Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ФПМ 

 

 

 

«   22   »       05       2018 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Теория информации     

 




Направление подготовки

10.03.01 Информационная безопасность

Профиль подготовки

"Безопасность компьютерных систем"

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

4

144 / 4  

16  

16  

 

3,6  

0,35  

35,95  

63,4  

Экз.(44,65)  

Итого

144 / 4  

16  

16  

 

3,6  

0,35  

35,95  

63,4  

44,65  

 

Муром, 2018 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: изучение основных понятий и методов теории информации и кодирования, используемых при описании, проектировании и эксплуатации информационных систем.

Задачи дисциплины:

- изучение основных характеристик информации;

- изучение основных принципов кодирования информации;

- изучение современных методов передачи и обработки информации.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.09))

Дисциплина "Теория информации" базируется на знаниях, полученных в рамках дисциплин: "Математика", "Дискретная математика", "Информатика". Дисциплина "Теория информации" является общим теоретическим и методологическим основанием для проведения практик и научно-исследовательской работы, а так же для подготовки к итоговой государственной аттестации.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2 способность применять соответствующий математический аппарат для решения профессиональных задач.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

основные понятия и методы теории информации и кодирования; (ОПК-2).

различные подходы к оценке количества информации; (ОПК-2).

определение количественной меры информации. (ОПК-2).

2) Уметь:

использовать программные и аппаратные средства персонального компьютера: (ОПК-2).

вычислять количество энтропии и информации в сообщениях дискретного источника канала связи; (ОПК-2).

использовать математические модели информационных процессов. (ОПК-2).

3) Владеть:

методами количественного анализа процессов обработки, поиска и передачи информации; (ОПК-2).

навыками вычисления количества информации; (ОПК-2).

навыками кодирования информации. (ОПК-2).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Теоретические основы информации

4

8

6

27

устный опрос, тестирование

2

Теория кодирования информации

4

8

10

36,4

устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

144

16

16

63,4

3,6

0,35

Экз.(44,65)

Итого   

144

16

16

63,4

3,6

0,35

44,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Теоретические основы информации

Лекция 1.

Основы теории информации (2 часа).

Лекция 2.

Количественная оценка информации (2 часа).

Лекция 3.

Энтропия и свойства энтропии (2 часа).

Лекция 4.

Избыточность сообщений (2 часа).

Раздел 2. Теория кодирования информации

Лекция 5.

Эффективное кодирование (2 часа).

Лекция 6.

Кодирование информации для канала с помехами (2 часа).

Лекция 7.

Понятие качества корректирующего кода (2 часа).

Лекция 8.

Линейные коды (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 4

Раздел 1. Теоретические основы информации

Практическое занятие 1.

Информация в дискретных сообщениях (2 часа).

Практическое занятие 2.

Информация в непрерывных сообщениях (2 часа).

Практическое занятие 3.

Эффективное кодирование неравновероятных символов источника дискретных сообщений (2 часа).

Раздел 2. Теория кодирования информации

Практическое занятие 4.

Информационное моделирование источников сообщений (2 часа).

Практическое занятие 5.

Построение и реализация оптимальных кодов Шеннона — Фано и Хаффмена (2 часа).

Практическое занятие 6.

Построение и реализация обнаруживающих и корректирующих кодов Хэмминга (2 часа).

Практическое занятие 7.

Построение и реализация циклических кодов (2 часа).

Практическое занятие 8.

Основы теории дискретизации функции непрерывного аргумента (2 часа).

 

Методические указания к работам приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=31053

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Квантовая мера количества информации.

2. Мера количества информации по Хартли.

3. Оценка количества информации при разновероятных состояниях элементов сообщений.

4. Функция плотности распределения вероятности состояний.

5. Непрерывные и дискретные распределения элементов сообщений.

6. Приведенная энтропия.

7. Дискретные каналы связи.

8. Непрерывные каналы связи.

9. Неравенство Крафта.

10. Словарные методы кодирования.

11. Арифметическое кодирование.

12. Адаптивные алгоритмы сжатия. Кодирование Хаффмена.

13. Адаптивное арифметическое кодирование.

14. Подстановочные или словарно-ориентированные алгоритмы сжатия информации. Методы Лемпела-Зива.

15. LZ-алгоритмы распаковки данных.

16. Особенности программ-архиваторов.

17. Сжатие информации с потерями.

18. Помехозащитное кодирование .

19. Математическая модель системы связи.

20. Матричное кодирование.

21. Групповые коды.

22. Совершенные и квазисовершенные коды.

23. Полиномиальные коды.

24. Понятие о кодах Боуза-Чоудхури-Хоккенгема.

25. Циклические избыточные коды.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Теория информации

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Ушаков А.В. Прикладная теория информации: элементы теории и практикум - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2012. - 325 с. - http://books.ifmo.ru/book/780/prikladnaya_teoriya_informacii:_elementy_teorii_i_praktikum.htm

2. Зверева Е.Н., Лебедько Е.Г. Сборник примеров и задач по основам теории информации и кодирования сообщений. - : СПб: НИУ ИТМО, 2014. - 76 с. - http://books.ifmo.ru/file/pdf/1576.pdf

3. Литвинская О.С. Основы теории передачи информации: учебное пособие / О.С. Литвинская, Н.И. Чернышев. — Москва: КноРус, 2015. — 168 с. - https://www.book.ru/book/916705/view

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Чечёта С.И. Введение в дискретную теорию информации и кодирования. Москва: МЦНМО, 2011 г., 224 с. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=29379

2. Федоров С.В. Математические основы теории информации: учеб. пособие / С.В. Федоров – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2010. − 72 с. - http://e.lib.vlsu.ru/bitstream/123456789/1891/3/00753.pdf

3. Кудряшов, Б.Д. Теория информации: Учебное пособие. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. - 188 с. - http://window.edu.ru/resource/746/72746/files/itmo495.pdf

4. Лебедько Е.Г. Математические основы передачи информации (части 3 и 4): Учебное пособие. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. - 120 с. - http://window.edu.ru/resource/358/66358/files/itmo406.pdf

5. Фурсов В.А. Лекции по теории информации: Учебное пособие / Под редакцией Н.А. Кузнецова. - Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2006. - 148 с. - http://window.edu.ru/resource/553/72553/files/teoria_informacii.pdf

6. Могилев А., Листрова Л. Технологии обработки текстовой информации. Технологии обработки графической и мультимедийной информации. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2010 г., 304 с. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=22275

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Образовательный портал "Экспонента" - http://www.exponenta.ru/

Математический сайт - http://www.teorver.ru/

Информационная система - http://www.mathnet.ru/

Национальный открытый университет ИНТУИТ - http://www.intuit.ru/

Математический справочник - http://dict.sernam.ru/

Образовательный портал "Единое окно доступа к образовательным ресурсам" - http://window.edu.ru/

Программное обеспечение:

Кабинет технологий и методов программирования, компьютерный класс.

Операционная система Microsoft Windows (подписка DreamSpark Premium Electronic Software; Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года);

Среда разработки на языке Pascal PascalABC.NET (free software, GNU Lesser General Public License v.3);

Офисный пакет Apache OpenOffice (free software, Apache License version 2.0);

Среда программирования Visual Studio (подписка DreamSpark Premium Electronic Software; Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года);

Растровый графический редактор GIMP (free software, GNU General Public License);

Векторный графический INKSCAPE (free software, GNU General Public License);

Браузер Google Chrome (free software, Google EULA);

Среда программирования Lazarus (free software, GPL);

MathCad Education-University Edition (100 pack) (Государственный контракт №1 от 10.01.2012 года (с ООО «СофтЛайн Проекты»);

Редактор диаграмм и блок-схем для Windows Microsoft Visio (подписка DreamSpark Premium Electronic Software; Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года);

Свободный текстовый редактор с открытым исходным кодом Notepad++ (free software, GNU General Public License).

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

books.ifmo.ru

book.ru

ibooks.ru

e.lib.vlsu.ru

window.edu.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лекционная аудитория.

Экран настенный Goldview; проектор NEC Projector V260XG (переносной); DVD-плеер Pioneer DV310 (переносной).

Кабинет технологий и методов программирования, компьютерный класс.

ПК модель К112 - 12 шт.; коммутатор TRENDnet TEG-S24G; видеопроектор SANYO PLC-XU355; экран Lumien Master Picture LMP-100109; DVD-плеер Pioneer DV310 (переносной); доступ к сети Интернет.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Каждому обучающемуся преподаватель выдает задачу, связанную с разработкой алгоритмов обработки информации. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 



РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Теория информации»

по направлению подготовки 10.03.01 Информационная безопасность

 

Рабочая программа дисциплины «Теория информации» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 10.03.01 Информационная безопасность.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 144 час. (4 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: изучение основных понятий и методов теории информации и кодирования, используемых при описании, проектировании и эксплуатации информационных систем.

Задачи дисциплины:

- изучение основных характеристик информации;

- изучение основных принципов кодирования информации;

- изучение современных методов передачи и обработки информации.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Теория информации» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 10.03.01 Информационная безопасность.

 

22.05.2018 г.