Дистанційний курс "Обчислювальна техніка та програмування"

НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ

«Обчислювальна техніка та програмування»

для напрямів підготовки (спеціальностей):
6.051 001 «Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології»

Код дисципліни НФ-05

Програму рекомендовано кафедрою
інформаційно-вимірювальної техніки
факультету авіаційних і космічних систем
НТУУ „КПІ”

І. Загальні відомості

Дисципліна «Обчислювальна техніка та програмування» входить до циклу природничо-наукової підготовки у системі підготовки бакалаврів за спеціальністю 6.051 001 «Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології» і вивчається в перших трьох семестрах відповідно до навчального плану.
Статус дисципліни - обов’язковий
Дисципліна «Обчислювальна техніка та програмування» складається з чотирьох кредитних модулів загальним обсягом 15 кредитів ECTS (European Credit Transfer System - Європейська кредитно-трансферна та акумулююча система):

Лектор - Шантир Сергій Валерійович, старший викладач НТУУ «КПІ» кафедри інформаційно-вимірювальної техніки факультету авіаційних та космічних систем.

Оволодіння студентами сучасними інформаційними технологіями та набуття навичок програмування має виключне значення для успішної діяльності студентів на всіх наступних стадіях учбового процесу. На профілюючих курсах студент, а по закінченні навчання - молодий спеціаліст за фахом зустрінеться з засобами обчислювальної техніки, як невід'ємною частиною вимірювальних приладів, систем автоматизації виробничих процесів та наукових досліджень, використанням якої забезпечує підвищення продуктивності праці та прискорення науково-технічного прогресу.

Мета вивчення дисципліни «Обчислювальна техніка та програмування» є набуття теоретичної та практичної підготовки що до побудови сучасної комп`ютерної техніки, технології програмування та фахове освоєння сучасних інформаційних технологій.

Завдання вивчення дисципліни «Обчислювальна техніка та програмування» – сформувати у студентів певний рівень знань та умінь, що відповідають вимогам:

знання основ комп’ютерної арифметики;

знання основних систем числення, вміння виконувати перетворення кодів з однієї системи числення в іншу, вміння виконувати основні арифметичні операції та використовувати їх в засобах обчислювальної техніки;

знання принципів побудови комп’ютерних систем, їх складових частин та програмних комплексів;

знання основ булєвої алгебри та вміння застосовувати основні теореми булєвої алгебри на практиці для побудови та оптимізації електронних логічних схем;

знання принципів організації та склад програмного забезпечення комп’ютера;

знання основ захисту програмного забезпечення та авторських прав;

знання принципів побудови інтерфейсу «людина - комп’ютер»;

знання та вміння практично використовувати функції операційної системи та володіння практичними прийомами роботи у сучасному графічному середовищі користувача Windows;

володіння практичними прийомами вирішення фахових задач в середовищі комплексу комп’ютерної математики MathCAD;

знання термінів, понять та фундаментальних основ, сучасних технологій програмування та володіння практичними прийомами програмування на алгоритмічній мові Pascal;

вміння практично використовувати сучасні візуальні та об’єктно-орієнтовані технології розробки програмних компонентів в середовищі Delphi;

практичне оволодіння основами візуального програмування віртуальних вимірювальних інструментів в середовищі LabVIEW;

мати поняття про сучасні інформаційні технології Internet;

фахове оволодіння практичними прийомами роботи з комплексом MS Office;

фахове володіння практичними прийомами роботи в інтерактивному середовищі редагування текстово-графічної інформації MS Word, програмування електронних таблиць MS Excel та баз даних MS Access, створення презентацій MS PowerPoint, прийомами роботи з організатором MS OutLook та службами Internet з використанням MS Internet Explorer;

фахове володіння практичним програмуванням Web-сайтів з використанням мови HTML та листів стилів CSS.

Дисципліна «Обчислювальна техніка та програмування» забезпечує такі дисципліни програми підготовки бакалаврів:
ї обчислювальна техніка та програмування (наступні модулі);
Џ інженерна та комп’ютерна графіка;
Џ комп’ютерне моделювання;
Џ цифрова обробка сигналів;
` мікроконтролери;
2 програмування вимірювальних засобів;
2 системне програмування;
2 цифрові вимірювальні прилади;
2 інформаційно-вимірювальні комплекси;
2 програмне забезпечення засобів вимірювальної техніки;
2 інтелектуальні засоби вимірювальної техніки;
В комп’ютерні мережі та інші.

Теоретичну базу модуля складають:

основи комп’ютерної арифметики;
булєва алгебра;
комп’ютерна архітектура;
теорія кінцевих автоматів;
теорія алгоритмів;
психологічна ергономіка;
теорія інтерфейсу «людина - комп’ютер»;
теорія комп’ютерних мереж;
теорія реляційних баз даних.

ІІ. Розподіл навчального часу

Розподіл навчального часу дисципліни «Обчислювальна техніка та програмування» відповідно до кредитних модулів наступний.

ІІ.1. Розподіл навчального часу кредитного модуля НФ-05/1
«Основи побудови комп’ютерів та комп’ютерна архітектура.
Основи програмування»

Кредитний модуль НФ-05/1 «Основи побудови комп’ютерів та комп’ютерна архітектура. Основи програмування» вивчається в першому семестрі відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів. Тривалість академічного семестру складає вісімнадцять тижнів. На протязі семестру студентам викладається лекційний матеріал обсягом 27 годин та проводяться практичні заняття обсягом 18 годин та комп’ютерний практикум обсягом 18 годин. Під час самостійної роботи студенти виконують розрахунково-графічну роботу. Контроль знань студентів здійснюється проведенням модульної контрольної роботи. По закінченні семестру студенти складають іспит. Загальний обсяг навчального часу кредитного модуля складає 126 годин, або 3,5 кредитів ECTS.

ІІ.2. Розподіл навчального часу кредитного модуля НФ-05/2
«Інформаційні технології в професійній галузі»

Кредитний модуль НФ-05/2 «Інформаційні технології в професійній галузі» вивчається у другому семестрі відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів. Тривалість академічного семестру складає вісімнадцять тижнів. На протязі семестру студентам викладається лекційний матеріал обсягом 18 годин, проводяться практичні заняття обсягом 18 годин та заняття комп’ютерного практикуму обсягом 36 годин. Під час самостійної роботи студенти виконують розрахунково-графічну роботу. Контроль знань студентів здійснюється проведенням двох модульних контрольних робіт. По закінченні семестру студенти складають диференційований залік. Загальний обсяг навчального часу кредитного модуля складає 162 години, або 4,5 кредитів ECTS.

ІІ.3. Розподіл навчального часу кредитного модуля НФ-05/3
«Візуальні та об’єктно-орієнтовані технології розробки програмних комплексів»

Кредитний модуль НФ-05/3 «Візуальні та об’єктно-орієнтовані технології розробки програмних комплексів» вивчається у другому семестрі відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів. Тривалість академічного семестру складає вісімнадцять тижнів. На протязі семестру студентам викладається лекційний матеріал обсягом 18 годин та проводяться заняття комп’ютерного практикуму обсягом 36 годин. Контроль знань студентів здійснюється проведенням модульної контрольної роботи. По закінченні семестру студенти складають залік. Загальний обсяг навчального часу кредитного модуля складає 108 години, або 3,0 кредиту ECTS.

ІІ.4. Розподіл навчального часу кредитного модуля НФ-05/4
«Інформаційні системи. Бази даних та знань за фахом»

Кредитний модуль НФ-05/4 «Інформаційні системи. Бази даних та знань за фахом» вивчається у третьому семестрі відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів. Тривалість академічного семестру складає вісімнадцять тижнів. На протязі семестру студентам викладається лекційний матеріал обсягом 36 годин та проводяться заняття комп’ютерного практикуму обсягом 36 годин. Контроль знань студентів здійснюється проведенням двох модульних контрольних робіт. По закінченні семестру студенти складають диференційований залік. Загальний обсяг навчального часу кредитного модуля складає 144 годин, або 4,0 кредитів ECTS.

Навчальна програма складена на основі освітньо-професійної програми СВО

6.051 001 " Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології "

Розробник програми

Старший викладач кафедри інформаційно-вимірювальної техніки Сергій Валерійович Шантир

Методичні вказівки

Вивчення дисципліни «Обчислювальна техніка та програмування» передбачає навчальний процес, що реалізується у таких формах: навчальні заняття, виконання індивідуальних завдань, контрольні заходи, самостій-на робота.
При складанні робочих навчальних програм до кредитних модулів слід враховувати розподіл навчального часу за видами занять. Основними видами навчальних занять є: лекції, практичні заняття, комп’ютерний практикум та консультації.

Лекції - основний вид навчальних занять. Лекції призначені для викладення теоретичного матеріалу та є елементами курсу лекцій. Лекція охоплює основний теоретичний матеріал однієї або декількох тем навчальної дисципліни. Те-матика лекцій планується окремо та визначається робочою навчальною програмою дисципліни.

Практичні заняття – вид навчальних занять на яких студенти під керівництвом викладача шляхом виконання певних відповідно сформульованих завдань закріплюють теоретичні положення навчальної дисципліни і набувають вмінь та навичок їх практичного застосування. Перелік тем практичних занять планується окремо та визначається робочою навчальною прог-рамою дисципліни.
Практичне заняття включає постановку загальної проблеми (завдання) викладачем та її обговорен-ня за участю студентів, розв’язання задач з їх обговоренням, проведення контролю знань, вмінь та навичок, вирішення контрольних завдань, їх перевірка та оцінювання.
Оцінки, одержані студентом за окремі практичні заняття враховуються при визначенні рейтингу відповідно до Положення про рейтингову систему оцінки успішності студентів з даної дисципліни.

Комп’ютерний практикум забезпечує індивідуальну роботу студентів на комп’ютері, з метою формування умінь та навичок практичного використання певних оболонок, програм. Комп’ютерний практикум проводиться у спеціально оснащених комп’ютерних класах, а при дистанційному навчанні на персональному комп’ютері студента. Перелік тем комп’ютерного практикуму планується окремо та визначається робочою навчальною програмою дисципліни.
Комп’ютерний практикум включає проведення контролю попередньої підготовки сту-дентів, виконання запланованих завдань, поточний та підсумковий контроль роботи студентів.
Оцінки, одержані студентом, вра-ховуються при визначенні рейтингу відповідно до Положення про рейтингову систему оцінки успішності студентів з даної дисципліни. Наявність позитивних оцінок за всі теми комп’ютерного практикуму, передбачені робочою програмою, є необхідною умовою його допуску до семестрового контролю з даної дисципліни.
Вимоги до технічного та програмного забезпечення до відповідних кредитних модулів для проведення комп’ютерного практикуму складають:

технічне забезпечення
комп’ютер - IBM Pentium IV;
ОЗП - 256 Мбайт;
засоби вводу-виводу - FDD, CD / DVD;
відеоадаптер – SVGA;
монітор - SVGA 17";
принтер - струменевий, лазерний (необов’язковий компонент);

програмне забезпечення
операційна система MS Windows XP;
DOS-додаток - Norton Commander (факультативно);
комп’ютерний офіс MS Office XP/2007;
система обробки текстів MS Word;
електронні таблиці MS Excel;
мультимедійні презентації MS PowerPoint;
система керування базами даних MS Access;
організатор MS OutLook;
редактор гіпертекста AVKedit v.1.2.1;
комплекс комп’ютерної математики MathCAD 2001 Pro;
алгоритмічна мова програмування Turbo Pascal 6.0 / 7.0;
інструментальний програмний комплекс Delphi 6.0/ 7.0;
мова асемблера процесора Intel;
інтерактивне середовище розробки віртуальних інструментів LabVIEW 7.0/ 8.0/ 8.2/ 8.5;
мова програмування інтелектуальних систем Prolog.

Консультація – вид навчального заняття, на якому студент отримує від викладача відповіді на конкретні питання або пояснення окремих теоретичних положень чи їх практичного використання. Протягом семестру консультації з дисципліни проводяться за встановленим розкладом із розрахунку відповідного часу, що планується на консультації з дисципліни.

Самостійна робота студента (СРС) є основним засобом засвоєння нав-чального матеріалу у вільний від аудиторних занять час. Самостійна робота студента включає: опрацювання навчального матері-алу, виконання індивідуальних завдань, науково-дослідну роботу.
Навчальний час, відведений на самостійну роботу студента, регламентується навчальним робочим планом і повинен скла-дати від 1/2 до 2/3 від загального обсягу навчального часу, відведеного на вивчення дисципліни. Зміст самостійної роботи студента визна-чається робочою навчальною програмою, методичними матеріалами, зав-даннями та вказівками викладача.
Самостійна робота студента може проходити в науково-технічній бібліотеці університету, навчальних кабінетах, комп’ютерних класах, або домашніх умовах. Належні умови роботи студента забезпечуються попередньо складеним на кафедрі графіком, що гарантує необхідну ритмічність СРС, а також можливість індивідуально-го доступу студента до необхідних дидактичних і технічних засобів загального користування. Графік СРС доводиться до відома студентів на початку навчального семестру.
Навчальний матеріал дисципліни, передбачений для засвоєння студентом у процесі самостійної роботи, виноситься на підсумковий контроль разом з навчальним матеріалом, що вивчався при проведенні аудиторних навчальних занять.

Розрахунково-графічна робота виконується під час самостійної роботи та сприяє більш поглибленому вивченню студентом теоретичного матеріалу, формуванню вмінь використання знань для самостійного вирішення відповідних практичних завдань.
Виконання розрахунково-графічної роботи передбачає вирішення конкретної практичної навчальної задачі розробки програмного компонента з використанням відомого, а також самостійно вивченого теоретичного матеріалу. Зміст роботи складається з розробки алгоритму програми, що розв’язує практичну навчальну задачу визначену завданням і виконується графічно відповідно до чинних нормативних вимог ЄСПД, коду програми та програмного документа (відповідно до завдання), що розробляється відповідно до вимог ЄСПД.
Терміни видачі, виконання і захисту РГР визначаються графіком, що розробляється на кожний семестр. РГР виконується студентами самостійно із забезпеченням необхідних консультацій з окремих питань з боку викладача.
Результати захисту РГР оцінюються відповідно до Положення про рейтингову систему оцінки успішності студентів з дисципліни.
Студент, який без поважної причини не подав РГР у зазначений термін або не захис-тив його, вважається таким, що має академічну заборгованість. При отриманні незадовільної рейтингової оцінки студент перепрацьовує роботу у визначений термін. Наявність позитивної оцінки за РГР є необхідною умовою допуску до семестрового контролю з даної дисципліни.

Організація контролю якості навчання

Контрольні заходи є необхідним елементом зворотного зв’язку у проце-сі навчання. Вони визначають відповідність рівня набутих студентами знань, умінь та навичок вимогам дисципліни і забезпечують своєчасне коригування навчального процесу.
У навчальному процесі використовуються такі види контролю: поточний, рубіжний та підсумковий.

Поточний контроль проводиться викладачами на всіх видах аудиторних занять. Основне завдання поточного контролю – перевірка рівня підготовки студентів до виконання конкретної роботи. Основна мета поточного контролю – забезпечення зворотного зв’язку між викладачами та студентами у процесі навчання, забезпечення управління навчальною мотивацією студентів. Інформація, одержана при поточному контролі, використовується як викладачем – для коригування методів і засобів навчання, так і студентами – для планування самостійної роботи.
Поточний контроль може проводитися у формі усного опитування, письмового експрес-контролю на практичних заняттях та лекціях, а також у формі комп’ютерного тестування. За результатами поточного контролю студент допускається до заняття.
Результати поточного контролю (поточна успішність) є основною інформацією при проведенні заліку і враховуються викладачем при визначенні підсумкової екзаменаційної оцінки з дисципліни.

Рубіжний (модульний) контроль – це контроль знань студентів після вивчення логіч-но завершеної частини навчальної програми дисципліни. Контроль проводитися у формі контрольної роботи або тестування. Модульний контроль є необхід-ним елементом модульно-рейтингової технології навчального процесу. Загальна кількість модульних контрольних робіт складає – шість, тобто 1, 2, 1 та 2 відповідно для кредитних модулів НФ-05/1, НФ-05/2, НФ-05/3 та НФ-05/4.

Семестровий контроль з дисципліни проводиться відповідно до навчального плану у вигляді семестрового екзамену, дифе-ренційованого заліку або заліку в терміни, встановлені графіком навчального процесу та в обсязі навчаль-ного матеріалу, визначеному робочою програмою дисципліни. Форма проведення семестрового контролю (усна, письмова, комбінована, тестування тощо), зміст і структура екзаменаційних білетів (контрольних завдань) та критерії оцінювання визначаються рішенням відповідної кафедри.

Залік (диференційований залік) – це вид підсумкового контролю, при якому засвоєння студентом навчального матеріалу з дисципліни оцінюється на підставі результатів поточного контролю (тестування, поточного опитування, виконання індивідуальних завдань на практичних заняттях або комп’ютерному практикумі) протягом семестру. Семестровий залік планується за відсутністю екзамену і не передбачає обов’язкової присутності студентів на заліковому заході.

Самоконтроль призначений для самооцінки студентами якості засвоєння навчального матеріалу з дисципліни (розділу, теми). З цією метою для кожної теми (розділу), а також у методичних розробках з комп’ютерного практикуму передбачаються питання для самоконтролю.

Успішність вивчення кожного окремого кредитного модуля дисципліни оцінюється сумою набраних балів – рейтинговою оцінкою (RD). Шкала рейтингу, критерії оцінювання та відповідні рівні наведено в Положеннях про рейтингову систему оцінки успішності студентів, які ухвалюються на засіданні кафедри.

Дисципліна «Обчислювальна техніка та програмування», код НФ-05, має статус нормативної навчальної дисципліни за циклом природничо-наукової (фундаментальної) підготовки і є обов’язковою для вивчення та семестрової атестації при формуванні індивідуального навчального плану студента.

Навчально-методичні матеріали

Інформаційно-методичне забезпечення включає методичні вказівки та інструктивно-методичні матеріали для студентів щодо проведення практичних занять, комп’ютерного практикуму, виконання розрахунково-графічної роботи.

Основна навчальна література

1. Шантырь С.В. Вычислительная техника и программирование. Методические указания по курсу, -К.: НТУУ «КПІ». 2002., - 26 с.
2. Шантырь А.С., Шантырь С.В. Web-проект. Руководство по созданию Web-сайтов от концепции…до публикации. – К.: Вібра Лабораторія. 2006. – 208 с.
3. Шантырь С.В. Вычислительная техника и программирование. Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения. -К: НТУУ «КПІ». 2004. - 36 с.
4. Шантырь С.В. Шантырь А.С. Вычислительная техника и программирование. Кредитный модуль НФ-05/1 «Основы построения и архитектура ЭВМ. Основы программирования». Методические указания к выполнению расчетно-графической работы. -К: НТУУ «КПІ». 2007. - 32 с.
5. Шантырь С.В. Шантырь А.С. Вычислительная техника и программирование. Кредитный модуль НФ-05/2 «Информационные технологии в профессиональной области». Методические указания к выполнению расчетно-графической работы. -К: НТУУ «КПІ». 2008. - 64 с., ил.
6. Методические указания к практическим работам и самостоятельному изучению дисциплины "САПР и конструирование средств измерений", раздел "Математический САПР", Киев:, КПИ, 1992.
7. Дьяконов В., Учебный курс MathCAD 2001. – СПб.: Питер, 2001 г. – 640 с.
8. Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. -М.: Наука, 1989.
9. Бородич Ю.С., Вальвачев А.Н., Кузьмич А.И. Паскаль для персональных компьютеров. - Минск: изд."Вышэйшая школа". 1991.
10. Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 6. – М.: ЗАО «Издательство Бином». 2002 г. – 1120 с.: ил.
11. Сильвия Бемер, Гаральд Фратер. MS Access – К.: BHV, 1994. -384 c.: ил.
12. Методическое пособие по использованию интегрированной среды разработчика LabVIEW, часть первая, для бакалавров 6.0913 – Метрология и измерительная техника. –К.: НТУУ «КПИ», 1996. – 91 с.: ил.
13. Пейч Л.И., Точилин Д.А., Поллак Б.П. LabVIEW для новичков и специалистов. –М.: Горячая линия – Телеком, 2004. – 384 с., ил.
14. Гофман В.Э., Хомоненко А.Д. Работа с базами данных Delphi. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002 г. – 624 с.: ил.
15. Братко Н. программирование на языке ПРОЛОГ для искусственного интеллекта: Пер. с англ. –М.: Мир, 1990. – 560.: ил.
16. Интернет. Энциклопедия – СПб.: ЗАО «Питер Бук», 2000. – 528 с.: ил.

Додаткова навчальна література

1. Самофалов К.Г., Корнейчук В.И., Тарасенко В.П. Электронные цифровые вычислительные машины. –К.: «Вища школа», 1976. -480 с.: ил.
2. Фодор и др. Операционные системы для IBM PC, М.,1989.
3. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. -М.: .1990.
4. Р.Джордейн, Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT/AT, М., Финансы и статистика, 1992.
5. Р.Коутс, И.Влейминк, Интерфейс «человек - компьютер», М., Мир, 1990.
6. Проектирование пользовательского интерфейса на персональных компьютерах фирмы IBM (Стандарт фирмы IBM), DBS LTD, 1992
7. Ю.Г. Леонтьев. Самоучитель Office Word 2003. –С-Пб: «Питер», 2003. – 284 с.: ил.
8. Альтман Р. Microsoft Office PowerPoint 2003 для Windows / Ребекка Бриджес Альтман ; Пер. с англ. Талачевой М. И. - М.: ДМК Пресс, 2004. - 416 с.: ил. ISBN 5-94074-249-1
9. В. Кузьмин, Microsoft Office Excel 2003. Учебный курс — СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. — 493 с.: ил. ISBN 5-94723-764-4
10. Андерсен В. Базы данных Microsoft Access. Проблемы и решения: Практ. пособ. / Пер. с англ.— М.: Издательство ЭКОМ, 2001.—384 с.: ил. ISBN 5-7163-0082-0
11. А.Н.Вальвачев, Графическое программирование на языке ПАСКАЛЬ, Минск,1991.
12. Зуев Е.А., Язык программирования Turbo Pascal 6.0., М., Унитех, 1992.
13. Н.Рубенкинг, Турбо Паскаль для Windows, в двух томах, М., Мир, 1994.
14. Ж.Джонс, К.Харроу, Решение задач в системе Турбо Паскаль, М., «Финансы и статистика», 1991.
15. Архангельский А.Я. Приемы программирования в Delphi. - М.: ООО «БИНОМ-ПРЕСС», 2004 г. -848 с.: ил.
16. Энго Франк. Самоучитель Delphi 3. – К.: «ДиаСофт», 1998. – 320 с.: ил.