Математические методы исследования. Учебно-методический комплекс дисциплины по направлению подготовки 51.03.06 (071900) «Библиотечно-информационная де
.pdfМинистерство культуры Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет культуры и искусств»
Институт информационных и библиотечных технологий Кафедра технологии автоматизированной обработки информации
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Учебно-методический комплекс дисциплины по направлению подготовки
51.03.06 (071900) «Библиотечно-информационная деятельность» Профиль подготовки
«Технология автоматизированных библиотечно-информационных систем», Квалификация (степень) выпускника «бакалавр»
Форма обучения очная, заочная
Кемерово 2014
1
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 51.03.06 (071900) «Библиотечно-информационная деятельность», профиль «Технология автоматизированных библиотечно-информационных систем», квалификация (степень) выпускника «бакалавр»
Утвержден на заседании кафедры технологии автоматизированной обработки информации КемГУКИ 22.04.2014 г., протокол № 2.
Рекомендован к изданию учебно-методическим советом института информационных и библиотечных технологий КемГУКИ 29.04.2014 г., протокол № 5.
Математические методы исследования [Текст]: учеб.-метод. комплекс дисциплины по направлению подготовки 51.03.06 (071900) «Библио- течно-информационная деятельность», профиль подготовки «Технология автоматизированных библиотечно-информационных систем», квалификация (степень) выпускника «бакалавр» / сост. Э. Н. Огнева. – Кемерово: Кемеров. гос. ун-т культуры и искусств, 2014. – 98 с.
Составитель: доцент
Э. Н. Огнева
2
ВВЕДЕНИЕ
В условиях современного общества с развитием автоматизированных технологий и процессов с каждым годом усиливается математизация многих областей библиотечно-информационной деятельности. Как объективный инструмент анализа и оптимизации математика дает возможность детально проанализировать сущность библиотечно-информационных процессов, выявить их количественные закономерности и, следовательно, найти оптимальные решения по их совершенствованию.
Это требует формирования у будущего специалиста в области биб- лиотечно-информационной деятельности не только знаний, но и, в особой мере, умений и навыков применения математических методов для быстрого и рационального решения многочисленных и разнообразных задач библиотечно-информационной деятельности (моделирование развития
имодернизации библиотечно-информационных учреждений; изучение потребителей информации и их информационных потребностей; изучение
ианализ информационных, кадровых, экономических и материальнотехнических ресурсов библиотеки; организация библиотечно-информа- ционного обслуживания пользователей и т. д.).
Обеспечить математическую подготовку студентов направления подготовки 51.03.06 (071900) «Библиотечно-информационная деятельность», профиль подготовки «Технология автоматизированных библио- течно-информационных систем», призвана, прежде всего, учебная дисциплина «Математические методы исследования».
Целью освоения дисциплины «Математические методы исследования» является формирование общекультурных и профессиональных компетенций выпускника, ориентированных на усвоение теоретических знаний и выработку практических навыков по использованию математических методов при исследовании объектов библиотечно-информацион- ной деятельности.
Учебная дисциплина «Математические методы исследования» входит в вариативную часть профессионального цикла образовательной программы по направлению подготовки 51.03.06 (071900) «Библиотечноинформационная деятельность», профиль подготовки «Технология автоматизированных библиотечных систем», квалификация (степень) «бакалавр».
3
Для освоения дисциплины «Математические методы исследования» необходимы знания курса математики в объеме общеобразовательной средней школы, а также знания, умения и компетенции, сформированные в результате изучения студентами дисциплины «Логика». Дисциплина «Математические методы исследования» является предшествующей для дисциплины «Менеджмент библиотечно-информационной деятельности».
Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:
готовность к использованию основных законов естественно-науч- ных дисциплин в профессиональной деятельности, применению методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
владение методами качественной и количественной оценки работы библиотеки (ПК-7);
готовность к решению задач по организации и осуществлению текущего планирования, учета и отчетности (ПК-10);
готовность к применению результатов прогнозирования и моделирования в профессиональной сфере (ПК-18);
способность к изучению и анализу библиотечно-информационной деятельности (ПК-22);
готовность к использованию научных методов сбора и обработки эмпирической информации при исследовании библиотечно-информацион- ной деятельности (ПК-23);
способность к информационной диагностике предметной области
иинформационному моделированию (ПК-29).
Врезультате изучения дисциплины «Математические методы исследования» студент должен:
знать:
статистические методы обработки экспериментальных данных
(ОК-10, ПК-7, ПК-23);
структурные и суммарные меры центральной тенденции (ПК-10);
показатели, характеризующие количественную вариацию признака
(ПК-7);
4
метод выборочного анализа (ОК-10, ПК-7);
основы булевой алгебры (ОК-10);
основные понятия теории графов (ПК-22);
модели системы массового обслуживания (ОК-10, ПК-18, ПК-29);
уметь:
использовать меры центральной тенденции при анализе информационных ресурсов и документальных фондов (ОК-10);
использовать аппарат дискретной математики и теории массового обслуживания при анализе библиотечно-информационной деятельности
(ОК-10, ПК-10, ПК-22, ПК-29);
владеть:
навыками статистической обработки экспериментальных данных
(ОК-10, ПК-23);
навыками применения булевых функций в информационном анализе и синтезе (ОК-10, ПК-22).
Вструктуре дисциплины выделяется два раздела. В первом разделе изучаются статистические методы обработки экспериментальных данных, во втором рассматриваются основы дискретной математики и исследования операций.
Всоответствии с учебным планом направления подготовки 51.03.06 (071900) «Библиотечно-информационная деятельность», профиль подготовки «Технология автоматизированных библиотечных систем», квалификация (степень) «бакалавр», на изучение студентами очной и заочной форм обучения учебной дисциплины «Математические методы исследования» в шестом семестре отводится 108 часов, из которых 28 часов отводится для аудиторных занятий и 80 часов для самостоятельной работы (для ЗФО – 10 и 98 часов соответственно). В рамках аудиторной работы
предусматривается проведение лекционных (ОФО – 14 часов, ЗФО – 4 часа) и практических занятий (ОФО – 14 часов, ЗФО – 6 часов). Формой итогового контроля знаний и умений студентов по учебной дисциплине является зачет.
Для обеспечения теоретической подготовки студентов в данном учебно-методическом комплексе представлены конспекты лекций по всем темам, предусмотренным программой дисциплины. Каждый конспект со-
5
держит план лекции, список рекомендуемой литературы и конспективный теоретический материал по теме.
Практикум по учебной дисциплине предусматривает выполнение шести практических работ. В описании каждой практической работы приводятся цель, задачи работы и упражнения. Также каждая практическая работа содержит список рекомендуемой литературы, который поможет студентам в подборе документов для получения дополнительных сведений по изучаемым темам и расширения круга заданий для самостоятельной работы.
Повышению эффективности самостоятельной работы студента призваны способствовать представленные в составе учебно-методического комплекса методические указания по работе с литературой и методические указания по выполнению контрольных работ. Помощь в организации самостоятельной работы студентов призван оказать список основной и дополнительной литературы, включающий как печатные, так и электронные учебные издания.
Для реализации самопроверки, текущей и итоговой проверки знаний и умений студентов, а также организации подготовки студентов к сдаче зачета по дисциплине «Математические методы исследования» в учебно-методический комплекс включены следующие контрольноизмерительные материалы: тесты для самоконтроля, контрольные вопросы, текущие контрольные работы, вопросы к зачету.
1. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины в соответствии с учебным планом направления подготовки 51.03.06 (071900) «Библиотечно-информационная деятельность», профиль подготовки «Технология автоматизированных библиотечно-информационных систем» составляет три зачетных единицы (108 часов), в том числе доля аудиторных занятий в интерактивных формах 25 %, в соответствии с требованиями ФГОС ВПО.
6
Тематический план для студентов очной формы обучения
|
|
Виды учебной рабо- |
|
|||
|
|
ты, включая само- |
Интерак- |
|||
|
|
стоятельную работу |
||||
Раздел/тема |
Се- |
студентов и трудоем- |
тивные |
|||
дисциплины |
местр |
кость (в часах) |
формы |
|||
|
|
Лекц. |
Практ. |
СРС |
обучения |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1. Статистические |
6 |
8(3) |
|
6(1) |
40 |
|
методы обработки |
|
|
|
|
|
|
эмпирических |
|
|
|
|
|
|
данных |
|
|
|
|
|
|
1.1. Элементы выбо- |
|
2(2) |
|
|
10 |
Лекция- |
рочного анализа |
|
|
|
|
|
визуали- |
|
|
|
|
|
|
зация |
1.2. Упорядочение |
|
2(1) |
|
2 |
10 |
Лекция- |
эмпирических данных |
|
|
|
|
|
визуали- |
|
|
|
|
|
|
зация |
1.3. Меры центральной |
|
2 |
|
2(1) |
10 |
Решение |
тенденции |
|
|
|
|
|
ситуацион- |
|
|
|
|
|
|
ных задач |
1.4. Показатели |
|
2 |
|
2 |
10 |
|
вариации |
|
|
|
|
|
|
2. Основы дискрет- |
6 |
6(1) |
|
8(2) |
40 |
|
ной математики |
|
|
|
|
|
|
и исследования |
|
|
|
|
|
|
операций |
|
|
|
|
|
|
2.1. Элементы булевой |
|
2 |
|
2 |
12 |
|
алгебры |
|
|
|
|
|
|
2.2. Основные понятия |
|
2(1) |
|
2 |
12 |
Лекция- |
теории графов |
|
|
|
|
|
беседа |
2.3. Элементы теории |
|
|
|
|
|
Работа |
массового обслужива- |
|
2 |
|
4(2) |
16 |
в малых |
ния |
|
|
|
|
|
группах |
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
|
14(4) |
|
14(3) |
80 |
|
|
|
в т. ч. |
7 час. |
|
|
|
|
|
(25 %) ауди- |
|
|
||
|
|
торных заня- |
|
|
||
|
|
тий |
в инте- |
|
|
|
|
|
рактивных |
|
|
||
|
|
формах |
|
|
||
|
|
обучения |
|
|
||
|
|
|
7 |
|
|
|
Формы
текущего
контроля успеваемости; форма промежуточной аттестации
Тестовый контроль, контрольная работа
Тестовый контроль, контрольная работа
Зачет
Тематический план для студентов заочной формы обучения
|
|
Виды учебной рабо- |
|
||
|
|
ты, включая само- |
Интерак- |
||
|
|
стоятельную работу |
|||
Раздел/тема |
Се- |
студентов и трудоем- |
тивные |
||
дисциплины |
местр |
кость (в часах) |
формы |
||
|
|
Лекц. |
Практ. |
СРС |
обучения |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1. Статистические |
5 |
2(2) |
4 |
50 |
|
методы обработки |
|
|
|
|
|
эмпирических |
|
|
|
|
|
данных |
|
|
|
|
|
1.1. Элементы выбо- |
|
2(2) |
|
12 |
Лекция- |
рочного анализа |
|
|
|
|
визуали- |
|
|
|
|
|
зация |
1.2. Упорядочение |
|
|
2 |
12 |
|
эмпирических данных |
|
|
|
|
|
1.3. Меры центральной |
|
|
2 |
12 |
|
тенденции |
|
|
|
|
|
1.4. Показатели вариа- |
|
|
|
14 |
|
ции |
|
|
|
|
|
2. Основы дискрет- |
|
|
|
|
|
ной математики |
5 |
2 |
4(1) |
48 |
2 |
и исследования |
|
|
|
|
|
операций |
|
|
|
|
|
2.1. Элементы булевой |
|
2 |
2 |
12 |
1 |
алгебры |
|
|
|
|
|
2.2. Основные понятия |
|
|
2(1) |
12 |
Решение |
теории графов |
|
|
|
|
ситуацион- |
|
|
|
|
|
ных задач |
2.3. Элементы теории |
|
|
|
|
|
массового обслужива- |
|
|
|
24 |
|
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
|
4(2) |
6(1) |
98 |
|
|
|
в т. ч. |
3 час. |
|
|
|
|
(30 %) ауди- |
|
|
|
|
|
торных заня- |
|
|
|
|
|
тий, в инте- |
|
|
|
|
|
рактивных |
|
|
|
|
|
формах |
|
|
|
|
|
обучения |
|
|
|
Формы
текущего
контроля успеваемости; форма промежуточной аттестации
Тестовый контроль, контрольная работа
Тестовый контроль, контрольная работа
Зачет
8
1.2. Содержание дисциплины
Содержание раздела дисциплины |
|
Результаты |
|
|
|||||
Раздел 1. |
Статистические методы |
обработки эмпирических данных |
|||||||
Тема 1.1. Элементы выборочного |
|
Формируемые компетенции: |
|
||||||
анализа |
|
|
|
|
|
- готовность к использованию основ- |
|||
Понятие |
генеральной |
и |
выборочной |
|
ных законов естественно-научных |
||||
(выборка) совокупности. Характери- |
|
дисциплин в профессиональной дея- |
|||||||
стики выборки: объем, репрезентатив- |
|
тельности, применению методов мате- |
|||||||
ность. Организация случайного отбора: |
|
матического анализа и моделирования, |
|||||||
повторная и бесповторная выборка. |
|
теоретического и экспериментального |
|||||||
Типы выборок: простая (случайная), |
|
исследования (ОК-10); |
|
|
|
||||
механическая, типическая (райониро- |
|
- владение методами качественной и |
|||||||
ванная) выборка, серийная (гнездовая), |
|
количественной оценки работы биб- |
|||||||
комбинированная выборка. Погрешно- |
|
лиотеки (ПК-7); |
|
|
|
||||
сти выборочного метода при изучении |
|
- готовность к решению задач по орга- |
|||||||
рынка информационных ресурсов и |
|
низации и осуществлению текущего |
|||||||
особенностей его использования |
|
планирования, учета |
и |
отчетности |
|||||
Тема 1.2. |
Упорядочение эмпириче- |
|
(ПК-10); |
|
|
|
|||
ских данных |
|
|
|
|
- готовность к использованию научных |
||||
Табличное представление эмпириче- |
|
методов сбора и обработки эмпириче- |
|||||||
ских данных: ранжирование, дискрет- |
|
ской информации при |
исследовании |
||||||
ная, интервальная и комбинационная |
|
библиотечно-информационной |
дея- |
||||||
группировка. Понятие частоты и отно- |
|
тельности (ПК-23). |
|
|
|
||||
сительной частоты, накопленной час- |
|
В результате изучения раздела курса |
|||||||
тоты и |
накопленной |
относительной |
|
студент должен: |
|
|
|
||
частоты. |
Графическое |
изображение |
|
знать: |
|
|
|
||
эмпирических данных: полигон распре- |
|
- статистические методы |
обработки |
||||||
деления, |
гистограмма |
вариационного |
|
экспериментальных данных (ОК-10, |
|||||
ряда, кумулятивная кривая. Понятие |
|
ПК-7, ПК-23); |
|
|
|
||||
эмпирической функции распределения, |
|
- структурные и суммарные меры цен- |
|||||||
её свойства и график. Особенности |
|
тральной тенденции (ПК-10); |
|
||||||
упорядочения |
эмпирических данных |
|
- показатели, характеризующие количе- |
||||||
при анализе информационных ресурсов |
|
ственную вариациюпризнака (ПК-7); |
|||||||
и документальных фондов |
|
|
- метод выборочного анализа (ОК-10, |
||||||
Тема 1.3. Меры центральной тен- |
|
ПК-7); |
|
|
|
||||
денции |
|
|
|
|
|
уметь: |
|
|
|
Структурные меры центральной тен- |
|
- использовать мер центральной тен- |
|||||||
денции: мода и медиана. Суммарные |
|
денции при анализе информационных |
|||||||
меры центральной тенденции: выбо- |
|
ресурсов и документальных |
фондов |
||||||
рочная средняя, средняя гармоническая |
|
(ОК-10); |
|
|
|
||||
и средняя геометрическая. Выбор и ис- |
|
владеть: |
|
|
|
||||
пользование мер центральной тенден- |
|
- навыками статистической обработки |
|||||||
ции при анализе документальных и чи- |
|
экспериментальных данных (ОК-10, |
|||||||
тательских потоков |
|
|
|
ПК-23) |
|
|
|
||
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
Содержание раздела дисциплины |
Результаты |
Тема 1.4. Показатели вариации
Показатели, характеризующие количественную вариацию признака: размах вариации, среднее линейное отклонение, выборочную дисперсию, выборочное среднее квадратическое отклонение, коэффициент асимметрии, эксцесс, коэффициент вариации. Основные свойства показателей вариации
Раздел 2. Основы дискретной математики и исследования операций
Тема 2.1. Элементы булевой алгебры Формируемые компетенции:
Понятие высказывания. Основные ло- - готовность к использованию основгические операции над высказыванияных законов естественно-научных ми. Булевы функции n переменных. дисциплин в профессиональной деяСвойства дизъюнкции, конъюнкции и тельности, применению методов матеотрицания для булевых функций. Споматического анализа и моделирования, собы задания функций. Применение теоретического и экспериментального булевых функций в информационном исследования (ОК-10);
анализе |
|
|
|
- готовность к решению задач по орга- |
||||||
Тема 2.2. Основные понятия теории |
низации и |
осуществлению текущего |
||||||||
графов |
|
|
|
планирования, учета |
и |
отчетности |
||||
Элементы графов: подграфы, маршру- |
(ПК-10); |
|
|
|
|
|||||
ты, цепи, циклы. Валентность, связ- |
- готовность к применению результа- |
|||||||||
ность вершин графа. Расстояние между |
тов прогнозирования и моделирования |
|||||||||
вершинами. Различные виды графов. |
в профессиональной сфере (ПК-18); |
|||||||||
Операции над графами. Пути и мар- |
- способность к изучению и анализу |
|||||||||
шруты в графах. Представление графов |
библиотечно-информационной |
дея- |
||||||||
в ЭВМ |
|
|
|
тельности (ПК-22); |
|
|
|
|||
Тема 2.3. Элементы теории массо- |
|
|
|
|||||||
- способность к информационной ди- |
||||||||||
вого обслуживания |
|
|
агностике |
предметной |
области и |
|||||
Основные |
понятия |
и |
классификация |
|||||||
информационному |
моделированию |
|||||||||
систем |
массового |
обслуживания |
(ПК-29). |
|
|
|
|
|||
(СМО). Показатели эффективности |
|
|
|
|
||||||
СМО. Формула Литтла. Некоторые мо- |
В результате изучения раздела курса |
|||||||||
дели СМО: простейшая СМО с отказа- |
студент должен: |
|
|
|
||||||
ми (задача Эрланга), простейшая одно- |
знать: |
|
|
|
|
|||||
канальная |
СМО |
с |
неограниченной |
- |
основы булевой алгебры (ОК-10); |
|||||
очередью и с ограничением по длине |
- |
основные |
понятия |
теории |
графов |
|||||
очереди, |
простейшая многоканальная |
(ПК-22); |
|
|
|
|
||||
СМО с неограниченной очередью и с |
- модели системы массового обслу- |
|||||||||
ограничением по длине очереди. Ис- |
живания (ОК-10, ПК-18, ПК-29); |
|||||||||
пользование моделей СМО для анализа |
уметь: |
|
|
|
|
|||||
документальных и читательских пото- |
- использовать аппарат |
дискретной ма- |
||||||||
ков |
|
|
|
тематики и теории массового обслужи- |
||||||
|
|
|
|
вания при анализе библиотечно-ин- |
||||||
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
||
