|
|
ИКТ 2. Бк 74. 26 П76 Серия Стандарты второго поколения
Аналитическая деятельность:
Тема 3. Формализация и моделирование. Моделирование состояния объекта. Дискретное и непрерывное моделирование процесса изменения состояния объекта. Конечный автомат как модель реальной системы. Управление конечным автоматом для достижения заданной цели. Возможность моделирования объектов и процессов средствами языков
программирования (8 ч)
|
Модели в математике, физике, программировании, биологии, литературе, лингвистике и т. д. Структурирование и формализация в задачах из различных предметных областей в соответствии с поставленной целью.
Построение модели объекта, отвечающей данной задаче (словесное описание, таблица, график, граф, дерево, диаграмма, формула, чертёж, алгоритм и т. д.
Назначение и виды информационных моделей (моделей информационных объектов и процессов). Оценка адекватности модели моделируемому объекту и целям моделирования.
Системы, компоненты, взаимодействия между компонентами. Состояния системы (объекта), изменения состояния, сигналы. Простейшие виды информационных моделей: автомат; конечный автомат; набор подпрограмм, работающих над общими данными.
Использование моделей в практической деятельности и за её пределами (космологические модели, предсказание траекторий навигационных спутников, предсказание солнечных и лунных затмений)
|
Аналитическая деятельность:
выделять среди свойств данного объекта, существенные свойства с точки зрения целей моделирования;
анализировать и структурировать данные при решении задач;
оценивать адекватность модели моделируемому объекту и целям моделирования;
исследовать с помощью информационных моделей информационные процессы.
Практическая деятельность (в том числе на примерах моделей, рассмотренных в других предметах):
формализовать инструкции (по заполнению бланков, приготовлению пищи, оперированию механизмами и т. д.), юридические определения и описания ситуаций и др.;
строить, исходя из явлений реального мира, и интерпретировать по отношению к этим явлениям описания: таблицы, диаграммы, графы, схемы, блок- схемы алгоритмов;
выбирать язык представления информации в соответствии сданной целью;
преобразовать одну форму представления информации в другую без потери возможности её практического использования, но с потерей возможности восстановления исходной формы представления информации;
решать задачи, относящиеся к поведению и построению конечных автоматов;
строить модели внутреннего состояния моделируемого объекта и процессов его изменения, используя конечные автоматы;
строить информационные модели в форме автоматов, в том числе конечных;
строить модели внутреннего состояния моделируемого объекта, используя величины и правила записи имён величин и работы с ними, принятые в языках программирования;
строить модели пошагового изменения состояния моделируемого объекта с течением времени или под влиянием внешних воздействий, используя систему программ, записанных на языке программирования;
строить несложные информационные системы
|
Тема 4. Логические конструкции в естественном языке. Необходимость формализации логики
в языках программирования (5 ч)
|
Примеры использования логических конструкций при постановке простейших задач управления и вычисления.
Логические конструкции в современных языках программирования: логические значения, логические операции, логические выражения.
Логический язык (связки, скобки), семантика. Элементы алгебры логики. Имена и значения.
|
Аналитическая деятельность:
анализировать логическую структуру фраз естественного языка; выявлять неоднозначности, неопределённости, непоследовательности и другие трудности, возникающие при таком анализе;
анализировать запросы к поисковым системам и к базам данных с точки зрения их логической структуры;
анализировать индуктивное построение формулы.
Практическая деятельность:
формально записывать условия принадлежности точки с заданными координатами простейшим фигурам на плоскости: начало координат, множество из двух точек, первый квадрант, замкнутый луч - биссектриса первого квадранта, полоса, параллельная одной из осей координат, и др.;
вычислять истинностное значение логической формулы, в том числе заданной на каком-нибудь языке программирования.
|
Тема 5. Общее понятие исполнителя. Примеры учебных исполнителей: Робот, Чертёжник, Черепаха, Кузнечик, Удвоитель и др. Режим непосредственного управления исполнителем. Исполнение команд и их цепочек формальным исполнителем.
Общее понятие обратной связи в процессе управления (6 ч)
|
Формальное описание учебного исполнителя: имя, среда, обстановка, система команд, система отказов.
Управление исполнителем с помощью команд- деиствий и их последовательностей.
Использование команд-вопросов для недопущения отказов. Использование команд-вопросов для получения информации, необходимой при целенаправленном управлении исполнителем.
Пульт управления учебным исполнителем, протоколирование процесса управления исполнителем.
|
Аналитическая деятельность:
анализировать системы команд и отказов учебных исполнителей: Робота, Чертёжника, Черепахи, арифметических исполнителей; придумывать аналогичные учебные исполнители и задачи по управлению ими;
анализировать процессы управления в различных системах и ситуациях как информационные процессы, неформально описывать команды-действия и команды-вопросы, роль обратной связи.
Практическая деятельность:
формально записывать условия для состояния учебного исполнителя с помощью логических выражений, включающих команды-вопросы;
командуя учебным исполнителем с помощью пульта, решать задачи по управлению исполнителем для достижения требуемого результата;
строить цепочки команд, дающих нужный результат при конкретных исходных данных для Робота, для вычисления значения конкретного арифметического выражения (исполнителем арифметических действий);
уметь записать (неформально) план управления учебным исполнителем при решении простейших задач, уметь записать (формально) план управления в какой-либо реальной системе программирования
|
Тема 6. Недостатки режима непосредственного управления исполнителем и режим программного управления исполнителем. Необходимость введения языка программирования. ЭВМ — исполнитель программ. Основные конструкции
современных процедурных языков программирования (8 ч)
|
Программа как план будущей деятельности. Программа управления исполнителем. Запись программы для исполнения её человеком. Способы записи программы для исполнения её человеком: словесный, формульный, табличный, графический, блок-схема, псевдокод.
Возможность исполнения формально записанной программы автоматическим устройством. Компьютер (ЭВМ) - исполнитель программ. Необходимость формализации правил записи программы. Программа как способ реализации алгоритма на компьютере.
Язык программирования. Основные конструкции современных процедурных языков программирования (на примере школьного алгоритмического языка): задание алгоритма, вызов вспомогательного алгоритма, ветвление и повторение. Рекурсия. Завершение процесса исполнения программы; возможные варианты не завершения процесса исполнения: отказы исполнителя, отказы компьютера, зацикливание.
Формализация основных конструкций построения алгоритмов (последовательное выполнение, повторение, ветвление). Имена программ и их использование. Рекурсия.
Имена с переменным значением. Присваивание значения.
Представление о различных языках программирования
|
Аналитическая деятельность:
для простейшей задачи по управлению исполнителем с помощью пульта записать программу несколькими способами: словесно, графически, блок-схемой;
анализировать работу с фиксированными и произвольными исходными данными следующих алгоритмов:
1)быстрое возведение в степень;
2)наибольший общий делитель;
3)Ханойские башни;
4)максимальное число.
Практическая деятельность (по составлению программ управления учебными исполнителями):
исполнять алгоритм при заданных исходных данных;
составлять блок-схему решения задачи;
строить динамические таблицы для решения модельных задач обработки и визуализации данных экономики и финансов;
преобразовывать один способ записи алгоритма в другой;
строить программы по словесному описанию процесса их исполнения рассматриваемыми исполнителями с использованием структурного редактора и основных алгоритмических конструкций;
строить программы по словесному описанию функций, вычисляемых рассматриваемыми исполнителями с использованием современной среды программирования и основных алгоритмических конструкций;
составлять и анализировать линейные программы;
составлять и анализировать программы с использованием вспомогательных алгоритмов, но без использования конструкций ветвления, повторения и без рекурсии;
составлять простейшие программы с конструкциями ветвления, повторения и рекурсии;
составлять и анализировать программы с использованием вспомогательных алгоритмов, конструкций ветвления и повторения.
|
Тема 7. Методология решения задач по нисходящей и восходящей схемам, её применение к простейшим задачам по управлению исполнителями (6 ч)
|
Сведение исходной задачи к подзадачам. Нисходящая схема: сведение решения исходной задачи к набору подзадач. Восходящая схема: формирование набора подзадач, которые могут быть использованы, последующее сведение к ним исходной задачи и решение подзадач
|
Аналитическая деятельность:
придумать задачу, решение которой требует участия нескольких человек, и свести её к нескольким задачам, решаемым одним человеком;
двумя разными способами свести заданную задачу управления учебным исполнителем к двум разным наборам подзадач;
выбирать разбиение исходной задачи на подзадачи и оформлять решения подзадач в форме подпрограмм;
использовать подпрограммы, реализованные при решении одной задачи, для решения других задач;
придумывать набор подпрограмм, позволяющий решить заданный набор схожих задач.
Практическая деятельность:
составить программу управления исполнителем для решения заданной задачи, используя заданный набор подпрограмм;
для заданной исходной задачи составить описание набора подпрограмм управления учебным исполнителем и программу решения задачи, использующую описанные подпрограммы.
|
Тема 8. Алгоритмические методы решения задач (8 ч)
|
Применение алгоритмов для решения формализованных задач.
|
Аналитическая и практическая деятельность:
уметь записать на языке программирования следующие алгоритмы и привести доводы в пользу их правильности:
нахождение количества максимальных среди трёх и четырёх заданных чисел; решение квадратного уравнения;
нахождение максимального числа среди заданной последовательности чисел;
сложение двух многозначных десятичных чисел, представленных массивами (строками) их десятичных цифр;
построение массива (строки), хранящего двоичные цифры числа, по массиву (строке), хранящему десятичные цифры того же числа;
поиск заданного числа или места для его вставки в «возрастающем» массиве чисел методом деления пополам;
проверка правильности арифметического выражения, состоящего из десятичных цифр, знаков сложения и умножения и круглых скобок;
уметь описывать процесс выполнения указанных выше алгоритмов для конкретных исходных данных;
придумать способ формальной записи решения задачи о волке, козе и капусте и аналогичных задач;
придумать формальный способ записи алгоритмов геометрических построений
|
Тема 9. Математические и физические основы информатики. Компьютер как универсальный исполнитель программ. Возможность моделирования любого исполнителя на компьютере путём создания программной модели этого исполнителя. Физические ограничения на эффективность процессов обработки информации (6 ч)
|
Реальный компьютер как физическое устройство, предназначенное для моделирования «идеального» абстрактного компьютера.
Общее описание абстрактного компьютера: память, разбитая на элементарные ячейки; именование (адресование) элементарных ячеек натуральными числами; слово - набор соседних ячеек, предназначенных для хранения порции информации (целого числа или команды); процессор — устройство, способное читать команды из памяти и производить операции с целыми числами и адресами, читать и записывать информацию в память. Счётчик команд и основной алгоритм работы процессора.
Переборные задачи. Проблема перебора.
Законы физики и понятие информации. Принцип фон Неймана - Ландауэра (уничтожение одного бита информации при заданной температуре требует рассеивания определённого количества энергии). Физические ограничения вычислительной мощности компьютера заданного размера. Обратимые и необратимые вычисления. Атомное строение вещества; современные микроэлектронные технологии и нанотехнологии.
|
Аналитическая деятельность:
анализировать трудности, возникающие при попытках реализации перебора всех элементов большого множества;
анализировать причины физических ограничений вычислительной мощности компьютера заданного размера.
Практическая деятельность:
сравнить временные показатели (эффективность) решения одной переборной задачи при использовании разных методов сортировки (например, для задачи сортировки большого массива слов в алфавитном порядке);
составить программные модели исполнителей Робот, Удвоитель, Водолей и аналогичных
|
Тема 10. Технические характеристики современных персональных ЭВМ и супер-ЭВМ. Применение современных
Супер ЭВМ (3 ч)
|
Перечень существенных характеристик персональной ЭВМ и их типичные значения по состоянию на сегодняшний день. Динамика количественных и качественных изменений ИКТ за последние 50 лет. Закон Мура.
Современные супер ЭВМ, примеры использования, единицы измерения их производительности. Научно-технические расчёты на ЭВМ. Предсказательное моделирование на супер ЭВМ (изучение свойств материалов путём прогнозирования поведения индивидуальных атомов; ускорение поиска новых лекарств путём геометрического моделирования взаимодействия белка с лекарством)
|
Аналитическая деятельность:
сравнивать производительность, стоимость приобретения и стоимость эксплуатации супер-ЭВМ и персональной ЭВМ.
Практическая деятельность:
реализовывать простейшие вычислительные алгоритмы:
построение таблицы пройденного пути по таблице средних скоростей;
приближённое нахождение корня функции, заданной таблицей;
приближённое нахождение корня функции, заданной формулой
|
Тема 11. Ключевые факторы в развитии ИКТ в мире: глобализация информационного пространства, стандартизация. Процессы общемировой стандартизации методов и аппаратно-программных средств для работы с информацией (5 ч)
|
Мировые информационные сети, их назначение, возможности и перспективы развития (широковещательные радиосети и телесети, спутниковое телевидение, системы глобального позиционирования, мобильная телефония, банковские сети, Интернет и подсистемы на базе Интернета). Мировое пространство почтовых адресов, мировое пространство телефонных номеров, мировое пространство адресов электронной почты, мировое пространство интернет адресов.
Мир предметов и его информационная модель. Штрих-коды, радиометки, стандарты именования созданных человеком объектов.
Стандарты хранения и экранного представления текстовой и графической информации. Юникод — стандарт машинного представления текстов естественных языков. Алфавиты, допускающие байтовую кодировку, байтовые стандарты кодирования (ASCII, КОИ-8Р, Windows 1251). Стандарты хранения аудиоинформации и видеоинформации.
Открытые стандарты представления данных и открытое программное обеспечение.
Стандартизация пользовательского интерфейса персонального компьютера и персонального устройства мобильной связи.
Интерактивные программные средства как исполнители команд пользователя. Меню как способ представления системы команд. Обзор используемых в образовательном процессе интерактивных программных средств.
Основные методы представления и изменения информации, используемые в текстовых редакторах, электронных таблицах, базах данных.
|
Аналитическая деятельность:
уметь оценивать охват территории России и всего мира мировыми информационными сетями;
уметь описывать положительные и отрицательные последствия стандартизации и монополизации аппаратных и программных средств информационных технологий;
уметь назвать несколько команд обработки текстов, общих для различных текстовых редакторов
Практическая деятельность:
уметь составлять формализованные или формальные описания простейших алгоритмов обработки текстовой информации (например, подсчёт числа слов и строк в заданном тексте или «разбавление» строки пробелами для достижения заданной ширины);
выполнять кодирование и декодирование текстов, используя таблицы: юникода (66 русских букв и 52 латинские буквы, пробел, цифры и специальные знаки), других стандартов кодирования (ASCII, КОИ-8Р, Windows 1251)
| |
|
|
Скачать 277.5 Kb.