Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»

Факультет бизнес-информатики

Программа дисциплины

«Теоретические основы информационных технологий»

для поступающих в магистратуру на факультет бизнес-информатики

(направление подготовки магистра 080500.68 - «Бизнес-информатика», магистерская программа «Бизнес-информатика»)

Автор программы:

, к. т.н., *****@***ru

Одобрена на заседании кафедры
бизнес-аналитики «____»______________ 2013 г.

Зав. кафедрой ________________________

Рекомендована секцией УМС «Бизнес-информатика» «____»______________ 2013 г.

Председатель ________________________

Москва, 2013

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры – разработчика программы.

·  рабочим учебным планом университета по направлению 080500.68 «Бизнес-информатика» подготовки магистра для магистерской программы «Бизнес-информатика», специализация «Информационная бизнес-аналитика», утвержденным в 2011 г.

3  Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины является формирование у студентов комплекса теоретических знаний и методологических основ в области информационных технологий.

4  Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен

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

владеть:

·  навыками выбора теоретических моделей для описания и исследования конкретных информационных процессов;

·  навыками моделирования процессов получения (сбора), поиска, передачи, и обработки данных.

уметь:

·  обосновывать применимость теоретических моделей для описания конкретных информационных систем и процессов;

·  использовать теоретические методы и модели для исследования информационных процессов;

·  самостоятельно разрабатывать математические модели информационных процессов

В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

5  Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина относится к математическому и естественнонаучному циклу.

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента. Приступая к изучению дисциплины, студенты должны знать основы линейной алгебры (матрицы и матричные операции, векторные пространства, системы линейных уравнений и методы их решения, пространство решений), дискретной математики (множества, отношения, операции над отношениями, графы, деревья), комбинаторики (основные комбинаторные объекты и комбинаторные тождества), теории вероятности (понятие вероятности, дискретные случайные величины и их вероятностные распределения, математическое ожидание случайной величины);

Дисциплина является предшествующей для дисциплин: Программирование, Информационные процессы, системы и сети, Управление данными, Моделирование процессов и систем, Базы, данных, Методы разработки и анализа алгоритмов, Высокопроизводительные вычисления, Распределенные информационные системы, Семантические информационные системы, Интеллектуальные системы.

6  Тематический план учебной дисциплины

7  Формы контроля знаний студентов

7.1  Критерии оценки знаний, навыков

Студент должен:

·  продемонстрировать знание разделов дисциплины;

Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.

8  Содержание дисциплины

Тема 1. Представление информации

Понятие сообщения и его формы, знаки, алфавиты, понятие формального языка. Конечный вероятностный источник сообщений. Энтропия источника.

Кодирование сообщений источника и текстов. Равномерное и неравномерное кодирование. Дерево кода. Однозначное декодирование, префиксные коды. 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.

Основная литература

1.  Информатика: в 2 ч. Ч. 1:учебник / и др. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. С. 129-148.

2.  Новиков математика для программистов – СПб.: Питер 2006. с. 159-171.

Дополнительная литература

1.  Основы кодирования. М.: Техносфера, 2004. С. 23-34.

2.  Гаврилов и упражнения по дискретной математике. – М.: Физматлит, 2005. С. 235-246.

3.  Основы теории информации и криптографии: НГТУ, 2010. С. 23-49.

4.  , Яглом и информация. М.: Ком Книга 2006. С. 183-236.

Тема 2. Передача информации

Передача информации. Модель процесса передачи (двоичный симметричный канал). 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. Построение линейного группового кода по заданной проверочной матрице. Декодирование с использованием синдрома.

Защита информации при передаче, основные угрозы и методы защиты от них. Симметричная, асимметричная и комбинированная криптосистемы. Электронная цифровая подпись и принципы ее использования.

Основная литература

1.  Информатика: в 2 ч. Ч. 1:учебник / и др. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. С. 149-169.

2.  Новиков математика для программистов – СПб.: Питер 2006. с. 172-177.

Дополнительная литература

1.  Гаврилов и упражнения по дискретной математике. – М.: Физматлит, 2005. С. 43-55.

2.  Основы теории информации и криптографии: НГТУ, 2010. С. 52-79.

3.  Морелос- Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М.: Техносфера, 2005. С. 15-34.

Тема 3. Обработка информации

Моделирование процессов обработки данных конечными автоматами. Методы описания и анализа процессов распределенной обработки, Сети Петри. Основные задачи, решаемые с использованием сетей Петри (достижимость и покрываемость). Дерево достижимости и матричный метод анализа сетей Петри. Язык сети Петри.

Основная литература

1.  Информатика: в 2 ч. Ч. 1:учебник / и др. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. С. 170-198.

2.  Новиков математика для программистов – СПб.: Питер 2006. с. 172-177.

Дополнительная литература

1.  Современная прикладная алгебра. 2-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2005. С. 73-109.

2.  Гаврилов и упражнения по дискретной математике. – М.: Физматлит, 2005. С. 88-102.

3.  Гультяева теории информации и криптографии: НГТУ, 2010. С. 76-98.

9  Образовательные технологии

Образовательные технологии, используемые при реализации различных видов учебной работы: доклады, обсуждения, практическое решение задач.

10  Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

10.1  Тематика заданий текущего контроля

Вычисление энтропии конечного вероятностного источника

Нахождение точек шара в пространстве

Вычисление числа точек в сфере в пространстве

Вычисление числа точек в шаре в пространстве

10.2  Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

Вопросы к Разделу 1. Теоретические основы информатики

Вопросы к теме 1.1. « Представление информации»

1.  Вычисление энтропии конечного вероятностного источника.

2.  Построение кодового дерева по заданному множеству кодовых слов.

3.  Проверка существования префиксного кода с заданными длинами кодовых слов с использованием неравенства Крафта.

4.  Кодирование двоичным кодом Фано множества сообщений (для различного числа сообщений и частот их появления).

5.  Определение средней длины слова для заданного кода и частоты появления сообщений источника.

6.  Кодирование методом Хаффмена заданного конечного источника.

Вопросы к теме 1.2. « Передача информации»

1.  Нахождение точек шара радиуса r в пространстве (для различных значений r и n).

2.  Вычисление числа точек в сфере радиуса r в пространстве (для различных значений r и n).

3.  Вычисление числа точек в шаре радиуса r в пространстве (для различных значений r и n).

4.  Определение кодового расстояния Хемминга для заданного кодового множества.

5.  Построение линейного кода по заданной проверочной матрице.

6.  По заданной проверочной матрице найти порождающую матрицу.

7.  По заданной проверочной матрице произвести разбиение пространства на классы, выбрать лидеров и декодировать заданное сообщение (обнаружить и исправить, если возможно, ошибки).

Вопросы к теме 1.3. « Обработка информации»

1.  Используя матричный метод анализа сетей Петри, решить задачу о достижимости (покрываемости) заданной разметки сети.

2.  Проверка достижимости заданной разметки сети Петри матричным методом.

11  Порядок формирования оценок по дисциплине

Формирование оценок по учебной дисциплине производится в соответствии с Положением об организации контроля знаний, утвержденного Ученым советом НИУ ВШЭ от 01.01.2001, протокол №26.

В соответствии с Рабочим учебным планом, формами текущего контроля являются контрольная работа, реферат и домашнее задание. Каждая из форм текущего контроля оценивается по 10-балльной шкале. Итоговая оценка «О» формируется следующим образом:

О = 0, 5 ´ О1 + 0,5 ´ О2,

где:

О1 – оценка за работу на аудиторных занятиях;

О2 – оценка за ответ на зачёте.

При формировании оценок на основе весовых коэффициентов применяется округление до целого числа в большую сторону.

12  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

12.1  Базовый учебник

Информатика: в 2 ч. Ч. 1 и Ч. 2:учебник / и др. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.

12.2  Основная литература

Новиков математика для программистов – СПб.: Питер 2006.

12.3  Дополнительная литература

Современная прикладная алгебра. 2-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2005. С. 73-109.

Основы кодирования. М.: Техносфера, 2004. С. 23-34.

, Сапоженко и упражнения по курсу дискретной математики. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. С. 123-257

Гультяева теории информации и криптографии: НГТУ, 2010. С. 76-98.

Морелос- Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М.: Техносфера, 2005. С. 15-34.

, Яглом и информация. М.: Ком Книга 2006. С. 183-236.

12.4  Программные средства

Для подготовки практических задач, докладов и выступлений студентами используется современная учебно-лабораторная база, в том числе:

-  стандартные пакеты прикладных программ офисного назначения, в том числе:

o  информационные системы подготовки текстов (Microsoft Word);

o  системы электронных таблиц (Microsoft Excel);

o  системы подготовки презентаций (Microsoft PowerPoint);

12.5  Дистанционная поддержка дисциплины

Не предусмотрена.

13  Материально-техническое обеспечение дисциплины

Используются персональный компьютер (ноутбук) и проектор для проведения лекций и практических занятий, техническое оснащение компьютерных классов

Автор программы:

НИУ-ВШЭ________ ___доцент________ ________C.М. Ямпольский____

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)