3030

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О. Я. Родькина

ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ, ДАННЫЕ, ЗНАНИЯ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Теория информации, данные, знания» по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии

Нижний Новгород

2022

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О. Я. Родькина

ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ, ДАННЫЕ, ЗНАНИЯ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Теория информации, данные, знания» по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

УДК 681.3 (075)

Родькина О.Я. Теория информации, данные, знания: учебно-методическое пособие/ О.Я. Родькина; Нижегородский государственный архитектурностроительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 10с. – Текст : электронный.

Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также тематика практических занятий и методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Теория информации, данные, знания». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Теория информации, данные, знания» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии.

© О.Я. Родькина, 2022

©ННГАСУ, 2022.

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Теория информации, данные, знания» предназначены для студентов третьего курса, обучающихся по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии, и содержат программу для проведения лекционных и практических занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.

Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебно-методической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Теория информации, данные, знания».

Целями освоения дисциплины «Теория информации, данные, знания» являются формирование у студентов способности применять естественнонаучные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности; использовать современные информационные технологии и программные средства, в том числе отечественного производства, при решении задач профессиональной деятельности.

Обобщенной целью преподавания данной дисциплины является формирование совместно с другими дисциплинами учебного плана и всеми формами образовательного процесса в университете, компетенций, знаний, умений и навыков, определяемых требованиями ФГОС ВО по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии.

В лекциях излагаются общие понятия информации, данных, знаний и их взаимосвязь, разбираются следующие вопросы: энтропия как мера степени неопределенности, измерение информации, приложение теории информации к задачам передачи сообщений, передача сообщений при наличии помех, коды, обнаруживающие и исправляющие ошибки; на практических занятиях осуществляется групповая работа студентов и преподавателя, разбираются практические примеры применения методов оценки количества информации, кодирования информации.

Главной целью лекций является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.

На лекциях по дисциплине «Теория информации, данные, знания» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса, способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.

Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.

Самостоятельная работа направлена на развитие компетенций дисциплины:

-ОПК-1. Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности.

-ОПК-8. Способен применять математические модели, методы и средства проектирования информационных и автоматизированных систем.

-ПК-2. Способность выполнять работы по созданию (модификации) и сопровождению информационных систем.

Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине:

-подготовка к учебным занятиям включая систематическую проработку основной и дополнительной литературы;

-подготовка к экзамену.

Содержание разделов дисциплины «Теория информации, данные, знания» представлено в таблице 1.

Таблица 1. Содержание разделов дисциплины

.

На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с преподавателем различные вопросы по тематике дисциплины.

В течение курса со студентами проводятся индивидуальные и групповые консультации по общетеоретическим вопросам, возникающим при самостоятельной работе студентов при подготовке к занятиям.

Перед экзаменом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к экзамену. После получения перечня вопросов рекомендуется:

1)внимательно прочитать материал курса;

2)постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами, используя рекомендованную литературу;

3)выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.

Перечень примерных вопросов, выносимых на экзамен:

1.Понятие информации. Сообщения, знания. Понятие и свойства информации.

2.Основные понятия теории информации. Техническая и семантическая информация. Общая характеристика процесса передачи информации.

3.Информационные процессы. Коммуникационная деятельность.

4.Модель системы передачи (и хранения) информации. Понятие информационной сети. Информационные узлы.

5.Мера количества информации. Основные приемы эффективного управления собственным временем. Энтропия источника независимых и зависимых сообщений.

6.Модель самоконтроля, саморазвития и самообразования. Теория множеств, как средство отображения модели состава системы. Основные положения теории множеств. Упорядоченные множества.

7.Модель самоконтроля, саморазвития и самообразования. Структура системы. Понятие связи. Страты системы. Описание связей элементов с помощью соответствий. Отношения.

8.Описать свойства информации при тренировке сознательного контроля над количеством времени, потраченного на конкретные виды деятельности.

9.Привести пример расчёта количества информации в процессе управления временем, при котором специально увеличиваются эффективность и продуктивность.

10.Описать технологии приобретения, использования и обновления социокультурных и профессиональных знаний, умений и навыков с позиции информационного процесса.

11.Основы математики. Теория графов как средство отображения структуры системы.

Определение графа. Методы задания. Особые типы графов.

12.Основы математики. Теория графов как средство отображения структуры системы.

Определение графа. Отношения на графах. Комплексные элементы графов. Взвешенные графы.

13.Методы описания и исследования систем. Анализ систем на основе топологического подхода. Анализ на основе не взвешенных графов. Определение наличия цепей.

14.Основы программирования. Анализ систем на основе топологического подхода. Выявление состава цепей. Алгоритм поиска в глубину. Задача поиска остового дерева. Определение остового дерева.

15.Основы программирования. Анализ структуры системы на основе топологических описаний в виде взвешенных графов. Постановка оптимизационной задачи. Алгоритм построение наименьшего остового дерева.

16.Основы программирования. Анализ структуры системы на основе топологических описаний в виде взвешенных графов. Задача поиска цепей наименьшего веса. Методы решения.

17.Основы математики. Задача поиска кратчайших путей на взвешенном графе. Метод направленного поиска.

18.Привести пример задачи поиска максимального потока в сети на основе теоретического исследования объектов в области строительства и архитектуры.

19.Привести пример практической задачи, сводимой к задаче, поиска максимального потока, и её решение на основе экспериментального исследования объектов в области строительства и архитектуры.

20.Представить алгоритм поиска максимального потока для решения практической задачи в области строительства и архитектуры.

21.Алгоритм выбора оптимального неравномерного кода.

22.Дискретные каналы при наличии ограничений на входной сигнал.

23.Вероятность ошибки для двух и более кодовых слов.

24.Понятие о линейной фильтрации.

25.Марковские источники.

26.Статистические коды

27.Каналы передачи данных.

28.Теорема Котельникова.

29.Классификация помех и их источников.

30.Коды с обнаружением ошибок.

31.Корректирующие коды.

32.Понятие сжатия информации.

33.Цели и возможности сжатия информации.

34.Понятия сжатия без потерь данных и с частичной потерей данных.

35.Сжатие информации по алгоритму Хаффмана.

36.Цели архивации данных. Особенности программ-архиваторов.

Показатели оценки по зачёту представлены в таблице 3.

Печатные и электронные издания

1.Белаш В. Ю.. Теория информации : Учебно-методическое пособие. / Белаш В. Ю. ; В. Ю. Белаш. – Саратов : Вузовское образование, 2019. – 45 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/84443.html. – ISBN ISBN 978-5-4487-0512-0.

2.Горячкин О. В.. Теория информации и кодирования. Часть 2 : Учебное пособие. / Горячкин О. В. ; О. В. Горячкин. – Самара : Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2017. – 138 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/75413.html.

3.Котенко В. В.. Теория информации : Учебное пособие. / Котенко В. В., Румянцев К. Е. ; В. В. Котенко, К. Е. Румянцев. – Ростов-на-Дону, Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2018. – 239 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/87680.html. – ISBN ISBN 978-5-9275-2370-2.

.

Родькина Ольга Яновна

ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ, ДАННЫЕ, ЗНАНИЯ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Теория информации, данные, знания» по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www.nngasu.ru, srec@nngasu.ru