Информатика. 10–11 класс

Программа курса

1. 1 Системы счисления и арифметика компьютера

   1. Позиционные системы счисления и перевод между основаниями

      Как устроены позиционные системы счисления, почему компьютер «думает» в двоичной, и как переводить числа между 2, 8, 10 и 16 системами с живыми расчётами.

   2. Двоичная арифметика и логика разрядов

      Сложение и умножение в двоичной системе, перенос разряда, побитовые операции и сдвиги — как процессор складывает числа, с проверкой на Python.

   3. Представление целых и вещественных чисел. Переполнение

      Дополнительный код для отрицательных чисел, диапазоны разрядной сетки, переполнение и плавающая запятая — почему 0.1 + 0.2 ≠ 0.3, с демонстрацией на Python.

2. 2 Математическая логика

   1. Высказывания, логические операции и таблицы истинности

      Что такое высказывание, как работают НЕ, И, ИЛИ, импликация и эквивалентность, как строить таблицы истинности — с автоматической проверкой на Python.

   2. Законы алгебры логики и упрощение выражений

      Законы де Моргана, поглощения, дистрибутивности и другие тождества алгебры логики — как упрощать логические выражения и проверять равносильность на Python.

   3. Логические схемы и решение логических уравнений

      Как из логических операций собираются схемы на вентилях, как читать схему и как решать логические уравнения перебором — с моделированием вентилей на Python.

3. 3 Алгоритмизация и программирование на Python

   1. Структуры данных: списки, словари и множества

      Списки, словари и множества в Python: когда что выбирать, операции и их скорость, генераторы списков — с запускаемыми примерами и разбором сложности.

   2. Функции, строки и работа с файлами

      Функции и параметры, область видимости, методы строк и форматирование, чтение и запись текстовых файлов в Python — с запускаемыми примерами.

   3. Рекурсия: функция, вызывающая саму себя

      Рекурсия в Python: база и шаг, факториал, числа Фибоначчи, Ханойские башни, глубина рекурсии и почему наивный Фибоначчи медленный — с запускаемым кодом.

   4. Сортировки, поиск и сложность алгоритмов

      Пузырьковая сортировка и сортировка выбором, линейный и бинарный поиск, оценка сложности O(n) и O(log n) на пальцах — с запускаемыми примерами на Python.

4. 4 Решение задач программирования

   1. Обработка последовательностей: максимум, сумма, фильтрация

      Шаблоны обработки последовательностей: накопитель, поиск максимума и минимума, фильтрация, скользящее окно — приёмы для типовых задач на Python.

   2. Работа с цифрами числа и проверки делимости

      Как разобрать число на цифры, посчитать их сумму и количество, проверить делимость и палиндром, разложить на простые множители — приёмы на Python.

   3. Перебор вариантов и приёмы оптимизации

      Полный перебор и его границы, вложенные циклы, перебор с отсечением, использование itertools — как решать задачи перебором эффективно, на Python.

5. 5 Моделирование и формализация

   1. Модели и формализация: виды моделей

      Что такое модель и зачем она нужна, виды моделей, формализация, этапы компьютерного моделирования — с числовой моделью движения на Python.

   2. Табличные и графовые модели

      Табличные модели и матрицы, графы и их представление, поиск кратчайшего пути и обход графа — основы дискретных моделей с примерами на Python.

   3. Имитационное моделирование и метод Монте-Карло

      Имитационные модели со случайностью, метод Монте-Карло, оценка числа пи бросками точек, моделирование очереди — с запускаемыми примерами на Python.

6. 6 Базы данных

   1. Базы данных, СУБД и реляционная модель

      Что такое база данных и СУБД, реляционная модель, таблицы, поля и записи, первичные и внешние ключи, связи между таблицами — с живыми примерами SQL.

   2. Язык SQL: SELECT, WHERE и сортировка

      Основы SQL-запросов: SELECT для выборки, WHERE для условий, ORDER BY для сортировки, LIKE, IN, операторы сравнения — на живой SQLite-песочнице.

   3. Связи таблиц: JOIN и группировка GROUP BY

      Объединение таблиц через JOIN, агрегатные функции COUNT, SUM, AVG, группировка GROUP BY и фильтр HAVING — как получать сводные отчёты в SQL на живой песочнице.

7. 7 Информационные технологии и сети

   1. Электронные таблицы: формулы, ссылки и анализ данных

      Углублённо об электронных таблицах: абсолютные и относительные ссылки, функции, условные вычисления, анализ данных — с моделированием логики формул на Python.

   2. Компьютерные сети, протоколы и модель взаимодействия

      Как устроены компьютерные сети: пакеты, протоколы TCP/IP, уровни взаимодействия, DNS и веб — основы сетевых технологий с наглядными примерами на Python.

   3. IP-адресация, маски подсети и основы веб-технологий

      IP-адреса и их структура, маски подсети, адрес сети и число узлов, основы HTML как языка веба — с живыми расчётами адресации на Python.

8. 8 Информационная безопасность

   1. Угрозы информационной безопасности и защита данных

      Что такое информационная безопасность, триада конфиденциальности-целостности-доступности, виды угроз, аутентификация и проверка целостности — с примерами на Python.

   2. Основы криптографии: шифрование и хэширование

      Шифры подстановки и Цезаря, симметричное шифрование, хэш-функции и их свойства, хранение паролей через хэш — с живым кодом на Python (hashlib).

   3. Правовые аспекты и цифровая гигиена

      Правовая защита информации, персональные данные, авторское право и лицензии, безопасное поведение в сети и цифровая гигиена — основы для старшеклассника.