Экзаменационные вопросы

1. Понятие информатики (И); области распространения; изучаемые вопросы; связь с другими науками; задачи И. и используемые для их решения научные положения; научные направления И.

2. Понятие информации; представление и интерпретация информации; сигнал, виды сигналов, регистрация сигналов; данные; носитель информации; методы восприятия информации; информационный процесс; первичная и вторичная информация.

3. Этапы развития информационных процессов; информационное общество и информационные ресурсы; преимущества развития информационных процессов.

4. Свойства информации: объективные и субъективные, качество, содержательность и защищенность. Информационный процесс и его этапы; передача информации: протокол, сообщение, канал связи.

5. Синтаксическая мера измерения информации: объем данных, бит, дит, количество информации, мера неопределенности, априорная и апостериорная неопределенность, энтропия, формула Шеннона, формула Хартли

6. Синтаксическая мера измерения информации: формула Хартли, содержательный подход, алфавитный подход, алфавит, мощность алфавита, количество информации в тексте, вероятностный подход, качественная и количественная связь между информацией и вероятностью, коэффициент информативности, избыточность

7. Семантическая мера измерения информации: тезаурус, зависимость количества семантической информации от полноты тезауруса, коэффициент содержательности, мера информации прагматического уровня

8. Представление данных в памяти ЭВМ: язык, азбука, универсальность системы кодирования, двоичное кодирование, ячейка памяти, разряд, байт, адрес, машинное слово

9. Системы счисления (СС): позиционные и непозиционные, основание СС, преимущества и недостатки двоичной СС, представление числа в виде полинома, алфавит 2, 8, 10 и 16 СС, длина числа в позиционной СС, представление первых 16 чисел в различных СС

10. Перевод чисел между система счисления: в десятичную из недесятичной, целую десятичных в недесятичную, правильных дробей из недесятичной в десятичную, неправильных дробей из недесятичной

 

 

в десятичную, между кратными СС. Сложение и умножение в двоичной СС, использование промежуточной десятичной СС

11. Двоично-десятичная СС. Беззнаковое и знаковое представление чисел в ячейке памяти: прямой, обратный и дополнительный код. Знаковый разряд. Преобразование чисел между различными знаковыми кодами. Перенос и переполнение и их индикаторы.

12. Представление в памяти вещественных чисел: с фиксированной запятой и с плавающей запятой, достоинства и недостатки, мантисса, порядок, нормализованное представление, смещенный порядок, одинарная, двойная и расширенная точность, алгоритм перевода действительного числа в представление в памяти и наоборот.

13. Представление символьных данных: код символа, алфавит, методы записи текстовой строки в память, форматирование, текстовые метки, кодовая таблица ASCII, стандарт UNICODE

14. Представление звуковых данных: звук, процесс сохранения и воспроизведения звука, дискретизация сигнала по времени и по уровню, частота дискретизации, квантование, теорема Найквиста.

15. Представление графических данных: векторная и растровая графика, модель RGB, закон трехмерности, непрерывности и аддитивности, принцип декомпозиции, аддивная и субтрактивная модель, модель CMYK, оцифровка изображения, режимы TrueColor и HighColor

16. Сжатие информации: избыточность, примеры избыточности, устранение избыточности, обратимые и необратимые методы, коэффициент сжатия, метод упаковки, метод Хаффмана, метод RLE, алгоритм Лемпеля-Зива, алгоритмы с частичной потерей данных, регулируемая потеря информации, форматы сжатых файлов.

17. Основы теории множеств: множество (М), элемент М, универсальное М, подмножество, равенство М, мощность М, методы задания М, объединение, пересечение, разность, симметричная разность, дополнение.

18. Основы алгебры логики: простое и сложное высказывание, таблица истинности, логические операции, отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, импликация, эквиваленция, исключающее ИЛИ.

19. Основы алгебры логики: логическая формула, выполнимая формула, тавтология, противоречие, таблица истинности, алгоритм ее построения, примеры, приоритеты операций.

20. Равносильные формулы, равносильное преобразование формул, законы преобразования формул, дизъюнктивная и конъюнктивная нормальные формы, составление ДНФ и КНФ по таблице истинности.

 

 

21. Понятие алгоритма. Свойства алгоритма: массовость, дискретность, детерминированность, результативность, формальность, конечность. Способы описания алгоритма: словесный, псевдокод, графический, язык программирования (примеры). Основные графические символы блок-схемы.

22. Основные алгоритмические конструкции: линейная, разветвляющаяся (полная, неполная), циклическая (с параметром, с предусловием, с постусловием). Тело цикла. Примеры конструкций в виде блок-схем.

23. Языки программирования (ЯП): компьютерная программа, машинный код, ассемблер, мнемоники, алфавит, синтаксис, семантика, уровень ЯП, ЯП высокого уровня, компилятор и интерпретатор. Фазы компиляции: лексический анализ, синтаксический анализ, семантический анализ, оптимизация, генерация кода. Интерпретатор компилирующего типа, байт-код.

24. Классификация языков программирования: процедурные, объектно-ориентированные, декларативные (функциональные и логические), языки программирования баз данных. Нисходящее и модульное проектирование. Принципы ООП. Интегрированная среда разработки. Примеры языков.

25. История развития ЭВМ: механический калькулятор Паскаля, арифмометр Лейбница, аналитическая машина Бэбиджа, табулятор Холлерита, 5 поколений ЭВМ, проблемы и достижения, МЭСМ, БЭСМ-6, PDP-8, мини ЭВМ, первые персональные компьютеры. Многопроцессорные супер ЭВМ.

26. Архитектура ЭВМ: архитектура фон Неймана, процессор, АЛУ, УУ, память, внешние устройства, принципы фон Неймана, структура запоминающих устройств, контролеры внешних устройств, шина, принцип открытой архитектуры, тенденции развития архитектуры.

27. Принципы работы ЭВМ: счетчик адреса команд, процесс загрузки и функционирования ЭВМ, порядок исполнения команды, формат команд (операционная и адресная часть), одноадресные, двухадресные и трехадресные команды, основные группы машинных команд, CISC и RISC архитектуры.

28. Программное обеспечение: определение, уровни, BIOS, драйверы, ядро ОС, прикладные программы, виды системного ПО, сервисное ПО, утилиты, инструментальное ПО, системы технического обслуживания.

29. Операционные системы: функции, классификации – одно- и многозадачные, одно и многопользовательские, одно и многопроцессорные, локальные и сетевые, пакетной обработки,

 

 

разделения времени, реального времени, монолитная и микроядерная, современные ОС.

30. Моделирование: понятие, объект моделирования, научное исследование, инженерное проектирование, модель, адекватность, аналитическое и имитационное моделирование. Классификация: научный эксперимент и оптимизация, детерминированные и стохастические, статические и динамические, дискретные и непрерывные, мысленные, реальные и информационные, наглядные, символические и математические.

31. Моделирование: индуктивный и системный подходы, система, внешняя среда, цель моделирования, структура системы, функциональный и структурный подход. Математическое моделирование: закон функционирования системы, пространство состояний, выходная траектория. Информационные модели: специализированные и универсальные, базы данных, искусственный интеллект, базы знаний, экспертные системы.

32. Базы данных: СУБД, приложения, преимущества, многопользовательские СУБД, трехуровневая архитектура, логическая и физическая независимость, инфологическая, концептуальная и физическая модель, иерархическая, сетевая и реляционная модель, жизненный цикл БД, предметная область и ее системный анализ.

33. Сети ЭВМ: определение, задачи, цели. Классификация: PAN, LAN, MAN, WAN, одноранговые, клиент-серверные. Топологии: двухточечная, общая шина, звезда, кольцо (понятие токена), полносвязная, комбинированные.

34. Сетевые компоненты. Среда передачи данных: коаксиальный кабель, витая пара, оптический кабель, достоинства и недостатки. Сетевая плата, функции, адресация, MAC-адрес, последовательность передачи данных в сеть. Дополнительное оборудование: повторитель, терминатор, концентратор, коммутатор, маршрутизатор, мост, мультиплексор, межсетевой экран.

35. Сетевое программное обеспечение: открытая система, семиуровневая модель, эталонная модель взаимодействия, интерфейс и протокол, порядок отправки и получения сообщений, пакет данных, структура пакета. Особенности сетей Ethernet, метод множественного доступа, формат пакета. Сеть TokenRing.

36. Сетевые протоколы: свойства, стек, порядок отправки и приема данных, стек TCP\IP, соответствие уровней стеку TCP\IP, содержание стека TCP\IP, основные протоколы стека TCP, UDP, IP.

 

 

37. Интернет: понятие, провайдер, POP, NAP, базовые и прикладные протоколы, адресация, структура IP-адреса, классы сетей, DNS-система, структура доменных адресов, принцип делегирования ответственности, примеры доменов, последовательность разрешения имен, структура адреса URL.

38. Информационная безопасность: компьютерная система, субъекты и объекты доступа, диспетчер доступа, учетная информация, политика доступа, аутентификация и авторизация, понятие доступа, санкционированный и несанкционированный, «Оранжевая книга», критерии безопасности, лог-файлы.

39. Методы разграничения доступа. Дискреционное управление, матрица доступа, владелец файла и группа. Мандатное управление, достоинства, недостатки, реализация. Порядок получения доступа к информации злоумышленником. Задачи информационной безопасности: доступность, целостность, конфиденциальность, уровни обеспечения, виды угроз. Виды атак на доступность, целостность и конфиденциальность, DDOS атаки.

40. Криптографические методы защиты информации: криптография, криптоанализ, криптология, виды криптографических методов, стойкость и атака на шифр, схема симметричного и асимметричного шифрования, хэш-функция, ЭЦП. Виды шифрования: заменой (шифр Цезаря), перестановкой (Скитала).

41. Компьютерные вирусы: понятие, цели, признаки заражения, жизненный цикл вируса, лавинообразное распространение, классификация по среде обитания и алгоритмам функционирования, Trojan.Winlock. Антивирусные программы: понятие, принцип лечения, виды, примеры.