Otázky N-UCI Učitelství informatiky pro střední školy

Teoretické základy informatiky

Výroková logika. Syntax, sémantika, odvozovací systém výrokové logiky, důkazy ve výrokové logice, pravdivost a dokazatelnost logických formulí. (IB000)
Funkce a rekurze. Rekurzivní definice funkcí, rekurzivní datové typy (seznamy, stromy), funkce nad rekurzivními datovými typy. (IB114)
Datové struktury a jejich implementace. Abstraktní datové typy: seznam, pole, zásobník, fronta, binární strom, obecný strom, vyhledávací strom. Implementace binárních a vyhledávacích stromů a operací nad nimi. (IB113, IB114)
Grafy. Typy grafů, stromy, stupně vrcholů, orientované grafy, reprezentace grafů. Algoritmy prohledávání grafu do hloubky a do šířky a jejich využití. Komponenty souvislosti. (IB114)
Třídění. Základní algoritmy, algoritmy řazení haldou, slučováním, rozdělováním. (IB114)
Regulární jazyky. Regulární jazyky, regulární gramatiky, regulární výrazy, konečné automaty. Vlastnosti regulárních jazyků, vztah mezi konečnými automaty a regulárními gramatikami. (IB110)
Konečné automaty. Definice, konstrukce konečného automatu, minimalizace konečného automatu, převod nedeterministického konečného automatu na deterministický automat. (IB110)
Vyčíslitelnost. Turingův stroj jako univerzální výpočetní model. Problém zastavení. Rozhodnutelnost a částečná rozhodnutelnost, nerozhodnutelnost. Diagonalizace. (IB110)
Složitost. Složitost algoritmu versus složitost problému. Složitostní třídy (P, NP, PSPACE) a vztahy mezi nimi, příklady problémů z jednotlivých tříd. Těžkost a úplnost problému v dané třídě, polynomiální redukce problémů, NP-úplné úlohy. (IB110)

Programové, výpočetní a informační systémy

Výpočetní systémy I. Číselné soustavy, vztahy mezi soustavami, zobrazení celého čísla v počítači, aritmetika. Kódy, vnitřní, vnější, detekční a opravné. Procesory, jejich parametry a architektury. (PB150)
Programování. Strukturované programování v imperativním jazyce, datové a řídicí struktury programovacích jazyků, datové typy, procedury a funkce, bloková a modulární struktura programu. (IB113).
Operační systémy. Architektury operačních systémů, rozhraní operačních systémů. Procesy, synchronizace procesů, uváznutí a metody ochrany proti uváznutí. Práce s pamětí, logický a fyzický adresový prostor, správa paměti a způsoby jejího provádění. Plánování v operačních systémech. (PB153)
Počítačové sítě. Topologie, přístupové metody a architektury počítačových sítí (Ethernet, Fast Ethernet, Token-ring, ATM, atd.). Bezdrátové komunikační technologie. Model OSI. Protokol TCP/IP. Propojování počítačových sítí a směrování informací. (PB156)
Databáze I. Relační model, relační schéma, klíče relačních schémat, integritní omezení, relační algebra, spojování relací. (PB168)
Databáze II. Dotazovací jazyk SQL (příkaz select, spojování relací, agregační funkce). Zpracování dotazů. Základní principy, příklad. Indexování. Transakce. Vlastnosti transakčního zpracování.
Softwarové inženýrství. Vývoj software. Specifikace požadavků, analýza a návrh systému, testování, verifikace a validace, provoz systému. Použití UML při vývoje software. (PB007)

Didaktika informatiky (pouze pro jednooborový studijní plán)

Odpověď na otázku z didaktiky výpočetní techniky musí obsahovat: zařazení daného tématu do učebního plánu vyučovaného předmětu, specifikaci vstupních znalostí žáka, objasnění, které informace musí žák po probrání tématu bezpečně znát (v závislosti na typu školy) a které informace jsou určeny jako rozšiřující učivo pro talentované žáky, motivační příklady, prezentaci daného tématu s použitím vhodné vyučovací metody a vhodných demonstračních příkladů, způsoby ověření znalostí. Při hodnocení odpovědí na otázky z didaktiky výpočetní techniky bude kromě odborné správnosti brán zřetel i na formu výkladu (vzhledem k vedení vyučovací hodiny); výklad musí respektovat zásady a principy obecné didaktiky.

Vývoj výpočetní techniky. Původ a vývoj základních programovacích jazyků. Budoucí směry vývoje výpočetní techniky.
Základy algoritmizace. Algoritmus a jeho vlastnosti, návrh, způsob zápisu a implementace algoritmu. Programovací jazyky, jejich rozdělení. Vhodná volba programovacího jazyka pro řešení daného problému.
Základní datové typy, jejich rozdělení. Vizuální znázornění datových struktur. Možnosti jejich využití pro řešení konkrétního problému. Dynamické datové struktury, jejich realizace a operace nad nimi.
Struktura programu. Řídicí struktury programů, jejich syntax a sémantika. Strukturované a objektově orientované programování. Procedury a funkce, způsoby předávání parametrů. Rekurze.
Základní algoritmy. Vyhledávání, třídění. Vizualizace běhu programu, principy ladění a testování programu. Složitost algoritmů a optimalizace programů.
Počítačové sítě. Počítačové sítě, Internet a jejich služby. Rozdělení počítačových sítí. Základní pravidla bezpečnosti v počítačových sítích, ochrany soukromí. Autorské právo ve vztahu k programovému vybavení a práci s ICT. Práce s informacemi, jejich vyhledávání, třídění a ukládání.
Architektura počítačů. Základní principy a modely počítačového systému. Procesory, paměti a ostatní zařízení moderního počítačového systému. Vztah technického vybavení, operačního systému a aplikačního programového vybavení.
Správa IT. Základní programové vybavení z pohledu uživatele. Ovládání aplikačního programového vybavení. Obsluha a administrace sítě aplikací a operačního systému.
Předmět „Informatika a výpočetní technika na základní/střední škole. Cíle a osnova předmětu. Učební plán pro daný stupeň školy. Rozdělení učiva do ročníků v závislosti na předpokládané délce výuky informatiky, návaznosti na ostatní předměty. Koncepce vybavení učebny a školy výpočetní technikou. Vhodné vybavení v závislosti na typu a zaměření školy. Ucelený plán rozvoje a využití ICT ve škole.
Informatické myšlení. Tvořivost a divergentní myšlení. Navrhněte zkoušku divergentního myšlení u svých žáků. Jsou žáci s vyhraněně divergentním myšlením u učitelů více oblíbení, nebo naopak méně oblíbení - a proč?
Obecná pedagogika. Metoda výkladu. Její výhody a nevýhody. Tempo výkladu. Udržení pozornosti žáků. Převod informací z krátkodobé paměti do paměti dlouhodobé. Technika výkladu.