Hsrs.ru

Самоучители онлайн
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Информатика и технологии программирования

Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого

Вы здесь

Информатика и технологии программирования

Телефон: (+375 232) 29-08-87
Адрес: 246746, Республика Беларусь, г. Гомель,
пр-т Октября, 48, корпус 2, каб. 222, 224
E-mail: kaf_info@gstu.by

Заведующий кафедрой:
доцент, кандидат технических наук
Трохова Татьяна Анатольевна

  • Разработка приложений для мобильных устройств
  • Разработка гибридных приложений
  • Управление разработкой программного обеспечения
  • Интернет-технологии и распределенная обработка данных
  • Разработка приложений для интернет
  • Языки программирования высокого уровня
  • Модели данных и системы управления базами данных
  • Технологии хранения и обработки больших объемов данных
  • Технологии разработки программного обеспечения
  • Алгоритмы и структуры данных
  • Введение в параллельные алгоритмы
  • Проектирование информационных систем
  • Основы алгоритмизации и программирования
  • Основы защиты информации
  • Основы бизнеса и права в информационных технологиях
  • Программирование
  • Объектно-ориентированное программирование
  • Архитектура вычислительных систем
  • Системное программирование
  • Избранные главы информатики
  • Методы оптимизации и управления
  • Операционные системы и среды
  • Методы трансляции
  • Системный анализ и исследование операций
  • Методы защиты информации
  • Основы web-программирования
  • Компьютерные сети
  • Тестирование и верификация программного обеспечения
  • Web-технологии
  • Инструменты и средства программирования
  • Современные средства проектирования информационных систем
  • Иностранный язык
  • Терминологический иностранный язык
  • Иностранный язык специальности
  • Иностранный язык (профессиональная лексика)
  • Математическое моделирование сложных систем
  • Математика. Математический анализ
  • Математика. Геометрия и алгебра
  • Дискретная математика и математическая логика
  • Теория вероятностей и математическая статистика
  • Методы численного анализа
  • Специальные математические задачи и алгоритмы их решения

Информатика — наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи, защиты и использования информации. Она включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.

Технологии программирования — совокупность алгоритмов и программ, используемых при реализации информационного процесса с помощью вычислительной техники.

Эта специальность отличается углубленной подготовкой: по специальным математическим дисциплинам, по методам анализа предметной области и создания технических спецификаций, методам управления разработкой программного обеспечения и инструментам управления проектами. Углубленная подготовка также предлагается по методам современного проектирования программных средств, информационных систем и баз данных, современных CASE-средств, проектирования и реализации бизнес-процессов.

Инженер-системный программист — это профессиональный разработчик программного обеспечения, способный проектировать крупные информационные системы и руководить программными проектами.

Технология программирования

Технологии программирования — технологии разработки программ для ЭВМ, которые будут использоваться людьми для решения различных задач на ЭВМ.

Содержание

Разработка ПО — это род деятельности (профессия) и процесс, направленный на создание и поддержание работоспособности, качества и надежности программного обеспечения, используя технологии, методологию и практики из информатики, управления проектами, математики, инженерии и других областей знания.

Надежность и качества программ для ЭВМ

Надежность программ для ЭВМ — это одно из основных качеств не только программ для ЭВМ, но и любого типа техники, приборов, машин и устройств, используемых в быту, в жизни, транспорте, связи и на производстве.

Основные критерии надежности в технике:

  1. отказоустойчивость,
  2. ремонтопригодность,
  3. живучесть.

Отказоустойчивость — это отсутствие отказов и сбоев в работе машин, приборов и устройств. В том числе — отсутствие сбоев и отказов в работе ЭВМ — электронных вычислительных машин (компьютеров). Наличие сбоев и отказов в работе машин, приборов и устройств говорит о их недостаточной или низкой надежности.

Ремонтопригодность — возможность внесения исправлений в машины, приборы и устройства при обнаружении в них сбоев, отказов или других дефектов. В том числе — в компьютерах, вычислительных устройствах, машинах, системах и комплексах.

Особенности программ для ЭВМ — программы не ломаются и не подлежат износу в отличии от всей остальной техники, приборов, машин и устройств. В этом смысле программы для ЭВМ обладают исключительной жизнестойкостью.

Наличие сбоев и отказов в работе ЭВМ при выполнении программ являются их конструктивными ошибками и дефектами, закладываемых при разработке или отладке программ на ЭВМ. Количество ошибок и продолжительность отладки программ обычно считается неизвестным.

Читать еще:  Прикладная информатика веб программирование и компьютерный дизайн

Ни в одном виде науки и техники нет такого положения с выявлением и исправлением ошибок и дефектов, как в программировании и разработке программного обеспечения для ЭВМ. Одна из крупнейших иностранных фирм объявила о появлении в их программной продукции неисправимых ошибок .

Программная продукция

Программная продукция — это программы для ЭВМ, поставляемые потребителям для ее установки и использования на ЭВМ или в сетях ЭВМ. Программная продукция должна являться одним из видов промышленной продукции и отвечать требованиям международных стандартов ISO.

Одно из основных требований международных стандартов ISO к промышленной продукции — это ее надежность поставляемых приборов, машин и устройств и в частности и в первую очередь — отказоустойчивость и отсутствие конструктивных ошибок и дефектов в поставляемой промышленной продукции.

Согласно Закону РФ «О защите прав потребителей» любой товар при обнаружении в нем дефектов подлежит замена либо возврату денежных средств за его приобретение и сопутствующие издержки.

Программный продукт в соответствии с международными требованиями ISO не должен содержат ошибок и дефектов, которые приводят к сбоям и отказам при выполнении этих программ на ЭВМ либо в сети ЭВМ.

Программы с дефектами и ошибками — это не продукт.

Основные этапы разработки программ

разработка ПО имеет дело с проблемами качества, стоимости и надёжности. Некоторые программы содержат миллионы строк исходного кода, которые, как ожидается, должны правильно исполняться в изменяющихся условиях. Сложность ПО сравнима со сложностью наиболее сложных из современных машин и космических проектов.

Технологии программирование включают:

  1. Анализ и постановка задач
  2. Проектирование — разработка спецификаций
  3. Проектирование — разработка алгоритмов
  4. Написание исходных текстов программ
  5. Тестирование и отладка программ
  6. Испытания и сдача программ
  7. Сопровождение программ

Основная часть работы программистов связана с написанием исходных текстов программ на одном из языков программирования, а также тестированием и отладкой программ на ЭВМ .

Исходные тексты программ, а также исполняемые файлы являются объектами авторского права и являются интеллектуальной собственностью их авторов и правообладателей.

Структурное проектирование программ

Информатика как научная дисциплина предлагает и использует на базе методов структурного программирования технологию надежной разработки программного обеспечения, используя тестирование программ и их верификацию на основе методов доказательного программирования для систематического анализа правильности алгоритмов и разработки программ без алгоритмических ошибок.

Данная методология программирования направлена на решение задач на ЭВМ, аналогичной технологии разработки алгоритмов и программ, используемой на олимпиадах по программированию отечественными студентами и программистами с использованием тестирования и структурного псевдокода для документирования программ в корпорации IBM с 70-х годов.

Методология структурного проектирования программного обеспечения может использоваться с применением самых различных языков и средств программирования для разработки надежных программ самого различного назначения.

Одним из больших проектов надежной разработки надежного ПО была разработка бортового программного обеспечения для космического корабля «Буран», в котором впервые использовался бортовой компьютер для автоматического управления аппарата, совершившего успешный старт и посадку космического корабля.

Обучение технологиям программирования

Обучение технологиям разработки ПО на основе методологии структурного проектирования программ была начата в начале 80-ых годов в МИЭМ при подготовке инженеров-математиков по специальности «Программное обеспечение ЭВМ» и изложена в наших учебниках информатики и программирования.

Наибольший успех — разработка базовых пакетов программ по информатике для отечественных и импортных персональных ЭВМ — БК, Корвет, УКНЦ, Ямаха и IBM PC, которые разошлись по всей стране в виде свободного и открытого ПО в конце 80-ых гг.

Читать еще:  Зачем учиться программированию

Все студенты МИЭМ с начала первого курса осваивали и осваивают псевдокод для описания алгоритмов и документирования всех разрабатываемых программ на языках Паскаль, Бейсик, Си, Фортан, ПЛ/1 и т.д. и т.п., а с третьего или даже второго курса приступают к разработкам ПО.

Наибольший успех достигался при обучении инженеров-математиков в МИЭМ и инженеров-экономистов в МАТИ, которые уже на первом курсе начинали разработки программ с доказательствами правильности составляемых алгоритмов относительно математических постановок решаемых задач.

Примеры решения задач с разработками алгоритмов и доказательствами их правильности изложены в вузовсих и школьных учебниках информатики Каймина, которые разошлись по всей нашей стране миллионным тиражом и вошли в стандарты образования в качестве спецификаций ЕГЭ по информатике.

50 тысяч школьников в 2009г. успешно сдали экзамены ЕГЭ по информатике, в спецификациях которых заложены основы алгоритмизации, логика, анализ правильности алгоритмов и элементы технологии программирования — основы современного профессионального программирования.

Информатика и технологии программирования в школе

Государственное общеобразовательное учреждение
средняя школа № 163 Центрального района

СОГЛАСОВАНО
Зав. кабинетом информатики
СПбГАППО
Петухова Е.В.
3.10.2003 г.

ПРОГРАММА «ИНФОРМАТИКА И ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ»

для 5-11 классов 163 школы Центрального района
с углубленным изучением программирования
(всего 510 учебных часов)

Автор: ПОЛЯКОВ К.Ю.

Основными задачами обучения информатике в средней школе можно считать следующие:

В современных условиях программа курса должна, по мнению автора, удовлетворять следующим основным требованиям:

Ни одна из программ, предлагаемых Министерством образования РФ (Программы общеобразовательных учреждений. Информатика, М: Просвещение, 2000), не удовлетворяет этим требованиям. Это обстоятельство вынудило автора составить свою собственную программу, которая (с ежегодными естественными модификациями) реализуется в 163 школе с 1991-1992 учебного года.

Курс предназначен для классов с углубленным изучением информатики и предусматривает (кроме обязательного базового курса)

На изучение курса отводится 510 часов (1 час в неделю в 5 классе, по 2 часа в неделю в 6-9 классах и по 3 часа в неделю в 10-11 классах). В старших классах дополнительное время на разработку собственных проектов учащимися обеспечивается за счет индивидуальных, факультативных и кружковых занятий. В программе курса предусмотрено примерно равное количество часов, отведенных на теоретические и практические занятия.

Одной из важнейших задач любого школьного курса является формирование навыков самостоятельного поиска информации. Поддержка предлагаемого курса осуществляется с помощью школьного Web-сайта (Интранет), в ходе выполнения работ учащиеся используют его ресурсы для получения дополнительной информации и самостоятельного освоения некоторых тем. Во всех классах, начиная с 6-ого, предусматривается широкое использование глобальной сети Интернет.

Содержание программы можно условно разделить на 3 взаимосвязанных блока: «Основы информатики», «Программирование» и «Компьютерные технологии». Ниже дается краткая характеристика особенностей программы по всем трем блокам.

В этом блоке особое внимание уделяется изучению фундаментальных понятий информатики, независимых от конкретной реализации на компютере. Среди них можно выделить следующие разделы

Основная содержательная часть этого раздела базируется на материале учебника [1] и собственных методических разработках автора.

Основная оригинальная часть специального курса представляет собой разработанную автором методику непрерывного обучения программированию на языке Си, начиная с 5 класса. Выбор языка Си в качестве основного связан с тем, что является и, скорее всего, в ближайшее время останется лидирующим языком профессионального программирования. Его главный конкурент — язык Паскаль — устойчиво теряет позиции среди специалистов и фирм-разработчиков сред программирования. Тем не менее, изучение языка Паскаль предусмотрено в качестве второго языка с перспективой последующего перехода на среду Delphi.

Наиболее плодотворной идеей в методике преподавания алгоритмизации является идея перехода от математических объектов и алгоритмов к исполнителям [2-5]. В предлагаемом курсе для записи алгоритмов используется оригинальный алгоритмический язык, основу которого составляют конструкции языка Си. Синтаксис языка Си был дополнен командами конкретных исполнителей — Черепаха [2], Робот и Чертежник [5], а также оператором цикла повтори (repeat), заимствованным из языка LOGO. Освоение основных алгоритмических конструкций на примерах управления исполнителем дает возможность избежать излишней математизации предмета. Более того, использование исполнителей облегчает восприятие учениками основных алгоритмических конструкций и позволяет изучать их с 5-6 класса.

Читать еще:  Олимпиады по программированию 2020 2020

Методика преподавания может быть выражена принципом «от частного — к общему«. В результате решения какой-то задачи учащиеся приходят к выводу о том, что существующих средств управления исполнителем недостаточно, и только после этого вводится очередная конструкция для конкретного случая, которая затем обобщается [5]. Заметим, что этот же принцип используется и при изучении других разделов: обобщение и систематизация проводятся только тогда, когда учащиеся уже в целом освоили какой-либо материал на практике и способны воспринять абстрактные понятия.

В старших классах предусмотрена глубокая профессиональная подготовка в области алгоритмизации, структур данных [6], численных методов и практических приемов программирования. Учащиеся изучают параллельно два основных современных языка профессионального программирования — Си и Паскаль. Особое внимание уделяется компьютерному моделированию [7] с помощью стандартных и собственных программ.

Попутно изучаются вопросы пользовательского курса, которые, как показывает практика, обычно не вызывают затруднений при достаточно высоком интеллектуальном уровне специализированных математических классов.

В программе предусмотрено глубокое изучение возможностей электронных таблиц и баз данных, в том числе фундаментальных теоретических вопросов. Это особенно важно в связи с тем, что существуют сотни различных реализаций прикладных программ и целесообразно изучать главным образом общие принципы их работы, руководствуясь афоризмом «Знание некоторых принципов заменяет знание некоторых фактов» (Гельвеций). Учащиеся осваивают Web-технологии, в частности, создают собственные Web-страницы, используют электронную почту, файловые архивы и форумы.

Большинство существующих учебников и пособий для средней школы, в которых рассматриваются компьютерные технологии, ориентируются, по мнению автора, на механическое повторение учащимся некоторых предписанных действий. В то же время при изучении технологий чрезвычайно важно добиться не просто механического выполнения действий, а понимания их сущности. Поэтому учащимся никогда не предлагается готовый алгоритм выполнения практических работ. На теоретических занятиях излагаются приемы решения тех или иных промежуточных задач, а практические работы построены так, что каждый учащийся вынужден самостоятельно определить последовательность своих действий. Это особенно важно потому, что во многих случаях нужную операцию можно выполнить по-разному, и каждый имеет возможность выбрать лучший именно для него способ решения задачи.

Желаемым конечным результатом на момент окончания полной средней школы является достижение учащимися уровня допрофессиональной компетентности как пользователь ПК и уровня функциональной грамотности в области программирования. Отдельные учащиеся могут достигать уровня компетентности как программисты, что предполагает возможность успешно работать самостоятельно по этой специальности.

Апробация в 1991-2003 годах подтвердила эффективность предлагаемых методик. Главное внимание уделяется развитию способности учащихся самостоятельно решать возникающие проблемы, а также искать информацию в доступных источниках (учебник, интерактивная справочная система, средства сети Интернет, конспект, справочная литература, книги). Ежегодно учащиеся, проходящие подготовку по данной программе, занимают около половины призовых мест на районных олимпиадах Центрального района Санкт-Петербурга по программированию.

Начиная с 10 класса возможно разделение класса на 2 потока, ориентированных на профессиональную подготовку по специальностям «лаборант-программист» и «оператор ПК» соответственно. Как показал эксперимент, это позволяет наиболее полно учесть интересы учащихся и лучше подготовить их к использованию вычислительной техники в выбранной будущей профессии. В конце обучения учащимся предоставляется возможность сдать профессиональный экзамен. Начиная с 1992 года, 104 человека сдали экзамен и получили квалификацию «лаборант-программист», а 127 человек — квалификацию «оператор ПК».

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector