Вопросы к государственному экзамену по информатике и ТиМОИ

050100.68 ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
(Информатика и информационные
технологии в образовании)
ПРОГРАММА
вступительных испытаний в магистратуру
Вступительное испытание – ИНФОРМАТИКА
Форма экзамена – собеседование
ВОПРОСЫ к собеседованию (по разделам):
Теоретические основы информатики
1. Информация, информационные процессы; представление информации,
количество и единицы измерения информации.
2. Алгоритм, способы представления алгоритма. Понятие сложности
алгоритма.
3. Графы, сети. Алгоритмы на графах и сетях.
Программное обеспечение
1. Операционные системы: понятие ОС, назначение, функции, состав,
классификация, загрузка ОС, пример ОС.
2. Понятие информационных процессов: многозадачность, создание и
завершение процессов, состояние процессов, понятие прерывания,
межпроцессное взаимодействие, планирование.
3. Система программирования: трансляторы, компиляторы, интерпретаторы,
этапы трансляции, состав системы программирования, пример системы
программирования.
4. Архивация данных: понятие архивации, программы архиваторы, алгоритмы
сжатия.
5. Вирусы и антивирусные программы: понятие вируса, классификация
вирусов, методы обнаружения и удаления вирусов, антивирусные
программы, методы защиты от вирусов.
Информационные системы
1. Информационные системы. Структура и классификация ИС. Понятие ИС,
составляющие ИС, классификация ИС по используемой технической базе,
по выполняемым функциям. Примеры информационных систем.
2. Базы данных. СУБД. Классификация. Архитектура системы БД. БД, СУБД:
понятие, назначение, основные возможности. Типы БД. Структура БД.
Классификация БД по характеру хранимой информации, по способу
доступа к данным, по признаку структуры. Реляционные БД. Состав
языковых средств современных СУБД. Примеры СУБД.
3. Проектирование баз данных. Системный анализ предметной области,
проектирование инфологической модели. Определение взаимосвязи между
элементами баз данных. Первичные и альтернативные ключи атрибутов
данных. Приведение модели к требуемому уровню нормальной формы.
4. Введение в SQL. Язык реляционных БД SQL: функции и основные
возможности. Стандартизация SQL. Средства манипулирования данными.
Использование SQL для выборки данных из таблицы, создание SQLзапросов.
Программирование
1. Технология разработки программных продуктов: процедурное, модульное,
объектно-ориентированное программирование.
2. Классификация языков программирования, характеристики, требования к
языкам программирования.
3. Структуры данных: типы данных, средства описания данных, переменная,
область действия переменных.
4. Объектно-ориентированная парадигма программирования.
Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии
1. Локальные вычислительные сети: понятие ЛВС, преимущества
использования сетевых технологий, топологии ЛВС, компоненты сети,
сетевые устройства, обеспечивающие масштабируемость сетей.
2. Многоуровневая архитектура сети: понятие архитектуры сети, эталонные
модели, уровни и стек протоколов TCP/IP, процесс передачи данных,
понятие маршрутизации.
3. IP-адресация, имена узлов, система имен доменов: поклассовая адресация,
правила адресации, назначение адресов, подсети, локальные и удаленные
узлы, оптимизация IP-адресации, разрешение имен, DNS, URL.
4. Интернет: понятие глобальных сетей, история возникновения и развития
Интернет, структура Интернет, службы Интернет, ресурсы Интернет,
подключение к Интернет отдельных узлов и локальных сетей, средства
обеспечения безопасности сети.
Архитектура компьютера
1. Центральные и внешние устройства ЭВМ: материнская плата: основные
модули и их характеристики; устройства внешней памяти (накопители на
гибких магнитных дисках, накопители на жестких магнитных дисках,
накопители на магнитных лентах, CD, DVD, магнитооптические диски и
др),
классификация,
физическая
структура,
функционирование;
периферийные устройства.
2. Канальная
и
шинная
системотехника:
принципы
построения
вычислительных систем (принципы фон-Неймана); функционирование
ЭВМ с шинной организацией (система шин, взаимодействие процессора с
памятью, алгоритм функционирования ЭВМ с шинной организацией);
функционирование ЭВМ с канальной организацией (каналы, схема ЭВМ с
канальной организацией, команды управления каналами).
3. Микропроцессор и память компьютера: микропроцессор (структура,
функционирование,
характеристики,
режимы
работы),
регистры
процессора; внутренняя память (структура, взаимодействие с процессором,
характеристики).
4. Управление устройствами компьютера: сегментированная и страничная
модели памяти. Виртуальная память; система прерываний. Контроллер
прерываний. Виды прерываний; принципы управления внешними
устройствами (обмен информацией с портами ввода-вывода, структура
контроллера устройств ввода-вывода, опрос устройств); система прямого
доступа к памяти.
Основы искусственного интеллекта
1. Введение в интеллектуальные системы: Краткая история искусственного
интеллекта. Основные направления исследований в области искусственного
интеллекта. Классификация интеллектуальных информационных систем.
2. Системы, основанные на знаниях: Знания и их представление. Базы знаний,
способы представлений знаний: продукционные модели, семантические
сети, фреймы, формально – логические модели. Экспертные системы:
определение и структура. Примеры экспертных систем.
3. Нейросетевые системы: Нейронные сети. Основные понятия теории
искусственных нейронных сетей. Типы нейросетей. Основы построения
алгоритмов обучения нейросетей. Нейросетевые пакеты.
Компьютерное моделирование
1. Компьютерное моделирование: понятие, цели и методы, понятие модели.
Компьютерная модель, цели компьютерного моделирования. Связь и
отличия между реальным и компьютерным экспериментом. Этапы создания
компьютерной модели. Основные приемы и методы компьютерного
моделирования.
Значение
компьютерного
моделирования
в
фундаментальной и прикладной науке.
2. Вероятностные (стохастические) методы в компьютерном моделировании.
Генерирование последовательности случайных чисел с помощью ЭВМ.
Стохастические модели физических явлений (броуновское движение,
давление газа, диффузия). Вычисление числа π (метод Монте-Карло, метод
Бюффона). Имитационные модели (очередь, задача массового
обслуживания, модель «жизнь», модель «волки и зайцы»).
3. Компьютерное моделирование в физике. Аналогия и различия в физическом
и компьютерном эксперименте. Основные этапы построения компьютерной
модели физического процесса. Примеры компьютерного моделирования в
физике (колебания маятника, упругий удар, свободный полет тела с учетом
сопротивления воздуха, теплопередача, геометрическая оптика и т.п.).
4. Компьютерное моделирование в экологии.
Основные
понятия
в
экологической модели: особь, популяция, сообщество. Модель
внутривидовой конкуренции. Модель межвидовой конкуренции. Модель
«хищник-жертва.
ИКТ в образовании
1. Информатика как наука и как учебный предмет в школе. Место
информатики в системе наук. Структура современной информатики.
2. Ретроспективный анализ этапов введения ЭВМ и программирования в
среднюю школу России (середина 50-х – середина 80-х годов ХХ века).
Цели и задачи введения курса информатики в среднюю школу в 1985 году.
Триада «Алгоритмическая культура – компьютерная грамотность –
информационная культура учащихся».
3. Методическая система обучения информатике в школе (общая
характеристика основных её компонентов). Основные компоненты
содержания школьного курса информатики. Структура непрерывного курса
информатики
для
современной
общеобразовательной
школы
(пропедевтический курс, базовый курс, профильные курсы) и задача его
реализации в рамках базисного учебного плана.
4. Цели и задачи обучения основам информатики в школе, педагогические
функции курса информатики.
5. Стандарты школьного образования по информатике: назначение, функции,
структура и основные компоненты стандарта.
6. Задачи пропедевтики обучения информатике. Возможные варианты
построение обучения информатике в младших классах. Учебнометодическое обеспечение. Анализ существующих курсов информатики на
пропедевтическом этапе.
7. Базовый курс информатики: цели и задачи, учебно-методическое
обеспечение данного этапа.
8. Информатика в профильной школе: концепция профильного обучения на
старшей ступени общего образования; продолжение образования в области
информатики в старших классах как профильного обучения,
дифференцированного по объёму и содержанию.
9. Цели и содержание профильных курсов (базовый уровень, профильный
уровень); программы профильных и элективных курсов, их учебнометодическая поддержка.
10. Диагностика процесса и результатов обучения. Проверка, контроль, учет и
оценка знаний, умений, навыков учащихся. Различные формы и способы
оценки знаний и умений учащихся (тесты, контрольные, самостоятельные,
лабораторные, практические и другие виды работ).
11. Средства обучения. Программные средства учебного назначения, их
классификация и основные требования.
12. Методы преподавания и изучения информатики; одна из классификаций
методов. Организация познания через доступ к информационным ресурсам,
использование моделирования на ЭВМ как новые методы обучения
информатике.
13. Формы организации учебного процесса. Урок - как основная форма
организации обучения в школе, виды и особенности уроков по
информатике.
14. Цели и основные формы дополнительного изучения информатики и её
приложений в средней школе.
15. Понятие новых информационных технологий (НИТ) Направления
внедрения НИТ в сферу образования. Роль и место НИТ в развитии
среднего образования.
16. Дистанционное обучение. Электронный учебник: требования, особенности,
структура. Педагогические возможности Internet.
Литература
1. Могилев А.В., Пак П.И., Хеннер Е.К. Информатика. Учебное пособие для
вузов. – М.: Академия, 2000.
2. Рейнгольд Ю., Нивергельт Н. Комбинаторные алгоритмы: теория и практика.
– М.: Мир, 1980.
3. Кнут Д.Э. Искусство программирования на ЭВМ. Т.1, 2, 3. –
Москва/СПб/Киев, 2002.
4. Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-е изд. – СПб.: Питер,
2002. – 1040 с.
5. Столлингс, Вильям. Операционные системы, 4-е издание.: Пер. с англ. – М.:
Издательский дом «Вильямс», 2002. – 848 с.
6. Иртегов Д. В. Введение в операционные системы. – СПб.: БХВ-Петербург,
2002. – 624 с.
7. Системное программное обеспечение/ А.В. Гордеев, А.Ю. Молчанов. – СПб.:
Питер, 2001. – 736 с.
8. Сетевые операционные системы/ В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер,
2002. – 544 с.
9. Д.Крёнке Теория и практика построения баз данных. 8-е изд. – СПб.: Питер,
2003. – 800 с.
10. В.В.Корнеев,
А.Ф.Гарев,
С.В.Васютин,
В.В.Райх.
Базы
данных.
Интеллектуальная обработка информации. – М., Нолидж, 2000. 351 с.
11. К. Дейт. Введение в системы баз данных. – М., Наука, 1980. 463 с.
12. Базы данных. Модели, разработка, реализация./ Т.Карпова. - СПб., Питер,
2001. 304 с.
13. Базы знаний интеллектуальных систем./ Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский. СПб., Питер, 2000. 384 с.
14. А.И.Мишенин. Теория экономических информационных систем. – М.,
Финансы и статистика, 2000. 236 с.
15. Роберт У. Себеста. Основные концепции языков программирования, 5-е изд.:
Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001.
16. Г.С. Иванова, Т.Н. Ничушкина, Е.К. Пугачев. Объектно-ориентированное
программирование: Учеб. для вузов/ Под ред. Ивановой Г.С. – М.:
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.
17. М. Бен-Ари. Языки программирования. Практический сравнительный анализ:
Пер. с англ. – М.: Мир, 2000.
18. Бабушкина
И.А.
Практикум
по
объектно-ориентированному
программированию/ Бабушкина И.А., Окулов С.М. – М.: БИНОМ,
Лаборатория знаний, 2004.
19. Теренс Пратт, Марвин Зелковиц. Языки программирования: разработка и
реализация, 4-е изд./ Под общ. ред. А. Матросова. – СПб.: Питер, 2002.
20. Таненбаум Э. Компьютерные сети. – СПб.: Питер, 2002. – 848 с.
21. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы/ В.Г. Олифер, Н.А.
Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 672 с.
22. Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети. Многоуровневая архитектура
Интернета. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2004. – 765 с.
23. Технологии передачи данных. 7-е изд./ Г.Хелд. – СПб.: Питер, К.:
Издательская группа BHV, 2003.
24. Основы Web-технологий/ П.Б. Храмцов, С.А. Брик, А.М. Русак, А.И. Сурин/
под ред. П.Б. Храмцова. – М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-Университет
Информационных технологий», 2003.
25. Попов В. Практикум по Интернет-технологиям: учебный курс. – СПб.: Питер,
2002.
26. Быстро и легко осваиваем работу в сети Интернет: учебн. пособ./ под ред. Ф.А.
Резникова. – М.: Лучшие книги, 2003
27. Assembler. Юров В. – СПб.: Питер, 2002.- 624 с.
28. Информатика. Базовый курс. Симонович С.В. и др. - СПб: Питер, 2001.-640 с.
29. Организация ЭВМ. К. Хамахер, З.Вранешич, С. Заки. - СПб.: Питер; Киев:
Изд. группа BNV, 2003. - 848 с.
30. Острейковский В.А. Информатика: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа,
2000. – 511 с.
31. Скэнлон Л. Персональные ЭВМ IBM PC и XT. Программирование на языке
ассемблера: Пер. с англ. – М.: Радио и связь. 1989 г. –336 с.
32. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, 2002. - 704 с.
33. Шнайдер А. Язык ассемблера для персонального компьютера фирмы IBM:
Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 406 с.
34. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Интеллектуальные информационные
системы: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2004 - 422 с.
35. Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский Базы знаний интеллектуальных систем. –
СПб: Питер, 2000. – 384 с.
36. В.В.Корнеев, А.Ф.Гареев, С.В.Васютин, В.В.Райх Базы данных.
Интеллектуальная обработка информации. – М.: «Нолидж», 2000. – 352 с.
37. Д.В.Гаскаров Интеллектуальные информационные системы. Учебн. Для вузов.
– М.: Высш. шк., 2003. – 431 с.
38. Барский А.Б. Нейронные сети: распознавание, управление, принятие решений.
– М.: Финансы и статистика, 2004. – 176 с.
39. Назаров А.В., Лоскутов А.И. Нейросетевые алгоритмы прогнозирования и
оптимизации систем. – СПб.: Наука и Техника, 2003. – 384 с.
40. Гулд X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике, Т. 1,2, М.
Мир,1990.
41. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука: пер. с
англ., М. Мир; 1978,
42. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем, (в библиотеке
университета)
43. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика С5. 3-е изд. СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004.