Теоретические основы информатики

Бакалавриат 2019/2020

Статус: Курс обязательный

Направление: 38.03.05. Бизнес-информатика

Кто читает: Направление «Бизнес-информатика» Высшей школы бизнеса НИУ ВШЭ

Где читается: Направление «Бизнес-информатика» Высшей школы бизнеса НИУ ВШЭ

Когда читается: 1-й курс, 1 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Язык: русский

Кредиты: 8

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Теоретические основы информатики» направлена на формирование у студентов базовых знаний в области математических и логических основ построения вычислительной техники, навыков выбора теоретических моделей для описания и исследования конкретных информационных процессов, моделирования процессов получения (сбора), хранения, поиска, передачи, и обработки данных.

Цель освоения дисциплины

Освоение теоретических основ информатики, необходимых для изучения, понимания и разработки прикладных информационных технологий и систем.

Планируемые результаты обучения

Знать: понятие информации, основные свойства и виды (формы) информации, методы представления (кодирования) информации; основные модели процессов передачи, хранения, поиска и обработки информации; основные принципы криптографической защиты информации. Уметь: обосновывать применимость теоретических моделей для описания конкретных информационных систем и процессов; использовать теоретические методы и модели для исследования информационных процессов;

Содержание учебной дисциплины

Информация. Представление информации.
Понятие информации, ее основные свойства и особенности. Понятие сообщения и его формы, знаки, алфавиты, понятие формального языка. Информация и данные. Конечный вероятностный источник сообщений. Энтропия источника. Кодирование сообщений источника и текстов. Равномерное и неравномерное кодирование. Дерево кода. Однозначное декодирование, префиксные коды. Метод Маркова. Условия существования префиксного кода с заданными длинами слов, теорема Крафта. Методы построения префиксных кодов. Код Фано. Средняя длина кодового слова. Нижняя граница средней длины кодового слова. Оптимальное кодирование, свойства оптимальных кодов, построение оптимального кода методом Хафмена. Сжатие данных.
Передача информации Передача информации.
Основные способы передачи сообщений (последовательный, параллельный, синхронный и асинхронный). Модель процесса передачи (двоичный симметричный канал). Надежность передачи сообщений, способы повышения надежности. Принципы использования кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки. Расстояние Хемминга. Связь минимального расстояния кода с его характеристиками. Корректирующие возможности кодов, границы Хэмминга и Варшамова-Гилберта. Понятие линейного группового кода. По-строение линейного группового кода по заданной проверочной матрице. Свойства ли-нейного группового кода. Декодирование с использованием синдрома. Защита информации при передаче, основные угрозы и методы защиты от них. Основы цифровой стеганографии. Симметричная, асимметричная и комбинированная криптосистемы. Электронная цифровая подпись и принципы ее использования. Цифровые сертификаты.
Хранение и поиск информации.
Основные виды задач поиска. Описание запросов и объектов поиска. Модели информа-ционного поиска. Структуры хранения данных и методы доступа. Взаимосвязь способов хранения и эффективности поиска. Основы технологии баз данных. Модели данных, реляционная модель данных. Реляционная алгебра. Запросы в виде реляционных выражений. Эквивалентность, сложность и оптимизация запросов. Основы написания запросов на языке SQL.
Обработка информации.
Понятие алгоритма и его свойства. Способы формальной записи алгоритмов. Моделирование процессов обработки данных конечными автоматами. Автоматы Мили и Мура. Преобразование автоматов. Минимизация состояний автомата. Распределенная обработка информации и проблемы взаимодействия параллельно выполняемых процессов обработки. Методы описания и анализа процессов распределенной обработки. Сети Петри. Основные задачи, решаемые с использованием сетей Петри (ограниченность, активность, достижимость, покрываемость). Дерево достижимости и матричный метод анализа сетей Петри. Язык сети Петри.

Элементы контроля

Контрольная работа
реферат

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (1 модуль)
0.6 * Контрольная работа + 0.4 * реферат

Программа дисциплины