Computer science and Didactics of Computer science - NSZU023 (Učitelství informatiky nMgr. (2022))
Title: Informatika a didaktika informatiky
Guaranteed by: Student Affairs Department (32-STUD)
Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
Actual: from 2022
Semester: both
E-Credits: 0
Hours per week, examination: 0/0, STEX [HT]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
4EU+: no
Virtual mobility / capacity: no
State of the course: taught
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Teaching methods: full-time
Note: can be fulfilled in the future
no points awarded for fulfilment
you can enroll for the course in winter and in summer semester
Opinion survey results   Examination dates   WS schedule   SS schedule   Noticeboard   
Requirements to the exam - Czech
Last update: Mgr. Dina Novotná Obeidová (01.08.2022)

Požadavky znalostí ke státní závěrečné zkoušce z informatiky a didaktiky informatiky

Odborná témata

1. Počítačová geometrie a grafika

Barvy v počítačové grafice, barevné systémy, rastrová a~vektorová grafika, průhlednost, kreslicí algoritmy a anti-aliasing. Matematika pro 3D grafiku (homogenní transformace, projekce), reprezentace a zobrazení 3D scén. Principy zobrazování 3D scén na GPU (jen základy). Základy realistického renderingu, základy stínování.

2. Základy tvorby webu

Umístění stránek na internetu, zobrazení v~prohlížeči, webhosting, doména; cache, cookies. Přehled základních webových technologií a~příklady jejich použití (HTML5, CSS3, JavaScript, AJAX, server-side jazyky, databáze, API), responsivní layout. Přístupnost webu, SEO optimalizace. Frameworky, systémy pro správu obsahu. Statické vs. dynamické stránky, průběh zpracování formuláře. Bezpečnost webových aplikací - certifikáty, HTTP/HTTPS, same-origin policy. Digitální stopa, cookies.

3. Základy složitosti a vyčíslitelnosti

Časová a prostorová složitost – vztah determinismu a~nedeterminismu. Polynomiální převeditelnost, P– a~NP–problémy, NP–úplnost. Algoritmicky vyčíslitelné funkce, jejich vlastnosti, Churchova teze. Rozhodnutelné a částečně rozhodnutelné jazyky a jejich vlastnosti. Algoritmicky neřešitelné problémy.

4. Informační technologie

Ztrátová a bezztrátová komprese dat, metody a využití. Formáty multimediálních souborů (grafika, audio, video). Vyhledávání informací na webu, centralizované vyhledávače, PageRank, decentralizované vyhledávání, sítě typu P2P. Kryptografie s veřejným klíčem, elektronický podpis, kryptoměny. Neuronové sítě (základy).


Didaktická témata

Metodicky zajímavý krátký výklad některého z předem známých témat.

Hodnotí se především metodický přístup k výkladu a vystižení podstaty problematiky.

Student si téma připraví pro žáky druhého stupně základní školy nebo gymnázia.

Výklad pro 2. stupeň ZŠ

  • Proměnná

  • Podmínka

  • Cyklus s pevným počtem opakování

  • Cyklus s podmínkou

  • Podprogram

  • Dvojková soustava a její význam pro digitální svět

  • O~čem je „umělá inteligence“ - stručný úvod pro dvanáctileté

  • Princip ukládání dat na počítači; trvalé úložiště vs. operační paměť; alokační tabulka souborů, mazání dat z počítače

  • Principy fungování internetu a struktura internetu; pojmy server, router, uživatelský počítač, IP adresa, útok DoS (Denial of service)

  • Posílání dat po internetu; koncepty stahování (download), nahrávání na internet (upload) a streamování

  • Koncept digitální stopy a identity na internetu – pro dvanáctileté

    Výklad pro gymnázium

  • Základy objektově orientovaného programování, rozdíl mezi jednoduchou proměnnou a objektem, objekt a jeho vlastnosti, metody

  • Vyhledávání v poli (sekvenční, binární, pomocí zarážky)

  • Výpočet hodnoty polynomu Hornerovým schématem

  • Generování všech permutací v lexikografickém uspořádání

  • Jednoduchý třídicí (řadicí) algoritmus

  • Quicksort

  • Heapsort

  • Rekurzivní podprogramy

  • Průchod stromem do hloubky a do šířky (rekurze, zásobník, fronta)

  • Prohledávání s návratem (backtracking)

  • Vyhledávání, vkládání a vypouštění v binárním vyhledávacím stromu

  • Algoritmus minimaxu

  • Algoritmy vyčíslení hodnoty aritmetického výrazu

  • Grafy a jejich reprezentace

  • Nalezení minimální kostry grafu

  • Dijkstrův algoritmus

  • Určení délky nejdelší rostoucí vybrané podposloupnosti

  • Gaussova eliminace

  • Viditelnost proměnných, způsoby předávání parametrů procedur a funkcí

  • Reprezentace 2D obrázků na počítači (vektor vs. rastr a důležité pojmy s tím související)

  • Reprezentace barev v počítači (RGB, CMYK, HSV)

  • Z čeho se skládá 3D scéna a jak se zobrazuje na GPU

  • Základní formáty pro ukládání rastrových obrázků (JPEG, GIF, PNG, BMP, TIFF,...), jejich možnosti a výhody; vysvětlení principu ztrátové a bezztrátové komprese

  • O čem je „umělá inteligence“ - stručný úvod pro sedmnáctileté

  • Co znamená „šifrování dat“ - stručný úvod; princip šifry, podpisu, klíče, certifikátu

  • Co je to operační systém; kernel, ovladače, plánovač, jádra procesoru

  • Posílání emailů, vysvětlení cesty od odesílatele k příjemci, zabezpečení, spam a spamové filtry, útoky vedené pomocí emailů

  • Koncept digitální stopy a identity na internetu – pro sedmnáctileté

  • Zadání skupinového úkolu na téma evidence dat do sdílené tabulky (úlohu vymyslí student)

  • Vysvětlení pojmu informační systém na jednoduchém konkrétním příkladu

  • Pojem dotazu v relační databázi, dotazovací jazyky typu SQL

  • Návrh počítačové hry: sestavení návrhu nějaké (obecně známé) hry