информатика

1.ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1.ОБЕСПЕЧИВАЕМЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ

Впроцессе изучения данного курса студент должен научиться: работать с компьютером на уровне пользователя и применять навыки работы с компьютерами как в социальной сфере, так и в области познавательной и профессиональной деятельности (ОК-7); понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-8); овладеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, получить навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-9) и способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-10); научиться применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-3).

1.2.ЦЕЛЬ КУРСА –

дать студентам химических специальностей базовые представления о современных способах применения компьютеров в обучении и научных исследованиях. По окончании курса студент должен знать: фундаментальные основы информатики и пользования вычислительной техникой (дискретная математика; языки программирования; базы данных; параллельные и распределенные вычислительные системы); уметь: использовать программное обеспечение компьютеров для планирования химических исследований, анализа экспериментальных данных и подготовки научных публикаций; быть готов воспользоваться компьютерными технологиями, применяемыми при преподавании других, в том числе химических, дисциплин.

1.3. ЗАДАЧИ КУРСА

Обучение приемам работы с ПЭВМ в среде ОС WINDOWS и использованию стандартного программного обеспечения.

Обучение работе с важнейшими офисными приложениями MS Office, в том числе создание сложных документов, включающих текст, таблицы, иллюстративную и деловую графику.

Формирование устойчивых навыков работы с ПК для решения разнообразных задач, связанных с обслуживанием деловой информации.

Обучение основным приемам работы в сетевом окружении и представлению информации в сети Интернет.

1.4. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРА.

Методы компьютерной обработки информации в настоящее время составляют обязательный элемент подготовки специалистов в любой области. Освоение персонального компьютера предполагает не только получение навыков работы с проблемно ориентированным программным обеспечением, но и знакомство с основными принципами устройства и функционирования ПК, обучение общим приемам работы в среде ОС Windows, овладение

средствами, обеспечивающими обмен информацией с внешними устройствами, принципами и приемами работы в локальной сети и сети Internet.

2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ

для студентов очного отделения

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных ед., 260 часов.

3.СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

3.1 Общее (по всем темам)

Тема 1. Информация.

Теория информации как научная дисциплина. Получение, передача, хранение и обработка информации. Кодирование информации, двоичное кодирование. Количество информации и единицы измерения. Способы кодирования числовой, текстовой, графической информации. Роль информации в изучении химии и научных исследованиях.

Тема 2. Компьютер.

Компьютер как универсальное устройство по преобразованию информации. Общая схема устройства компьютера: процессор, оперативная память, устройства ввода и вывода информации, их назначение и краткие технические характеристики. Компьютерные программы, их место в процессе обработки информации при помощи компьютера. Программное обеспечение компьютера. Классификация программ на системные и прикладные.

Тема 3. Операционные системы.

Операционные системы как средства распределения ресурсов компьютерных систем между пользователями и программами. Классификация операционных систем. Основные концепции операционных систем: файлы и файловая система; задачи и управление их исполнением; организация взаимодействия компьютеров в сети; пользователь и система безопасности. Пакетный и интерактивный режимы. Командный и графический интерфейсы пользователя. Основные концепции графического интерфейса: окна, меню, управляющие элементы диалоговых окон, буфер обмена.

Тема 4. Обработка текста.

Компьютерный текст как цепочка символов. Роль различных символов в тексте. Системы кодирования символов. Структурные элементы текста: слово, строка, абзац. Обработка текста: ввод и редактирование; отображение (печать); поиск информации в тексте. Текстовые редакторы и текстовые процессоры.

Гипертекст, его структура и использование в справочно-поисковых информационных системах и электронных учебниках.

Практическая работа с текстовым процессором. Шрифтовое оформление документа. Понятие гарнитуры и кегля. Оформление абзаца. Создание и оформление таблиц. Вставка объектов в текстовый документ (формула, диаграмма, рисунок).

Тема 5. Компьютерная графика.

Классификация типов графики по областям применения (деловая, научная, инженерная, иллюстративная и т.д.). 2D и 3D графика. Способы кодирования графической информации. Векторная и растровая графика. Системы кодирования цвета. Популярные графические форматы. Анимация изображений. MS PowerPoint – средство создания презентаций.

Тема 6. Редакторы химических формул.

Редакторы структурных формул. Программы соотнесения структура-имя и имя-структура. Системы кодирования химических структур. Построение трехмерных моделей молекул.

Основной инструментарий редакторов ChemWin и ChemSketch.

Тема 7. Компьютерные сети.

Передача информации между компьютерами. Сетевой протокол как средство создания гетерогенной сети. Локальные и глобальные сети. Internet.

Системы передачи электронных сообщений. Электронная почта, телеконференции, служба новостей: принципы функционирования и место среди средств передачи информации.

Принципы функционирования систем, основанных на технологии клиент-сервер. Глобальная информационная система World Wide Web. Доступ к информации в WWW, поиск информации, публикация в WWW.

Основы языка HTML.

Тема 8. Электронные таблицы.

Применение электронных таблиц для обработки экспериментальных данных и математического моделирования. Структурные элементы электронной таблицы: строки, столбцы, ячейки. Внесение в ячейку информации разных типов: текста, чисел, формул. Правила записи формул, относительный и абсолютный адрес ячейки.

Практикум работы с процессором электронных таблиц. Вычисление таблицы значений функции; построение диаграммы; вычисление коэффициентов линейной регрессии; моделирование системы, описываемой системой дифференциальных уравнений.

Тема 9. Визуализация данных.

Изображение функций одной переменной в виде диаграмм и графиков различного типа. Изображение осей, маркеров, линий, границ. Способы отображения нескольких функций на одном графике. Изображение функций двух переменных в виде проекций трехмерных поверхностей и линий уровня. Проблема визуализации функций трех переменных и существующие подходы к ее решению (поверхности одинаковых значений, сечения и др.).

Моделирование молекулярных и кристаллических структур в виде проекций трехмерных структур типа шаро-стержневой модели и в виде трехмерных функций (электронной плотности и т.п.).

Тема 10. Базы данных.

Структурирование данных. Таблица как простейшая модель базы данных. Функции Excel для обработки списков.

Реляционные базы данных. Модель данных: отношение, атрибут, кортеж. Преобразование отношений при помощи операций соединения, проекции и селекции. Роль систем управления базами данных (СУБД). Язык запросов SQL.

Библиографические базы данных, их содержание и использование для поиска научной информации. Основные источники электронной библиографической информации в области химии.

Тема 11. Защита информации.

Представления о защите информации и информационной безопасности. Информационная безопасность (ИБ) и ее составляющие. Угрозы безопасности информации и их классификация. Основные виды защищаемой информации. Проблемы ИБ в мировом сообществе. Законодательные и иные правовые акты РФ, регулирующие правовые отношения в сфере ИБ и защиты государственной тайны. Система органов обеспечения ИБ в РФ. Административно-правовая и уголовная ответственность в информационной сфере. Защита от несанкционированного вмешательства в информационные процессы. Организационные меры, инженерно-технические и иные методы защиты информации в том числе сведений, составляющих государственную тайну. Защита информации в локальных компьютерных сетях, антивирусная защита. Специфика обработки конфиденциальной информации в компьютерных системах.

3.2Темы практических занятий

1.Графический интерфейс Windows (2 часа)

2.Текстовый редактор Блокнот. Калькулятор. Буфер обмена (2 часа)

3.Файлы и папки (4 часа)

4.Обмен данными в локальной сети (2 часа)

5.Интерфейс MS Word (2 часа)

6.Форматирование текста в Word (2 часа)

7.Набор специального текста с математическими формулами (2 часа)

8.Взаимодействие графики и текста (2 часа)

9.Верстка таблиц (2 часа)

10.Вычисления в таблицах Word (2 часа)

11.Форматирование списков (2 часа)

12.Редактор химических формул ChemWin (2 часа)

13.Структурные формулы и трехмерные модели ChemSketch (2 часа)

14.Разработка Web-страницы. Форматирование текста (2 часа)

15.Разработка Web-страницы. Графика и анимация (2 часа)

16.Разработка Web-страницы. Организация переходов. (2 часа)

17.Интерфейс MS Excel. Ввод данных. Форматирование таблиц. (2 часа)

18.Вычисления в таблицах. Адресация. Имена. (2 часа)

19.Деловая графика Excel. (2 часа)

20.Встроенные функции. Редактор формул. Построение графиков тригонометрических функций. (2 часа)

21.Построение радиальных функций водородоподобного атома (4 часа)

22.Исследование решений задачи о потенциальном ящике (4 часа)

23.Обработка анкеты (преобразование текстовых данных, условные вычисления с датами) (4 часа)

24.Расчеты по уравнению химической реакции (4 часа)

25.Графическое решение уравнений (2 часа)

26.Аналитическое решение квадратного уравнения (2 часа)

27.Операции над матрицами (2 часа)

28.Построение спектра водорода (2 часа)

29.Анализ результатов сессии (табличная БД) (4 часа)

3.3Тематика заданий для самостоятельной работы

1.Кодирование информации, двоичное кодирование. Количество информации и единицы измерения. Способы кодирования числовой, текстовой, графической информации.

2.Типовая конфигурация ПК учебного класса. Типовое ПО ПК учебного класса: ОС, системные программы, прикладные программы. Элементы интерфейса ОС Windows.

3.Работа с текстовым редактором Блокнот. Ввод текста и внесение изменений в текст. Буфер обмена. Контекстный поиск и замена. Сохранение документа.

Форматирование текста в MS Word. Понятие гарнитуры и кегля. Оформление абзаца. Создание и оформление таблиц. Вставка объектов в текстовый документ. Списки – маркированные, нумерованные, иерархические. Стили. Оглавления.

4.Средства рисования MS Office. Графические примитивы. Линии, обводка, заливка (сплошная, текстурная, градиентная). Тени, объем, настройка объема. Модуль WordArt.

Положение рисунка (в тексте, поверх текста, за текстом). Точки привязки.

Настройка изображения средствами MS Office Picture Manager. Изменение размеров, обрезка, сжатие изображений. Форматы изображений.

5.Работа с ChemSketch. Простые структуры. Кратные связи. Замена атомов. Расположение структуры.

Сложные структуры. Шаблоны. Таблица радикалов. Метки атомов. Последовательности аминокислот.

Трехмерная оптимизация. Модуль 3D-View. Расчет макроскопических свойств.

Генерация имен IUPAC, InChi, SMILES. Поиск в базах данных.

6.Понятие протокола. Иерархическая модель ISO. Стеки протоколов. Стек TCP/IP, соотнесение с моделью OSI.

Язык HTML. Основные теги. Разработка связанных web-страниц.

7.Структура книги Excel. Листы. Диапазоны.

Способы адресации. Абсолютные, относительные и смешанные ссылки. Имена, присваивание и использование имен в формулах

Мастер функций. Функции: математические, статистические, финансовые, даты и времени, инженерные.

8.Обработка символьных последовательностей. Конкатенация. Текстовые функции Excel. Обработка с учетом регистра.

9.Функция ветвления. Расчеты по уравнению реакции.

10.Вычисления с использованием массивов. Условное суммирование. Поиск соответствий в списках.

11.Мастер диаграмм. Типы диаграмм в Excel. Диаграммы с накоплением. Нормированные диаграммы.

Построение графиков аналитических функций, графическое решение уравнений.

12.Понятие реляционной базы данных. Нормализация БД. Построение модельной БД средствами MS Access.

13.Представления о защите информации и информационной безопасности. Угрозы безопасности информации и их классификация. Основные виды защищаемой информации. Защита информации в локальных компьютерных сетях, антивирусная защита.

3.4Примерный список вопросов к экзамену