Концепция базовой подготовки студентов машиностроительных специальностей по информатике в КТИ ВолгГТУ: Учебное пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

П. В. Ольштынский, А. А. Эпов, С. Н. Ольштынский

КОНЦЕПЦИЯ БАЗОВОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ПО ИНФОРМАТИКЕ В КТИ ВолгГТУ Учебное пособие

РПК «Политехник» Волгоград 2006

УДК 519.682 (075.8) О 56 Рецензенты: В. А. Носенко, А. Ф. Веников Ольштынский П. В., Эпов А. А., Ольштынский С. Н. Концепция базовой подготовки студентов машиностроительных специальностей по информатике в КТИ ВолгГТУ: Учеб. пособие / ВолгГТУ, Волгоград, 2006. – 47 с. ISBN 5-230-04719-4 Концепция разработана в соответствии с требованиями Государственных стандартов. Она предназначена для методического обеспечения, поддержки и сопровождения процесса обучения студентов информатике на основе использования новых технологий и средств вычислительной техники и направлена на повышение качества функционирования образовательной системы КТИ ВолгГТУ. Концепция реализует связь базовой информатики со специальными дисциплинами в рамках непрерывной компьютерной подготовки бакалавров и инженерных кадров машиностроительных специальностей. Учебное пособие может быть использовано студентами других специальностей, изучающими дисциплину «Информатика», а также преподавательским составом, обеспечивающим занятия по данной дисциплине. Ил. 1. Табл. 2. Библиогр.: 14 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

ISBN 5-230-04719-4

©

2

Волгоградский государственный технический университет, 2006

ВВЕДЕНИЕ Информатика – динамично развивающая область научных знаний, связанных с получением, хранением, обработкой, передачей и использованием информации с помощью ЭВМ. Эта наука не только позволяет понять принципы работы и возможности использования ЭВМ, но и дает представление о законах и методах преобразования информации в ходе информационного процесса как в природе, так и в обществе. Основу информатики составляют три технических достижения: 1) появление новой среды накопления информации на машинных носителях; 2) развитие средств связи, обеспечивающих доставку информации практически в любую точку земного шара без существенных ограничений во времени и расстоянии; 3) возможность автоматизированной обработки информации. Сложность изучения современной информатики связана с опережающим ростом производства и непрекращающимся процессом совершенствования ЭВМ, а также бурным развитием информационных сетей и созданием новых информационных технологий. Особое место в современной информатике и информационной технологии занимает персональная ЭВМ (компьютер), реализующая развитый человеко-машинный интерфейс, большое число готовых программных средств, новые типы носителей информации. В настоящее время персональный компьютер используется как инструмент, позволяющий эффективно организовать рабочее место и время специалиста и способный оперативно решать широкий круг инженерных задач. К таким задачам относятся систематизированное хранение, быстрый поиск, обновление и корректировка информации, статистическая обработка данных для выявления тенденции и прогноза; программирование, моделирование, проектирование, обучение, диагностика и управление объектами, процессами, системами; доступ к данным других компьютеров. Появление персональных компьютеров ознаменовало собой начало революции в области информатики, привело к возникновению и росту информационных компонентов во всех сферах жизни общества: в производстве, науке, образовании, медицине. Анализируя вышеуказанные особенности информатики, можно сделать вывод, что для преподавания информатики в сложившихся условиях необходимо расширенное взаимодействие учебных программ общетехнических и специальных дисциплин с учебной программой курса информатики. При таком подходе практические приемы работы со средствами вычислительной техники закрепляются не только в рамках дисциплины «Информатика», но и в течении всего периода обучения при проведении учебных занятий по самым разным дисциплинам. 3

Процесс перехода к информационному обществу охватил сегодня все развитые страны, выдвинув на первые позиции те страны, где технология переработки информации реализуется с использованием самых последних достижений науки и техники, где успешно решаются задачи подготовки специалистов высшей квалификации на основе системности и непрерывности образования. 1. БАЗОВАЯ ПОДГОТОВКА ПО ИНФОРМАТИКЕ КАК ОСНОВА ДОСТИЖЕНИЯ НОВОГО КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ Осуществление информатизации общества требует особой информационной политики, основные положения которой применительно к системе образования России концептуально осознаны и сформулированы. Разрабатывается и осуществляется ряд государственных межотраслевых научно-технических программ, предусматривающих выполнение широкомасштабных проектов информатизации образования по следующим основным направлениям: • совершенствование базовой подготовки студентов по информатике и новым информационным технологиям; • совершенствование системы подготовки и переподготовки преподавательских кадров в области новых информационных технологий; • информатизация процесса обучения и воспитания; • оснащение системы образования новейшими техническими средствами информатизации; • создание современной национальной информационной среды и интеграция в нее учреждений образования; • создание на базе новых информационных технологий единой системы дистанционного образования в Российской Федерации; • участие России в международных программах, связанных с новыми информационными технологиями в образовании. В историческом аспекте в становлении базовой подготовки по информатике в вузах России можно выделить три периода: до 1985 г., 1985– 1990 гг. и с 1991 г. по настоящее время. До 1985 г. в вузах России для инженерных, экономических и физикоматематических специальностей читались учебные дисциплины «Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах», «Основы вычислительной техники и программирования», «Алгоритмические языки и программирование» и им подобные. Программы этих учебных дисциплин разрабатывались методическими советами при МинВУЗе СССР, были типовыми и обязательными для всех вузов. 4

Для обеспечения подготовки по информатике студентов системы высшего образования в 1995–1998 гг. были выпущены комплексы учебных пособий по базовой информатике, системам автоматизированного управления и проектирования, микропроцессорной техники. К подготовке этих учебных пособий были привлечены лучшие специалисты и преподаватели. В 1986–1988 гг. была организована массовая подготовка преподавателей всей системы высшего образования в области использования вычислительной техники. В 1987 г. была разработана концепция преподавания базовой информатики, охватывающая все уровни образования. Ставилась задача разработать, насколько это возможно, структуру содержания подготовки по информатике для непрерывного её изучения: от освоения техники вычислений с использованием микрокалькуляторов до высших ступеней профессионального использования вычислительной техники, предполагающих умение программировать, разрабатывать и встраивать в приборы и оборудование микропроцессорные устройства, разрабатывать системы автоматизации проектирования в своей профессиональной области. Разработанную и внедренную во второй половине 80-х годов концепцию формирования содержания подготовки по информатике в системе высшего образования России отличала компетентность, нацеленность на перспективные требования к знаниям, навыкам и умениям студентов, завершенность с точки зрения ее учебно-методического обеспечения, что позволило в основных чертах сохранить ее актуальность до настоящего времени. С начала 90-х годов претерпевает существенное изменение содержание курса базовой информатики, уменьшается количество учебных часов, отводимых на изучение программирования. Всё больше внимания уделяется изучению новых информационных технологий. Нацеленность на изучение в курсе базовой информатики новых информационных технологий, признание высокого развивающего потенциала информатики и ее особой роли в формировании современного информационного общества стали исходными положениями при разработке современной концепции преподавания базовой информатики в КТИ Волг ГТУ. Цель базовой подготовки по информатике – дать обучаемым знания по основам информатики и вычислительной техники, необходимые в дальнейшем для получения специальной подготовки на выпускающих кафедрах в различных областях применения вычислительной техники и информационных технологий.

5

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ Отличительными особенностями предлагаемой концепции преподавания информатики в КТИ Волг ГТУ являются: • признание высокого развивающего потенциала информатики и придание ей статуса фундаментальной дисциплины; • соответствующее современным воззрениям представление о структуре предметной области информатики; • модульное представление изучаемой предметной области в отличие от ранее использовавшегося дисциплинарного; • использование современных информационных технологий системного модульного формирования содержания подготовки, основанного на деятельном подходе и позволяющего, исходя из государственных стандартов, сформировать программу, ориентированную на характеристики будущей профессиональной деятельности обучаемого с учетом его личностных интересов и особенностей; • ориентация на новые информационные технологии обучения. Структура предметной области информатики как фундаментальной дисциплины включает четыре самостоятельных раздела: теоретическую информатику, средства информатизации (технические и программные), информационные технологии, социальную информатику. Структура и содержание разделов приведено в табл.1. Таблица 1 Структура и содержание разделов информатики Фундаментальные основы информатики

Теоретическая информатика

Информация как семантическое свойство материи. Информация и эволюция в живой и неживой природе. Начала общей теории информации. Методы и единицы измерения информации. Информация, ее виды и свойства. Макро - и микроинформация. Математические и информационные модели. Теория алгоритмов. Представление числовой информации в информационных системах и цифровых автоматах (ЦА). Контроль работы ЦА. Стохастические методы в информатике. Вычислительный эксперимент как методология научных исследований. Информация и знания. Семантические аспекты интеллектуальных процессов и информационных систем. Информационные системы искусственного интеллекта. Методы представления знаний. Познание и творчество как информационные процессы. Теория и методы проектирования автоматизированных информационных систем и технологий.

6

Продолжение табл. 1 Фундаментальные основы информатики

технические

реализации технологий

программные

Средства информатизации

системные

универсальных

профессиональноориентированных

Информационные технологии

Персональные компьютеры. Устройства ввода/вывода, отображения информации. Аудио- и видеосистемы, системы мультимедиа. Сети ЭВМ. Серверы и рабочие станции. Технические устройства организации сетей и данных. Средства связи и компьютерные телекоммуникационные системы. Базовое программное обеспечение. Операционные системы и среды. Утилиты. Системы и языки программирования. Сервисные оболочки, системы пользовательского интерфейса. Программные средства межкомпьютерной связи (системы теледоступа), вычислительные и информационные среды. Текстовые и графические редакторы. Системы управления базами данных. Процессоры электронных таблиц. Интегрированные системы. Средства моделирования объектов, процессов, систем. Информационные языки и форматы представления данных и знаний. Словари и классификаторы. Средства защиты информации от разрушения и несанкционированного доступа. Издательские системы. Системы реализации технологий автоматизации расчетов, проектирования, обработки данных (учета, планирования, управления анализа, статистики и т.д.). Системы искусственного интеллекта (базы знаний, экспертные системы, диагностические, обучающие и др.). Ввод/вывод, сбор, хранение, передача и обработка данных. Подготовка текстовых и графических документов, технической документации. Интеграция и коллективное использование разнородных информационных ресурсов. Обработки аналоговой и цифровой информации. Сетевые технологии обработки данных. Мультимедийные технологии. Зашита информации. Программирование, проектирование, моделирование, обучение, диагностика, управление (объектами, процессами, системами). Мировоззренческие, экономические и правовые аспекты информационных технологий

7

Окончание табл. 1 Фундаментальные основы информатики

Социальная информатика

Информационные ресурсы как фактор социально - экономического и культурного развития общества. Информационное общество ─ закономерности и проблемы становления и развития. Информационная инфраструктура общества. Проблемы информационной безопасности. Новые возможности развития личности в информационном обществе. Проблема демократизации в информационном обществе и пути их решения. Информационная культура и информационная безопасность личности

Тео рет ич еская и н фо р ма ти ка – это математизированная наука. Она формируется в значительной мере под влиянием потребностей обучения информатике и складывается из ряда разделов математики: теории алгоритмов и автоматов, математической логики, теории формальных языков и грамматик, реляционной алгебры, теории информации, исследования операций др. Теоретическая информатика старается методами точного анализа ответить на основные вопросы, возникающие при работе с информацией, например вопрос о количестве информации, сосредоточенной в той или иной информационной системе, наиболее рациональной организации таких систем для хранения и поиска информации, а также о существовании и свойствах алгоритмов преобразования информации. Конструкторы устройств хранения данных проявляют большую изобретательность, увеличивая объем и плотность хранения данных на дисках, но в основе этой деятельности лежат теория информации и теория кодирования. Для решения прикладных задач существуют программы, но для того, чтобы грамотно поставить прикладную задачу, привести ее к виду, который подвластен компьютеру, обработать результаты вычислительного эксперимента надо знать основы информационного и математического моделирования, вероятностные методы оценки. Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям конкретных информационных технологий, процессов и средств их протекания. Всем им характерны такие понятия, как носители информации, каналы связи, информационные контуры, сигналы, прямые и обратные связи, данные, сведения и т.д. Все они описываются такими характеристиками, как надежность, эффективность, релевантность, достоверность, информационный шум, избыточность и др. Все они делятся на различные фазы и процессы: прием, кодирование, 8

передача, декодирование, хранение, извлечение, отображение информации. Решающее значение для рождения теоретической информатики имеет появление информационных технологий высшего уровня, основанных на искусственном интеллекте. Ср едства инфо рма тиз ации делятся на тех нич еские и пр огра ммны е. Т ех ни че с ки е средства включают устройства обработки, отображения и передачи данных, а именно: ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование (включая средства связи и телекоммуникаций). В познании деятельности технических средств есть несколько уровней. Первый из них – это уровень ЭВМ, общие принципы построения которых, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных функциональных узлов, называется архитектурой ЭВМ. Этот уровень также реализует вопросы управления аудио- и видеосистемами и системами мультимедиа. Второй уровень включает периферийные устройства современных компьютеров: накопители, устройства управления, ввода и вывода информации и др. Третий уровень – это аппаратное обеспечение компьютерных сетей и телекоммуникаций. Простейшим видом сети является одноранговая сеть, обеспечивающая связь персональных ЭВМ конечных пользователей и позволяющая совместно использовать дисководы, принтеры, файлы. Более развитые сети помимо ЭВМ конечных пользователей – рабочих станций – включают специальные выделенные компьютеры – серверы. Аппаратное обеспечение компьютерных сетей и телекоммуникаций составляют ЭВМ различных типов, средства связи, оборудование абонентских систем, оборудование узлов связи, аппаратура связи и согласования работы сетей. Пр ограммные средства информатизации образуют сложную конструкцию программного обеспечения (ПО) ЭВМ, в состав которого входят системные средства (объединяющие базовое, системное и служебное ПО), а также средства реализации технологий (универсальных и профессионально-ориентированных). Базовое ПО отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами и непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами. Системное ПО обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, т.е. выполняют «посреднические» функции. Другой класс программ системного ПО отвечает за взаимодействие с пользователем. Эти программные средства поддерживают систему пользовательского интерфейса. Совокупность систем9

ного ПО образует ядро операционной системы компьютера, наличие которого – непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой. Для облегчения взаимодействия пользователя с компьютером существуют так называемые сервисные оболочки операционных систем – программы, делающие наглядным и простым выполнение базовых операций над файлами, каталогами и др. с использованием меню, защитой от необдуманных и ошибочных действий и разветвленной контекстной помощью. Для автоматизированного создания программ на выбранном языке программирования системные средства включают системы программирования, в стандартную поставку которых входит комплекс специальных программ: компилятор, редактор связей и библиотеки функций. Кроме того, системные программные средства обеспечения сетевых технологий имеют в своем составе широкую гамму систем теледоступа, вычислительных и информационных сред. Основное назначение программ служебного ПО – их называют утилитами – состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Некоторые служебные программы изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций. Программные ср ед ст ва р еали за ци и уни вер саль ных комп ьютерных т ех но ло гий представляют собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Самыми востребованными в этом классе программ являются текстовые процессоры – программы, предназначенные для работы с текстовой информацией. Большую популярность приобрели программы обработки графической информации. Различные типы графических редакторов позволяют быстро строить изображения, вводить иллюстрации с помощью сканера или видеокамеры, создавать анимационные ролики. Для выполнения расчетов и дальнейшей автоматизированной обработки числовой информации существуют специальные программы – процессоры электронных таблиц. Характерными для них является большой объем перерабатываемой информации, необходимость многократных расчетов при изменении исходных данных. Одним из наиболее перспективных направлений развития информационных технологий является создание специальных средств для создания и хранения гигантских массивов информационных данных и последующей нечисловой обработки их – поиска, отбора и сортировки. Для компьютерной обработки подобных баз данных используют системы управления базами данных. Желание объединить функции различных прикладных программ в 10

единую систему привело к созданию интегрированных систем. Универсальные интегрированные системы разрабатывались по принципу единой системы, содержащей в качестве элементов текстовые и графические редакторы, электронные таблицы и систему управления базами данных. Анализ развития программных средств обеспечения универсальных компьютерных технологий позволяет утверждать, что они постоянно эволюционируют в направлении появления качественно новых прикладных программ (включая языки и форматы) представления данных и знаний, электронных словарей и переводчиков, справочников-классификаторов, средств защиты информации (антивирусных программ, способов защиты программ и данных) К программным с ре д ст вам р еали зации проф ес сио наль но о р и ен -ти ро ва нны х т е хно ло гий относятся программные пакеты информационных систем: издательских, обработки информации и управления, автоматизированного проектирования, искусственного интеллекта и др. (см. раздел 3). И нфо р м а цио н ные тех нологии возникли как результат развития средств вычислительной техники, техники связи и направлены на решения задач сбора, передачи, обработки, хранения, накопления и представления информации. Информационные технологии – это совокупность моделей, методов и средств организации и автоматизации информационного процесса. Система, реализующая операции с данными (ввод/вывод, сбор, обработка, хранение и передача) в ходе информационного процесса представляет собой сложный программно-аппаратный комплекс. Так как информация очень разнообразна по содержанию и виду обслуживаемой ею человеческой деятельности (научная, производственная, управленческая, экономическая, экологическая, правовая и др.), то каждый вид информации имеет свои особенные технологии реализации ее вычислительной системой, смысловую ценность, формы представления и отображения на физическом носителе, требования к точности, достоверности, оперативности отражения фактов, я в л е н и й, про це ссов . Самыми попу лярны ми фу нк ц иями вы числ ител ь но й сис т ем ы н а сегодняшний день является создание текстовой и графической информации. Осуществить работу по созданию текстовых массивов позволяют текстовые процессоры, поставляемые в составе программных приложений к операционным системам и операционным оболочкам. Такие программные продукты позволяют пользователю не только набрать текст, но выполнить над ним ряд операций: редактирование, рецензирование, форматирование, разбивка текста на страницы, использование разнообразных шрифтов, сохранение, просмотр, печать документов и многое другое. 11

В каждой ПВЭМ есть плата управления монитором или графический адаптер, который служит для вывода изображения на экран монитора. Графические данные в ПЭВМ могут использоваться компьютером в двух формах: в виде отдельных битов информации и в виде минимального набора векторов. В зависимости от метода описания графических данных осуществляется и разбиение на типы графических редакторов – программ для создания и обработки графической информации. В данном классе различают следующие категории: растровые редакторы (графический объект представлен в виде комбинации точек); векторные редакторы (элементарным объектом векторного изображения является линия); 3D-редакторы (проектируемый объект – трехмерное графическое изображение). Одной из востребованных информационных технологий, обеспечивающих вычислительной системой, является подготовка технической документации, содержащей как числовую, так и нечисловую информацию, а также ее обработку, систематизацию и хранение. Этой цели служат табличные процессоры и системы управления базами данных (СУБД) – инструменты доступные непрофессионалам. Документ табличного процессора называется рабочей книгой. Она состоит из рабочих листов – прямоугольных матриц, строки и столбцы которых образуют ячейки, имеющие свой номер. Современные СУБД позволяют создавать и использовать документы семи различных типов: таблицы, запросы, формы, отчеты, страницы, макросы и модули. Сети ЭВМ породили существенно новые технологии обработки информации – сетевые технологии, основными задачами которых является обеспечение совместимости оборудования (в том числе коммуникационного) по электрическим и механическим характеристикам, обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных, эффективная обработка (кодирование) аналоговой и цифровой информации в линиях связи. Решение этих задач относится к области стандартизации и основано на модели взаимодействия открытых систем. Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями, которые стали возможными благодаря сетевой технологии интеграции: обеспечение коллективного использования аппаратных и программных ресурсов сети; обеспечение коллективного доступа к ресурсам данных. Мультимедийные технологии направлены на создание продукта, содержащего коллекции изображений, текстов и данных, сопровождающихся звуком, видео, анимацией и другими визуальными эффектами, и включающего интерактивный интерфейс и другие механизмы управления. Появление систем мультимедиа подготовлено как требованиями практики, так и развитием теории. Однако значительный рывок в этом 12

направлении обеспечен бурным развитием компьютерной техники и технологии. Это и резко возросшие объем памяти, быстродействие, графические возможности, характеристики внешней памяти, и достижения в области видеотехники, лазерных дисков, а также их массовое внедрение. Важную роль сыграла разработка методов быстрого и эффективного сжатия/развертки данных. В вычислительных системах и сетях сосредоточивается информация, исключительное право на пользование которой принадлежит определенным лицам или группам лиц. Такая информация должна быть надежно защищена от всех видов постороннего вмешательства. В настоящее время успешно реализуются технологические принципы защиты, основанные на использовании следующих средств: • физических (охрана территории, помещений, оборудования; нейтрализация излучений и наводок; создание препятствий визуальному наблюдению и подслушиванию; противопожарная защита; блокировка действий нарушителя); • аппаратных (средства защиты процессора, памяти, терминалов, устройств ввода/вывода, каналов связи); • программных – внешняя защита (защита каналов связи, территории, помещений, устройств), внутренняя защита (защита операционной системы, баз данных и программного обеспечения, шифрование, идентификация и установление подлинности, контроль и управление доступом). Новые информационные технологии все настойчивее проникают в различные сферы научной и производственной деятельности общества: программирование, проектирование, моделирование, обучение, диагностику, управление (объектами, процессами, системами). Современная технология программирования опирается на широкое использование автоматизированных систем быстрого проектирования программ, в состав которых входят: текстовый редактор, компилятор, редактор связей, библиотеки функций, отладчик. В этих условиях разработка компьютерной программы в общем случае сводится к выбору стиля программирования, написанию в нем исходного текста программы, состоящей из последовательности команд на языке высокого уровня в соответствующей системе программирования, к отладке и тестированию программы. Решение прикладных научно-технических задач моделирования, проектирования, обучения, диагностики и управления осуществляется с помощью тех информационных технологий, ради которых постоянно наращиваются и совершенствуются ресурсы вычислительной техники. Эти технологии нашли широкое применение в различных пакетах прикладных программ и автоматизированных информационных системах (математические пакеты, CAD-системы, обучающие и диагностические систе13

мы, электронный офис и др.). Информационные технологии являются комплексной междисциплинарной отраслью научного знания, так как отражают в мировоззренческом аспекте единство законов информационного взаимодействия в системах различной природы (искусственных, биологических, общественных) и связаны с созданием и функционированием машинных систем обработки информации. Кроме того, им присущи черты гуманитарной науки, что обусловлено их вкладом в развитие и совершенствование социальной сферы, в которой основополагающим является создание интеллектуального рынка – рынка информационных технологий. Для нормального функционирования такого рынка необходима правовая база, в которой наиболее актуальными в настоящее время являются вопросы, связанные с нарушением авторских прав. Со циа ль ная инфо р матика – это раздел базовой информатики, посвященный изучению вопросов проникновения информационных технологий во все сферы жизни и деятельности общества, а также вопросов осознания, анализа и функциональной оценки социальных последствий этого проникновения. Информатизацию общества следует понимать как создание и развитие информационной среды: комплекса условий и факторов, обеспечивающих наилучшие параметры функционирования информационных ресурсов (ИР) с учетом автоматизированных способов их переработки и использования в целях социального прогресса. Информация в виде совокупности знаний становится стратегическим ресурсом общества в целом. Информационные ресурсы – это своеобразный симбиоз знаний и информации, результирующий фактор коллективного интеллектуального творчества. Главная задача в понимании природы и функции ИР состоит в раскрытии механизма их воздействия на материальные факторы прогресса (энергетические, трудовые). Информационные ресурсы переводят эти факторы из латентного состояние в активное и вводят их в заданное русло. Таким образом, ИР являются формой непосредственного включения науки в состав производительных сил. Осуществляется переход к телематическим производственным системам, основой функционирования которых служат ИР и информационные связи. Происходит изменение структуры экономики ведущих в экономическом отношении стран. Лидирующее положение занимают наукоемкие высокотехнологические производства электроники, средств связи и вычислительной техники. Такая политика имеет и социальные последствия – увеличение потребности в высокообразованных специалистах и связанный с этим прогресс всей системы образования, культурного развития населения, переход в перспективе к информационному обществу. 14

Под информационным обществом следует понимать такую социальную систему, во все сферы жизни и деятельности членов которой включены компьютер, телематика, другие средства информатизации в качестве орудий интеллектуального труда, открывающих широкий доступ к сокровищам библиотек, позволяющих с огромной скоростью проводить вычисления и перерабатывать любую информацию, моделировать реальные и прогнозируемые события, процессы, явления, управлять производством и др. на основе формирования и использования соответствующих информационных ресурсов. Основными закономерностями становления и развития информационного общества являются более широкий подход к компьютеризации и информатизации, включающий преобразование всего комплекса средств и условий развертывания информационных процессов: создание соответствующей технической базы, модернизация организационно-экономических, юридических и «человеческих» факторов, разработка и внедрение новых информационных технологий, формирование индустрии информатики. К первоочередным проблемам становления и развития информационного общества следует отнести реализацию задач индустриализации получения и обработки информации, психологические, правовые, экономические, коммуникационные проблемы, а также проблемы демократизации, гуманизации развития инфосферы и информационной безопасности. Последняя связана с несанкционированным доступом в компьютерные сети и банки данных, вводом в программное обеспечение «логических бомб», разработкой и распространением компьютерных вирусов, подделкой и хищением компьютерной информации, преступной небрежностью в разработке, изготовлении и эксплуатации программновычислительных комплексов, приведшей к тяжким последствиям. Прогрессом информатики порожден и другой достаточно опасный для демократического общества процесс – все большее количество данных о каждом гражданине (данные о профессиональной карьере, здоровье, имущественных возможностях, перемещении по миру и др.) сосредоточивается в государственных и негосударственных банках данных (включая базы данных специальных служб). В каждом конкретном случае создание банка может быть оправдано, но в результате возникает система невиданной ни в одном тоталитарном обществе прозрачности личности, чреватой возможным вмешательством государства или злоумышленника в частную жизнь. Информационное общество открывает новые возможности развития личности:

15

• создание условий и стимуляция роста жизненного и образовательного уровня личности и как следствие повышение степени материального и интеллектуального комфорта; • благодаря значительному увеличению объема потребляемой полезной информации из надежных источников, человек овладевает более совершенными методами и механизмами познания, активизирует познавательную деятельность, развивает мышление, формирует художественный вкус; • изменение технологии и условий труда работника в информационном обществе сопровождается его интенсификацией и ростом производительности без дополнительных физических затрат; • преобладание творческого характера труда, уменьшение доли рутинной и монотонной его составляющей способствует возрастанию значимости культурного досуга и гармоничному развитию личности; • изменение номенклатуры профессий приводит к созданию и функционированию устойчивой системы повышения квалификации и переподготовки субъектов информационного общества. В настоящее время развитие и совершенствование информационной инфраструктуры общества осуществляется по следующим основным направлениям: • компьютеризация и информатизация общества; • интеграция в мировую систему телекоммуникаций; • формирование единой информационной среды, включающей библиотеки, архивы, банки данных, информационные системы и др.; • развитие и совершенствование технических ресурсов данных; • разработка, систематизация и подбор программных средств и продуктов; • овладение пользовательскими навыками и умениями. Одной из важных информационных инфраструктур общества является его информационная культура – это соблюдение правил создания, обработки, использования и защиты информации. Соблюдение информационной культуры должно проявляться в выполнении следующих требований: • обязательное документирование, регистрация и лицензирование создаваемой информации; • использование, обработка и распространение информации с разрешения собственника (государства, учреждения или частного лица); • защита информации от несанкционированного доступа и копирования;

16

• соблюдение правовых норм владения, хранения и использования информации, информационных технологий, программных продуктов и др.; • обеспечение информационной безопасности личности – запрет на сбор, хранение, использование и распространение информации, являющейся конфиденциальной. 3. СХЕМА ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ БАЗОВОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ПО ИНФОРМАТИКЕ Одним из важнейших элементов разработанной концепции является схема формирования учебной программы базовой подготовки по информатике (см. рисунок). На схеме для каждой специальности системы образования в КТИ ВолгГТУ в рамках непрерывной компьютерной подготовки возможен выбор области (областей) применения вычислительной техники и информационных технологий при получении студентами специальной подготовки. В настоящее время такими областями могут быть современные автоматизированные информационные системы различного класса и назначения. Базовая информатика в познавательном плане изучает общие вопросы их создания, разработки, проектирования, анализа и использования на практике. Как следует из вышеизложенного (см. раздел 2), информатику как научную дисциплину можно рассматривать на трех уровнях: 1. Физический (нижний) уровень представляет собой программноаппаратные средства вычислительной техники и техники связи. Их развитие оказывает решающее влияние на возможность и направление использование информатики. 2. Логический (средний) уровень – это информационные технологии, т. е. совокупность моделей, методов и средств организации и автоматизации информационных процессов. 3. Прикладной (верхний) уровень определяет идеологию применения информационных технологий для проектирования различных систем, в основе функционирования которых лежат информационные процессы. Таким образом, информационные системы (ИС) – это сложные интегрированные системы, включающие комплекс аппаратных и программных средств реализации интенсивных компьютерных технологий (в том числе сетевых) и служащие для организации, накопления, хранения и поиска на ЭВМ самой различной информации. К их числу относятся: • компьютерные системы обработки информации и управления (КСОИУ); • системы автоматизированного проектирования (САПР), вклю17

чающие: конструкторское (КП), технологическое (ТП) и функциональное (ФП) проектирование; • автоматизированные системы управления производством (АСУП), включающие АСУ: технологическими процессами (ТП), конструкторской (КПП) и технологической (ТПП) подготовкой производства, гибкими производственными системами (ГПС); • измерительные информационные системы (ИИС); • компьютерные телекоммуникационные системы (КТС); • системы искусственного интеллекта (СИИ); • информационные системы в экономике (ИСЭ); • информационные системы в образовании (ИСО); • информационные системы в правоведении (ИСП); • геоинформационные системы (ГИС); • автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) • автоматизированные системы статистических исследований (АССИ). • интегрированные системы делопроизводства (ИСД); • издательские системы (ИС). КСОИУ . Все то, на что направлена человеческая деятельность, называется объектами, которые существуют вне нашего сознания и взаимодействуют между собой и внешней средой. Выработка методологии воздействия на объекты с целью их создания, преобразования и представления в принятой форме направлена на упорядочение получения и обработки информации об объектах, управления ими, где основными являются процессы принятия решений на основе получаемой информации. Применительно к компьютерным системам обработки информации и управления (КСОИУ) такими объектами являются информационновычислительные и административно-организационные системы различных уровней, включая сложные комплексы и сети ЭВМ, отраслевые АСУ, АСУ объединениями и предприятиями, а также интегрированные АСУ, объединяющие функции перечисленных систем в различных комбинациях. То есть тех классов КСОИУ, которые лежат в сфере будущей деятельности инженеров- системотехников.

18

Схема формирования учебной программы базовой подготовки по информатике Специальность Области применения вычислительной техники и информационных технологий

КСОИУ ФП

АСУП

САПР ТП

ТП

КПП

КТС

СИИ

ИСЭ

ИСО

ИСП

ГИС

19

КП

ИИС

ТПП

ГПС Фрагмент деятельной характеристики специалиста Наименование и программы изучаемых специальных дисциплин Рекомендации выпускающих кафедр Количество часов в учебном плане, отводимое на информатику Структура и содержание предметной области информатики 19

АСНИ

АССИ

ИСД

ИС

К группе крупных интегрированных АСУ относятся корпоративные информационные системы (КИС), обеспечивающие полнофункциональное управление крупномасштабными предприятиями (корпорациями). Современная КИС должна включать: управление цепочкой поставок; усовершенствованное планирование и составление расписаний; модуль автоматизации продаж; модуль конфигурирования системы; окончательное планирование ресурсов; интеллект бизнеса; модуль электронной коммерции; управление данными об изделии. Как объект воздействия КСОИУ относятся к классу больших систем. При разработке обеспечивающих и функциональных подсистем КСОИУ возникают многочисленные задачи, требующие оценки количественных и качественных закономерностей процессов функционирования систем, проведения структурного алгоритмического и параметрического их синтеза. На этапах проектирования, внедрения, эксплуатации и эволюции для КСОИУ различных уровней необходимо учитывать следующие особенности: сложность структуры и стохастичность связей между элементами, неоднозначность алгоритмов поведения при различных условиях, большое количество параметров и переменных, неполноту и недетерминированность исходной информации, разнообразие и вероятностный характер воздействия внешней среды. При проектировании КСОИУ различных уровней, исходя из общности решаемых задач, принято выделять функциональные и обеспечивающие подсистемы. Функциональные подсистемы выделяются в соответствии с управленческими функциями, осуществляемыми на предприятии. Например, в АСУ промышленным предприятием входят следующие подсистемы управления: технической подготовкой производства; основным производством; вспомогательным производством; материальнотехническим снабжением; технико-экономическим планированием производства; бухгалтерским учетом; сбытом готовой продукции; кадрами; качеством выпускаемой продукции и услуг; финансами. Обеспечивающие подсистемы предназначены для обеспечения решения комплекса задач функциональных подсистем. Выделяют следующие обеспечивающие подсистемы: • технического обеспечения, представляющую собой комплекс технических средств, в который входят средства вычислительной техники, оборудование для организации локальных сетей и подключения к глобальным сетям, устройства регистрации, накопления и отображения информации; • информационного обеспечения, включающую входные и выходные документы (в том числе в электронном виде), используемые при решении функциональных задач, а также информацию, включаемую в базу данных предприятия; 20

• математического обеспечения, содержащую математические методы, модели, алгоритмы, используемые при решении управленческих задач; • программного обеспечения, включающую базовое и системное программное обеспечение, пакеты прикладных программ для решения задач управления; • организационное обеспечение, т.е. набор правил, инструкций, положений и других документов, регламентирующих функционирование АСУ. В современных системах управления выделяют еще четыре вида обеспечения: лингвистическое обеспечение, подразумевая под ним специальный язык (или языки) пользователей, гарантирующий однозначное соответствие между действиями пользователя и реакцией ЭВМ; защитное обеспечение как совокупность средств защиты информации от несанкционированного доступа и преднамеренного ее искажения; правовое обеспечение как совокупность правовых норм, регламентирующих отношения между пользователями внутри организации, а также с внешними источниками и потребителями информации; эргономическое обеспечение, предусматривающее создание благоприятных условий для работы пользователей. САПР. Системы автоматизированного проектирования (САПР) – предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ на ЭВМ. Отличительная особенность таких систем состоит в автоматическом обеспечении на всех этапах проектирования технических условий, норм и правил, что освобождает конструктора от работ нетворческого характера. Например, в машиностроении САПР способны на базе сборочного чертежа изделия автоматически выполнить рабочие чертежи деталей, подготовить необходимую технологическую документацию с указанием последовательности переходов механической обработки, назначить необходимые инструменты, станочные и контрольные приспособления, а также подготовить управляющие программы для станков с ЧПУ. При автоматизированной разработке сложных технических систем очевидна целесообразность выделения таких аспектов проектирование объектов, как функционального, конструкторского и технологического. Функциональное проектирование включает в себя решение задач, связанных с определением принципов построения объектов проектирования и оценкой их свойств на основе исследования процессов их функционирования. Автоматизация функционального проектирования предполагает решение этих задач с помощью функциональных математических моделей объектов проектирования на микро-, макро- и метауровнях. 21

На этапе конструкторского проектирования обеспечивается подготовка основного объема проектной документации. Основная задача конструкторского проектирования – реализация принципиальных схем, полученных на этапе функционального проектирования. При этом производятся конструирование отдельных деталей, компоновка узлов из деталей и конструктивных элементов, агрегатов из узлов, после чего оформляется техническая документация на объект проектирования. Одна группа задач конструкторского проектирования определяет чисто геометрические параметры конструкции – задачи геометрического проектирования. Другая группа задач предназначена для синтезирования структуры конструкции с учетом ее функциональных характеристик – задачи топологического проектирования. Кроме того, к задачам конструкторского проектирования необходимо отнести проверку (анализ) качества полученных конструкторских решений. При автоматизации проектирования технологических процессов учитывают характер и взаимосвязи факторов, влияющих на построение технологического процесса и определяющих заданное качество изготовляемых изделий и экономическую эффективность. Технологическое проектирование характеризуется применением как структурно-логических, так и функциональных математических моделей. Структурно-логические модели подразделяют на табличные, сетевые и перестановочные, определяемые строками булевой матрицы. Функциональные модели отражают физические процессы, протекающие в технологических системах. Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие. Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры (геометрическое трехмерное моделирование механических объектов, изготовление конструкторской документации, схемотехнический анализ, трассировка соединений в печатных платах и т. п.). Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность называют системной средой (или оболочкой) САПР. Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление семи видов обеспечения САПР: • технического, включающего различные аппаратные средства вычислительных комплексов и сетей; • математического, объединяющего математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования; • программного, представляемого компьютерными программами САПР; • информационного, состоящего из баз данных, систем управления базами данных, а также других данных, используемых при проектирова22

нии (информационного фонда САПР); • лингвистического, выражаемого языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР; • методического, включающего различные методики проектирования; • организационного, представляемого штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия. Повышение эффективности производства и конкурентоспособности выпускаемой продукции возможно за счет интеграции систем проектирования, управления и документооборота. Такая интеграция реализуется путем создания комплексных систем автоматизации на основе применения CALS-технологии, позволяющей достичь цели унификации и стандартизации спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Основные спецификации представлены проектной, технологической, производственной, маркетинговой, эксплуатационной документацией. АСУП . Автоматизированные системы управления производством (АСУП) – наиболее распространенная и одновременно наиболее сложная разновидность АСУ. Управление производством – многокомпонентный процесс, требующий согласованной деятельности производственников, конструкторов, технологов, механиков, автоматчиков и системотехников. Поэтому АСУП подразделяют по функциональному назначению на АСУ: технологическими процессами (ТП), конструкторской (КПП) и технологической (ТПП) подготовкой производства, гибкими производственными системами (ГПС). АСУ ТП осуществляют оперативное планирование и управление технологическими процессами, а также статистический анализ и контроль объектов управления и выпуска продукции. Они классифицируются по следующим основным признакам: • по характеру протекания технологического процесса во времени (дискретный, непрерывно-дискретный, непрерывный); • по уровню технологического объекта управления в структуре предприятия (уровень управления линиями, агрегатами, рабочими местами, участками, цехами, производствами); • по типам технологических процессов (заготовительные, термические, механообрабатывающие, сборочные и др.); • по методам управления (информационного типа, информационно-советующие, непосредственного управления); • по степени централизации (централизованное, децентрализован23

ное управление); • по информационной мощности (определяется по количеству входных и выходных воздействий и объему перерабатываемой информации. АСУ КПП включают четыре подсистемы, которые позволяют охватить все уровни автоматизации конструкторских работ различных подразделений предприятия: 1) автоматизация черчения; 2) автоматизация проектирования; 3) подготовка чертежей по 3D моделям; 4) трехмерное моделирование. Подсистема 1-го уровня (автоматизация черчения) предназначена для быстрого создания чертежной документации простых изделий или для контроля и оформления готовых чертежей, когда не требуется применение инструментов параметризации. Подсистема 2-го уровня используется для параметрического проектирования и создания 2D моделей и чертежей в полном соответствии с ЕСКД и международными стандартами. Она особенно эффективна для вариантного, перспективного и параллельного проектирования, создания сборочных конструкций. Подсистема 3-го уровня предназначена для быстрого и качественного создания чертежной документации по готовым 3D моделям, созданным в различных системах. Подсистема 4-го уровня создает 3D модели проектируемого изделия путем параметрического трехмерного твердотельного моделирования с высокой эффективностью. Эта подсистема выгодно отличается тем, что помимо достаточной функциональности в области 3D моделирования она содержит в себе полный набор средств двумерного проектирования и оформления чертежной документации. Современные АСУ ТПП реализуют передовые технологии проектирования процессов (диалоговые сценарии, ускоренный подбор оснащения, интеграция с АСУ ТП и АСУ КПП и др.) и обеспечивают: • проектирование операционной технологии, включая операции: заготовительные, механической и термической обработки, нанесения покрытий, слесарные, технического контроля, сборки и др.; • создание технологических процессов с указанием наименования операций, оборудования, приспособлений, режущих и измерительных инструментов; • автоматическое и диалоговое формирование текстов переходов; • автоматический и полуавтоматический расчет технологических размеров с учетом припусков на обработку, режимов обработки и норм изготовления; • автоматический и диалоговый подбор режущего, измерительного и вспомогательного инструмента; • автоматическое формирование операционных и маршрутных 24

технологических карт и других технологических документов; • использование оригинальных и традиционных методов проектирования технологических процессов. АСУ ГПС осуществляют автоматизированное управление, координирование и синхронизацию работы элементов ГПС, состоящих из станков с ЧПУ, связанных между собой автоматическими устройствами для транспортировки и манипуляции объектами производства и инструментами. Термин «гибкость» выражает способность адаптации системы к смене изделий при ее работе. Развитие ГПС в значительной мере сдерживается недостаточной унификацией в области математического обеспечения. Основная причина этого – использование в ГПС новых элементов – оборудования и процессов. Форматы и виды данных начали формироваться с момента внедрения станков с ЧПУ, и они являются стандартизированными. Для новых элементов требуются новые форматы и виды данных. Автоматизированные системы управления производством реализованы на современных СУБД. Уже в первых версиях АСУП была обеспечена возможность работы пользователей с единой базой данных на уровне одного или нескольких отделов и цехов предприятия. С ростом промышленного производства в России создание и подготовка новых версий АСУП для десятков и сотен рабочих мест осуществляется на базе корпоративных более мощных СУБД. И ИС . Измерительные информационные системы (ИИС) – это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю, в том числе ввода в АСУТП, в требуемом виде, либо автоматического осуществления логических функций измерения, контроля, диагностики, идентификации и др. Назначение любой ИИС, необходимые функциональные возможности, технические характеристики в решающей степени определяются объектом исследования, для которого данная система создается. Назначение ИИС можно определить как целенаправленное оптимальное ведение измерительного процесса и обеспечение смежных систем высшего уровня достоверной информацией. Исходя из этого, основные функции ИИС – получение измерительной информации от объекта исследования, ее обработка, передача, представление информации оператору или/и ЭВМ, запоминание, отображение и формирование управляющих воздействий. ИИС должна управлять измерительным процессом или экспериментом в соответствии с принятым критерием функционирования; выполнять возложенные на нее функции в соответствии с назначением и це25

лью; обладать требуемыми показателями и характеристиками точности, надежности и быстродействия; отвечать экономическим требованиям, предъявляемым к способам и форме представления информации, размещения технических средств; быть приспособленной к функционированию с ИИС смежных уровней иерархии; обладать свойствами технической, информационной и метрологической совместимости; допускать возможность дальнейшей модернизации и развития. Процессом функционирования ИИС является целенаправленное преобразование входной информации в выходную. Это преобразование выполняется с помощью технического обеспечения. Чтобы обслуживающий персонал и техническое обеспечение могли функционировать оптимально, необходимы соответствующие инструкции и правила. Эту задачу выполняет организационное обеспечение. Математическое, программное и информационное обеспечение входит в состав ИИС с цифровым вычислительным комплексом. Математическое обеспечение – это модели и вычислительные алгоритмы. Программное обеспечение гарантирует конкретную реализацию вычислительных алгоритмов и алгоритмов функционирования системы и охватывает круг решений, связанных с разработкой и эксплуатацией программ. Информационное обеспечение определяет способы и конкретные формы информационного отображения состояния объекта исследования в виде документов, диаграмм, графиков, сигналов для их представления обслуживающему персоналу и ЭВМ для дальнейшего использования в управлении. Всю систему в целом охватывает метрологическое обеспечение. КТС . Основная функция компьютерных телекоммуникационных систем (КТС) в условиях функционирования вычислительных сетей заключается в организации оперативного и надежного обмена информацией между абонентами, а также в сокращении затрат на передачу данных. Главный показатель эффективности функционирования КТС – время доставки информации. Он зависит от ряда факторов: структуры сети связи, пропускной способности линий связи, способов соединения каналов связи между взаимодействующими абонентами, протоколов информационного обмена, методов доступа абонентов к передающей среде, методов маршрутизации пакетов и др. В КТС различают выделенные (некоммутируемые) каналы связи и с коммутацией на время передачи информации по этим каналам. При использовании выделенных каналов связи приемопередающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечивается высокая степень готовности системы к передаче информации, более высокое качество связи, поддержка большого объема трафика. Для коммутируемых каналов связи, создаваемых только на время передачи фиксиро26

ванного объема информации, характерны высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость. В КТС используются сети связи – телефонные, телеграфные, телевизионные, спутниковые. В качестве линий связи применяются: кабельные (обычные телефонные линии связи, витая пара, коаксиальный кабель, волоконно-оптические линии или световоды), радиорелейные и радиолинии. В КТС нашли применение следующие типы каналов связи: • симплексные, когда передатчик и приемник связываются одним каналом связи, по которому информация передается только в одном направлении (это характерно для телевизионных сетей связи); • полудуплексные, когда два узла связи соединены также одним каналом, по которому информация передается попеременно то в одном направлении, то в противоположном (это характерно для информационно-справочных, запросно-ответных систем); • дуплексные, когда два узла связи соединены двумя каналами, по которым информация одновременно передается в противоположных направлениях; дуплексные каналы применяются в системах с решающей и информационной обратной связью. Для обеспечения необходимой совместимости на каждом уровне архитектуры КТС (общее число уровней – до семи) действуют специальные стандарты, называемые протоколами информационного обмена, частью которых является синхронизация элементов КТС. В процессе синхронизации связи обеспечивается синхронизация работы аппаратуры приемника и передатчика. При этом приемник осуществляет выборку поступающих информационных битов (т.е. замер уровня сигнала в линии связи) строго в моменты их прихода. Синхронизаторы настраивают приемник на передаваемое сообщение до его прихода и поддерживают синхронизацию приемника с приходящими битами данных. Существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями абонентских систем сети, реализующие при этом те или иные методы доступа к передающей среде. Метод доступа – это способ «захвата» передающей среды, способ определения того, какая из рабочих станций сети КТС может следующей использовать ресурсы сети. Согласно протоколу транспортного уровня передаваемые данные «нарезаются» на небольшие пакеты стандартного размера. При передаче сообщений, расчлененных на пакеты, задача выбора маршрута доставки от отправителя к получателю решается с помощью специальных средств – маршрутизаторов. Выбор маршрутов в узлах связи КТС производится в соответствии с реализуемым алгоритмом маршрутизации. Алгоритм маршрутизации – это правило назначения выходной линии связи данного узла КТС для передачи пакета, базирующегося на информации, содер27

жащейся в заголовке пакета (адреса отправителя и получателя), и информации о загрузке этого узла (длина очередей пакетов) и КТС в целом. СИ И. Создание систем искусственного интеллекта (ИСС) – исключительно сложная задача. Между тем ее решение осуществляется по нескольким направлениям: • разработка эффективно функционирующих обучающих и обучающихся систем (доказательство теорем, интеллектуальные игры – шашки, шахматы и др.); как и все формальные системы характеризуются конечным числом ситуаций и четко определенными правилами, являются предпочтительными объектами исследований в области искусственного интеллекта, полигоном для применения новых методов; • создание систем распознавания: а) распознавание речи (обработка естественного языка, моделирование диалога); б) распознавание образов (распознавание человеческих лиц, считывание графической и текстовой информации, идентификация отпечатков пальцев); • использование диагностических систем в исследовании явлений и процессов (например, для анализа крови, управления доменным производством, изучения состояния нефтяных полей и др.); • создание многочисленных экспертных систем определяемых набором взаимосвязанных правил, формулирующих опыт специалистов в некоторой области, и механизмом решения, позволяющим распознавать ситуацию, ставить диагноз, давать рекомендации к действию. Наибольший прогресс связан с созданием экспертных систем, которые уже получили большое распространение и используются при решении практических задач в широком спектре предметных областей. Их можно сгруппировать по следующим категориям: • интерпретация (вывод описаний ситуаций из наблюдаемых данных); • прогноз (определение вероятных последствий заданных ситуаций); • диагностика (выявление причин неправильного функционирования системы по наблюдениям); • проектирование (построение конфигурации объектов при данных ограничениях); • планирование (определение последовательности действий); • наблюдение (сравнение результатов действий с ожидаемыми результатами); • отладка (составление рецептов исправления неправильного функционирования системы); • ремонт (выполнение последовательности предписанных исправлений); 28

• обучение (диагностика и исправление поведения обучаемого); • управление (управление поведением системы как целого). Применение экспертных систем позволяет: при проектировании интегральных микросхем повысить производительность труда в 3…6 раз, причем время выполнения некоторых операций сокращается в 10…15 раз; ускорить поиск неисправностей в устройствах в 5…10 раз; повысить производительность труда программистов в 5 раз; в сфере профессиональной подготовки сократить без потери качества затраты на индивидуальную работу с обучаемыми. ИС Э . Современные информационные системы в экономике (ИСЭ) предназначены для повышения эффективности анализа, учета, планирования, прогнозирования и управления бизнес-систем. Они должны обеспечивать выполнение всех функций и требований многоуровневого менеджмента, бухгалтерского учета, финансового анализа, бизнеспланирования и маркетинга. В настоящее время создаются и реализуются на отечественном рынке следующие системы автоматизации решения экономических задач: • системы многоуровневого менеджмента; • инструментальные компьютерные системы бухгалтерского учета; • информационные системы бухгалтерского учета для малых, средних и крупных предприятий; • бухгалтерские системы в составе корпоративных ИС; • компьютерные системы финансового анализа и бизнеспланирования; • правовые и информационно-справочные системы. Автоматизированные системы многоуровневого менеджмента имеют единую интегрированную базу данных с программной поддержкой функции распределенной обработки данных и объединяют в различных комбинациях следующие базовые подсистемы-модули: • производственный менеджмент; • организационный менеджмент; • управление материалами; • управление персоналом и затратами; • управление и организация потребительского рынка, инновационный менеджмент; • инвестиционный менеджмент; • финансовый и биржевой менеджмент. Инструментальные компьютерные системы бухгалтерского учета (КСБУ) – это широко распространенный класс бухгалтерских программ, с помощью которых могут создаваться КСБУ предприятий любого мас29

штаба, использующие разнообразные информационные технологии. Инструментарий КСБУ содержит: систему программирования, конструкторы объектов КСБУ, типовые конфигурации, модуль настройки, языки запросов высокого уровня, технологии интеграции с другими программными продуктами и ресурсами сети Интернет. КСБУ можно рассматривать как оболочку, предназначенную для наполнения объектами, создаваемыми с помощью инструментальных средств. Информационные системы бухгалтерского учета для малых, средних и крупных предприятий представляют собой набор функциональных АРМ, работающих на централизованно хранимой базе данных и сети. Они отличаются от набора изолированных АРМ принципом системности, который требует выполнение следующих условий: единый план счетов, единая учетная политика, общесистемная нормативно-справочная информация, жесткий регламент функционирования отдельных АРМ. Бухгалтерские системы в составе корпоративных информационных систем являются самостоятельными подсистемами учета и отчетности, содержащими интегрированные компоненты. Программный комплекс таких систем обеспечивает гибкую настройку на бизнес-логику приложений, ведение управленческого и бухгалтерского учета, анализ финансовоэкономического состояния и планирование, авторизацию доступа, протоколирование работы. База данных может быть как централизованной, так и распределенной под управлением различных СУБД. Поддерживается экспорт/импорт данных с другими ИС, интеграция с различными приложениями. Компьютерные системы финансового анализа и бизнеспланирования информационно связаны с системами бухгалтерского учета, поскольку для финансового анализа используются данные бухгалтерского баланса и приложений к балансу за ряд учетных периодов. В результате финансового анализа, моделирования и прогнозирования определяются следующие показатели: прибыль, убытки, рентабельность, оборачиваемость активов, платежеспособность, финансовая устойчивость, стоимость чистых активов, рыночная стоимость предприятия, эффективность производства и реализации продукции, структура себестоимости продукции др. Другая разновидность программ данного класса – это бизнес-планирование, то есть составление и анализ бизнес-планов и инвестиционных проектов. Правовые и информационно-справочные системы – специальные системы правовых, нормативных документов, бухгалтерских понятий обеспечивают различные способы поиска информации. Каждая из этих систем представляет собой огромную базу данных правовой и специальной информации (таможенное, банковское и страховое законодательство, бухгалтерский учет и налогообложение, внешнеэкономическая деятель30

ность, ценные бумаги и приватизация, здравоохранение и др.). ИС О. Информационные системы в образовании (ИСО) включают два класса подобных систем: 1) автоматизированные системы управления в образовании; 2) компьютерные обучающие системы. Применительно к первому классу ИС можно выделить следующие уровни управленческой деятельности с использованием ЭВМ в системе образования: • управление учебным процессом в рамках одного учебного заведения; • управление работой группы родственных учебных заведений; • управление учебными заведениями по территориальному принципу; • управление системой народного образования страны. На первом уровне задачи управления преследуют следующие цели: • повышение качества подготовки специалистов за счет совершенствования управления со стороны ректората, деканатов, кафедр; • повышение качества учебной, учебно-методической, научноисследо-вательской деятельности на основе оперативной информации; • повышение эффективности в разработке учебных планов и программ, составлении расписания занятий, других видов аудиторной и внеаудиторной работы. В большинстве вузов России созданы и успешно функционируют подсистемы Абитуриент, Кадры, Учебные планы и программы, Зарплата, Стипендия, Текущая успеваемость, Нагрузка преподавателей, Сессия и др. Вместе с тем, эти подсистемы редко образуют единую информационную систему управления. Неразвитость информационной среды, отсутствие в большинстве вузов полноохватной локальной сети, материальные трудности, неподготовленность управленческого персонала препятствуют созданию систем типа «клиент – сервер» с единым администрированием, гарантией отсутствия противоречивых данных, защитой целостности и конфиденциальности данных. Что же касается построения современных информационных систем управления в образовании на территориальном уровне и в масштабах страны в целом, то эта задача является актуальной и находится в стадии решения. Нетрадиционные информационные системы, связанные с обучением называются компьютерные обучающие системы. В этом классе выделяют четыре типа обучающих систем: тренировочные и контролирующие (тестирующие), наставнические, имитационные и моделирующие, развивающие игры. Системы 1-го типа предназначены для закрепления умений и навыков. Эти системы на программном уровне в случайной последовательно31

сти предлагают учащемуся вопросы и задачи подсчитывают количество правильно и неправильно решенных задач. Системы 2-го типа предлагают ученикам теоретический материал для изучения. Задачи и вопросы служат в программах этих систем для организации человеко-машинного диалога и управления ходом обучения. Если ответы, даваемые учеником, неверны, программа предусматривает реализацию итерационного процесса для повторного изучения теоретического материала. Системы наставнического типа являются прямыми наследниками средств программированного обучения. Системы 3-го типа основаны на графически-иллюстративных возможностях компьютера, с одной стороны, и вычислительных, с другой, и позволяют осуществлять компьютерный эксперимент. Они предоставляют ученику возможность наблюдать на экране дисплея некоторый процесс, влияя на его ход подачей команды с клавиатуры, меняющей значения параметров. Системы 4-го типа предоставляют в распоряжение ученика некоторую воображаемую среду, существующий только в компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование предоставляемых программным обеспечением средств для реализации возможностей, связанных с изучением мира игры и деятельностью в этом мире, приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им закономерностей, имеющих всеобщее значение. ИС П. Информационные системы в правоведении (ИСП) предназначены для организации, накопления и поиска на ЭВМ актуальной и адекватной информации оперативно-розыскного и оперативно-справочного назначения, используемой в органах внутренних дел и содержащей сведения о состоянии преступности и общественного порядка на обслуживаемой территории, о самих органах и подразделениях, их силах и средствах. Опыт практического применения ИСП показал, что наиболее точной, соответствующей самому назначению информационных систем следует считать классификацию по степени сложности технической, вычислительной, аналитической и логической обработки используемой информации. Исходя из выше изложенного, можно выделить следующие виды ИСП, используемые в деятельности органов внутренних дел: • автоматизированные системы обработки статистических данных (АСОД); • автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС); • автоматизированные информационно-справочные системы 32

(АИСС); • автоматизированные рабочие места (АРМ); • автоматизированные системы управления (АСУ); • экспертные системы (ЭС) и системы поддержки принятия решений СППР). АСОД предназначены для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются входные данные, известны алгоритмы и стандартные процедуры обработки. АИПС – система, обеспечивающая отбор и вывод информации по заданному в запросе условию. Она является основным элементом информационной технологии управления на всех его уровнях – начиная от операционного и кончая стратегическим. АИСС называются системы, работающие в интерактивном режиме и обеспечивающие пользователей сведениями справочного характера. Они производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. АРМ называется индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального труда специалиста и отличающийся развитыми функциональными возможностями. АСУ представляет собой комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации управления различными объектами органов внутренних дел, в том числе и в реальном масштабе времени. ЭС – это система, основанная на программных алгоритмах искусственного интеллекта, включающая базу знаний с набором правил и механизм вывода и позволяющая на основании правил и представляемых пользователем фактов распознать ситуацию, поставить диагноз, сформировать решение или дать рекомендацию для выбора действия. Новый класс ИСП образуют СППР, которые представляют собой симбиоз ИСП. Г ИС . Огромное количество необходимых знаний практически «подвисают», не будучи привязанными к тому или иному участку земли, информацию о котором они несут. Те информационные системы, которые хранят эти знания, позволяют их актуализировать, сопоставлять, использовать для решения прикладных задач, называются географическими информационными системами, короче – геоинформационными системами (ГИС). Для создания и развертывания многоцелевой ГИС даже самого низкого уровня, например, ГИС муниципального образования, необходимо решить ряд сложных и дорогостоящих организационных задач: • разработка и ведение регулярно обновляемой цифровой (компьютерной) топографической основы; • организация согласованного обновления пространственной информации, собираемой различными ведомствами; • разработка общегородских классификаторов основных структур33

ных единиц муниципального образования (улиц, микрорайонов и др.); • создание единого координационного центра для ведения муниципальной ГИС. На уровне региона или государства в целом информация столь велика по объему и столь тематически многообразна, что целесообразно создание тематических ГИС на основе многослойной топологической модели географических данных. Такая модель позволяет описать не только координаты объектов, но и их качественные характеристики (например, взаимное расположение), что важно при преобразованиях изображений. К каждому слою изображения может быть подключено несколько таблиц баз данных; наоборот, каждая таблица может быть подключена к нескольким слоям. Пользователь этой инструментальной системы может наполнить ее конкретным содержанием. Особой проблемой в ГИС является ввод графической (особенно картографической) информации и выбор ее форматов. Если ввод карты может быть осуществлен сканированием, то, в отличие от многих других задач хранения, обработки и вывода изображений, растровый формат изображения, создаваемый при сканировании, в ГИС менее удобен, чем векторный. Дело в том, что графическая информация в ГИС часто подвергается манипуляциям типа «растянуть», «сжать» и более сложным геометрическим преобразованиям. Поэтому первоначальное растровое изображение в ГИСсистемах обычно подвергается векторизации, т.е. установлению геометрических и формульных соотношений между линиями и точками, образующими изображение. АСНИ . Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) представляют собой программно-аппаратные комплексы, обрабатывающие данные, поступающие от различного рода экспериментальных установок и измерительных приборов, и на основе их анализа облегчающие обнаружение новых эффектов и закономерностей. Блок связи с измерительной аппаратурой преобразует к нужному виду информацию, поступающую от измерительной аппаратуры. В базе данных хранится информация, поступившая из блока связи с измерительной аппаратурой, а также заранее введенная с целью обеспечения работоспособности системы. Расчетный блок, выполняя программы из пакета прикладных программ, производит все математические расчеты, в которых может возникнуть потребность в ходе научных исследований. Расчеты могут выполняться по требованию самого исследователя, или блока имитационного моделирования. При этом на основе математических моделей воспроизводится процесс, происходящий во внешней среде. Для решения сложных расчетных задач используют программы, написанные специально. В то же время, в научной работе встречается ши34

рокий спектр задач ограниченной сложности, для решения которых можно использовать универсальные средства. К таким задачам относятся: • подготовка научно-технических документов, содержащих текст и формулы, записанные в привычной для специалистов форме; • вычисление результатов математических операций, в которых участвуют числовые константы, переменные и размерные физические величины; • операции с векторами и матрицами; • тождественные преобразования выражений, решение уравнений и систем уравнений (неравенств); • статистические расчеты и анализ данных, построение двумерных и трехмерных графиков; • дифференцирование и интегрирование, аналитическое и численное; • решение дифференциальных уравнений; • проведение серий расчетов с разными значениями начальных условий и других параметров. К универсальным средствам, пригодным для решения выше приведенных задач, относится автоматизированная система MathCad, позволяющая динамически обрабатывать данные в числовом и аналитическом (формульном) виде и сочетающая в себе возможности проведения расчетов и подготовки форматированных научных и технических документов. Научно-технические документы обычно содержат формулы, результаты расчетов в виде таблиц данных или графиков, текстовые комментарии или описания, другие иллюстрации. АССИ . Автоматизированные системы статистических исследований (АССИ) – это программно-методические комплексы, предназначенные для решения задач, связанных с анализом данных на компьютере при наличии случайных и непредсказуемых воздействий, выявлением закономерностей на фоне случайностей, обоснованием выводов и прогнозов, оценкой вероятностей их выполнения или невыполнения. Для того, чтобы АССИ были удобны и эффективны в работе, они должны удовлетворять многочисленным и весьма жестким требованиям. В частности, необходимо, чтобы они: • содержали достаточный набор стандартных статистических методов; • были достаточно простыми для быстрого освоения и использования; • отвечали высоким требованиям к вводу, преобразованиям и организации хранения данных как в самом пакете, так и обмену с широко распространенными базами данных; 35

• имели широкий набор средств графического представления данных и результатов обработки (графическое изображение порой отражает суть дела лучше, чем любые статистические показатели); • предоставляли удобные возможности для включения в отчеты таблиц исходных данных, графиков, промежуточных и окончательных результатов обработки; • имели подробную документацию, хорошо продуманную с учетом интересов как начинающего пользователя, так и специалистастатистика. Основную часть имеющихся систем статистических исследований можно отнести к двум категориям: специализированные системы и системы общего назначения. Специализированные системы обычно содержат методы, используемые в конкретной предметной области (контроль качества промышленной продукции, расчет страховых сумм, анализ временных рядов, регрессионный и кластерный анализ, многомерное шкалирование). Особое место на рынке занимают статистические системы общего назначения. Отсутствие прямой ориентации на специфическую предметную область, широкий диапазон статистических методов, дружественный интерфейс делают эти системы универсальными и наиболее продаваемыми на рынке статистических программ. ИС Д. Интегрированные системы делопроизводства (ИСД) представляют собой программно-аппаратные средства автоматизации рабочего места руководителя. К основным функциям подобных систем относятся функции создания, редактирования и форматирования простейших документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документооборота предприятия, координация деятельности подразделений, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка по запросу оперативной и справочной информации. На отечественном рынке программного обеспечения присутствуют две группы систем автоматизации делопроизводства, соответствующие двум моделям – российской и западной. Программные системы, реализующие российскую технологию, ориентированы на использование их в государственных учреждениях и сохраняют все традиции и нормы делопроизводства, принятые в конкретной организации. Задача таких систем – обеспечение сопровождения бумажного документооборота, снижение трудоемкости рутинных операций по обработке документов. Однако такие системы способны существенно расширить рамки традиционных процессов делопроизводства и документооборота за счет обработки документов в сети с использованием современных технологий. Системы данного направления являются своеобразными «мостиками» для посте36

пенного перехода от бумажной к безбумажной технологии делопроизводства. Программные системы западного направления ориентированы на максимально полное использование электронных документов и средств коллективной работы пользователей. Отсутствие промежуточных звеньев предопределяет изменение существующих делопроизводственных процессов в организации, их оптимизацию, разработку новых технологий работы с документами. Эти системы характеризуются активным вовлечением в процесс документооборота руководящего звена предприятия и выраженным стремлением к отказу от бумажных носителей информации. Основной особенностью западной технологии является моделирование конкретных реальных процессов документооборота и настройка на эти модели программных систем. Как правило, система поставляется заказчику в виде набора программных средств, из которых собирается готовое решение. При адаптации системы к конкретным процессам организации на персональные компьютеры работников (ролевое рабочее место) устанавливаются необходимые функциональные компоненты, позволяющие решать определенный круг задач в соответствии с ролью каждого работника в документообороте организации. Администратором системы формируются бизнесфункции, определяющие документопотоки в организации. ИС . Назначение издательских систем (ИС) состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Программное обеспечение этого класса систем занимает промежуточное положение между текстовыми процессорами и системами автоматизированного проектирования. Теоретически текстовые процессоры предоставляют средства для внедрения в текстовый документ объектов другой природы, например объектов векторной и растровой графики, а также позволяют управлять взаимодействием между параметрами текста и параметрами внедренных объектов. Однако на практике для изготовления полиграфической продукции эти средства либо функционально недостаточны с точки зрения требований полиграфии, либо недостаточно удобны для производительной работы. От текстовых процессоров издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействием текста с параметрами страницы и с графическими объектами. С другой стороны, они отличаются пониженными функциональными возможностями по автоматизации ввода и редактирования текста. Типичный прием использования издательских систем состоит в том, что их применяют к документам, прошедшим предварительную обработку в текстовых процессорах и графических редакторах. Таким образом, выбор и установление объектно-ориентированной 37

области (областей) применения вычислительной техники и информационных технологий осуществляется на основании стандарта специальности. При этом уточняется фрагмент деятельной характеристики специалиста, то есть определяется перечень знаний, умений, навыков, которые должен обрести студент, получая базовую подготовку. В рамках конкретной области (областей) фиксируются наименования и программы специальных учебных дисциплин. Полученные таким образом исходные данные дополняются рекомендациями выпускающих кафедр по техническому оснащению компьютерных классов, программно-методическому обеспечению процесса обучения. Далее в соответствии с учебным планом, а также структурой и содержанием предметной области информатики производится распределение часов по темам и разделам и оформляется учебная программа, ориентированная на конкретную специальность. 4. СВЯЗЬ БАЗОВОЙ ИНФОРМАТИКИ СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ В основе системы непрерывной компьютерной подготовки студентов лежит принцип востребованности знаний по базовой информатике на старших курсах при изучении профилирующих дисциплин на выпускающих кафедрах, курсовом проектировании и дипломировании. Практика широкого применения ЭВМ и новых информационных технологий в системе непрерывного образования КТИ ВолгГТУ убедительно подтверждает ее высокую эффективность как возможного и важного фактора повышения качества подготовки специалистов. Сегодня мы должны видеть в специалисте с высшим образованием человека, свободно ориентирующегося в мировом информационном пространстве, имеющего необходимые знания и навыки для того, чтобы осуществлять поиск, обработку и хранение информации, используя современные информационные технологии, компьютерные коммуникации и системы. Однако современная информатика очень велика по объему и очень динамична, поэтому главным при изучении базового курса является освоение фундаментальных понятий каждого из разделов предметной области, умение ориентироваться в их взаимосвязи, приобретение навыков практической работы с важнейшими техническими и программными средствами. Кроме того, ключевым аспектом подготовки будущего бакалавра или инженера – это научиться наращивать полученные знания, самостоятельно осваивая новые знания, навыки и приемы в области информатики, необходимые при реализации других дисциплин учебного плана на старших курсах. Таким образом, для преподавания базовой информатики в сложившихся условиях необходимо расширенное взаимодействие учебных про38

грамм общетехнических и специальных дисциплин с учебной программой курса информатики. Основные принципы, вытекающие из такого подхода, включают непрерывность и системность образования, а также раннюю профессиональную ориентацию. Термин непрерывность образования указывает на то, что практические приемы со средствами вычислительной техники закрепляются не только в рамках дисциплины «Информатика», но и в течение всего периода обучения. Они используются при проведении учебных занятий по самым разным дисциплинам. Системность образования заключается в едином методическом подходе, основанном на реализации системы «задача – средство – методы – приемы». В данном случае происходит перекрестное взаимодействие изучаемых дисциплин. Конкретная дисциплина поставляет комплекс «задача – методы», а информатика обеспечивает комплекс «средства – приемы». Ранняя профессиональная ориентация означает, что в системе высшего технического образования действует многоуровневая иерархическая система, основанная на том, что знания студента по общетехническим дисциплинам реализуются в практические навыки опосредованно, то есть через дисциплины специального цикла, базирующиеся на общетехнических. Информатика – одна из немногих общетехнических дисциплин, развивающая такие практические навыки, которые востребуются напрямую и немедленно, сразу после включения молодого специалиста в профессиональную деятельность. Данные, характеризующие связь базовой информатики со специальными дисциплинами в рамках непрерывной компьютерной подготовки бакалавров и инженерных кадров системы образования в КТИ ВолгГТУ, приведены в табл. 2. Здесь графа «Наименования и программы изучаемых специальных дисциплин» содержит и некоторые общетехнические дисциплины, являющие профилирующими для конкретной специальности.

39

Таблица 2 Связь базовой информатики со специальными дисциплинами в рамках непрерывной компьютерной подготовки бакалавров и инженерных кадров

Кафедра ТМ

Направление и специальность 150900 151001

Область применения вычислительной техники КСОИУ, ИИС, САПР, АСУП, АСНИ, АССИ, СИИ, ИСД

40

Фрагмент деятельной характеристики специалиста Иметь представление о теоретической и социальной информатике, новых информацион-ных технологиях; знать технические и программные средства информатизации; уметь работать с операционными системами и средами, системами программирования и управления базами данных; иметь практические навыки работы с текстовыми и табличными процессорами, графическими редакторами, броузерами

Наименования и программы изучаемых специальных дисциплин •Технология машиностроения •Математическое моделирование процессов в машиностроении •Прикладное программное обес-печение, системы программирования •Системы CAD-CAM, САПР технологии и технологических процессов •Управление процессами, объектами и качеством продукции •Разработка технологии и управляющих программ в машиностроении • Отимизация процессов резания •Станки с ЧПУ, автоматические линии, промышленные роботы и ГПС •Методы инженерного творчества

40

Рекомендации выпускающих кафедр •Развитие и совершенствование институтских информационных ресурсов, доступных пользователям корпоративной сети вуза •Увеличение объема знаний у студентов по основам алгоритмизации и программирования •Переработка содержания раздела аппаратного обеспечение вычислительных систем в направлении приближения его к специфике дисциплин с элементами САПР •Изучение операционных систем, используемых в САПР, а также механизм сканирования в машинной графике •Использование Internet-технологий в практике конструирования и проектирования •Систематическая переподготовка преподавательских кадров •Внедрение и широкое применение современных прогрессивных технологий обучения на базе компьютеризации учебного процесса, информатизация познавательной деятельности студента

Продолжение табл.2 Кафедра ЭПП

Направление и специальность 140200 140211

Область применения вычислительной техники АСУП, ИИС, КТС, САПР, АССИ, АСНИ КСОИУ, ГИС

Фрагмент деятельной характеристики специалиста То же

Наименования и программы изучаемых специальных дисциплин

41

•Теоретические основы электротехники •Информационноизмерительная техника и электроника •Математические задачи электроэнергетики •Электромеханика и электроэнергетика •Переходные процессы в электроэнергетических системах •Надежность электроснабжения •Релейная защита и автоматиза-ция систем электроснабжения •Проектирование систем электроснабжения

41

Рекомендации выпускающих кафедр •Приобретение и модернизация аппаратных и программных средств компьютерной техники •Модернизация лабораторного практикума по информатике •Выработка практических навыков пользования типичными программами базового и прикладного программного обеспечения. Ознакомление с фундаментальными принципами, заложенными в их основу •Использование Internet-технологий в практике автоматизированного проектирования систем электроснабжения • Систематическая переподготовка преподавательских кадров

Продолжение табл.2 Кафедра ТТП

Направление и специальность 260700 260704

Область применения вычислительной техники САПР АСУП, АСНИ, ИИС, АССИ, КСОИУ, ИСД

Фрагмент деятельной характеристики специалиста То же

Наименования и программы изучаемых специальных дисциплин

42

•Информационные технологии в текстильном производстве •Прикладное программное обес-печение •Математическое моделирование технологических процессов •САПР ткацкого производства •Проектирование ткацких фаб-рик с элементами САПР •Автоматизация технологичес-ких процессов •Методы и средства исследова-ния технологических процессов

42

Рекомендации выпускающих кафедр • Расширение кругозора студентов в области методологии алгоритмизации, структурирования и программирования. Систематизация приемов, методов и средств разработки компьютерных программ •Модернизация лабораторного практикума по информатике •Формирование тематики семестровых заданий по информатике по согласованию с выпускающей кафедрой •Использование Internet-технологий в практике конструирования и проектирования •Систематическая переподготовка преподавательских кадров

Продолжение табл.2

Кафедра Эи Бух

Направление и специальность 080100 080109

Область применения вычислительной техники КСОИУ, ИСЭ АССИ, АСНИ, ИСД, ИСП

Фрагмент деятельной характеристики специалиста То же

43

Наименования и программы изучаемых специальных дисциплин

Рекомендации выпускающих кафедр

•Операционные системы •Комплексный экономический анализ хозяйственной деятельности •Исследование систем управления •Управление персоналом •Планирование производственной деятельности •Инвестиционный, стратегический, инновационный менеджмент •Основы графической информации •Гражданское и хозяйственное право •Бухгалтерская (финансовая) отчетность

•Модернизация лабораторного практикума по информатике в направлении уменьшения объемов лабораторных работ за счет увеличения их количества •Усиление пользовательской направленности применения компьютеров при решении конкретных задач предметной области •Приобретение и освоение современных пакетов программных средств по экономическому анализу и бухгалтерскому учету •Развитие и совершенствование институтских информационных ресурсов, доступных пользователям корпоративной сети вуза •Систематическая переподготовка преподавательских кадров

43

Окончание табл.2 Кафедра МиБ

Направление и специальность 080500 080507

Область применения вычислительной техники КСОИУ, ИСЭ АССИ, ИСО, АСНИ, ИСП

Фрагмент деятельной характеристики специалиста То же

Наименования и программы изучаемых специальных дисциплин

44

•Операционные системы •Комплексный экономический анализ хозяйственной деятельности •Исследование систем управления •Управление персоналом и затратами •Планирование производственной деятельности •Инвестиционный, стратегический, инновационный менеджмент •Финансовый, биржевой, персо нальный менеджмент •Управление и организация потребительского рынка •Оценка бизнеса •Финансовое право •Управление экономической безопасностью

44

Рекомендации выпускающих кафедр •Модернизация лабораторного практикума по информатике в направлении уменьшения объемов лабораторных работ за счет увеличения их количества •Выделение, внедрение и развитие инструментальных программных средств, позволяющих студентам создавать и модифицировать учебные модели в интерактивном режиме без необходимости программирования •Внедрение и широкое применение современных прогрессивных технологий обучения на базе компьютеризации учебного процесса, информатизация познавательной деятельности студента •Приобретение и освоение современных пакетов программных средств по финансовому анализу, бизнеспланированию и управлению производством •Развитие и совершенствование средств компьютерных коммуникаций с целью обеспечения доступа к информационным ресурсам глобальных компьютерных сетей

Список литературы 1. Информатика: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хоннер; Под ред. Е.К. Хоннера. – М.: Изд. Центр «Академия», 2000. – 816 с. 2. Информатика: Базовый курс / С.В. Симонович и др. – СПб.: Питер, 2001. – 640 с. 3. Информатика для юристов и экономистов / С.В. Симонович и др. – СПб.: Питер, 2001. – 688 с. 4. Острейковский В.А. Информатика: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 1999. – 511 с. 5. Брукшир Д.Г. Введение в компьютерные науки. Общий обзор, 6-е издание.: Пер. с. англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 688 с. 6. Советов Б.Я. Информационная технология: Учеб. для вузов по спец. «Автоматизир. системы обработки информ. и упр.». – М.: Высш. шк., 1994. – 368 с. 7. Баранов В.В. Автоматизация управления предприятием. – М.: ИНФРА-М, 2000. – 355 с. 8. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов по спец. «Автоматизир. системы обработки информ. и упр.». – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1998. – 319 с. 9. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. – 360 с. 10. Информационно-измерительная техника и технология: Учеб. для вузов / В.И. Калашников, С.В. Нефедов, А.Б. Путилин и др.; Под ред. Г.Г. Раннева. – М.: Высш. шк., 2002. – 454 с. 11. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко; Под ред. А.П. Пятибратова. – М.: Финансы и статистика, 2003. – 512 с. 12. Информационные технологии бухгалтерского учета / О.П. Ильина. – СПб.: Питер, 2001. – 688 с. 13. АСУ на промышленном предприятии: Методы создания: Справочник / С. Б. Михалев, Р.С. Седегов, А.С. Гринберг и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 400 с. 14. Автоматизация процессов машиностроения: Учеб. пособие для машиностроит. спец. Вузов / Я. Буда, В. Гановски, В.С. Вихман и др.; Под ред. А.И. Дащенко. – М.: Высш. шк., 1991. – 480 с.

45

СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Базовая подготовка студентов по информатике как основа достижения нового качества образования 2. Структура и содержание предметной области информатики 3. Схема формирования учебной программы базовой подготовки студентов по информатике 4. Связь базовой информатики со специальными дисциплинами

46

3 4 6 17 38

Павел Васильевич Ольштынский Александр Александрович Эпов Сергей Николаевич Ольштынский

КОНЦЕПЦИЯ БАЗОВОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ПО ИНФОРМАТИКЕ В КТИ ВолгГТУ Учебное пособие Под редакцией авторов Темплан 2006 г., поз. № 2. Лицензия ИД № 04790 от 18 мая 2001 г. Подписано в печать 05. 05. 2006 г. Формат 60×84 1/16. Бумага листовая. Гарнитура ”Times“. Усл. печ. л. 2,94. Усл. авт. л. 2,75. Тираж 50 экз. Заказ Волгоградский государственный технический университет 400131 Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28. РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131 Волгоград, ул. Советская, 35.

47