karta kursu - Instytut Matematyki UP

Załącznik nr 7 do Zarządzenia Nr…………..
KARTA KURSU (realizowanego w module specjalności)
MATEMATYKA Z INFORMATYKĄ
(nazwa specjalności)
Nazwa
Teoretyczne podstawy informatyki
Nazwa w j. ang.
Foundations of Computer Science
Punktacja
ECTS*
Kod
dr Barbara Kuraś
Koordynator
3
Zespół dydaktyczny:
dr Barbara Kuraś
Opis kursu (cele kształcenia)
Celem realizacji kursu jest zapoznanie studentów kierunku Informatyka z podstawowymi zagadnieniami
praktycznymi informatyki dotyczącymi obsługi sprzętu i oprogramowania komputerów, jak również
z problematyką Internetu i wykorzystania komputerowych technik multimedialnych, a także z podstawami
teoretycznymi informatyki: teorią informacji, zasadami kodowania informacji, gramatykami języków
formalnych, problemami translacji języków programowania oraz elementami algorytmiki. Przygotowanie
studentów do samodzielnego uczenia się i uzupełniania wiedzy w zakresie podstaw informatyki.
Kurs prowadzony jest w języku polskim.
Warunki wstępne
Podstawowe wiadomości z matematyki i informatyki na poziomie szkoły średniej.
Wiedza
Umiejętności
Kursy
Uruchamianie komputera, obsługa systemu operacyjnego Windows Vista lub 7.
Wstępne kursy nie są wymagane.
Efekty kształcenia
Efekt kształcenia dla kursu
Odniesienie
do efektów
dla
specjalności
(określonych w
karcie programu
studiów dla modułu
specjalnościowego)
Po zakończeniu kursu student:
Wiedza
W01: zna systemy liczbowe, arytmetykę binarną, podstawy asemantycznej
teorii informacji i aspekty jej kodowania, scharakteryzuje i sklasyfikuje języki i
gramatyki formalne, rozpoznaje problemy akceptacji i translacji języków
formalnych i naturalnych, scharakteryzuje modele teoretyczne maszyn
cyfrowych oraz ich praktyczne realizacje, w tym architekturę komputerów,
najnowsze rodzaje procesorów, pamięci komputerowych i urzadzeń
zewnętrznych.
I_W01
1
W02: zna pojęcie algorytmu, jego strukturę, cechy i sposoby zapisu.
I_W06
Odniesienie do
efektów dla
specjalności
Efekt kształcenia dla kursu
(określonych w karcie
programu studiów dla
modułu specjalnościowego)
Po zakończeniu kursu student:
U01: obliczy entropię żródła informacji, zamieni liczby w różnych systemach
Umiejętności liczbowych, zakoduje binarnie liczby i znaki oraz zastosuje metody
kodowania Shannona, Fano i Huffmana. Umie posługiwać się arytmetyką
binarną. Przeprowadzi generację i akceptację prostych języków formalnych.
Potrafi zdefiniować i zbudować automat skończony i automat ze stosem.
Rozwiązuje problemy algorytmiczne przy pomocy maszyny Turinga. Potrafi
zapisać algorytmy i rozwiazywać je przy pomocy Maszyny von Naumanna.
U02: umie tworzyć proste algorytmy.
I_ U05
I_ U06
I_ U06
Odniesienie do
efektów dla
specjalności
Efekt kształcenia dla kursu
(określonych w karcie
programu studiów dla
modułu specjalnościowego)
Po zakończeniu kursu student:
Kompetencj K01: jest świadomy konieczności stałego uaktualniania wiedzy z zakresu
e społeczne informatyki, posiada zdolność do weryfikowania pozyskiwanych informacji,
wykorzystywania i krytycznej oceny nowego sprzętu komputerowego i
oprogramowania, a także analizy podstawowych problemów teoretycznych
informatyki .
K02: jest świadomy konieczności dzielenia się wiedzą informatyczną
w sposób zrozumiały dla innych
Orga
nizacj
a
Forma zajęć
15
I_ K02
Ćwiczenia w grupach
Wykład
(W)
A
Liczba godzin
I_ K01
K
L
S
P
E
30
Opis metod prowadzenia zajęć
Omawianie zagadnień teoretycznych, prezentacje multimedialne, omawianie przypadków, rozwiązywanie
zadań (ćwiczenia), referowanie zagadnień z użyciem środków multimedialnych.
2
Formy sprawdzania efektów kształcenia
E
–
le
ar
ni
ng
Ć
wi
cz
en
ia
w
ta
bli
co
w
e
X
X
X
X
Gr
y
dy
da
kt
yc
zn
e
W01
W02
U01
U02
K01
K02
Kryteria oceny
Z
aj
ęc
ia
te
re
no
w
e
Pr
ac
a
la
bo
ra
to
ryj
na
Pr
oj
ek
t
in
dy
wi
du
al
ny
Pr
oj
ek
t
gr
up
o
w
y
U
dz
iał
w
dy
sk
us
ji
X
X
X
X
X
X
R
e
f
e
r
a
t
X
X
X
X
Pra
ca
pis
em
na
(es
ej)
E
gz
a
mi
n
us
tn
y
E
gz
a
mi
n
pi
se
m
ny
In
ne
X
X
X
X

Ocena końcowa z ćwiczeń wystawiona będzie na podstawie ewaluacji (ocen
cząstkowych z kolokwiów oraz z przygotowanego (w formie prezentacji
multimedialnej) i wygłoszonego referatu (średnia ważona)).

Również udział w dyskusji i zaangażowanie w rozwiązywaniu zadań w trakcie
ćwiczeń.

Ocena końcowa z wykładu będzie wystawiona w oparciu o wiadomości
studenta wykazane w trakcie egzaminu.
Uwagi
Treści merytoryczne (wykaz tematów)
1) Podstawy asemantycznej teorii informacji: ilościowy aspekt informacji, miara niepewności, podstawowe
twierdzenie teorii informacji, jednostki pomiaru ilości informacji, niepewność maksymalna, redundancja i jej
rola. Kompresja.
2)Teoria kodowania: łącze informacyjne, formalna definicja kodowania, podstawowe własności kodów,
definicja sprawności kodu, sprawność a zwięzłość, krytyczna ocena metod kodowania Shannona, Fano
i Huffmana. Metody zabezpieczania kodów, reguła parzystości, odległość Hamminga i jej znaczenie, kod
paskowy. Systemy kodowania binarnego, oktalnego i heksadecymalnego liczb. Konwersje. Arytmetyka
binarna.
3)Języki i gramatyki formalne: gramatyki generacyjne i redukcyjne, definicja formalna i opisowa gramatyki
generacyjnej, rodzaje gramatyk generacyjnych a klasyfikacja języków formalnych. Hierarchia
Automaty a akceptacja i translacja języków formalnych : rodzaje automatów i ich możliwości akceptacji
przykładowych języków formalnych. Automaty z wyjściem a translacja. Parser i lexer jako elementy
kompilatora.
5) Języki i rodzaje programowania.
6) Modele maszyn cyfrowych:
maszyna Turinga: osprzęt i oprogramowanie, możliwości maszyny Turinga, uniwersalność maszyny
Turinga, minimalna uniwersalna maszyna Turinga, przykłady zastosowań maszyny Turinga.
Przykładowa Maszyna Cyfrowa von Neumanna (PMC): struktura i schemat blokowy, struktura słowa
maszynowego i jej konsekwencje. Sieć działań PMC. Przykładowy program w języku maszyny PMC.
3
7) Elementy architektury komputera.
8) Elementy algorytmiki: zadanie algorytmiczne, struktura algorytmów.
Wykaz literatury podstawowej (wybrane rozdziały)
1. C.E. Shannon „ Raboty po tieorii informacyii i kibiernietiki”, Moskwa 1963.
2. N. Abramson „Teoria informacji i kodowania” PWN, Warszawa 1969.
3. S. Kowalski i A.W. Mostowski „ Teoria automatów i lingwistyka matematyczna” PWN, Warszawa 1979.
4. J.E. Hopcroft i J.D. Ullman „ Wprowadzenie do teorii automatów, języków i obliczeń” PWN, Warszawa
1994.
5. D. Harel „ Rzecz o istocie informatyki – algorytmika ” WN-T, Warszawa 1992
6. R. Tadeusiewicz, P. Moszner, A Szydełko „Teoretyczne podstawy informatyki” WN WSP Kraków 1998
7. Cichy, Nomańczuk, Szpakowicz „Zbiór zadań z propedeutyki informatyki”
Wykaz literatury uzupełniającej
1. W. Turski „Propedeutyka infromatyki, PWN 1975
2. J. Glen Brookshear „Informatyka w ogólnym zarysie” W N-T Warszawa 2003.
3. I. Pohl, A . Shaw „The nature of computations:Introduction to Computer Science” Comp. Sci. Press Inc.
USA 1981
4. J. Papińska-Kacperek (red.) "Społeczeństwo informacyjne" PWN, Warszawa 2008
5. Strona internetowa przedmiotu: http://ux.ap.krakow.pl/~tpi/
Bilans godzinowy zgodny z CNPS (Całkowity Nakład Pracy Studenta)
Ilość godzin w kontakcie z
prowadzącymi
Ilość godzin pracy studenta
bez kontaktu z
prowadzącymi
Wykład
15
Konwersatorium (ćwiczenia, laboratorium itd.)
30
Pozostałe godziny kontaktu studenta z prowadzącym
5
Lektura w ramach przygotowania do zajęć
10
Przygotowanie krótkiej pracy pisemnej lub referatu po
zapoznaniu się z niezbędną literaturą przedmiotu
10
Przygotowanie projektu lub prezentacji na podany temat
(praca w grupie)
Przygotowanie do egzaminu
20
Ogółem bilans czasu pracy
90
Ilość punktów ECTS w zależności od przyjętego przelicznika
3
4