зертханалық сағат саны
СОӨЖ
СӨЖ
Барлығы
Бақылау формасы
1
2
3
30
15
22,5
67,5
135
Емтихан

+ ОҚУ ПӘНІНІҢ (МОДУЛЬДІҢ) МАЗМҰНЫ

№
Дәріс тақырыптары
Сағат
саны
*
Информатиканың іргелі негіздері.
1
*
Триада: материя - энергия - ақпарат нақтылықтың пайда болуының жалпы қаситтері.
1
*
Ақпарат ұйымдасқан жүйелер күрделілігінің өлшемі ретінде.
1
*
Ақпарат және оның қасиеттері.
1
*
Ақпаратты беру формалары. Кодтау. Ақпаратты өлшеу.
1
*
Ақпаратты байланыс каналдары арқылы жөнелту.
2
*
Ақпараттық процесс ұғымы және оны жүзеге асыру мүмкіндіктері.
1
*
Формальды ережелер негізінде ақпаратты түрлендіру.
2
*
Табиғаты әртүрлі жүйелерде ақпараттық процесстердің жүру заңдылықтарының жалпылығы.
1
*
Санау жүйелері.
2
*
Логика алгебрасының негізгі ұғымдары. Логикалық вентильдер.
2
*
Ақпараттық процесстерді автоматтандыру.
1
*
Абстрактілі автоматтар. Поста және Тьюринг машиналары. Ақпараттарды сандық автматтарда көрсету.
2
*
Алгоритмдер теориясының негізгі ұғымдары.
2
*
<<Алгоритм>> ұғымын Тьюринг және Пост машиналары арқылы жетілдіру.
1
*
Марковтың қалыпты алгоритмдері.
1
*
Алгоритмдік шешілмейтін есептер.
1
*
Алгоритмдердің тиімділігінің және күрделілігінің анализі. Әртүрлі алгоритмдердің тиімділігін салыстыру.
2
*
Ақпараттық модельдеу.
2
*
Қойылған мақсатқа сәйкес әртүрлі пәндік аумақтардың есептерін формальдандыру және құрылымдау.
1
*
Ақпараттық жүйелер. Жүйелік-ақпараттық талдау және танымдық іс-әрекеттегі оның ролі. Жүйені басқару ақпараттық процесс ретінде.

Барлығы
30

№
Зертханалық жұмыс тақырыптары
Сағ. саны
*
Ақпаратты кодтау. Екілік кодтау.
2
*
Сандық ақпаратты көрсету формалары.
Бекітілген үтірлі (нүктелі) сандарды көрсету. Сандарды жылжымалы үтірлі формада көрсету. Теріс сандарды көрсету.
Сандық ақпаратты көрсету қателіктері.
3
*
Информатиканың логикалық негіздері. Логикалық элементтер мен бөгеттерден құрылған схемалар.
2
*
Алгоритмнің жазылу формасы. Блок-схемалар арқылы алгоритмдерді құру.
2
*
Алгоритмдер теориясының негізгі ұғымдары.
Тьюринг және Пост машиналарының көмегімен алгоритмдерді есептеу. Марковтың қалыпты алгоритмдері.
3
*
Алгоритмдерді көрсетуді формальдандыру. Формальді тілдер.
3

Барлығы
15

+ СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫНА АРНАЛҒАН ТАҚЫРЫПТАР ТІЗІМІ

+ Ақпарат ұғымы
+ Ақпаратты берудің үздіксіз және дискретті түрі
+ ЭЕМ ақпаратты өндеудің әмбебап кұралы
+ Санау жүйелері
+ Алгоритмдерді орындаушы
+ Алгоритмдердің асимптотикалық күрделілігі
+ Рекурсия және итерация
+ Желілер мен графтардағы оптимизация алгоритмдері

+ ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КАРТАСЫ

Тақырып
Көрнекі құралдар, ОТҚ, плакаттар, стендтер
Өзбетімен оқуға арналған сұрақтар
Бақылау формасы
Дәріс сабақтары

1
4
5
6
Информатиканың іргелі негіздері.
Интерактивті тақта, презентация
Информатиканың пайда болуы және дамуы. Есептеу техникасының даму тарихы. Информатиканың ғылым ретінде пайда болуы. Информатика құрылымы. Ғылыми зерттеулердің бағыттары Информатика халық шаруашылық саласы ретінде, фундаментальды ғылым және қолданбалы пән. Информатиканың мақсаты мен міндеттері. Теориялық информатиканың зерттеу бағыттары.

Бақылау сұрақтары
Триада: материя - энергия - ақпарат нақтылықтың пайда болуының жалпы қаситтері.
Интерактивті тақта, презентация
Ақпарат философиялық категория ретінде.
Бақылау сұрақтары
Ақпарат ұйымдасқан жүйелер күрделілігінің өлшемі ретінде.
Интерактивті тақта, презентация
Ақпаратты түрлендіру. Хабар ақпаратты жеткізуші. Хабарды сигналдар көмегімен жеткізу.

Бақылау сұрақтары
Ақпарат және оның қасиеттері.
Интерактивті тақта, презентация
Ақпараттар көзі, ақпарат қабылдаушы және жеткізу каналы. Хабарды дискретизациялау.
Бақылау сұрақтары
Ақпаратты беру формалары. Кодтау. Ақпаратты өлшеу.
Интерактивті тақта, презентация
Ақпаратты өрнектеу формалары. Статикалық. Динамикалық. Кодтау. Декодтау. Ақпаратты өлшеу. Құрылымдық өлшем (геометриялық, комбинаториялық, аддитивтік (Хартли өлшемі)). Статикалық өлшем (энтропия ұғымы, энтропия қасиеттері). Семантикалық өлшем (мазмұндылық, логикалық саны, ақпараттың орындылығы және мәнділігі).
Бақылау сұрақтары
Ақпаратты байланыс каналдары арқылы жөнелту.
Интерактивті тақта, презентация
Ақпаратты жеткізу. Кедергілерсіз канал арқылы. Кедергілермен канал арқылы.
Бақылау сұрақтары
Ақпараттық процесс ұғымы және оны жүзеге асыру мүмкіндіктері.
Интерактивті тақта, презентация
Ақпараттық процесс ұғымы және оны жүзеге асыру мүмкіндіктері.
Бақылау сұрақтары
Формальды ережелер негізінде ақпаратты түрлендіру.
Интерактивті тақта, презентация
Формальды ережелер негізінде ақпаратты түрлендіру.
Бақылау сұрақтары
Табиғаты әртүрлі жүйелерде ақпараттық процесстердің жүру заңдылықтарының жалпылығы.
Интерактивті тақта, презентация
Акпараттық жүйелердегі процесстер. Ақпараттық жүйелердің кұрылымы және топтасуы.
Бақылау сұрақтары
Санау жүйелері.
Интерактивті тақта, презентация
Санау жүйелері. Ақпараттарды өрнектеу үшін санау жүйесін таңдау. Сандық ақпараттарды бір санау жүйесінен екінші санау жүйесіне көшіру.

Бақылау сұрақтары
Логика алгебрасының негізгі ұғымдары. Логикалық вентильдер.
Интерактивті тақта, презентация
Тұжырымдама. Логикалық (бульдік) айнымалы. Логикалық функция. Логикалық алгебраның элементар функцияларының қасиеттері.

Бақылау сұрақтары
Ақпараттық процесстерді автоматтандыру.
Интерактивті тақта, презентация

Бақылау сұрақтары
Абстрактілі автоматтар. Поста және Тьюринг машиналары. Ақпараттарды сандық автматтарда көрсету.
Интерактивті тақта, презентация
Тьюринг машинасы және Пост машинасы көмегімен алгоритм ұғымын айқындау.

Бақылау сұрақтары
Алгоритмдер теориясының негізгі ұғымдары.
Интерактивті тақта, презентация
Тьюринг машинасы және Пост машинасы көмегімен алгоритм ұғымын айқындау
Бақылау сұрақтары
<<Алгоритм>> ұғымын Тьюринг және Пост машиналары арқылы жетілдіру.
Интерактивті тақта, презентация
Тьюринг машинасы және Пост машинасы көмегімен алгоритм ұғымын айқындау
Бақылау сұрақтары
Марковтың қалыпты алгоритмдері.
Интерактивті тақта, презентация
Марковтың нормальды алгоритмдері.
Бақылау сұрақтары
Алгоритмдік шешілмейтін есептер.
Интерактивті тақта, презентация
Алгоримдер арқылы шешілмейтін есептер.
Бақылау сұрақтары
Алгоритмдердің тиімділігінің және күрделілігінің анализі. Әртүрлі алгоритмдердің тиімділігін салыстыру.
Интерактивті тақта, презентация
Алгоритмнің күрделілігі ұғымы.
Бақылау сұрақтары
Ақпараттық модельдеу.

Ақпараттық модельдеу туралы ұғым. Модельдерді құрудың негізгі кезеңдері. Формальдау. Математикалық модельдеу және есептеу эксперименті.
Бақылау сұрақтары
Қойылған мақсатқа сәйкес әртүрлі пәндік аумақтардың есептерін формальдандыру және құрылымдау.
Интерактивті тақта, презентация
Ақпараттық жүйелер(АЖ). Ақпараттық жүйе ұғымы. Ақпараттық жүйелердің даму кезеңдері. Акпараттық жүйелердегі процесстер.

Бақылау сұрақтары
Ақпараттық жүйелер. Жүйелік-ақпараттық талдау және танымдық іс-әрекеттегі оның ролі. Жүйені басқару ақпараттық процесс ретінде.

Интерактивті тақта, презентация
Ақпараттық жүйелердің кұрылымы және топтасуы. Қамтамасыз ететін ішкі жүйелердің типтері. Ақпараттық жасау. АЖ-ді есептердің құрылымдық белгілері бойынша топтастыру.
Бақылау сұрақтары
Ақпаратты кодтау. Екілік кодтау.
Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау.

Ақпаратты кодтау.
Есептердің шешімі
Сандық ақпаратты көрсету формалары.

Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау

Бекітілген үтірлі (нүктелі) сандарды көрсету. Сандарды жылжымалы үтірлі формада көрсету. Теріс сандарды көрсету.
Сандық ақпаратты көрсету қателіктері.
Есептердің шешімі
Информатиканың логикалық негіздері.
Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау

Логикалық элементтер мен бөгеттерден құрылған схемалар.
Есептердің шешімі
Алгоритмнің жазылу формасы.
Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау

Блок-схемалар арқылы алгоритмдерді құру.
Есептердің шешімі
Алгоритмдер теориясының негізгі ұғымдары.

Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау

Тьюринг және Пост машиналарының көмегімен алгоритмдерді есептеу. Марковтың қалыпты алгоритмдері.
Есептердің шешімі
Алгоритмдерді көрсетуді формальдандыру.
Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау

Формальді тілдер.
Есептердің шешімі

* ӘДЕБИЕТТЕР

Негізгі әдебиеттер:

* Стариченко Б.Е. Теоретические основы информатики: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003. -312 с, ил.
* Информатика: Учебник. - 3-е перераб. изд. /Под. ред. проф. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2001. - 768 с: ил.
* Савельев А.Я. Основы информатики: Учеб. для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001 - 328 с, ил. (Сер. Информатика в техническом университете).
* Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных: Пер. с англ. - 2-е изд., испр. -СПб.: Невский Диалект, 2001. - 352 с: ил.
* Дж. Макконнелл. Анализ алгоритмов. Вводный курс -- М.: Техносфера, 2002.-304 с
* Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Моделирование и формализация. Методическое пособие. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 336 с: ил.
* Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ, М: Центр непрер.матем. образ-я, 2000.
* М.Д.Князева. Алгоритмика: от алгоритма к программе. КУДИЦ-ОБРАЗ-М:2006
* http://community.livejournal.com/ru_cs

Қосысша әдебиеттер:
* Носов В.А. Основы теории алгоритмов и анализа их сложности. Курс лекции. Москва. 1992. - 139с.
* А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хеннер. Информатика. Учебное пособие для студентов пед вузов.
* В.А.Острейковский. Информатика: Учебник для вузов. - М.:Высшаая школа., 2000.-511 с.
* Камардинов О. Информатика: жоғарғы және орта оқу орындарына арналған оқу құралы. - Алматы:Қарасай, 2006.-360б.
* Игошин В.И. Математическая логика и теория алгоритмов. - М:, 1991
* http://de.uspu.ru/Informatics/Metodes/DPP/F/08/1/glavs/oglav.htm

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz