Організація даних в обчислювальних системах

Анотація навчальної дисципліни
Мета дисципліни:
Одержання практичних умінь та теоретичних знань щодо чинних систем числень, перетворення чисел з однієї системи в іншу, отримання базових знань про структури та формати даних, що використовуються в обчислювальній  техніці. Використання структур даних при розробці програмного забезпечення. Організація даних в оперативній пам'яті та її оптимальне використання.

Практичне значення та використання отриманих знань: використання основних принципів представлення інформації в ЕОМ та систем числення, а також структур даних, операцій з даними для подальшої розробки програмного забезпечення.

Основні результати навчання
ПРН05. Знати і застосовувати відповідні математичні поняття, методи доменного, системного і об’єктно-орієнтованого аналізу та математичного моделювання для розробки програмного забезпечення 
ПРН13. Знати і застосовувати методи розробки алгоритмів, конструювання програмного забезпечення та структур даних і знань.
ПРН18. Знати та вміти застосовувати інформаційні технології обробки, зберігання та  передачі даних.

Тематика та види навчальних занять

1    тиждень
Лекция 1. Системи числення. Двійково-кодовані системи числення. Переведення чисел з однієї СЧ в інші. Непозиційні та позиційні СЧ. Поняття розряд та розрядність. Діапазон представлення чисел в заданій СЧ. Прямий, додатковий і зворотні коди. Модифікації прямого, зворотного та додаткового кодів.
Лабораторне заняття 1. Офісний пакет програм (OpenOffice). Текстовий редактор OpenWriter.
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

2    тиждень
Лекция 2.  Алфавіт СЧ. Діапазон представлення чисел в заданій СЧ. СЧ з основою 2. Двійково-десятковий запис числа. Правила переведення з 2-ної СЧ в СЧ кратним 2 і назад.
Практична робота 1. Представлення чисел в ЕОМ, коротке знайомство із системами числення.
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

3    тиждень
Лекция 3. Форми та формати подання чисел в ЕОМ
Форми представлення чисел в ЕОМ.
Лабораторне заняття 2. Форматування. Офісний пакет програм (OpenOffice). Система електронних таблиць OpenCalc.
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

4    тиждень
Лекция 4.Форми представлення чисел з пливучою і фіксованою точкою.
Формати подання чисел в ЕОМ.
Практична робота 2. Арифметичні операції над числами в СЧ  з основою N. Додавання чисел у зворотному  та  додатковому коді;додавання чисел з плавучою крапкою, у модифікованих кодах.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 1. 
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

5    тиждень
Лекция 5. Додавання чисел. Складання чисел з довільними знаками. Складання чисел з плавучою точкою.
Лабораторне заняття 3. Офісний пакет програм (OpenOffice). Майстер презентацій OpenImpress.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 2. 
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

6    тиждень
Лекция 6. Множення чисел. Похибки виконання арифметичних операцій. Вірогідність виконання арифметичних операцій в ЕОМ.
Лабораторне заняття 3. Офісний пакет програм (OpenOffice). Майстер презентацій OpenImpress.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 3. 
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

7    тиждень
Лекция 7. Подання структур даних. Прості та складові типи даних. Основні поняття про структури даних. Постійна пам'ять. Оперативна пам'ять. Кеш-пам'ять.
Практична робота 3.  Множення чисел у СЧ  з основою N. Множення чисел у зворотному і додатковому кодах, із пливучою крапкою, у двійково-десятковій СЧ. Ділення чисел у СЧ з основою N.
Модульна контрольна робота 1.
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

8    тиждень
Лекция 8. Основні поняття про типи даних. Цілочисельний тип даних. Речовий тип даних. Двійково-десятковий тип даних. Покажчик на пам'ять.
Лабораторне заняття 4.Форматування. Офісний пакет програм (OpenOffice). Графічний редактор OpenDraw.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 4. 
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

9    тиждень
Лекция 9. Використання типів даних в програмуванні. Статичні та динамічні масиви. Переваги та недоліки масивів. Записи (структури)
Практична робота 4. Проектування реляційної моделі даних з застосуванням нормалізації відношень.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частини 5-6. 
Самостійна робота студентів. 
Проведення консультації.

10    тиждень
Лекция 10. Списки. Реалізація списків у вигляді масиву. Пов'язані списки. Реалізація списків за допомогою покажчиків та у вигляді масиву. Кільцеві пов'язані списки
Лабораторне заняття 5. Робота з архіваторами. Користувацьке адміністрування (перегляд та зміна основних параметрів).
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 7. 
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

11    тиждень
Лекция 11. Стек. Черга. Кільцева черга. Черги з пріоритетами.
Практична робота 5. Розгортка масиву по строках та стовпцях. Кількість пам’яті, яку займає структура при використанні різноманітних типів даних. реалізація списків у вигляді масивів та за допомогою покажчиків.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 8 
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

12    тиждень
Лекция 12. Граф. Дужкове уявлення графів. Подання графів у вигляді масивів. Подання графів у вигляді списку. 
Лабораторне заняття 6. Антивірусні пакети.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 9. 
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

13    тиждень
Лекция 13. Дерева. Методи обходу дерев. Подання дерев.
Практична робота 6. Напівстатичні структури даних: стек, черга. Нелінійні структури даних: графи, дерева.
Виконання розрахунково-графічної роботи. Частина 10. 
Самостійна робота студентів. 
Проведення консультації.

14    тиждень
Лекция 14. Системи зберігання та обробки даних
Лабораторне заняття 7. Пошук та розміщення інформації в Internet, найвідоміші пошукові сервіси.
Захист розрахунково-графічної роботи.
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

15    тиждень
Лекция 15. Основні поняття про файлові структури.
Практична робота 7. Приклади використання тригерів та збережених процедур. 
Модульна контрольна робота 2.
Самостійна робота студентів.
Проведення консультації.

Оцінювання результатів навчання

Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних, практичних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи, РГР.

Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних
досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі.
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів. 

Перша модульна контрольна робота складається з:
Тестової частини (2 тестових питання). Максимальна оцінка за правильну відповідь на
кожне питання становить 2 бали.
Теоретичної частини (3 теоретичних питання). Максимальна оцінка за правильну відповідь на кожне питання становить 2 бали.
Практичної частини (5 практичних завдань). Максимальна оцінка за правильну відповідь на кожне питання становить 3 бали. Задача вважається розв’язаною, якщо коректно виконані арифметичні операції над числами та вірно відображені числа у різних системах числення.
Бездоганно виконані 1-3 частини розрахунково-графічної роботи – 6 балів.
Бездоганно виконані лабораторні роботи 1-3– 9 балів.
Поточні контрольні опитування – 10 балів. 

Друга модульна контрольна робота складається з:
Тестової частини (3 тестових питання). Максимальна оцінка за правильну відповідь на
кожне питання становить 3 бали.
Практичної частини (4 практичних завдання). Максимальна оцінка за правильну відповідь на кожне питання становить 4 бали. Задача вважається виконаною, якщо при її розв’язанні коректно записано структури даних та їх відображення у пам’яті компьютера.
Бездоганно виконані 4-10 частини розрахунково-графічної роботи – 6 балів.
Бездоганно виконані лабораторні роботи 4-7– 12 балів.
Поточні контрольні опитування – 7 балів. 

Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач за всі виконані види робіт – 100 балів.

Література
1.    LibreOffice Documentation Team LibreOffice 6.0 Writer Guide, - 12th Media Services, 2019. – 450 с.
2.    Narsimha Karumanchi Data Structures and Algorithms Made Easy, - CareerMonk Publications, - 2021, - p.
3.    Євгенія Яковенко, Ігор Журавель, Іван Горбатий Інформаційна безпека, - Львівска Політехніка (ЛП), - 2019, - 580 с.
4.    Jay Wengrow A Common-Sense Guide to Data Structures and Algorithms, Second Edition, - Pragmatic Bookshelf, - 2020, - 508 p.
5.    Vaidehi Joshi Data Structures for Everyone: A Hand-Drawn Guide to Computer Science, - No Starch Press, - 2019, - 234 p.
6.    Наталя Войтюшенко, Алла Остапець Інформатика та комп'ютерна техніка, - Центр навчальної літератури, - 2019, - 564 с.
7.    Anne Boehm, Zak Ruvalcaba Murach's HTML and CSS (5th Edition), - Mike Murach & Associates, - 2021, - 602p.
8.    Ben Frain Responsive Web Design with HTML5 and CSS: Develop future-proof responsive websites using the latest HTML5 and CSS techniques, 3rd Edition, - Packt Publishin, - 2020, - 408p.