Бакалавриат
2020/2021![Цель освоения дисциплины](/f/src/global/i/edu/objectives.svg)
![Планируемые результаты обучения](/f/src/global/i/edu/results.svg)
![Содержание учебной дисциплины](/f/src/global/i/edu/sections.svg)
![Промежуточная аттестация](/f/src/global/i/edu/intermediate_certification.svg)
![Список литературы](/f/src/global/i/edu/library.svg)
Информатика
Статус:
Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)
Направление:
09.03.01. Информатика и вычислительная техника
Кто читает:
Департамент компьютерной инженерии
Когда читается:
1-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Преподаватели:
Альбатша Ахмад Мухаммад Хусайн,
Геращенко Людмила Андреевна,
Ролич Алексей Юрьевич,
Романова Ирина Ивановна,
Шихов Александр Иванович
Язык:
русский
Кредиты:
4
Контактные часы:
56
Программа дисциплины
Аннотация
Настоящая дисциплина относится к циклу математических и естественнонаучных дисциплин и блоку дисциплин, обеспечивающих профессиональную подготовку. Дисциплина является базовой. Изучение данной дисциплины базируется на знании студентами основ математики и информатики в пределах программы средней школы, умении применять математический аппарат при выборе метода решения задачи. Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть школьными знаниями. Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин: Алгоритмизация и программирование Дискретная математика Теория вероятностей и математическая статистика Теория автоматов и управление Электротехника, электроника и метрология Схемотехника Вычислительные системы и компьютерные сети
Цель освоения дисциплины
- Формирование базовых знаний в областях теоретической информатики, истории информатики, математической логики, теории информации и кодирования.
- Формирование базовых знаний в методах преобразования логических выражений, методах анализа и синтеза логических схем.
- Формирование базовых навыков по использованию современных инструментов для повседневной деятельности инженера в области вычислительной техники.
Планируемые результаты обучения
- Знать: способы представления различной информации в компьютере.
- Уметь: производить арифметические операции в различных системах счисления.
- Знать: основы проектирования логических схем.
- Уметь: проектировать простейшие комбинационные схемы.
- Знать: что такое энтропия Шеннона, условная энтропия Шеннона, взаимная информация.
- Уметь: вычислять энтропию Шеннона, условную энтропию Шеннона, взаимную информацию.
- Знать: принципы оцифровки аналоговой информации, что такое пропускная способность простейших дискретных каналов без памяти.
- Уметь: вычислять пропускную способность простейших дискретных каналов без памяти.
Содержание учебной дисциплины
- Математические основы вычислительной техники.Системы счисления: основные определения, классификация. Методы перевода чисел из одной системы счисления в другую систему: алгоритмы замещения, целочисленного деления, последовательного умножения, группирования, расщепления. Двоичная арифметика. Машинные коды: прямой, обратный, дополнительный. Арифметические операции с отрицательными числами. Представление чисел в ЭВМ: разрядные сетки с фиксированной и плавающей запятой. Арифметические действия с числами в форме с плавающей запятой
- Логические основы вычислительной техникиДвоичная булева алгебра. Логическая переменная, логическая функция, таблица истинности. Применение булевой алгебры. Аксиомы и теоремы булевой алгебры. Минтерм, ДНФ и СДНФ. Макстерм, КНФ и СКНФ. Аналитический способ перехода от нормальной формы к СДНФ и СКНФ. Методы минимизации логических выражений. Построение СДНФ и СКНФ по таблице истинности логической функции. Основные логические элементы. Классификация цифровых схем. Анализ и синтез комбинационных логических схем. Примеры схем последовательной логики и цифровых функциональных узлов. Понятие архитектуры и микроархитектуры ЭВМ.
- Основы теории информацииОсновы комбинаторики и теории вероятностей. Понятие информации и энтропии по Шеннону.
- Применение теории информации, примеры.Применение теории информации на примере генерации случайных чисел. Подробный разбор ситуации.
- Применение теории информации для передачи сообщений.Кодирование источника информации. Модели дискретных двоичных каналов. Примеры использования понятия энтропии в различных разделах науки и техники. Понятие условной энтропии, взаимной информации. Алгоритм построения произвольного дискретного канала без памяти. Понятие пропускной способности канала связи. Понятие о кодах, корректирующих ошибки. Сигналы, их свойства в теории информации. Методы оцифровки непрерывных сигналов. Теорема Котельникова.
- Приложение теории информации в криптографииПонятие одноразового блокнота. Классификация шифров. Связь энтропии с секретностью криптосистемы по Шеннону. Связь сложности перебора ключей с энтропией. Понятие секретной пропускной способности канала связи
Промежуточная аттестация
- Промежуточная аттестация (2 модуль)0.4 * Активность на семинарах + 0.2 * Домашняя работа + 0.2 * Практическая работа + 0.2 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Харрис Дэвид М., Харрис Сара Л. - Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Дополнение по архитектуре ARM - Издательство "ДМК Пресс" - 2019 - 356с. - ISBN: 978-5-97060-650-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/111431
Рекомендуемая дополнительная литература
- Математические основы информатики: элективный курс : учеб. пособие, Андреева, Е. В., 2007