Информатика: программа, алгоритмы, Python, базы данных и тесты

Понятие информации, каналы восприятия человека, формы представления данных, ключевые свойства информации и информационные процессы.

Системный блок, процессор, оперативная и постоянная память, устройства ввода, вывода и правила безопасной работы за компьютером.

Локальные и глобальные сети, архитектура клиент-сервер, базовые топологии (звезда, кольцо, шина), адресация в сети и веб-браузеры.

Угрозы в сети Интернет, вредоносные программы, фишинг, надежные пароли, двухфакторная аутентификация и нормы поведения в сети.

Алфавитный подход к измерению информации, мощность алфавита, формула Хартли N = 2^i, бит, байт и производные единицы информации.

Принципы фон Неймана, структура процессора (АЛУ и УУ), тактовая частота, магистрально-модульный принцип и шины данных.

Понятие системы счисления, непозиционные (римская) и позиционные СС, основание и алфавит, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы.

Алгоритм перевода из 10-й СС делением на основание в столбик, перевод из 2-й в 8-ю и 16-ю по таблице триад и тетрад, двоичная арифметика.

Неизменяемость строк str, расширенные срезы [start:stop:step], методы split, join, replace, find, strip, форматирование f-строк.

Вложенные списки, индексы строки и столбца [i][j], табличный ввод и вывод матрицы, сумма элементов, главная и побочная диагонали.

Пространственная дискретизация, разрешение X × Y, глубина цвета i, мощность палитры K = 2^i, цветовые модели RGB и CMYK, расчет объема несжатого растра.

Теорема Котельникова-Найквиста, частота дискретизации, глубина квантования (разрядность регистра), число каналов k, расчет объема звукового файла I = ν · b · t · k.

Концепция современного ИИ: таксономия AI/ML/DL, классификация и регрессия, обучение с учителем и без, математическая модель нейрона и градиентный спуск.

Архитектура Cloud Computing по стандарту NIST: сервисные модели IaaS, PaaS, SaaS, гипервизоры 1 и 2 типа, контейнеризация Docker и микросервисы.

Имя и расширение файла, типы файлов, иерархическая структура папок, абсолютный путь к файлу и файловые операции.

Текстовый процессор, структурные единицы текста, операции редактирования, форматирование шрифта, абзацев и списков.

Аналоговый и цифровой звук, параметры оцифровки, видеомонтаж, покадровая анимация, таймлайн и экспорт медиапроекта.

Классификация ПО (Software), функции операционной системы, драйверы, утилиты, прикладные пакеты и системы программирования.

Логические высказывания, отрицание (НЕ), конъюнкция (И), дизъюнкция (ИЛИ), законы алгебры логики и построение таблиц истинности.

Логические вентили (AND, OR, NOT, XOR), схемотехнические обозначения по ГОСТ и ANSI, полусумматор и триггеры.

Понятие базы данных (БД) и СУБД, реляционная модель данных Кодда, поля и записи, первичный и внешний ключи, типы связей 1:1, 1:M, M:M.

Неизменяемые кортежи tuple, уникальные множества set, ассоциативные словари dict (пары ключ-значение), хеширование, генераторы list/dict comprehension.

Объявление def, позиционные и именованные аргументы, параметры по умолчанию, оператор возврата return, локальная и глобальная области видимости (LEGB).

Архитектура децентрализованных систем: цепочки блоков, односторонние хэш-функции SHA-256, алгоритмы достижения консенсуса PoW и PoS, автоматизация смарт-контрактов.

Концепция IoT и Индустрии 4.0: трехзвенная архитектура, микроконтроллеры Arduino и ESP32, протокол передачи телеметрии MQTT (Publish/Subscribe) и защита умных устройств.

Пиксель, пространственное разрешение, глубина цвета, палитра RGB, растровая графика, инструменты графического редактора.

Кодирование информации, двоичный алфавит (0 и 1), таблицы кодировки ASCII, Windows-1251, Unicode и вычисление информационного веса текста.

Язык программирования Python, среда IDLE, переменные, оператор присваивания, типы int, float, str, функции print() и input().

Сложение, вычитание, умножение, вещественное деление, целочисленное деление //, остаток от деления %, возведение в степень ** и функции модуля math.

Синтаксис цикла for, генератор чисел range(start, stop, step), вычисление суммы, произведения, факториала и счетчики условий.

Тип данных list, квадратные скобки [], положительная и отрицательная индексация, срезы [::], методы append, pop, sort, функции len, sum, min, max.

Язык структурированных запросов SQL, команда выборки SELECT, фильтрация WHERE, логические связки AND/OR/NOT, поиск по маске LIKE, сортировка ORDER BY.

Понятие рекурсии, прямой и косвенный вызов, базовый случай (условие остановки), глубина рекурсии, факториал и числа Фибоначчи.

Сортировка обменами (пузырек), сортировка выбором, линейный поиск O(n), бинарный поиск O(log n) в упорядоченном массиве, сравнительный анализ эффективности.

Теория вычислительной сложности, O-нотация («О-большое»), временная и пространственная сложность, классы O(1), O(log n), O(n), O(n log n), O(n^2).

Фундаментальная парадигма ООП: объявление классов, создание объектов, инициализация через конструктор __init__, ключевое слово self, атрибуты и методы экземпляра.

Три столпа ООП: сокрытие внутреннего состояния и геттеры/сеттеры (@property), иерархия классов через наследование и super(), динамический полиморфизм и утиная типизация.

Понятие алгоритма, свойства алгоритмов, система команд исполнителя (СКИ), блок-схемы, среда Scratch и линейные скрипты.

Разветвляющиеся алгоритмы, логические условия (истина/ложь), полная и неполная форма ветвления, блоки «если» и «если-иначе» в Scratch.

Понятие цикла, тело цикла, цикл со счетчиком (повторить N раз), бесконечный цикл (всегда) и цикл с условием (повторять пока не).

Операторы ветвления if, elif, else, отступы (PEP 8), операции сравнения (==, !=, >, <, >=, <=) и вложенные условия.

Логические связки and, or, not, приоритет логических операций, принадлежность точки числовому отрезку, проверка существования треугольника.

Синтаксис цикла while, условие продолжения, счетчик цикла, бесконечные циклы, операторы break и continue, подсчет цифр числа.

Табличный процессор (Excel), структура листа, относительные и абсолютные ссылки со знаком $, встроенные функции СУММ, СРЗНАЧ, МИН, МАКС, ЕСЛИ.

Типы диаграмм (столбчатая гистограмма, круговая, линейный график), элементы диаграммы, легенда, оси координат и фильтрация данных.

Язык гипертекстовой разметки HTML5, теги и атрибуты, структура страницы (html, head, body), заголовки h1-h6, абзацы, ссылки, списки и картинки.

Каскадные таблицы стилей CSS3, способы подключения, синтаксис селекторов, цвета, шрифты, блочная модель Box Model (margin, border, padding, content).

Конфиденциальность, целостность, доступность, симметричное и асимметричное шифрование, хэш-функции, электронная цифровая подпись (ЭЦП).

Закон РК «О персональных данных и их защите», конфиденциальность, типы лицензий на ПО (проприетарные, Free, Open Source GNU GPL, Creative Commons).

Сетевая модель взаимодействия открытых систем OSI (7 уровней), стек протоколов TCP/IP (4 уровня), инкапсуляция пакетов, структура IPv4 и маски подсетей.

Теоретические основы проектирования БД: функциональные зависимости, аномалии обновления, удаления и вставки, правила нормализации от 1NF до 3NF.

Продвинутая выборка данных в СУБД: INNER, LEFT, RIGHT и FULL JOIN, многомерная агрегация с GROUP BY и HAVING, коррелированные подзапросы и CTE.