АВТОРСКИЙ КУРС Айрата Ишимбаева
Computer Science
Обучение фундаментальным темам информатики, программирования, программной инженерии, алгоритмов и структур данных, основанное на лучших мировых и российских практиках
Для школьников 6-9 классов
которые хотят получить фундамент по информатике, чтобы:
- 1
Разрабатывать приложения и игры
Для этого в курсе уделяется большое внимание программной инженерии — как разрабатывать большие и сложные программы с помощью модульности, тестирования, декомпозиции, структурного программирования и ООП - 2
Поступить в ведущие российские и мировые университеты
- 3
Участвовать и побеждать на олимпиадах по информатике
Участие в олимпиадах по информатике открывает широкие возможности, включая возможность поступления в ведущие университеты без сдачи вступительных экзаменов и шанс на международное признание с финансовой поддержкой в виде стипендий и грантов. В курсе сделан акцент на алгоритмах и структурах данных, сопровождая их задачами в олимпиадном стиле, что создает прочный фундамент для успешного участия в этих соревнованиях - 4
Разбираться в ИТ на уровне разработки решений
Курс содержит многочисленные реальные примеры, которые показывают применение информатики в различных областях — от машинного обучения и финтеха до биоинформатики и кибербезопасности. Изучая алгоритмы в контексте компьютерных игр, науки и бизнеса, вы получите всестороннее представление о современном ИТ-мире. Курс поможет вам глубже понять, как информационные технологии и информатика применяются в профессиональной среде для решения ключевых задач
миссия
Растим будущих технологических предпринимателей
которые увлечены программированием и создают
с помощью информационных технологий востребованные обществом масштабные продукты и решения на стыке математики, науки и инженерии
с помощью информационных технологий востребованные обществом масштабные продукты и решения на стыке математики, науки и инженерии
Онлайн занятия в малых группах
- Занятия проходят в малых группах: в среднем 4-6 учеников в группе
- Разбираются глубокие темы олимпиадного и промышленного программирования максимально просто
- Хорошо структурированная программа с пошаговым изучением материала
- Взято лучшее из российского и западного образования
- Преподаватель является автором курса
- Оплата принимается только после успешного прохождения каждого модуля. Если курс вам не подойдет, платить не нужно.
Стоимость обучения составляет 4 000* рублей за один блок занятия, который включает:
___________
*- если считать стоимость в пересчете на уроки, то это примерно 800 руб/урок
- два часа живого занятия в группе
- задания для самостоятельного выполнения с поддержкой в Telegram более чем на два часа
- учебные материалы на платформе для повторения и самостоятельного изучения тем
- обратная связь по прогрессу прохождения курса в виде письменного отчета по окончанию каждого модуля
___________
*- если считать стоимость в пересчете на уроки, то это примерно 800 руб/урок
- Ключевые навыки отрабатываются через решение большого количества задач с градацией сложности от легких до олимпиадного уровня
- Для предоставления быстрой обратной связи используются различные системы автоматической проверки заданий
- В программе рассматривается множество примеров и проектов из реальной жизни, ИТ-индустрии и применения в науке
- Для поддержания и развития навыка самостоятельного обучения и творчества ученикам регулярно предлагается и оказывается помощь в создании собственных проектов на основе пройденных тем
- Чтобы у учеников получалось создавать собственные сложные проекты, в программу включены темы структурного программирования, декомпозиции сложных задач, модульной разработки и тестирования, а также управления проектами
- Для поддержания мотивации в курсе используется визуализация прогресса и ненавязчивая игрофикация
- Для облегчения понимания сложных концепций применяется компетентностный подход: следующая тема проходится только после закрепления предыдущих
Занятия строятся вокруг деятельности учеников с минимальной лекционной частью, с упором на практику и при активной поддержке от преподавателя.
Вот примерные этапы, которые могут быть на занятии длительностью в два часа:
Вот примерные этапы, которые могут быть на занятии длительностью в два часа:
- 5 минут: стендап, где обсуждается и фиксируется прогресс по задачам — что сделано, что осталось сделать и что мешает. Обсуждается план занятия.
- 15 минут: Погружение в тему через индивидуальные или групповые задания в Miro — виртуальная рабочая доска для совместной работы, с упором на обсуждения
- 10 минут: Индивидуальное изучение темы по материалам на платформе
- 10 минут: Прохождение тренажера на платформе для отработки понимания концепции
- 80-100 минут: программирование — решение задач, разработка проектов в сопровождении преподвателя
За основу данной программы взят подход обучения Computer Science, практикуемый в американских университетах. В отличие от российской информатики, которая строится вокруг изучения теории информации и её математических основ, этот подход фокусируется на прикладном применении программирования, информатики и математики в различных областях: от науки до бизнеса
Программа курса является интеграцией переработанных и адаптированных для российских школьников популярных классических вводных курсов по Computer Science, которые читаются в Принстонском и Стенфордском университетах
Программа курса является интеграцией переработанных и адаптированных для российских школьников популярных классических вводных курсов по Computer Science, которые читаются в Принстонском и Стенфордском университетах
Фокус данного курса — обучение фундаментальным концепциям computer science, которые актуальны для любого языка программирования. В этом контексте выбор конкретного языка не является критическим, однако Java предлагает ряд преимуществ:
- Java занимает одно из лидирующих мест по популярности в олимпиадном программировании, наряду с Python и C++. Он представляет собой хороший баланс между скоростью выполнения программ и порогом входа для новичков: код на Java обычно выполняется быстрее, чем на Python, и при этом язык проще для освоения, чем C++
- Международные экзамены, такие как AP CS и IB CS, принимают решения именно на Java
- На Java удобно разрабатывать небольшие индивидуальные проекты, включая приложения и игры для десктопных и мобильных платформ
- Java более 20 лет удерживает лидерство по популярности в индустрии разработки программного обеспечения, спрос на него будет высоким еще долгое время, и он имеет развитую и стабильную экосистему поддержки - документацию, фреймворки и инструменты разработки
- Java является одним из самых высокооплачиваемых навыков разработчика - программист на Java в России в среднем получает больше на 20% чем программисты, например, на C++, Python
- Java поддерживает различные парадигмы программирования: процедурную, функциональную и объектно-ориентированную
Программа курса является вызовом не только для школьников, но и для многих взрослых, поэтому подходит не всем.
Курс рекомендован тем, у кого развиты следующие навыки:
Базовая школьная математика за седьмой класс основной программы
А именно умение решать базовые задачи на следующие темы:
Уровень не ниже Beginner, A1
Оборудование
Для участия на занятиях необходимо иметь настольный компьютер или ноутбук, у которого есть камера и микрофон
Необходимое время на прохождение курса
Кроме основного времени, составляющего 2 часа на занятие, необходимо выделить еще минимум 2 часа в неделю на решение задач. Важно, чтобы это дополнительное время также было комфортным для ученика, чтобы у него хватало сил и внимания для работы над задачами.
Курс рекомендован тем, у кого развиты следующие навыки:
Базовая школьная математика за седьмой класс основной программы
А именно умение решать базовые задачи на следующие темы:
- Вычисления: дробные числа, отношения, степени, проценты
- Координатная плоскость
- Функции
- Умение набирать текст на английской раскладке со скоростью не менее 20 символов в минуту
- Ориентироваться в файловой системе: найти, скопировать, сохранить, удалить файл
- Пользоваться любым мессенджером, отправлять и скачивать файлы
- Пользоваться видеосвязью, например Zoom
Уровень не ниже Beginner, A1
Оборудование
Для участия на занятиях необходимо иметь настольный компьютер или ноутбук, у которого есть камера и микрофон
Необходимое время на прохождение курса
Кроме основного времени, составляющего 2 часа на занятие, необходимо выделить еще минимум 2 часа в неделю на решение задач. Важно, чтобы это дополнительное время также было комфортным для ученика, чтобы у него хватало сил и внимания для работы над задачами.
По вопросам можете написать автору курса напрямую в Telegram: aishimbaev или заполнить форму в конце страницы, чтобы с вами связались для обсуждения времени консультации
Автор и преподаватель курса: Айрат Ишимбаев Более 20 лет в образовании - от учителя информатики до руководства масштабными образовательными проектами В том числе в:
|
Программа на два года обучения
Курс состоит из модулей, каждый из которых предполагает от 4 до 8 занятий
По окончанию модуля вы сможете:
Установка и настройка программного обеспечения
Циклы и ветвления
Установка и настройка программного обеспечения
- Устанавливать Java, Intellij Idea, скачивать, открывать и запускать учебные проекты в IDE
- Реализовывать простые алгоритмы исполнителя в виде программ на Java
Циклы и ветвления
- Разрабатывать программы для различных входных условий, используя цикл while, ветвления if else и вложенные условия
- Проверять верность своих решений на готовых тестах
По окончанию модуля вы сможете:
Графика и математика
Графика и математика
- Строить и вычислять положение геометрических фигур на координатной плоскости
- Создавать изображения с помощью графической библиотеки
- Применять относительные и абсолютные координаты для векторной графики
- Создавать анимации, разрабатывать интерактивные программы и игры, реагирующие на события мыши и клавиатуры
- Применять основы кинематики, такие как скорость, время и расстояние, и исследовать различные явления через разработку и построение математических и компьютерных моделей
По окончанию модуля сможете:
Основы работы в среде разработки:
Основы работы в среде разработки:
- Работать в среде программирования: набирать код, компилировать, тестировать и понимать структуру хранения исходных файлов проекта
- Осуществлять ввод и вывод данных на консоль или в файл
- Применять трассировку для анализа работы программы шаг за шагом в среде Intellij Idea.
- Различать и корректировать разные типы ошибок: ошибки компиляции, ошибки выполнения и логические ошибки
- Решать разнообразные практические задачи, отправлять решения на проверку в тестирующую систему и анализировать полученные результаты
- Работать с встроенными типами данных, понимать их особенности и области применения
- Применять базовые арифметические операции, циклы и условные операторы для решения задач
- Решать задачи из области целочисленной арифметики
По окончанию модуля вы сможете:
Применение массивов для обработки данных
Применение массивов для обработки данных
- Создавать и управлять одномерными массивами для хранения данных одного типа, вводить и выводить элементы массива, осуществлять их обработку (например, поиск максимального элемента, "разворот" массива), применять методы копирования и поиска в массиве, работать с различными алгоритмами обработки массивов
- Создавать двумерные массивы, включая неровные, и использовать их для хранения сложных структур данных, выводить двумерные массивы в виде таблицы, считать сумму элементов и элементов главной диагонали
- Преобразовывать символы в числа и обратно, сравнивать символы, применять операции преобразования регистра и другие методы обработки символов
- Создавать, читать и изменять строки с помощью класса String, применять методы для поиска, замены и сравнения строк, а также для работы с подстроками
По окончанию этого модуля вы сможете:
Статические методы и библиотеки
Статические методы и библиотеки
- Определять и управлять статическими методами, реализовывать математические функции, работать с передачей аргументов и возвратом значений
- Использовать статические методы в различных программах, работать с библиотеками, включая создание и использование клиентов, API
- Учитывать область видимости переменных в контексте статических методов
- Разрабатывать и анализировать рекурсивные программы, включая числа Фибоначчи, алгоритм Евклида и задачу о Ханойских башнях
- Учитывать недостатки рекурсии, такие как чрезмерное требование к памяти и избыточные вычисления, и уметь их корректировать
- Генерировать изображения с помощью рекурсивной графики
- Применять динамическое программирование для улучшения эффективности рекурсивных алгоритмов и сокращения времени выполнения за счет мемоизации и табуляции
В этом модуле вы будете заниматься разработкой трёх проектов. Каждый из них направлен на практическое применение и закрепление навыков, полученных в предыдущих модулях, таких как работа с массивами, графика и функции
Эти проекты помогут вам глубже понять и освоить важные концепции программирования, рассмотренные в предыдущих модулях, и научат использовать эти навыки для решения реальных задач в области моделирования
Моделирование явления перколяции и применение метода Монте-Карло
Вы научитесь моделировать явление перколяции, которое описывает прохождение жидкости или газа через пористую среду. Вы будете использовать метод Монте-Карло, статистический метод, позволяющий анализировать сложные системы с использованием случайных выборок
Игра "Жизнь":
Вы создадите клеточный автомат для моделирования игры "Жизнь", знаменитого математического эксперимента, который исследует динамику населения. В этом проекте вы определите правила рождения, выживания и смерти клеток, создадите интерфейс и визуализацию для наблюдения за эволюцией системы
Игра "Змейка":
Вы разработаете классическую аркадную игру "Змейка"
Эти проекты помогут вам глубже понять и освоить важные концепции программирования, рассмотренные в предыдущих модулях, и научат использовать эти навыки для решения реальных задач в области моделирования
Моделирование явления перколяции и применение метода Монте-Карло
Вы научитесь моделировать явление перколяции, которое описывает прохождение жидкости или газа через пористую среду. Вы будете использовать метод Монте-Карло, статистический метод, позволяющий анализировать сложные системы с использованием случайных выборок
Игра "Жизнь":
Вы создадите клеточный автомат для моделирования игры "Жизнь", знаменитого математического эксперимента, который исследует динамику населения. В этом проекте вы определите правила рождения, выживания и смерти клеток, создадите интерфейс и визуализацию для наблюдения за эволюцией системы
Игра "Змейка":
Вы разработаете классическую аркадную игру "Змейка"
В этом модуле вы познакомитесь с базовыми принципами ООП, важной концепцией, которая позволит вам понимать, использовать и создавать сложные программные структуры — фундамент современной программной инженерии
По окончанию этого модуля вы сможете:
Ссылочные типы данных
По окончанию этого модуля вы сможете:
Ссылочные типы данных
- Использовать классы java.awt.Color, Picture и их API для создания, масштабирования и обработки изображений на пиксельном уровне в RGB-модели
- Работать с ссылочными типами данных и их API, включая встроенные в Java классы-обертки для примитивных типов и указатели на массивы
- Создавать типы данных с использованием механизмов Java: классов, модификаторов доступа, конструкторов и методов экземпляра
- Проектировать и использовать API для взаимодействия с клиентами созданных классов
- Использовать тестовые клиенты для проверки работы конструкторов и методов созданных классов
- Разрабатывать и использовать Java-интерфейсы для создания общего набора методов для различных классов
- Создавать типы данных и их клиенты для моделирования физических явлений, черепашьей графики, обработки финансовых данных и операций, обработки дат и времени
В этом модуле вы разработаете игру Breakout, чтобы применить на практике принципы декомпозиции, модульности, ООП и, в целом, структурного программирования для создания сложных программных продуктов
Затем вам будет предложено модифицировать и добавить новые механики в игру
В заключении вы попробуете разработать свою собственную игру или приложение с последующей презентацией группе
Затем вам будет предложено модифицировать и добавить новые механики в игру
В заключении вы попробуете разработать свою собственную игру или приложение с последующей презентацией группе
Изучение алгоритмов и структур данных критически важно для эффективного решения задач в программировании. Эти "кирпичики" позволяют создавать оптимизированные, быстрые и надёжные приложения. Знание алгоритмов и структур данных необходимо для решения сложных задач в ограниченное время. Практическое применение этих навыков широко: от создания поисковых движков и социальных сетей до анализа больших данных и искусственного интеллекта
По окончанию модуля вы сможете:
Стек и очередь
По окончанию модуля вы сможете:
Стек и очередь
- Использовать стеки и очереди, реализованные с помощью массивов и связанных списков для решения задач
- Применять стеки и очереди в решении задач, таких как вычисление арифметических выражений и управление стеком вызовов функций
- Применять научный метод для анализа алгоритмов, включая использование логарифмической шкалы и асимптотического анализа
- Оценивать объем требуемой памяти для различных типов данных и алгоритмов
- Применять принципы работы систем непересекающихся множеств (СНМ) и динамической связанности для решения алгоритмических задач
- Использовать и реализовывать различные методы Union-Find, включая Quick-find, Quick-union, и Weighted quick-union с и без сжатия пути
- Анализировать эффективность различных алгоритмов и структур данных с точки зрения времени выполнения и потребления памяти
- Применять полученные навыки в реальных задачах, таких как моделирование явления перколяции и обработка текстовых и графических данных
Алгоритмы сортировки широко используются в реальном мире. Они необходимы, например, для оптимизации расписания задач в операционных системах и управления базами данных. Сортировки слиянием и быстрая сортировка применяются в финансовом анализе и статистических исследованиях. Очереди с приоритетами используются в сетевых алгоритмах, таких как алгоритм A* для поиска пути в лабиринтах, и в физических симуляциях для моделирования столкновения частиц. Реализация алгоритма сжатия данных Хаффмана позволяет оптимизировать хранение и передачу данных
На примере сортировок вы научитесь оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов по производительности и потреблению памяти. Умение писать эффективные алгоритмы не только снижает затраты на ресурсы, но и может сделать возможным решение задач, которые без этого навыка оставались бы нерешенными
По окончанию модуля вы сможете:
Элементарные сортировки
На примере сортировок вы научитесь оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов по производительности и потреблению памяти. Умение писать эффективные алгоритмы не только снижает затраты на ресурсы, но и может сделать возможным решение задач, которые без этого навыка оставались бы нерешенными
По окончанию модуля вы сможете:
Элементарные сортировки
- Реализовывать и применять сортировку выбором и сортировку вставкой
- Применять принцип "разделяй и властвуй" в контексте сортировки слиянием
- Реализовать сортировку слиянием сверху-вниз (с рекурсией) и снизу-вверх (без рекурсии)
- Реализовать и применять быструю сортировку в различных сценариях, включая работу с порядковой статистикой и повторяющимися ключами
- Использвать API и основы реализации очереди с приоритетом для решения задач
- Реализовать и использовать бинарную кучу и пирамидальную сортировку для работы с очередями с приоритетом
- Оптимизировать расписание задач для минимизации среднего времени выполнения
- Строить модели и визуализацию столкновения частиц.
- Использовать алгоритм A* для нахождения оптимального пути в лабиринтах
- Реализовывать алгоритм сжатия данных Хаффмана
Структуры данных, такие как ассоциативные массивы, деревья и хеш-таблицы, являются основой для эффективного поиска и хранения информации в разнообразных сферах. Они используются для управления клиентскими аккаунтами в банковских системах, индексации медицинских записей для быстрого доступа в больницах, оптимизации транзакций в криптовалютах и для анализа больших данных в машинном обучении. В сфере информационной безопасности эти структуры помогают в эффективном хранении и поиске криптографических ключей. Бинарные деревья поиска и их вариации находят применение в компьютерной графике и разработке игр, включая обнаружение столкновений, трассировку лучей, вычисление видимости, текстурирование и управление уровнем детализации
По окончанию модуля вы сможете:
Ассоциативный массив
По окончанию модуля вы сможете:
Ассоциативный массив
- Работать с API ассоциативных массивов в Java, включая создание, добавление, удаление и поиск элементов
- Применять базовые реализации ассоциативных массивов на основе массивов и связанных списков
- Осуществлять расширенные операции с ассоциативными массивами, такие как сортировка и фильтрация
- Понимать принципы работы и осуществлять базовые операции с бинарными деревьями поиска (BST), включая добавление, удаление и поиск элементов
- Реализовывать и использовать сбалансированные деревья поиска, такие как 2-3-деревья и красно-черные деревья
- Применять хеш-функции для эффективного хранения данных в хеш-таблицах
- Решать проблемы коллизий в хеш-таблицах с использованием метода цепочек
Графы используются в самых разных областях: от оптимизации маршрутов в транспортных сетях до анализа социальных связей. В этом модуле вы освоите алгоритмы поиска в графах, научитесь строить минимальные остовные деревья и оптимизировать поиск кратчайших путей. Эти навыки откроют перед вами возможность решения практических задач, таких как улучшение системы рекомендаций в интернет-магазине или оптимизация распределения ресурсов в сетевых структурах
По окончанию модуля вы сможете:
Основы графов
По окончанию модуля вы сможете:
Основы графов
- Работать с основными типами графов: неориентированными и ориентированными
- Применять базовые алгоритмы обхода и поиска в графах, такие как поиск в глубину(DFS) и поиск в ширину(BFS)
- Построить минимальное остовное дерево с использованием алгоритмов Краскала и Прима
- Оптимизировать поиск кратчайших путей через релаксацию рёбер
- Применять алгоритмы Дейкстры и Беллмана-Форда для различных типов графов
- Работать с ациклическими графами и понимать, когда использовать специализированные алгоритмы для них
Записаться на встречу-консультацию