"ІНФОРМАТИКА"

3. РОЗДІЛ "інформатика"

3.1. основи інформатики

1.           Інформація і повідомлення. Поняття інформації. Інформація і повідомлення. Властивості інформації. Поняття шуму. Способи подання повідомлень. Види повідомлень. Неперервні і дискретні повідомлення. Оцінювання і вимірювання інформації.

2.           Інформаційні процеси. Поняття про інформаційні процеси. Носії повідомлень. Форми та засоби передавання повідомлень. Опрацювання повідомлень. Кодування повідомлень. Кодування повідомлень у двійковому алфавіті. Універсальність двійкового кодування. Інформаційна діяльність людини. Інформаційні ресурси. Захист даних.

3.           Засоби обчислювальної техніки та історія їх розвитку. Історія розвитку обчислювальної техніки. Характеристика різних поколінь комп’ютерної техніки. Класифікація комп’ютерної техніки. Основні характеристики персонального комп’ютера.

4.           Системи. Поняття про системи. Матеріальні, абстрактні та змішані системи. Наочне подання складу і структури систем. Поняття про системний аналіз. Систематизація та класифікація. Знакові системи. Мови як знакові системи. Природні та формальні мови. Алгоритмічні мови та мови програмування як приклади формальних мов.

5.           Інформаційна (комп’ютерна) система. Поняття інформаційної (комп’ютерної) системи. Апаратна та інформаційна складові інформаційної системи. Функціональна схема та принципи роботи комп’ютера. Структурна схема ПК.

_________________________________________________________

6.           Інформаційна складова комп’ютерної системи. Поняття інформаційної складової комп’ютерної системи. Класифікація та призначення програмного забезпечення персонального комп’ютера.

7.           Апаратна складова інформаційної системи. Основні складові апаратного забезпечення комп’ютерних систем, їх функціональне призначення та основні характеристики.

8.           Архітектура комп’ютера. Поняття архітектури комп’ютера. Класична архітектура комп’ютера і принципи фон Неймана. Удосконалення і розвиток внутрішньої структури комп’ютера. Основний цикл роботи комп’ютера. Система команд комп’ютера і способи звернення до даних.

9.           Архітектура мікропроцесорів. Історія розвитку мікропроцесорів. Внутрішня організація мікропроцесора. Робота мікропроцесора з пам’яттю. Методи адресації. Формати даних. Опрацювання переривань. Робота мікропроцесора із зовнішніми пристроями. Приклад системи команд мікропроцесора.

10.      Арифметичні основи комп’ютерних систем. Системи числення, що використовуються в комп’ютерних системах. Показник економічності системи. Двійкова система числення, переваги двійкової системи числення.

11.      Логічні основи комп’ютерних систем. Алгебра висловлень і комп’ютер. Базові логічні елементи. Комбінаційні схеми та їх побудова. Поняття скінченного автомата. Приклади побудови функціональних схем цифрових автоматів.

12.      Подання (кодування) даних в пам’яті комп’ютера. Структура внутрішньої пам’яті комп’ютера. Біт, байт, машинне слово. Кодування символьних даних в пам’яті комп’ютера. Подання числових даних (цілих та дійсних чисел). Кодування графічних та звукових даних у пам’яті комп’ютера. Поняття про архівацію даних. Методи архівації.

13.      Засоби парольної ідентифікації та адміністрування. Ідентифікація, засоби парольної ідентифікації в операційних системах, в програмних додатках, в мережевих сервісах, способи захисту від перебирання паролів, варіанти заміни традиційних паролів, способи створення складних паролів.

14.      Архівування та резервне копіювання даних. Стискування, архівація даних, архіватор, ступінь стискування, коефіцієнт стискування, методи стискування файлів, резервне копіювання, технології резервного копіювання.

15.      Захист вмісту зовнішньої пам'яті. Носії даних, їх види і характеристики. Перспективні розробки у сфері зберігання вмісту запам'ятовуючих пристроїв, технології захисту оптичних дисків від несанкціонованого копіювання, діагностика та профілактика жорстких магнітних дисків, технології захисту флеш-накопичувачів, засоби відновлення пошкодженого і втраченого вмісту запам'ятовуючих пристроїв, гарантоване вилучення вмісту запам'ятовуючих пристроїв.

16.      Захист програмного забезпечення. Вразливості програмного забезпечення та засоби боротьби з ними, дослідження вихідних текстів програмного забезпечення, захист програм, встановлених на жорсткому диску, захист програм від вивчення.

17.      Захист вмісту запам'ятовуючих пристроїв від шкідливих програм. Комп'ютерні віруси і засоби боротьби з ними, історія комп'ютерних вірусів, класифікація комп’ютерних вірусів, антивірусні програми, типи антивірусних програм, методи розпізнавання шкідливих об'єктів, захист комп'ютера від шпигунських програм.

18.      Поширені види мережевих атак і способи захисту від них. Мережеві атаки, види мережевих атак, сегментація мереж, міжмережеві екрани, списки управління доступом (ACL), загрози використання глобальної мережі Інтернет, методи захисту.
19.      Організація безпровідного зв'язку, специфічні атаки на безпровідні мережі та способи захисту від них. Актуальні проблеми використання безпровідних мереж, типи загроз безпеці в безпровідних мережах, способи захисту даних в безпровідних мережах.

20.      Основні поняття криптографії. Коротка історія криптографії. Поняття криптології, криптографії. Ключ, шифрування, зашифровування, розшифровування, криптостійкість, криптоаналіз, методи криптоаналізу, криптографічні методи захисту даних. Алгоритми шифрування даних, симетричні криптографічні алгоритми, асиметричні криптографічні алгоритми. Основні поняття стеганографії. Стеганографічні методи і системи.

3.1.2. Інформаційні технології

21.      Операційні системи. Призначення та основні функції операційних систем. Основні етапи еволюції операційних систем. Основні компоненти операційних систем. Процеси, ресурси, віртуалізація, переривання. Забезпечення інтерфейсу користувача. Файлові системи. Організація файлової системи. Обслуговування файлової структури. Конфігурування системи. Класифікація операційних систем персонального комп’ютера. Створення системного диску.

22.      Конфігурування комп'ютерних систем. Вимоги до комп’ютера при виборі операційної системи. Встановлення операційної системи. Chipset. Налагодження характеристик Chipset (CHIPSET FEATURES SETUP). Функції BIOS. CMOS-пам’ять. Стандартні установки CMOS. Автоматичне конфігурування BIOS. Встановлення BIOS FEATURES SETUP. Призначення пунктів меню режиму SETUP. Автовизначення типу жорсткого диска. Форматування жорсткого диска. Особливості встановлення та видалення прикладного програмного забезпечення.

23.      Технологія опрацювання текстових даних. Системи опрацювання текстів. Засоби редагування та форматування текстів. Підготовка тексту до друку. Системи оптичного розпізнавання тексту, їх призначення і характеристики.

24.      Технологія опрацювання графічних даних. Комп’ютерна графіка. Системи опрацювання графічних даних. Принципи роботи в графічному редакторі. Растрова, векторна, фрактальна графіка. Кольорові моделі. Основні формати зберігання растрової графіки. Основні характеристики растрового зображення.

25.      Технологія опрацювання числових даних. Поняття електронних таблиць. Призначення і основні функції табличних процесорів. Математичні, статистичні функції, функцій баз даних в табличному процесорі. Групування даних, робота із зведеними таблицями. Діаграми.

26.      Бази даних. Моделі даних. Поняття бази даних. Моделі бази даних (ієрархічна, мережева та реляційна). Проектування баз даних. Модель “об’єкт-атрибут-зв’язок”. Опрацювання відношень.

27.      Системи управління базами даних. Поняття про системи управління базами даних (СУБД). Класифікація СУБД. Функції СУБД. Етапи проектування бази даних. Приклади систем управління базами даних. Технологія створення баз даних у СУБД.

28.      Прикладне програмне забезпечення математичного призначення. Комп’ютерна математика. Системи комп’ютерної математики (СКМ). Класифікація СКМ. Структура СКМ. Розв'язування математичних задач засобами СКМ. Програмування в CKM. Засоби візуалізації об'єктів в СКМ.

29.      Прикладне веб-орієнтоване програмне забезпечення математичного призначення. Системи комп’ютерної математики (СКМ). Веб-СКМ Sage. Інтерфейс. Введення виразів, виконання символьних перетворень, робота з графікою. Розв’язування математичних задач засобами веб-СКМ Sage.

30.      Прикладне програмне забезпечення спеціального призначення. Інструментальні програмні засоби для розв’язування прикладних задач з предметних галузей.
31.      Прикладне програмне забезпечення навчального призначення. Педагогічні програмні засоби (ППЗ) та їх класифікація. Характеристика ППЗ, що використовується у процесі навчання інформатики, математики, фізики, географії, біології у школі. Напрями використання апаратних і програмних засобів на основі мультимедійних технологій у навчанні.

3.1.3. комп’ютерні мережі та мережа Інтернет

32.      Загальні поняття локальних комп’ютерних мереж. Комп'ютерні мережі, їх класифікація. Мережеві стандарти. Принципи роботи в локальних комп’ютерних мережах. Принципи передавання даних в комп’ютерних мережах. Адресація в локальних мережах.

33.      Апаратна складова функціонування комп’ютерних мереж. Поняття сервера. Мережі з виділеним та невиділеним сервером. Однорангові мережі. Топології локальних комп’ютерних мереж. Архітектури комп’ютерних мереж. Апаратне забезпечення для побудови локальних мереж.

34.      Програмна складова функціонування комп’ютерних мереж. Поняття протоколу. Методи доступу в локальних мережах. Загальна характеристика мережевих функцій операційних систем. Облікові записи, ідентифікація користувача, права доступу. Доступ до мережевих дисків. Мережеві принтери.

35.      Загальна характеристика глобальної мережі Інтернет. Виникнення мережі Інтернет. Загальні принципи організації глобальної мережі. Провайдери. Апаратна, програмна та інформаційна складові глобальної мережі. Протоколи мережі Інтернет. Доменна система імен. Адресація в мережі Інтернет. Гіпертекстова система World Wide Web (WWW). Поняття гіпертексту. Програми-браузери.

36.      Основні сервіси глобальної мережі Інтернет. Загальна характеристика найпоширеніших сервісів глобальної мережі. Електронна пошта. Адреса електронної пошти та облікові записи, поштові скриньки, принципи роботи з ними. Поштові програми та їх налагодження. Поняття телеконференції. Сервери телеконференцій та групи новин. Спеціальні програми роботи з телеконференціями.

37.      Пошукові служби мережі Інтернет. Пошукові сервіси. Основні об'єкти та механізми пошуку даних. Використання найпопулярніших інформаційно-пошукових систем (ІПС) глобальної мережі, їх архітектура, принципи функціонування. Пошукові запити, використання спеціальних операторів для пошуку даних за допомогою ІПС мережі Інтернет. Релевантність та пертинентність запитів. Характеристика освітніх Інтернет-ресурсів.

38.      Технології на основі Веб 2.0. Загальна характеристика сервісів на основі Веб 2.0 (блоги, вікі, фото-, відеосервіси, карти знань, соціальні закладки, соціальні мережі тощо). Сервіси компанії Google, документи Google. Поняття про хмарні обчислення. Сучасні технології співробітництва з використанням засобів мережі Інтернет. Використання соціальних мереж та геоінформаційних технологій в освіті.

39.      Локальна мережа Iнтранет. Вивчення основних послуг Інтернет у локальній мережі Iнтранет.

3.1.4. моделювання, алгоритмізація і програмування

40.      Дані. Структури даних (статичні, динамічні). Основні операції над структурами даних.

41.      Інформаційне моделювання. Поняття про моделі та моделювання. Класифікація моделей. Вимоги до моделей. Поняття про інформаційні моделі. Способи подання інформаційних моделей.

42.      Математичне моделювання. Основні етапи розв’язування прикладної задачі з використанням комп’ютера. Поняття математичної моделі. Класифікація математичних моделей. Характеристика основних математичних методів моделювання інформаційних процесів та систем.

43.      Комп’ютерне моделювання. Поняття про комп’ютерну модель і комп’ютерне моделювання. Основні етапи комп’ютерного моделювання. Обчислювальний експеримент. Характеристика програмних засобів, що використовуються для моделювання. Галузі застосування комп’ютерного моделювання. Приклади.

44.      Комп’ютерне моделювання в економіці. Основна задача лінійного програмування (ЗЛП). Постановка та розв’язування. Графічні методи розв’язування ЗЛП з використанням комп’ютера. Постановка та розв’язування транспортної ЗЛП. Комп’ютерне моделювання економічних задач нелінійної оптимізації.

45.      Комп’ютерне моделювання фізичних систем. Роль комп’ютерного моделювання при дослідженні фізичних явищ і процесів. Приклади фізичних моделей та їх реалізації з використанням ІТ. Комп’ютерне моделювання механічних коливань, руху тіла під дією сили пружності. Комп’ютерного моделювання руху супутника Землі. Стохастичні моделі. Комп’ютерне моделювання броунівського руху.

46.      Комп’ютерне моделювання біологічних систем. Роль комп’ютерного моделювання при дослідженні біологічних систем. Поняття про математичну екологію. Моделі одновидової популяції та моделі типу "хижак-жертва". у біологічних системах Їх характеристики і комп’ютерне моделювання. Глобальні моделі розвитку людства.

47.      Алгоритмізація. Поняття алгоритму. Властивості алгоритму. Способи опису алгоритмів. Навчальна алгоритмічна мова. Базові структури алгоритмів. Технологія побудови алгоритму “згори до низу” та структурний підхід до розробки алгоритмів. Технологія структурного програмування.

48.      Алгоритми і теорія складності. Поняття про аналіз алгоритмів. Важливі алгоритми програмування: алгоритми пошуку і упорядкування, рекурсивні алгоритми. Алгоритмічні стратегії: методи розв’язування в лоб, жадібні алгоритми, „поділяй і володарюй”. Поняття складності алгоритмів.

49.    Основи теорії алгоритмів. Інтуїтивне поняття алгоритму. Необхідність уточнення поняття алгоритму. Поняття про алгоритмічні системи (класи точних алгоритмів). Питання розв’язності алгоритмічних проблем. Алгоритмічно нерозв’язні проблеми, приклади.

50.    Стійкість алгоритмів. Поняття про стійкість алгоритмів. Приклади стійких і нестійких алгоритмів.

51.      Обчислювальний експеримент, аналіз похибок. Поняття про обчислювальний експеримент. Точність обчислювального експерименту. Аналіз похибок. Коректність задачі. Число обумовленості. Приклади погано обумовлених задач. Особливості розв’язування погано обумовлених задач.

52.      Програмування. Основні методології (стилі, парадигми) програмування. Поняття програми. Сучасні мови програмування, їх класифікація. Системи програмування, основні функції і компоненти. Інтегровані середовища програмування. Поняття про інтерпретацію та компіляцію. Поняття редактора, транслятора, налагоджувача. Поняття "комп’ютерна програма".

53.      Процедурні мови програмування. Характеристика процедурних мов програмування. Структура інтегрованого середовища розробки програм. Призначення основних файлів інтегрованого середовища розробки програм. Алфавіт. Основні поняття мови: числа, рядки, ідентифікатори, описи, оператори. Структура програми. Основні розділи програми і правила їх опису.

54.      Основні поняття мови програмування. Алфавіт, числа, рядки, ідентифікатори, описи, оператори. Структура програми. Основні розділи програми і правила їх опису. Вираз, операція, операнд. Пріоритет операцій. Класифікація операцій. Характеристика арифметичних операцій. Математичні функції. Піднесення до степеня.

55.      Реалізація структур даних процедурною мовою програмування. Типи даних і засоби їх опису. Структури даних та їх опис. Динамічні структури даних, їх реалізація та основні прийоми роботи з ними.

56.      Методи впорядкування масивів. Методи впорядкування одновимірних масивів та їх реалізація в системах процедурного програмування: метод вибору, метод вставлянням, метод обміну ("бульбашки"). Бінарний пошук елемента із вказаними властивостями у впорядкованому одновимірному масиві.

57.      Опис та використання підпрограм. Реалізація базових алгоритмічних структур процедурною мовою програмування. Опис процедур та функцій процедурною мовою програмування. Реалізація рекурсивних алгоритмів процедурною мовою програмування. Процедури та функції, що призначені для роботи з випадковими числами. Модульне програмування та його реалізація в системах процедурного програмування.

58.      Об’єктно-орієнтоване та візуальне програмування. Основні положення методології об’єктно-орієнтованого і візуального програмування. Об’єктна модель системи об’єктно-орієнтованого візуального програмування: поняття класу, властивостей класу, методів класу та їх використання в процесі реалізації взаємодії об’єктів. Інкапсуляція, успадкування, поліморфізм.

59.      Об’єктно-орієнтовані та візуальні середовища програмування. Структура інтегрованого середовища розробки програм. Призначення основних файлів інтегрованого середовища розробки програм. Основні елементи управління. Властивості елементів управління. Види подій. Реакції на події. Розробка проектів в об’єктно-орієнтованому середовищі програмування. Аналіз задачі в термінах ООП, добір відповідних компонент в процесі візуального проектування та встановлення зв’язків між ними.

60.      Технології веб-програмування. Публікація веб-сторінок в глобальній мережі. Гіпертекст: поняття та історія, подання гіпертексту. Веб-сторінка, веб-вузол. Структура веб-сторінки. Мова HTML. Поняття тегу, контейнера. Форматування тексту у веб-документі. Веб-графіка. Види гіперзв’язків та їх реалізація. Списки, таблиці, фрейми. Використання CSS. Динамічний HTML. Основи програмування мовою JavaScript. Об’єктна модель веб-документа. Призначення і характеристики програмних засобів для створення веб-сторінок (веб-редакторів). Публікація веб-документів в мережі Інтернет.