ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю | |
Руководитель ООП по направлению 230100.68 декан ЭФ проф. | Зав. кафедрой ИС и ВТ доц. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Современные проблемы информатики и
вычислительной техники»
Направление: 230100 - «Информатика и вычислительная техника»
Программа: «Методы анализа и синтеза проектных решений»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Составитель: профессор
Санкт-Петербург
2012
Составитель: профессор
Научный редактор: профессор
1. Цель и задачи дисциплины.
Основная цель дисциплины – изучение системных вопросов построения автоматизированных систем, ознакомление с подходами к решению наиболее сложных задач проектирования и управления. Одной из мировоззренческих проблем информатики является проблема сущности информации, для введения в нее нужно знать основы теории информации.
Задачи дисциплины:
· дать студентам представление о современных проблемах информатики и вычислительной техники;
· интегрированных сред разработки приложений;
· освоение студентами генетических алгоритмы для решения задач дискретного программирования;
· освоение студентами концептуальных моделей предметной области;
· освоение студентами методов сжатия данных;
· дать студентам представление о способах представления знаний и управлении знаниями в информационных системах с использование языков метаданных и онтологий;
· ознакомление студентов с состоянием и перспективами развития технического обеспечения автоматизированных систем и элементной база вычислительной техники; с положениями синергетики об основах эволюции, законах и процессах самоорганизации систем;
· ознакомление студентов с положениями синергетики об основах эволюции, законами и процессами самоорганизации систем.
2. Место дисциплины в структуре ООП.
Курс «Современные проблемы информатики и вычислительной техники» входят в состав базовой части профессионального цикла дисциплин магистерской программы по направлению 230100.68 – «Информатика и вычислительная техника».
Курс изучается в 2-м семестре. Для освоения курса обучающийся должен обладать устойчивыми знаниями по математике, дискретной математике, информатике и программированию на языке высокого уровня.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-4, ПК-2, ПК-6.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: состояние и перспективы развития технического обеспечения автоматизированных систем и элементной база вычислительной техники; положения синергетики об основах эволюции, законах и процессах самоорганизации систем.
Уметь: использовать интегрированные среды разработки приложений; строить генетические алгоритмы для решения задач дискретного программирования; применять концептуальные модели предметной области; обосновывать выбор методов сжатия данных.
Владеть: способами представления знаний и управление знаниями в информационных системах с использование языков метаданных и онтологий.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 8 зачётных единиц (1 з. е.= 36 час.).
Вид учебной работы | Всего часов | |
Аудиторные занятия (всего) | 65 | |
В том числе: |
| |
Лекции | 26 |
|
Практические занятия (ПЗ) | 26 |
|
Семинары (С) | 0 |
|
Лабораторные работы (ЛР) | 13 |
|
Самостоятельная работа (всего) | 79 |
|
В том числе: |
| |
Курсовой проект (работа) | 0 |
|
Расчётно-графические работы | 0 |
|
Реферат | 8 |
|
Другие виды самостоятельной работы: |
| |
Работа с литературой | 71 |
|
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен) | зачет, экзамен |
|
Общая трудоёмкость час зач. ед. | 144 | |
4 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины:
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Интеллектуальные системы | Способы представления знаний. Введение в управление знаниями. Data Mining. Задачи обработки текстовой информации. Классификация. Метод анализа иерархий. Онтологии и средства построения онтологий. Системы управления знаниями (СУЗ). Онтологическая СУЗ. |
2 | Языки метаданных и онтологий | Семантический Web. Метаданные. Модель метаданных RDF. Язык RDFS. Дублинское ядро. Языки онтологий. Язык OWL. Web-2. |
3 | Эволюционные вычисления | Эволюционные методы. Простой генетический алгоритм. Кроссовер. Генетическое программирование. Метод комбинирования эвристик. Примеры применения генетических методов для решения задач синтеза иерархических и поточных схем технических систем. |
4 | Кодирование и сжатие данных | Информация. Количество информации. Информационная энтропия. Коэффициент избыточности сообщения. Кодирование информации. Теоремы Шеннона. Коды для текстовых документов. Моментальные коды. Сжатие данных. Методы сжатия и форматы данных. Методы MPEG. Вейвлеты. Вейвлет-преобразование. |
5 | Синергетика | Теории эволюции. Динамические системы. Термодинамическая энтропия. Диссипативные структуры. Хаос. Хаотические системы. Бифуркации. Фракталы. Самоорганизация. Синергетика. Теория катастроф. |
6 | Концептуальное проектирование систем | Развитие систем управления предприятиями. Системы управления бизнес-процессами. Архитектурное проектирование систем. Среды и системы разработки программного обеспечения. Объектно-ориентированное программирование. Компонентно-ориентированные технологии. Сетевые службы. Сервис-ориентированная архитектура. Разработка, управляемая моделями. Рефакторинг. Паттерны проектирования. Метамодель. Методика IDEF0. Методика IDEF3. UML. Meta-Object Facility. Методика проектирования информационных систем на основе UML. Структурные и поведенческие диаграммы UML 2.0. Поведенческие диаграммы UML 2.0 Описание процессов с помощью ARIS eEPC. XML Metadata Interchange. Преобразование диаграммы классов UML в XML Schema. |
7 | Интеграция автоматизированных систем | Интегрированные среды разработки приложений. Интеграция приложений. Способы интеграции информационных систем. WorkFlow. Паттерны интеграции КИС. Технология SOAP. Стандарт UDDI. Язык WSDL. Средства интеграции MCAD и ERP. BizTalk Server. Eclipse. Корпоративная сервисная шина ESB и язык BPEL. Паттерны для бизнес-процессов. Язык BPEL. Описание бизнес-процессов с помощью BPEL. Язык BPML. XML Process Definition Language. Интеграция подсистем АСУТП. Интеграция АСУП/АСУТП. SaaS и облачные вычисления. |
8 | Развитие технического обеспечения автоматизированных систем | Суперкомпьютеры XXI века. Суперкомпьютеры списка TOP500. Тенденции в развитии вычислительных систем. Протокол IPv6. Интернет-2. Мультиплексирование по длинам волн (WDM). LDAP. Технологии Grid. Архитектуры Grid. Спецификации WSRF. |
9 | Элементная база вычислительной техники | Литография. Графеновый транзистор. Фуллерены и нанотрубки. Наноэлектроника. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами.
Обеспечиваемая (последующая) дисциплина – выпускная квалификационная работа (ВКР).
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий:
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Трудоёмкость (час.) | |||
Всего | Л | ПЗ | ЛР | ||
1 | Интеллектуальные системы | 11 | 4 | 2 | 5 |
2 | Языки метаданных и онтологий | 6 | 2 | 4 | |
3 | Эволюционные вычисления | 16 | 4 | 4 | 8 |
4 | Кодирование и сжатие данных | 4 | 2 | 2 | |
5 | Синергетика | 8 | 4 | 4 | |
6 | Концептуальное проектирование систем | 4 | 4 | ||
7 | Интеграция автоматизированных систем | 6 | 2 | 4 | |
8 | Развитие технического обеспечения автоматизированных систем | 6 | 2 | 4 | |
9 | Элементная база вычислительной техники | 4 | 2 | 2 | |
Итого: | 60 | 26 | 26 | 13 |
6. Лабораторный практикум:
№ п\п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторной работы | Трудоём-кость (час.) |
1 | 1 | Исследование логических программ синтеза поточных схем технических систем | 5 |
3 | 3 | Исследование генетического алгоритма | 8 |
Итого: | 13 |
7. Практические занятия:
№ п\п | № раздела дисциплины | Наименование практического занятия | Трудоём-кость (час.) |
1 | 1 | Изучение метода анализа иерархий | 2 |
2 | 2 | Изучение семантического Web. | 4 |
3 | 3 | Изучение генетических алгоритмов | 4 |
4 | 4 | Изучение методов сжатия данных | 2 |
5 | 5 | Изучение основ самоорганизации систем | 4 |
6 | 7 | Изучение интегрированных сред разработки приложений | 4 |
7 | 8 | Изучение возможностей суперкомпьютеров и Интернет-2 | 4 |
8 | 9 | Изучение перспективных технологий создания элементной база вычислительной техники | 2 |
Итого: | 26 |
8. Семинарские занятия и примерная тематика курсовых проектов (работ).
При изучении дисциплины семинарские и курсовые проекты (работы) не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Современные проблемы информатики и вычислительной техники / Составитель: .– URL: http://bigor. *****/?cnt/?doc=Default/142_problems. cou.
2. ,Башмаков информационные технологии. — М.: Изд-во МГТУ им. , 2005.
3. , , , Соловьев и тезаурусы: модели, инструменты, приложения. - М.: БИНОМ, 2009. – 176 с.
б) дополнительная литература
4. Девятков искусственного интеллекта. — М.: Изд-во МГТУ им. , 2001.
5. Технологии анализа данных : Data Mining, Visiul Mining, OLAP / , , . — СПб, БХВ-Петербург, 2007.
6. Евгенев системы проектирования. – М., Изд-во МГТУ им. , 2009. – 334 с.
7. , Шатилов технологии онтологического инжиниринга // Информационные технологии, 2008, № 10, с. 28-37.
8. Любашин системы автоматизации для отраслевых применений.– URL: http://www. *****/integrirovannye-sistemy-a. php.
9. Второе рождение Internet.– URL: http://*****/communication/internet2/index2.htm, 2004.
10. С. Пахомов. Будущее за нанотрубками.– URL: http://*****/Archive/CP/2005/1/19/.
в) программное обеспечение: Microsoft Office (Excel), Matlab (Optimization toolbox), а также оригинальные авторские программы:
· Анкудинов ObjFunc для расчета параметров целевой функции в задачах многокритериального выбора. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 000 от 01.01.01 г.
· Программа ssf2012 для генерации и представления множества альтернативных вариантов потоковых схем технологических процессов в виде скобочных форм логики высказываний.
· Программа sf2012 для преобразования скобочных форм логики высказываний в особенную нормальную форму.
· Программа Adop2012w для решения задач дискретного программирования на множестве вариантов, представленном в виде особенной скобочной нормальной формы.
· Программа gssf2012, реализующая генетический алгоритм оптимизации потоковых схем технологических процессов.
г) ресурсы Интернет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
а) кафедральный компьютерный класс.
_____________________________________________________________________________
Разработчик:
кафедра ИС и ВТ профессор
