6B06110 Информатика в ЮКГУ им. М. Ауезова

Дисциплины

• Введение в специальность

  Цель: ознакомление студентов с понятием и структурой информационного общества, способами представления информации, принципами работы и организацией устройств персонального компьютера. Содержание: рассматриваются закономерности в развитии информатики, связь информатики с производством, взаимосвязь развития информатики с развитием других наук, описываются основные методы познания на эмпирическом и теоретическом уровне, приводится анализ и оценка современных проблем и перспективы развития информатики, рассматриваются направления научно-исследовательской работы кафедры Информатика.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Экосистема и право

  Цель: Формирование интегрированных знаний в области экономики, права, антикоррупционной культуры, экологии и безопасности жизнедеятельности, предпринимательства, методов научных исследований. Содержание: Правовые основы искусственного интеллекта. Инклюзия - стратегия международного законодательства. Основы безопасного взаимодействия человека и природы, продуктивности экосистем и биосферы. Предпринимательская деятельность в условиях ограниченности ресурсов, повышение конкурентоспособности бизнеса и национальной экономики. Регулирование отношений в сфере экологии и безопасности жизнедеятельности человека. Знание и соблюдение казахстанского права, обязанностей и гарантий субъектов, государственное регулирование общественных отношений для обеспечения социального прогресса. Применение методов научных исследований.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Предпринимательство и финансовая грамотность

  Цель: Обучение навыкам организации предпринимательской деятельности, управления личными и семейными финансовыми ресурсами, имеющими ключевое значение для достижения финансового благополучия Содержание: Предпринимательство: сущность, содержание и условия формирования. Организационно-правовые формы предпринимательства. Риски в предпринимательской деятельности. Бизнес-планирование в системе предпринимательской деятельности. Организация предпринимательских сделок. Культура и этика предпринимательства. Финансирование предпринимательской деятельности. Понятие, цели и задачи финансовой грамотности. Деньги, расчеты и платежи. Личные финансы: доходы, расходы, бюджет. Налоги и налогообложение физических лиц. Пенсии и страхование. Банковское обслуживание населения. Банкротство физических лиц и финансовые риски. Финансовая пирамида и личная финансовая безопасность.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Математический анализ I

  Цель: Понять базовые концепции пределов, непрерывности и производных. Применять дифференциальное исчисление для анализа поведения функций, особенно в задачах из физики и инженерии. Содержание: Введение в математический анализ; вещественные числа, функции и графики. Пределы и непрерывность: понятия, формальные определения, алгебраические методы. Производная: определение, правила и геометрическая интерпретация. Методы дифференцирования: правило произведения, частного и цепное правило. Применение производных: скорость, ускорение, оптимизация. Эскизы графиков с использованием первой и второй производной. Неявное дифференцирование; связанные скорости. Подготовка к промежуточному экзамену и сам экзамен. Введение в интегрирование; суммы Римана и определённые интегралы. Основная теорема анализа; неопределённые интегралы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Принципы программирования

  Цель: Применять основные программные конструкции, такие как переменные, условные операторы, циклы и функции, для решения вычислительных задач. Разрабатывать, реализовывать и тестировать объектно-ориентированные программы с использованием классов и объектов. Использовать массивы и списки для эффективного хранения, обработки и манипулирования данными. Систематически отслеживать и отлаживать код с использованием инструментов и методов разработки. Содержание: Введение в программирование и среды разработки (например, Java, Python). Переменные, типы данных, ввод/вывод и выражения. Управление потоком I: условные операторы (if, else) и булева логика. Управление потоком II: циклы (for, while) и вложенные структуры. Методы и функции: параметры, возвращаемые значения, область видимости. Введение в объектно-ориентированное программирование: классы и объекты. Конструкторы, инкапсуляция и ключевое слово this. Массивы и обработка массивов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Иностранный язык II

  Цель: Продолжить развитие языковых и межкультурных компетенций, освоенных в первом семестре. Расширение словарного запаса, углубление грамматических знаний и развитие уверенности в устной и письменной коммуникации на среднем уровне. Содержание: Обзор основных тем курса «Иностранный язык I»; постановка целей. Работа и образование: поиск работы, собеседования, резюме. Университетская жизнь: планирование, экзамены, онлайн-обучение. Современные технологии: гаджеты, искусственный интеллект, кибербезопасность, социальные сети. Этикет электронной почты и обмена сообщениями в профессиональной среде. Устойчивое развитие и ИТ: словарный запас и обсуждение. Культурные нормы: сравнение стран, стили общения. Промежуточный устный и письменный экзамен. Путешествия, глобальная мобильность, рабочие визы. Техническая документация и перевод (чтение/письмо/редактирование). Командная работа в ИТ: Agile, SCRUM, роли и обязанности. Адаптация языка к профессиональной среде. Подготовка к публичным выступлениям и презентациям. Итоговый проект: техническая презентация на целевом языке. Итоговый устный экзамен и защита проекта.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 9
  

• Основы цифрового проектирования

  Цель: Ввести в принципы цифровой логики и базовые структуры, применяемые при проектировании цифровых систем. Курс делает акцент на практическом применении в встраиваемых системах, архитектуре компьютеров и интеграции аппаратного и программного обеспечения. Обеспечить практический опыт моделирования цифровой логики и прототипирования с использованием ПЛИС (FPGA). Обучить пониманию взаимодействия программного обеспечения с аппаратным обеспечением и того, как вычисления реализуются на уровне схем. Содержание: Введение в цифровые системы, двоичная и шестнадцатеричная арифметика. Системы счисления и булева алгебра. Логические элементы и комбинационные схемы. Карта Карно и минимизация логики. Арифметические схемы (сумматоры, вычитатели, арифметико-логические устройства). Комбинационные модули (дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры). Введение в последовательную логику. Счетчики и регистры сдвига. Конечные автоматы (FSM). Введение в языки описания аппаратуры (Verilog или VHDL). Модульное проектирование с HDL. Архитектура ПЛИС и инструменты разработки (например, Xilinx, Quartus). Применение в реальном времени и анализ временных характеристик. Работа над финальным проектом. Презентации проектов и обзор курса.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Объектно-ориентированное программирование и структуры данных (QTRS)

  Цель: Обучить студентов проектировать, реализовывать и анализировать модульное, повторно используемое и поддерживаемое программное обеспечение с использованием продвинутых возможностей Java, включая наследование, полиморфизм, интерфейсы и обработку исключений. Подготовить студентов специальности «Информатика» к изучению продвинутых курсов по алгоритмам, проектированию программного обеспечения и разработке систем. Содержание: Повторение основ Java, статические и динамические методы, массивы. Введение в ООП: классы, объекты, инкапсуляция. Наследование и полиморфизм. Абстрактные классы и интерфейсы. Обработка исключений и потоки ввода-вывода. Рекурсия и рекурсивное решение задач. Списки: односвязные и двусвязные списки. Стек и очередь: абстрактные типы данных, применение. Деревья: бинарные деревья, алгоритмы обхода деревьев. Бинарные деревья поиска и анализ эффективности. Хеширование и хеш-таблицы: реализация и разрешение коллизий. Алгоритмы сортировки и временная сложность. Введение в графы и структуры смежности. Разработка группового проекта и взаимная проверка кода. Финальные презентации, пошаговый разбор кода и комплексный обзор.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Математический анализ II

  Цель: Укрепить аналитическую базу, необходимую для изучения таких дисциплин, как алгоритмы, графика, моделирование, машинное обучение и численные методы. Обеспечить студентов аналитическими навыками, которые напрямую применимы в современных вычислительных системах. Содержание: Повтор определённых интегралов и метода подстановки. Интегрирование по частям; тригонометрические интегралы. Тригонометрическая подстановка и разложение на простые дроби. Несобственные интегралы и сходимость. Применение: площадь, объём, длина дуги. Поверхностная площадь и центр масс. Параметрические уравнения: кривые, скорость, ускорение. Полярные координаты и построение графиков. Математический анализ в полярных координатах (площадь, длина дуги). Последовательности: определения, пределы, монотонность. Ряды и тесты на сходимость (интегральный, сравнительный). Тесты отношения и корня; абсолютная и условная сходимость. Степенные ряды и интервал сходимости. Ряды Тейлора и Маклорена; приближения. Итоговое повторение и модуль проекта/применения.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 4
  

• Химия и общество (SCIT)

  Цель: Обеспечить концептуальное и практическое введение в химию с акцентом на её значимость в повседневной жизни и влияние на общество. Развить междисциплинарные знания и показать, как вычислительные методы используются при анализе химических данных, моделировании окружающей среды и разработке устойчивых систем. Содержание: Строение атома, периодическая таблица. Химическая связь и молекулярная структура. Химические реакции и стехиометрия. Энергия и термохимия. Агрегатные состояния вещества, газовые законы. Растворы, концентрации и растворимость. Кислоты, основания и pH. Органическая химия и биомолекулы. Ядерная химия и излучение. Зелёная химия и устойчивое развитие. Химия загрязнения воды и воздуха. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии. Химия материалов: полупроводники, батареи, нанотехнологии. Презентации итоговых проектов и обзор курса.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 8
  

• Физика I: Механика (SCIT)

  Цель: Обзор фундаментальных понятий механики, необходимых для научных и инженерных дисциплин, включая ньютоновскую механику, кинематику, энергию, импульс, вращательное движение, гравитацию и гармонические колебания. Представление аналитических и методологических подходов к решению задач, лежащих в основе многих областей вычислительной техники, таких как моделирование, графика, робототехника и алгоритмическое моделирование. Содержание: Введение в механику, векторы, единицы измерения. Одномерная кинематика, скорость, ускорение. Двумерная кинематика, движение метательного тела. Законы движения Ньютона. Применение законов Ньютона (трение, сопротивление). Круговое движение и центростремительная сила. Работа и кинетическая энергия. Потенциальная энергия, закон сохранения энергии. Импульс, столкновения. Центр масс, системы частиц. Кинематика и динамика вращения. Момент импульса, принципы сохранения. Гравитация, законы Кеплера. Простые гармонические колебания. Повторение и подготовка к итоговой аттестации.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 8
  

• Математический анализ III

  Цель: Освоение геометрические и аналитические понятия в трёхмерном пространстве, выполнять векторные вычисления, изучать функции многих переменных и применять интегральные вычисления в различных системах координат. Кроме того, студенты научатся эффективно использовать методы многомерных вычислений при решении практических и инженерных задач. Содержание: Выполнять векторные операции в трёхмерной системе координат, строить уравнения прямых и плоскостей; Решать геометрические задачи с использованием скалярных и векторных произведений; Описывать кривые в пространстве, вычислять длину дуги и кривизну; Создавать модель движения с использованием векторных функций и анализировать движение в пространстве; Вычислять предел, разрыв и частные производные функций многих переменных; Использовать градиент, направленную производную и цепное правило; Находить экстремумы функций многих переменных и освоить метод множителей Лагранжа; Вычислять двойные и тройные интегралы в прямоугольных, полярных, цилиндрических и сферических координатах; Анализировать векторные поля, вычислять линейные и поверхностные интегралы; Понимать интегральные теоремы, используя теоремы Грина, Стокса и теоремы о дивергенции; Используйте теоретические знания для решения реальных прикладных и инженерных задач.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Академическое письмо 1

  Цель: Развить базовые навыки академического письма и критического мышления, необходимые для успешного обучения в университете. Содержание: Этот курс знакомит студентов с процессом написания работ: планированием, составлением черновиков, редактированием и редактированием. Студенты пишут эссе в различных академических жанрах, таких как повествовательное, пояснительное и аргументативное письмо. Основные направления включают разработку тезиса, организацию, ясность изложения, грамматику и цитирование (APA/MLA). Студенты также практикуют критическое чтение и аналитическую работу с академическими текстами. Рецензии коллег и обратная связь с преподавателем способствуют развитию навыков. К концу курса студенты смогут писать связные, убедительные и хорошо структурированные научные эссе, адаптированные для конкретной аудитории и подкрепленные логическими аргументами и доказательствами.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Структура дискретной математики

  Цель: Освоение фундаментальные концепции дискретной математики, составляющие теоретическую основу информатики. К ним относятся логика и методы доказательства, теория множеств, функции и отношения, алгоритмы и сложность, элементарная теория чисел, комбинаторика, рекурсия и теория графов. Особое внимание уделяется применению этих концепций в вычислительной технике, например, в структурах данных, семантике языков программирования, теории баз данных и разработке алгоритмов. Содержание: Введение в дискретную математику; Предикатная логика и вычисления; Предикатная логика; Квантификаторы; Логическая эквивалентность. Методы доказательства: прямой, контрапозитивный, контрапозитивный, метод математической индукции. Теория множеств: операции, степени множеств, декартовы производные. Функции: инъективные, сюръективные, биективные; обратные функции. Отношения: свойства, отношения эквивалентности, частичные порядки. Алгоритмы: определение, сложность (большое «О»), псевдокод. Рекурсия и рекуррентные соотношения. Теория чисел: делимость, НОД, простые числа, модульная арифметика. Применение теории чисел к криптографии. Принципы счёта: правила сложения и умножения, перестановки и комбинации. Расширенный счёт: принцип Дирихле, сложение-вычитание. Теория графов: терминология, представления, изоморфизм. Алгоритмы на графах: поиск в глубину (BFS), поиск в глубину (DFS), кратчайшие пути, остовные деревья. Деревья, двоичные деревья, приложения к структурам данных и анализу.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Введение в языки программирования

  Цель: Ознакомление с парадигмами, синтаксисом, семантикой и стратегией реализации языков программирования. Курс делает акцент на понимании основных принципов современных языков программирования и рассматривает процедурные, объектно-ориентированные, функциональные и логические языки. Понимание принципов работы интерпретаторов, компиляторов и систем трансляции. Развитие способности эффективно изучать новые языки на основе этих базовых принципов. Содержание: Введение в языки программирования и парадигмы. Формальный синтаксис и семантика: БНФ, РБНФ, деревья разбора. Связывание переменных, область действия и окружения. Типы данных, проверка типов и системы типов. Управляющие структуры и управление потоком выполнения. Процедуры, параметры и рекурсия. Управление памятью: стек против кучи, статическое против динамического выделения памяти. Промежуточный обзор и экзамен. Введение в объектно-ориентированные языки. Концепции функционального программирования (LISP/Scheme).

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Физическая лаборатория I (SCIT)

  Цель: Развить у студентов практические навыки проведения количественных физических экспериментов, критического анализа данных и оформления отчётов, а также понимание основных физических принципов, рассматриваемых в теоретических курсах Introductory Physics I. Содержание: Курс включает серию лабораторных работ, направленных на изучение кинематики, динамики, законов сохранения и других тем Introductory Physics I. Студенты будут выполнять точные измерения, анализировать данные с учётом погрешностей, оформлять результаты в виде отчетов и формулировать выводы. Лабораторная деятельность усиливает понимание теоретических концепций, развивает навыки экспериментального мышления и подготовки научно обоснованных заключений.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 8
  

• Академическое письмо 2

  Цель: Познакомить студентов с академическим письмом, критическим мышлением и риторическим анализом, уделяя особое внимание процессам сочинения, аргументации и информационной грамотности. Развить базовые навыки письменной коммуникации, необходимые для академического и профессионального успеха, особенно в контексте информатики и смежных технических дисциплин. Научить студентов анализировать сложные тексты, строить логические аргументы и писать для различных аудиторий и целей, включая технические и научные области. Содержание: Введение в академическое письмо и риторику. Процесс письма и критическое чтение. Риторические призывы (этос, пафос, логос). Структура эссе и разработка тезиса. Навыки исследовательской работы и информационная грамотность. Интеграция и цитирование источников (MLA/APA). Аргументативное письмо в контексте STEM. Стратегии рецензирования и редактирования. Техническое письмо: цель и аудитория. Написание проектных предложений и отчетов. Визуальная и мультимодальная риторика. Письмо для цифровой среды. Продвинутые методы редактирования и редактирования. Подготовка портфолио и рефлексивное письмо. Подача итогового портфолио и подведение итогов курса.

  Год обучения - 2
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Структуры данных и алгоритмы

  Определить структуру данных, таким как кучи, сбалансированные деревья и хеш-таблицы. Сконструктировать и четко определить структуру данных, полезную для моделирования данной задачи. Объединить фундаментальные структуры данных и алгоритмические методы для построения комплексного алгоритмического решения данной задачи. Содержание: Основные структуры данных, включая списки, стеки, очереди, деревья, хэш-таблицы и кучи. Рассматриваются алгоритмы сортировки, поиска, обхода графов и обработки деревьев. Особое внимание уделяется эффективности алгоритмов и их применению в решении практических задач. Студенты изучают методы анализа сложности, построение абстрактных типов данных и реализацию алгоритмов с использованием выбранных языков программирования.

  Год обучения - 2
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Физика II: Электричество и магнетизм (SCIT)

  Цель: Освоение фундаментальные принципы электричества и магнетизма. Они охватывают поведение электрических и магнитных полей, их взаимодействие с веществом и их применение в различных физических системах. Они обеспечивают всестороннюю основу для понимания электромагнетизма, имеющего решающее значение для многих областей физики и техники. Лабораторные занятия включают практические эксперименты, закрепляющие теоретические концепции и развивающие практические навыки измерений и анализа данных. Содержание: Проводите точные измерения с использованием электроиспытательного оборудования, включая вольтметры, амперметры и осциллографы. Эффективно анализируйте экспериментальные данные, точно интерпретируйте результаты и формулируйте выводы, сделанные на основе результатов, используя логические рассуждения. Понимать роль математического моделирования в анализе экспериментальных данных и четко объяснять условия, при которых эти модели являются действительными или недействительными. Сообщать научные результаты посредством письменных отчетов и совместной работы.

  Год обучения - 2
  Семестр - 2
  Кредитов - 8
  

• Физическая лаборатория II (SCIT)

  Цель: Развить практические навыки в экспериментальной физике, научить студентов точно измерять, анализировать и интерпретировать физические явления, а также применять теоретические знания в лабораторной среде. Содержание: Лабораторные эксперименты по электричеству, магнетизму, колебаниям, волнам и оптике. Проводить измерения, работать с электрическими цепями, осциллографами и оптическими приборами. Акцент делается на анализ данных, построение графиков, расчет погрешностей и оформление отчетов. Особое внимание уделяется развитию исследовательских навыков, соблюдению техники безопасности и применению физических законов к реальным экспериментам.

  Год обучения - 2
  Семестр - 2
  Кредитов - 8
  

• Организация компьютера и программирование на языке ассемблера

  Цель: введение в фундаментальные принципы организации вычислительной техники и тонкости программирования на языке ассемблера. Изучают информатику (CS), глубокое понимание базовой аппаратной архитектуры, поддерживающей выполнение программного обеспечения. Содержание: Изучат структуру и функции основных компонентов компьютера, включая центральный процессор (ЦП), системы памяти, устройства ввода/вывода (I/O) и архитектуру системы команд. Выполняя практические задания по программированию на языке ассемблера (часто с использованием современной архитектуры, такой как ARM или RISC-V, в качестве основного примера), студенты приобретут бесценный опыт низкоуровневого программирования, управления памятью и взаимодействия аппаратного и программного обеспечения. Этот курс служит важным связующим звеном между теоретическими основами информатики и практическими реалиями работы оборудования, подготавливая студентов к углублённому изучению таких областей, как операционные системы, архитектура компьютеров и встраиваемые системы.

  Год обучения - 2
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Компьютерная этика

  Цель: Изучить ключевые этические теории, профессиональные стандарты и практические примеры для критического анализа того, как решения в области компьютерных технологий влияют на отдельных лиц, организации и мировые сообщества. Содержание: Введение в этику в вычислительной технике. Этические теории и моральное обоснование. Профессиональная этика и кодексы поведения. Конфиденциальность, сбор данных и согласие. Этика интеллектуальной собственности и открытого исходного кода. Кибербезопасность и этичный хакерский взлом. Предвзятость и справедливость в алгоритмах. Социальные сети, дезинформация и этика. Искусственный интеллект, автоматизация и ответственность. Доступность, инклюзивность и цифровое неравенство. Информирование о нарушениях и организационная этика. Правовые и нормативные рамки в сфере технологий. Глобальное воздействие и экологические аспекты. Обсуждение практических примеров и этические дебаты. Заключительные размышления и подведение итогов курса.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Введение в теоретическую информатику

  Цель: Этот курс представляет собой введение в теоретические концепции информатики. Курс фокусируется на изучении абстрактных вычислительных устройств без привязки к конкретному языку программирования и/или вычислительной платформе. Содержание: Регулярный язык, моделирующий вычислительные машины с конечной фиксированной памятью, и класс регулярных языков, используемых для языков сопоставления с шаблонами. Контекстно-свободные языки, облегчающие декларативное описание синтаксиса языка. Теория вычислимости, которая рассматривает внутренние ограничения на возможности компьютера (разрешимость). Теория сложности, которая помогает нам измерять время и память, используемые для решения задачи.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Теория вероятностей и статистика для решения инженерных задач

  Цель: Познакомить студентов с теорией вероятности и статистикой, уделяя особое внимание решению инженерных задач и принятию решений на основе данных. Обучить студентов фундаментальным понятиям теории вероятностей, случайных величин, распределений, оценивания, проверки гипотез, регрессии и контроля качества статистики. Особое внимание уделить вычислительным приложениям, моделированию, моделированию данных и использованию статистических программных инструментов. Содержание: Введение в теорию вероятности и статистику для инженеров. Описательная статистика и визуализация данных. Основные понятия и правила теории вероятностей. Дискретные случайные величины и распределения (например, биномиальное, пуассоновское). Непрерывные распределения (например, нормальное, экспоненциальное). Совместные распределения вероятностей и их независимость. Математическое ожидание, дисперсия и ковариация. Центральная предельная теорема и выборочные распределения. Доверительные интервалы для средних значений, пропорций и дисперсий. Проверка гипотез: z-критерии, t-критерии, хи-квадрат критерии. Простая и множественная линейная регрессия. Дисперсионный анализ (ANOVA). Статистический контроль качества: контрольные карты и возможности процесса. Инженерные примеры с использованием статистического моделирования.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Обеспечение информационной безопасности

  Цель: Комплексное введение в принципы и практику информационной безопасности и кибербезопасности. Курс охватывает фундаментальные концепции, необходимые для защиты компьютерных систем и сетей от угроз и уязвимостей. Студенты изучают моделирование угроз, оценку рисков, криптографию, проектирование безопасного программного обеспечения, механизмы контроля доступа и разработку политик. Содержание: Введение в обеспечение информационной безопасности и кибербезопасность. Угрозы, уязвимости и управление рисками. Модели безопасности и триада ЦРУ. Основы криптографии: симметричное и асимметричное шифрование. Хеш-функции, цифровые подписи и сертификаты. Безопасная разработка программного обеспечения и методы безопасного программирования. Промежуточный контроль и прикладная лабораторная работа: Моделирование угроз. Модели контроля доступа и механизмы аутентификации. Сетевая безопасность: межсетевые экраны, VPN и IDS/IPS. Безопасность операционных систем и баз данных. Политики, стандарты (NIST, ISO) и соответствие требованиям кибербезопасности. Правовые и этические вопросы кибербезопасности. Реагирование на инциденты, криминалистика и восстановление после сбоев. Семинар по аудиту безопасности и оценке рисков. Итоговые проекты, практические примеры и подведение итогов курса.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Введение в программную инженерию

  Цель: Ознакомление с фундаментальными концепциями и методами программной инженерии. Студенты приобретают практический опыт работы с жизненным циклом разработки программного обеспечения (SDLC), включая анализ требований, проектирование системы, реализацию, тестирование, развертывание и сопровождение. Содержание: Введение в программную инженерию и SDLC. Модели процессов разработки программного обеспечения: Agile, Scrum, Waterfall. Сбор требований и спецификация. Моделирование систем: UML, сценарии использования и диаграммы. Архитектура и принципы проектирования программного обеспечения. Шаблоны проектирования и компонентно-ориентированное проектирование. Среднесрочное планирование проекта и контроль вех. Стратегии реализации и контроль версий (например, Git). Тестирование программного обеспечения: модульное, интеграционное, системное. Разработка через тестирование и непрерывная интеграция. Обеспечение качества программного обеспечения и метрики. Сопровождение программного обеспечения, рефакторинг и эволюция. Инструменты управления проектами и взаимодействие в команде. Заключительное завершение проекта и обзор кода. Итоговые презентации и подведение итогов курса.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Разработка распределённого программного обеспечения

  Цель: Ознакомление с принципами, методологиями и инструментами, используемыми при проектировании и реализации распределенных программных систем. Научиться проектировать и разрабатывать программное обеспечение, работающее на нескольких компьютерах, соединенных сетью, решая такие проблемы, как параллелизм, согласованность данных, отказоустойчивость, масштабируемость и безопасность. Содержание: Введение в распределенные системы и архитектуры. Межпроцессное взаимодействие и удаленный вызов (RPC, gRPC). Проектирование RESTful веб-сервисов и API. Сериализация данных: JSON, буферы протоколов и форматы сообщений. Параллелизм, потоки и синхронизация в распределенных системах. Промежуточное программное обеспечение и очереди сообщений (например, RabbitMQ, Kafka). Отказоустойчивость, репликация и алгоритмы консенсуса. Промежуточный обзор проекта и критика архитектуры. Распределенные базы данных и теорема CAP. Безопасность распределенного программного обеспечения: аутентификация, авторизация и шифрование. Архитектура микросервисов и контейнеризация с Docker. Облачные платформы и инфраструктура как услуга (AWS, Azure, GCP). DevOps, конвейеры CI/CD и распределённое развертывание. Масштабируемость, балансировка нагрузки и инструменты мониторинга.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Межкультурная коммуникация и глобальное взаимодействие

  Цель: Дать определение и объяснить основные концепции и теории межкультурной коммуникации. Проанализировать, как культурные нормы, ценности и мировоззрение влияют на стили общения и поведение. Изучить фундаментальные принципы межкультурной коммуникации, подчеркивая роль культуры в формировании коммуникативных практик, мировоззрения, ценностей и идентичности. Содержание: Введение в межкультурную коммуникацию и глобализацию. Культура, коммуникация и мировоззрение. Культурные измерения (Хофстеде, Холл) и их влияние на коммуникацию. Идентичность, язык и восприятие в кросс-культурном контексте. Невербальная коммуникация в разных культурах. Стереотипы, предрассудки и этноцентризм. Конфликты и переговоры в межкультурной среде. Промежуточный анализ и групповое обсуждение. Коммуникация в международных командах и виртуальных средах. Этика и социальная ответственность в глобальных технологических проектах. Практические примеры: технологии и кросс-культурное недопонимание. Культурная адаптация и развитие межкультурной компетентности. Международное сотрудничество в области STEM. Подготовка финального проекта: план межкультурной коммуникации.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Прикладная линейная алгебра

  Цель: Познакомить студентов с практическими и теоретическими основами линейной алгебры, уделяя особое внимание приложениям, связанным с информатикой и инженерией. Дать студентам представление о том, как линейная алгебра лежит в основе таких областей, как компьютерная графика, наука о данных, машинное обучение, криптография и теория сетей. Содержание: Введение в линейные системы и сокращение строк. Матричная алгебра и обратные матрицы. Векторные пространства, подпространства и линейная независимость. Базис и размерность; Ранг и ненулевое значение. Линейные преобразования и матричные представления. Матричные факторизации: LU-разложение. Определители и их свойства. Собственные значения, собственные векторы и диагонализация. Приложения собственных векторов (цепи Маркова, динамические системы). Ортогональность и пространства скалярных произведений. Процесс Грама-Шмидта и QR-факторизация. Задачи наименьших квадратов и методы приближения. Сингулярное разложение (SVD). Вычислительная линейная алгебра на Python (NumPy, SciPy)

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Операционные системы

  Цель: Ознакомление с фундаментальными концепциями, принципами проектирования и методами реализации современных операционных систем. Изучение основных компонентов и функций операционной системы, включая управление процессами и потоками, выделение памяти, алгоритмы планирования, файловые системы, системы ввода-вывода и безопасность системы. Содержание: Введение в операционные системы; История и архитектура ОС; Процессы и потоки; Состояния процессов и переключение контекста. Алгоритмы планирования ЦП: FCFS, SJF, Round Robin, Priority. Параллелизм и синхронизация; Критические секции и семафоры. Взаимоблокировки: обнаружение, предотвращение и предотвращение. Межпроцессное взаимодействие (IPC); Передача сообщений и общая память. Основы управления памятью; Непрерывное выделение и подкачка. Виртуальная память; Алгоритмы замены страниц. Файловые системы: структура, выделение, управление каталогами. Методы доступа к файлам; Системы файлового и дискового ввода-вывода. Системы ввода-вывода и управление устройствами. Безопасность и защита: контроль доступа, аутентификация, борьба с вредоносными программами. Виртуальные машины и контейнеры. Пример: внутреннее устройство ядра Linux.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Принципы языков программирования

  Цель: Изучить фундаментальные концепции, лежащие в основе проектирования, реализации и оценки языков программирования. Научить студентов критически оценивать и выбирать языки для различных областей применения, а также понимать, как особенности языка влияют на проектирование и разработку программного обеспечения. Содержание: Введение в языки программирования; История и эволюция; Критерии проектирования языка; Обзор парадигм программирования; Синтаксис и семантика; БНФ, деревья синтаксического анализа, операционная семантика; Лексический анализ; Правила и среды области действия. Типы данных и системы типов: статическая и динамическая типизация. Управляющие структуры: последовательность, выбор, итерация. Подпрограммы и механизмы передачи параметров. Управление памятью: стек, куча, сборка мусора. Функциональное программирование: лямбда-исчисление, функции высшего порядка. Функциональное программирование на языке Scheme. Логическое программирование и Пролог. Концепции и примеры объектно-ориентированного программирования. Параллелизм и многопоточность в проектировании языка. Обработка исключений и событийно-ориентированное программирование. Оценка языка и сравнительный анализ; Заключительный обзор.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Публичные выступления и презентации

  Цель: Освоение базовых навыков, необходимых для эффективных публичных выступлений и профессиональных презентаций. Подготовка студентов, изучающих информатику, к представлению сложного технического контента различной аудитории, включая заинтересованных лиц, разработчиков и неспециалистов. Содержание: Введение в публичные выступления и обзор курса. Речевая тревожность и стратегии формирования уверенности. Анализ аудитории и построение сообщения. Структура речи: введение, основная часть и заключение. Исследования и подтверждающие доказательства в технических контекстах. Наглядные пособия и дизайн слайдов (например, PowerPoint, Prezi). Методы подачи материала: голос, движение и зрительный контакт. Информативная речь: презентация технической темы. Убедительная речь и аргументация. Командные презентации и совместная коммуникация. Этичное и профессиональное выступление в STEM-областях. Работа с сессиями вопросов и ответов и импровизированными выступлениями. Подготовка презентации в формате конференции. Итоговые репетиции проекта и взаимная критика.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Проект по информатике I

  Цель: применение знаний в командном проекте по разработке ПО: выявление проблем, сбор требований, планирование, коммуникация, этика и учет под руководством наставников. Содержание: курс охватывает формирование команды, выбор темы и разработку идеи проекта. Студенты проводят интервью, собирают требования, создают функциональные спецификации и проектируют архитектуру. Изучаются гибкие методологии, оценка технологий и рисков, планирование итераций. Выполняются макеты интерфейса, прототипирование и подготовка стратегии тестирования. Уделяется внимание документации и стандартам технического письма. Завершается курс анализом и презентацией проекта, включая экспертную оценку и представления плана реализации.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Основы визуализации данных

  Цель: Познакомить студентов с теоретическими и практическими основами визуализации данных. Обучить принципам визуального восприятия, дизайна и взаимодействия для эффективной передачи сложных данных. Студенты учатся проектировать, реализовывать и оценивать визуальные представления наборов данных в различных областях с использованием современных инструментов и библиотек. Содержание: Введение в визуализацию данных и её роль в информатике. Принципы восприятия, познания и дизайна. Типы данных и визуальные кодировки. Инструменты и фреймворки визуализации (например, D3.js, Plotly, Tableau). Теория цвета, типографика и дизайн макетов. Преобразование и предварительная обработка данных для визуализации. Визуализация временных и пространственных данных. Интерактивные визуализации и пользовательские интерфейсы. Проектирование информационных панелей и визуализация в реальном времени. Повествование с использованием данных и методы презентации. Оценка и критика визуализаций. Доступность и этика в визуализации.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Технологии блокчейна

  Цель: Ознакомление с фундаментальными элементами децентрализованных систем, криптографическими методами, алгоритмами консенсуса, смарт-контрактами и разработкой распределенных приложений (dApp). Изучение реальных реализаций, таких как Bitcoin, Ethereum и новые блокчейн-платформы. Получение практического опыта создания решений на основе блокчейна, а также критический анализ масштабируемости, безопасности, управления и этических аспектов децентрализованных вычислений. Содержание: Введение в блокчейн и децентрализованные системы. Основы криптографии: хеширование, цифровые подписи, инфраструктура открытых ключей. Протокол Bitcoin: архитектура, майнинг, Proof-of-Work. Ethereum и смарт-контракты. Основы программирования на Solidity. Виртуальная машина Ethereum (EVM) и стандарты токенов (например, ERC-20, ERC-721). Механизмы консенсуса: Proof-of-Stake, Delegated Proof-of-Stake, BFT. Шаблоны проектирования и инструменты для dApp (например, Truffle, Hardhat). Безопасность и уязвимости блокчейна. Методы повышения конфиденциальности (например, zk-SNARK, микшеры, решения уровня 2). Блокчейн в промышленности: финансы, здравоохранение, цепочки поставок. Регулирование, управление и юридические вопросы.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Компьютерные сети

  Цель: Ознакомить учащихся с проектированием, реализацией и эксплуатацией компьютерных сетей. Обзор принципов, архитектуры, протоколов и технологий, обеспечивающих взаимодействие между вычислительными системами, включая многоуровневые сетевые модели (OSI и TCP/IP), обнаружение и исправление ошибок, маршрутизацию и коммутацию, управление перегрузкой, сетевую безопасность и беспроводные сети. Содержание: Введение в компьютерные сети и архитектуру Интернета. Сетевые модели: OSI и TCP/IP. Протоколы прикладного уровня: HTTP, FTP, DNS. Транспортный уровень: TCP и UDP, управление перегрузкой и потоком данных. Сетевой уровень: IP, алгоритмы маршрутизации, IPv4/IPv6. Канальный уровень: Ethernet, ARP, коммутация. Обнаружение ошибок, протоколы MAC и беспроводные сети. Сетевая адресация, NAT и DHCP. Программирование сокетов и взаимодействие клиент-сервер. Производительность сети, качество обслуживания (QoS) и анализ трафика. Межсетевые экраны, VPN и защищенная связь. Беспроводные, мобильные и сенсорные сети. Новые тенденции: программно-определяемые сети (SDN), Интернет вещей (IoT) и облачные сети.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Продвинутые темы в области искусственного интеллекта

  Цель: Ознакомление студентов с передовыми разработками в области искусственного интеллекта (ИИ), знакомство с современными исследовательскими проблемами и прикладными методами, выходящими за рамки вводного курса по ИИ. Курс охватывает чередующиеся темы, включая глубокое обучение с подкреплением, объяснимый ИИ (XAI), вероятностные графические модели, понимание естественного языка, многоагентные системы и этику ИИ. Содержание: Введение и структура курса; Тенденции в области ИИ. Обзор литературы и методология исследований. Основы глубокого обучения с подкреплением (RL). Градиенты политики и алгоритмы Q-обучения. Объяснимый ИИ и методы интерпретируемости. Обработка естественного языка с помощью преобразователей. Графовые нейронные сети и структурированное обучение. Вероятностные модели и байесовские сети. Многоагентные системы и теоретико-игровой ИИ. Состязательное машинное обучение и безопасность. Влияние ИИ на общество и этические проблемы. Студенческие презентации обзоров литературы.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Периферийные вычисления

  Цель: В этом курсе рассматривается, как периферийные вычисления дополняют облачные вычисления, обеспечивая контекстно-зависимую обработку данных в режиме реального времени с низкой задержкой в таких приложениях, как Интернет вещей, автономные системы, умные города и промышленная автоматизация. Студенты изучат интеграцию периферийных устройств, промежуточного программного обеспечения и облачных бэкендов, а также рассмотрят вопросы масштабируемости, отказоустойчивости, безопасности и энергоэффективности. Содержание: Введение в периферийные и туманные вычисления. Сравнение с облачными вычислениями: преимущества и ограничения. Архитектуры и шаблоны проектирования периферийных систем. Промежуточное программное обеспечение и протоколы связи (MQTT, CoAP и т. д.). Аппаратное обеспечение и операционные системы периферийных устройств. Управление ресурсами и планирование на периферии. Обработка данных в реальном времени и искусственный интеллект на периферии. Модели совместной работы периферийных и облачных вычислений. Безопасность и конфиденциальность в периферийных средах. Отказоустойчивость, отказоустойчивость и мониторинг. Практические примеры: умные города, автономные автомобили, здравоохранение. Энергоэффективность и устойчивое развитие в периферийных архитектурах.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Основы машинного обучения

  Цель: Ознакомить студентов с теоретическими основами и практическими приложениями машинного обучения. Подготовить студентов к применению методов машинного обучения в различных областях и к дальнейшему изучению искусственного интеллекта и науки о данных. Содержание: Введение в машинное обучение: определения и приложения. Линейная алгебра и теория вероятностей (повторение знаний). Обучение с учителем и теория обобщения. Линейная регрессия и логистическая регрессия. Деревья решений и ансамблевые методы (бэггинг, бустинг, случайный лес). Машины опорных векторов и ядерные методы. Нейронные сети: основы и архитектуры прямого распространения. Обучение без учителя: кластеризация и снижение размерности. Метод k-средних, иерархический кластер, PCA и t-SNE. Оценка моделей, перекрёстная проверка и настройка гиперпараметров. Методы смещения, дисперсии и регуляризации (L1, L2). Введение в глубокое обучение и современные архитектуры. Этические аспекты машинного обучения и интерпретируемости.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Проект по информатике II

  Цель: Реализация сложного программного или системного проекта в командной среде. Применение передовых методов разработки программного обеспечения при кодировании, контроле версий и тестировании. Проведение комплексного тестирования системной интеграции и контроля качества. Содержание: Обзор курса и анализ плана проекта. Постановка контрольных точек и планирование спринта. Стандарты кодирования и рабочий процесс разработки. Реализация программного обеспечения: основные функции. Контроль версий, совместная работа и анализ кода. Демонстрация в середине проекта и обратная связь. Системная интеграция и расширенные функции. Оптимизация производительности и масштабируемость. Пользовательское тестирование и учет отзывов. Вопросы безопасности, надежности и обслуживания. Финальное исправление ошибок и доработки. Подготовка документации и руководства пользователя. Финальное тестирование и завершение контроля качества. Поставка продукта и подготовка презентации для заинтересованных сторон. Финальная презентация, демонстрация и сдача проекта.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Введение во взаимодействие человека и компьютера

  Цель: Курс направлен на развитие у студентов способности проектировать, создавать прототипы и оценивать пользовательские интерфейсы, применяя принципы юзабилити, когнитивного моделирования, доступности и взаимодействия человека с компьютером в практическом контексте вычислений. Содержание: Введение в человеко-машинное взаимодействие и принципы юзабилити. Возможности человека, когнитивные модели и поведение пользователей. Процесс проектирования, ориентированного на пользователя, и сбор требований. Методы прототипирования и стили взаимодействия. Рекомендации по проектированию интерфейсов и эвристическая оценка. Методы тестирования юзабилити и анализ данных. Доступность и универсальный дизайн. Этические аспекты человеко-машинного взаимодействия. Итоговые презентации проектов и оценка интерфейсов.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Введение в компьютерную графику

  Цель: Студенты изучают математические и алгоритмические основы компьютерной графики. Курс охватывает 2D/3D-рендеринг, шейдинг и анимацию, а практические задания дают опыт разработки интерактивной графики. Содержание: CSE 455 рассматривает основные принципы компьютерной графики, охватывая такие важные темы, как геометрические преобразования (перемещение, вращение, масштабирование) в 2D и 3D, а также тонкости конвейеров рендеринга. Студенты углубятся в методы растеризации для преобразования геометрических данных в пиксели, изучат различные модели шейдинга (Фонга, Блинна-Фонга) для моделирования световых эффектов и научатся реализовывать эти концепции с использованием стандартных графических API, таких как OpenGL или DirectX. Курс также знакомит с представлениями кривых и поверхностей (кривые Безье, B-сплайны) и закладывает основы методов анимации, что в конечном итоге позволяет студентам создавать интерактивные и визуально привлекательные графические приложения. При наличии времени можно изучить более сложные темы, такие как трассировка лучей.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Продвинутый искусственный интеллект

  Цель: Курс CSE 472, основанный на вводном курсе по ИИ, углубляется в такие передовые темы, как глубокое обучение и обработка естественного языка. Студенты учатся проектировать и оценивать системы ИИ, изучать этические аспекты и готовиться к работе в сфере исследований и разработок в области ИИ. Содержание: Курс CSE 472 изучает продвинутые аспекты ИИ, начиная с основ глубокого обучения (нейронные сети, сверточные нейронные сети (CNN), рекуррентные нейронные сети (RNN), автоэнкодеры) и переходя к продвинутым архитектурам (генеративно-генеративные сети (GAN), преобразователи, механизмы внимания). Курс посвящен обучению с подкреплением (MDP, Q-обучению, градиентам политики) и вероятностным графическим моделям (байесовским сетям, HMM). Темы обработки естественного языка включают представление текста, языковые модели и машинный перевод. Многоагентные системы охватывают архитектуру агентов и координацию. Ключевой модуль посвящен этическим и социальным последствиям ИИ, уделяя особое внимание предвзятости, справедливости и безопасности. Наконец, курс рассматривает текущие исследования в области ИИ, обсуждая последние публикации и новые тенденции.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Введение в искусственный интеллект

  Цель: Цель данного курса — предоставить студентам базовые знания об искусственном интеллекте, включая поиск, рассуждение, обучение и планирование, с акцентом на практическое применение и этические аспекты. Содержание: Введение в ИИ: история, определения и применение. Интеллектуальные агенты и среды. Решение задач и неинформированный поиск. Эвристический поиск и алгоритм A*. Задачи удовлетворения ограничений. Игровые игры и состязательный поиск. Представление знаний с помощью логики. Логический вывод и рассуждение. Планирование и принятие решений. Введение в машинное обучение. Обучение с учителем и без учителя. Нейронные сети и глубокое обучение. Обработка естественного языка. Робототехника, восприятие и зрение. Этические аспекты и будущее ИИ.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

Профессии

Результаты обучения

• Свободно коммуницировать в профессиональной среде и социуме на казахском, русском и английском языках, следуя принципам академической честности.
• Демонстрировать социально-культурное и профессиональное развитие, ответственность, этическое и экономическое мышление, навыки сотрудничества и межкультурную коммуникацию для ответственного лидерства в команде.
• Обладать информационной и вычислительной грамотностью, умением обобщения, анализа и восприятия информации, постановки цели и выбора путей ее достижения.
• Решать профессиональные задачи в области управления ИТ и информационной безопасности, включая защиту от киберугроз и разработку безопасных решений, используя современные ИКТ, технические и программные средства, а также интеллектуальные системы и AI.
• Применять к решению прикладных задач базовые алгоритмы обработки информации, оценивая сложность алгоритмов, для программирования, оценивания точности полученных результатов и тестирования программы, выбирая наиболее удобные для использования технологии и архитектуры приложений.
• Применять прикладные программные пакеты и современный математический аппарат, опираясь на знания естественных наук, математики и информатики, для решения задач вычислительной математики.
• Работать в инструментальных средах базовых языков программирования с использованием профессионально-ориентированных программных средств и интегрированных сред для создания информационных и компьютерных моделей объектов, явлений, систем.
• Применять физико-математический аппарат и современные компьютерные технологии для решения теоретических, фундаментальных и прикладных задач математики, а также задач компьютерных наук.
• Разрабатывать, внедрять и тестировать программное обеспечение для различных платформ, включая мобильные, с применением формальных методов и ориентацией на практические задачи.
• Представлять результаты физико-математических, химических и прикладных исследований в виде конкретных рекомендаций, понятных специалистам в соответствующей области.

Похожие ОП