Программа
итогового государственного экзамена по направлению
подготовки дипломированного специалиста
654600 – Информатика и вычислительная техника
220200 - Автоматизированные системы обработки информации и управления
Перечень дисциплин
№ | Дисциплины дневного отделения | Дисциплины заочного отделения |
1 | Дискретная математика | Специальная математика |
2 | Алгоритмические языки и программирование | Алгоритмические языки, технология программирования |
3 | Технологии программирования | |
4 | Системное программное обеспечение | |
5 | Компьютерная графика | Компьютерная графика |
6 | Системы искусственного интеллекта | Методы искусственного интеллекта, базы знаний, экспертные системы |
7 | Моделирование систем | Моделирование систем |
8 | Основы теории управления | Теория автоматического управления |
9 | Организация ЭВМ и систем | ЭВМ, МП вычислительные средства, организация вычислительных систкм |
10 | Системный анализ и исследование операций | Системный анализ и исследование операций |
11 | Базы данных | Организация баз данных |
12 | Информационные технологии | Информационная технология |
13 | Сети ЭВМ и телекоммуникации | Цифровые сети интегрального обслуживания |
14 | Системы реального времени | Системы реального времени |
15 | Проектирование АСОиУ | Проектирование АСОиУ |
16 | Интерфейсы АСОиУ | Интерфейсы АСОиУ |
17 | Информационно-измерительные системы и АСУТП | Информационно-измерительные системы и АСУТП |
Перечень теоретических и практических вопросов, выносимых на госэкзамен, а также список необходимой литературы представлен на
http://www. asu. pstu. *****/book/index. html
Заведующий кафедрой ИТАС
Теоретические вопросы
1. Дискретная математика [ 1 ]
1. Множества и их спецификации.
2. Полные графы и деревья.
3. Теорема о функциональной полноте. Примеры функционально-полных базисов.
4. Переключательные функции (ПФ).
Способы задания ПФ. Специальные разложения ПФ.
5. Не полностью определенные (частные) переключательные функции ПФ. Минимизация ПФ и не полностью определенных ПФ.
2. Алгоритмические языки и программирование [ 2 ]
1. Критерии качества программы. Анализ программ. Примеры.
2. Жизненный цикл программы. Постановка задачи и спецификация программы.
3. Способы конструирования и верификации программ.
4. Основные алгоритмы обработки данных. Способы записи алгоритма, примеры.
5. Программа на языке высокого уровня.
Представление основных управляющих структур программирования.
6. Рекурсивные определения и алгоритмы.
Программирование рекурсивных алгоритмов, пример.
7. Основные алгоритмы обработки данных. Сортировка и поиск.
8. Динамические структуры данных, примеры.
9. Линейные списки: основные виды и способы реализации.
3. Технологии программирования [ 2,3 ]
1. Объектно-ориентированное программирование. Основные концепции.
2. Визуальное программирование. Среды.
Компонентный подход к созданию приложений.
3. Организация ввода/вывода в языках программирования. Понятие потока.
Потоковые классы.
4. Объектная модель. Составные части объектной модели Отношения между объектами. Методы объектно-ориентированного анализа.
Диаграммы объектно-ориентированного проектирования.
5. Обработка исключительных ситуаций в языках программирования.
Классы исключений.
6. Абстрактные типы данных. Модули, классы, пакеты.
7. Обобщенное программирование. Обобщенные алгоритмы. Стандартная библиотека шаблонов (С++). Организация и основные элементы.
8. Объектно-ориентированные библиотеки классов. Примеры (Turbo Vision, OWL, MFC).
4. Системное программное обеспечение [4-7]
1. Назначение, функции, классификация операционных систем (ОС).
2. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения.
3. ОС реального времени.
4. Понятие ядра и процесса. Иерархия процессов. Управление процессом.
5. Понятие ядра и процесса, состояние процесса, подпроцессы. Межпроцессное взаимодействие
6. Понятия приоритета и очереди процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов.
7. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа.
8. Назначение, функции, классификация основных компонентов системного программного обеспечения.
9. Структура файловой системы. Механизм доступа к файлам.
10. Основные команды OC UNIX.
11. Программирование на Shell. Скрипты.
12. Концепция программ, управляемых событиями. Обработка событий.
13. Управление оперативной памятью (распределение и защита) в многозадачной ОС.
Механизм реализации виртуальной памяти.
14. Управление ресурсами в операционных системах (многозадачных и ОСРВ).
15. Интерфейсы и основные стандарты в области системного программного обеспечения.
5. Компьютерная графика [8-11 ]
1. Полная математическая модель графических преобразований каркасной трехмерной фигуры [8, 115-130], [10, т.2,74-81].
2. Полная математическая модель графических преобразований каркасной двухмерной фигуры [8, 76-114], [10, т.2,66-74]..
3. Метод и алгоритм построения теней на трехмерной сцене [9, 416-427]
4. Построение реалистичных изображений методами фрактальной геометрии [10, т.2, 37-49], [10, т.4, 120-157]
5. Модели цвета. Цветовые системы. Алгебра цветов [9, 458-476]
6. Модель расчета освещенности трехмерных объектов (модель Фонга) [9, 377-399]
7. Перспективное проецирование. Математическая модель триметрической, диметрической и изометрической проекций. Нахождение точек и следов точек схода [8, 144-146, 170-196], [10, т.2, 62-116].
8. Обзор методов удаления невидимых линий. Основные принципы построения алгоритмов удаления невидимых линий (метод плавающего горизонта, приоритетов, z-буфера) [9, 233-250, 321-329]
9. Организация временных ресурсов и ресурсов памяти в компьютерной графике [8, 14-48]
6. Системы искусственного интеллекта [12-15]
1. Математические методы проведения экспертизы при оценке решений
2. Алгоритм функционирования экспертной системы на имитационном принципе
3. Генетические алгоритмы. Метод, алгоритм, пример решения задачи
4. Модель нейрона. Понятие нейронной сети. Особенности функционирования технических структур, моделируемых нейронной сетью
5. Модель обучения на примере автоматов с линейной тактикой. Автомат с переменной структурой. Рациональность поведения автомата в детерминированной, стохастической стационарной и нестационарной среде. Программная реализация
6. Применение метода оценочной функции при реализации интеллектуальных функций. Уровни интеллектуальности поведения
7. Модели языка. Синтез и анализ языковых фрагментов. Проблема представления знаний
7. Моделирование систем [16-20]
1. Выбор метода численного решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений при имитационном моделировании [17, ч.2, 15-27, 32-35]
2. Имитация функционирования систем массового обслуживания и анализ показателей их работы [16, 60-71], [3]
3. Моделирование случайных чисел с заданным законом распределения [16, 130-143]
4. Оценка точности статистических характеристик имитационного эксперимента [16, 207-247]
5. Технология построения регрессионных моделей статических объектов [16, 45-50, 250-253], [17, ч.1, 122-125]
6. Методы построения датчиков случайных чисел [16, 144-173, 108-130]
7. Принципы построения моделирующих алгоритмов (принцип "Дельта t", "Особых состояний". "Последовательной проводки заявок") [16, 94-102, 260-306]
8. Основы теории управления [21]
1. Устойчивость систем управления.
2. Инвариантность и чувствительность систем управления.
3. Математические модели объектов управления в системах управления.
4. Формы представления моделей объектов в системах управления.
5. Методы анализа и синтеза систем управления.
6. Определение частотных характеристик объекта по спектральным плотностям сигналов.
7. Системы управления и регулирования. Использование структурных схем.
Законы управления. Принципы управления, качество.
8. Параметрический синтез СУ на примере интегрального показателя качества.
9. Системы управления при случайных воздействиях. Преобразование стационарного случайного сигнала стационарной линейной динамической системой.
10. Основные задачи анализа систем с минимальной средней квадратичной ошибкой: задача фильтрации, задача экстраполяции, задача дифференцирования и др.
9. Организация ЭВМ и систем [22]
1. Функциональная и структурная организация процессора.
2. Организация памяти ЭВМ.
3. Организация прерываний в ЭВМ.
4. Организация ввода-вывода.
5. Периферийные устройства.
6. Интерфейсы, основы организации интерфейсов и классификация.
7. Методы доступа к среде. Адресация в системах передачи данных.
8. Методы взаимодействия объектов в системах передачи данных.
9. Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов.
10. Кластерные и многопроцессорные вычислительные системы.
10. Системный анализ и исследование операций [23]
1. Задачи линейной оптимизации.
2. Детерминированные задачи исследования операций.
3. Стохастические задачи исследования операций
4. Задачи в условиях неопределенности
5. Свойства задач линейного программирования.
Симплекс метод, модифицированный симплекс метод.
6. Транспортные задачи. Метод потенциалов для T и Td задач.
7. Целочисленное программирование. Особенности задач. Метод ветвей и границ.
8. Динамическое программирование. Принцип оптимальности.
Основное функциональное уравнение. Процедура ДП. Достоинства и недостатки ДП.
9. Многокритериальные задачи: постановка, проблемы, современные подходы к решению.
10. Многокритериальные задачи: не интерактивные методы.
11. Многокритериальные задачи: методы свертки и интерактивные методы.
12. Многокритериальные задачи: интерактивные методы.
11. Базы данных [24-26]
1. Проектирование базы данных с помощью нормализации.
2. Операция «соединение» и ее свойства.
3. Разложение без потерь. Теорема. Примеры.
4. Полностью соединимые отношения. Примеры.
5. Операторы описания данных в SQL.
6. Операторы манипулирования данными в SQL.
7. Управление транзакциями.
8. Технологии «клиент-сервер».
9. Оператор Select.
10. Индексация. Достоинства и недостатки. Примеры.
11. В-дерево. Добавление и удаление элементов.
12. Методы прямого доступа.
13. Архитектуры БД.
14. Управление правами доступа в SQL.
15. Модель Чена.
16. Примеры бинарных связей.
17. Правила Джексона для перехода от модели Чена к реляционной модели.
18. Реляционная модель данных. 12 правил Кодда.
19. Ограничения целостности в реляционной модели данных и их поддержка в SQL.
20. Восстановление данных в БД.
12. Информационные технологии [27]
1. Понятие, задачи и уровни информационной технологии (ИТ). ИТ как система. [27, с. 44-48]
2. Базовые информационные процессы: процесс извлечения информации. Особенности объектно-ориентированного подхода, методы обогащения информации [27, с. 56-59]
3. Базовые информационные процессы: процесс транспортирования информации. Модель OSI и системы протоколов [27, с. 59-68]
4. Базовые информационные процессы: процесс обработки информации. Основные процедуры обработки данных. Обработка данных в процессе поддержки принятия решений. Технологии DSS, OLAP, DW и разработка приложений на основе типовых функциональных компонентов [27, с. 68-74]
5. Базовые информационные процессы: хранение и накопление информации. Базы данных, процедуры их проектирования. Хранилища данных (DW), их архитектура, принципы организации. Витрины данных (DM), репозитарий. Трехуровневое представление описания предметной области [27, с.75-85]
6. Базовые информационные процессы: представление и использование информации. Организация интерфейсов, концепция гипертекста. [27, с.85-90]
7. Базовые информационные технологии: мультимедиа-технологии, их составляющие, основные характеристики [27, с.92-95; +4, с. 80-81]
8. Базовые информационные технологии: геоинформационные технологии, основные характеристики современных ГИС [27, с.95-101]
9. Базовые информационные технологии: технологии защиты информации. [27, с. 101-113]
10. Базовые информационные технологии: CASE-технологии. Задачи концорциума OMG и спецификация OMA. Идеальное объектно-ориентированное CASE-средство. Критерии оценки и выбора CASE-средств [27, с. 113-121]
11. Базовые информационные технологии: телекоммуникационные технологии. Разновидности архитектур компьютерных сетей, их структура. Основные компоненты Интернета. [27, с. 121-133]
12. Базовые информационные технологии: технологии искусственного интеллекта. Определение, классификация и структура интеллектуальной системы. Модели представления знаний. Экспертные системы (ЭС) и задачи, решаемые ими. Разновидности ЭС, инструментальные средства их построения. Гибридные ЭС [27, с. 133-147]
13. Информационные технологии организационного управления (Корпоративные информационные технологии). Основные концепции управления производством. Достоинства и недостатки системы “клиент-сервер”. Особенности систем Интранет, их достоинства, используемые открытые стандарты, перспективы дальнейшего развития [27, с.150-157]
14. Информационные технологии в промышленности и экономике. Основные задачи, решаемые КИС, их характеристики. Особенности развития АСУ ТП [27, с. 157-166]
15. Информационные технологии в образовании, основные аспекты их рассмотрения. Дидактические требования и направления использования ИТ в образовании. Классификация компьютерных обучающих средств. Web-ресурсы в развитии образования. [27, с.166-181]
16. Информационные технологии автоматизированного проектирования. Основные направления развития САПР-продуктов. Особенности AutoCAD 2000. Сравнительный анализ САПР. Открытые операционные среды в САПР. [27, с.181-188]
17. Системный подход к построению информационных систем, основные принципы. Свойства процесса проектирования, стадии разработки информационных систем. Функциональные спецификации, их описание [27, с.189-201]
18. Анализ и формирование концептуальной модели предметной области. Основные этапы. Привести примеры. [27, с. 202-214]
19. Информационные технологии построения систем на основе совмещения объектного, функционального и информационного подходов. Основные этапы проектирования ИС. Модели и схемы представления проектных решений. Способы построения ИС. Средства разработки ИС. Промышленные средства разработки программных средств RAD, RUP, XP [27, с. 214-225]
20. Качество информационных систем. Характеристики дефектологических свойств: дефектогенности, дефектабельности и дефектоскопичности. Основные критерии и показатели качества ИС, их классификация. Метрики и шкалы для измерения критериев. Сертификация ИС. [27, с. 226-229]
21. Программные средства информационных технологий. Классификация программных средств и видов программирования, обзор языков программирования. [27, с.231-237]
22. Технические средства информационных технологий. Фоннеймановская архитектура ЭВМ, ее недостатки и преимущества. Основные характеристики современных аппаратных средств информационных технологий. Классификация архитектур ЭВМ [27, с.237-246]
23. 27.Методические средства информационных технологий. Классификация стандартов. Перечислите основные стандарты в области разработки информационных технологий, их характеристики и другие методические материалы. [27, с.246-255]
13. Сети ЭВМ и телекоммуникации [28-30]
1. Классификация информационно-вычислительных сетей.
2. Способы коммутации в сетях.
3. «Клиент/серверные» сети.
4. Уровни и протоколы в сетях.
5. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем.
6. Характеристики проводных линий связи.
7. Количество информации и энтропия, кодирование информации.
8. Самосинхронизирующиеся коды.
9. Локальные вычислительные сети.
10. Разновидности сетей Ethernet.
11. Маркерные методы доступа.
12. Сети Token Ring и FDDI.
13. Высокоскоростные локальные сети.
14. Организация корпоративных сетей.
15. Алгоритмы маршрутизации в сетях.
16. Протоколы TCP/IP.
17. Технологии распределенных вычислений.
18. Структура и информационные услуги территориальных сетей.
19. Средства создания Web-приложений.
14. Системы реального времени [31-32]
1. Организация и характеристики систем реального времени. Классификация систем реального времени. Классификация систем по примению.
2. Требования к построению систем реального времени. Парадигмы разработки проекта. Классификация реализаций СРВ
3. Задача в системе реального времени. Классификация задач, Основные свойства задач. Состояние задачи.
4. Алгоритмы планирования задач в распределенных системах реального времени. Алгоритмы планирования периодических задач.
5. Алгоритмы планирования спорадических и апериодических задач для системы реального времени. Принципы построения планировщика заданий.
6. Математический подход к моделированию систем реального времени. Основные параметры задач и технологии передачи данных для построения модели системы реального времени.
7. Требования к моделированию систем реального времени. Задержка передачи данных (суммарная, очереди, максимальная). Период выполнения задач, крайний критический срок.
8. Оценка результатов моделирования систем реального времени – основные показатели (message utilization, bus utilization, breakdown utilization)
9. Методы оптимизации систем реального времени. Применение модели системы реального времени. Модель интеллектуального здания и модель «реального мира».
10. Архитектуры операционных систем реального времени.
11. Особенности и характеристики операционных систем реального времени. Методы определения приоритетов задач в ОСРВ.
12. Управление временим в системах реального времени. Методы синхронизации событий и задач.
13. Надежность систем реального времени. Методы оценки надежности СРВ. Системы жесткого реального времени.
14. Виды операционных систем реального времени. QNX. VxWorks, OS-9, RTOS
15. Языки программирования систем реального времени. Особенности языков для построения систем реального времени. Технология разработки системы реального времени.
16. Архитектура и особенности промышленных систем реального времени. Функциональные и нефункциональные требования для реализации системы реального времени.
17. SCADA приложения. Архитектура. Назначение. Особенности. SCADA Citect. Состав Citect. Принципы создания распределенного приложения и OPC серверов.
18. Средства разработки систем реального времени. Анализ систем реального времени. Технология автоматизации на базе распределенных протоколов и промышленного Ethernet. Особенности.
19. Базы данных в системах реального времени. Особенности хранения и доступа к данным.
20. Комплексные системы автоматизации. Системы «под ключ». Системная интеграция. Автоматизация предприятий и производств с применением систем реального времени (АСУТП+АСУП).
15. Проектирование АСОИУ [33-35]
1. Общая характеристика процесса проектирования АСОИУ.
2. Структура информационно-логической модели АСОИУ.
3. Функциональная модель АСОИУ.
4. Разработка модели защиты данных в АСОИУ.
5. Разработка пользовательского интерфейса.
6. Проектирование распределенной обработки данных.
7. Логический анализ структур АСОИУ.
8. Анализ и оценка производительности АСОИУ.
9. Управление проектом АСОИУ.
10. Проектная документация АСОИУ.
11. Инструментальные средства проектирования АСОИУ.
12. Типизация проектных решений АСОИУ.
13. Графические средства представления проектных решений АСОИУ.
16. Интерфейсы АСОИУ [36-38]
1. Необходимость создания систем автоматизации на основе сети устройств. Архитектуры систем: Scada, Dcs. Человеко-машинный интерфейс. Система MES. Система сбора и обработки первичной информации.
2. Пирамида информационных систем Классификация интерфейсов. Создание приложений мониторинга систем автоматизации под современные операционные системы. DDE. OLE2. OPC. ORB. DCOM.
3. Централизованная система управления. Децентрализованная система управления. Интерфейсы. Основы организации и классификация интерфейсов. Понятие совместимости.
4. Архитектура интерфейсов. Принципы организации интерфейсов. Функциональная организация интерфейсов. Классификация интерфейсов
5. Сети. Методы построения сетей. Классификация сетей. Требования к построению сетей. Требования для FAN сетей. Виртуальные сети.
6. Топологии сетей. Проблема «Реального времени» в интерфейсах систем передачи и обработки данных.
7. Компоненты распределенной системы. Особенности распределенной системы управления. Типы сетевых узлов распределенной системы управления.
8. Обзор Fieldbus систем. Системы автоматизации технологических процессов: Profibus. P‑NET. Interbus-S. Системы автоматизации распределенных объектов: LonWorks. Can.
9. Технология EIB. Программное обеспечение. Принципы совместимости оборудования.
17. Информационно-измерительные системы и АСУТП [39-43]
1. Математические модели объектов управления.
2. Математическая модель динамики многомерного объекта управления.
3. Идентификация динамических объектов. Использование управления Венера-Хонфа для решения задач идентификации.
4. Определение частотных характеристик объекта по спиральным плоскостям сигналов.
5. Статистическая задача идентификации для систем с несколькими входами и одним выходом.
6. Проверка гипотезы об адекватности представления результатов эксперимента, полученных на основе регрессионного анализа.
7. Наблюдаемость и управляемость для линейных систем.
8. Автономное регулирование.
9. Модальное управление.
10. Аналитическое конструирование (синтез) регуляторов непрерывных стационарных систем.
11. Синтез стохастических систем при неполной информации о векторе переменных состояния. Оптимальное наблюдение (оптимальная фильтрация).
12. Основные задачи анализа систем с минимальной средней квадратичной ошибкой: задача статистического упреждения, задача фильтрации, задача сглаживания.
13. Оптимальный фильтр Винера.
14. Дискретный фильтр Калмана.
15. Модели сигналов.
16. Формы аналитического описания сигналов.
17. Системы базисных функций.
18. Функции Радемахера.
19. Функции Уолша.
20. Преобразование Уолша. Применение преобразование Уолша.
Практические вопросы
1. Компьютерная графика
Задача 1
Рассчитать в однородных координатах новое положение фигуры АВС при повороте ее на угол 30 градусов в двухмерном пространстве вокруг точки В.
А(3,3), В(6,3), С(4,1).
Задача 2
Вычислите, как выглядит трехмерный куб со стороной равной 2, установленный одной вершиной в начало трехмерных координат, с ребром, совпадающим с осью ОY, и перпендикулярным ему ребром, лежащим в плоскости ZOX под углом 45 градусов к оси Х при перспективном проецировании его на плоскость XOY из точки (zc=10, yc=0, xc=0)
Изобразите в осях XOY полученную фигуру, согласно вычисленным координатам. Объясните, почему в проекции невидима нижняя грань куба и видима верхняя грань куба снизу.
Задача 3.
Начертите фрактальным методом лист дерева. Постройте компьютерным способом или вручную 3-4 итерации. Перечислите параметры изображения. Примените подмешивание к одному из параметров случайных чисел для увеличения реалистичности изображения.
Задача 4.
Преобразуйте полилинию А(200,-100), В(100,200), С(-50,300), Д(20,-50), Е(-100,100) так, чтобы она, не потеряв пропорциональности, вместилась в экран компьютера размером (1024,768). Найдите координаты точек АВСДЕ на экране.
Задача 5.
Сколько цветов можно одновременно наблюдать на экране монитора, если под один пиксель в памяти будет отведено 3 байта, 2 байта, 1 байт? Сколько места в памяти занимает изображение, если разрешение монитора 1024*768? Ответ дать в виде таблицы.
Байт на пиксель | Количество цветов | Объем памяти в байтах | Объем памяти в Кбайтах |
Задача 6.
Два треугольника с координатами вершин К(0,0,-10), Л(100,0,-100), М(50,50,-100) и П(0,40,-80),Р(40,40,-80),С(20,20,-120) наблюдаются с точки А(0,10,100) в трехмерном пространстве. Нарисуйте, как выглядит буфер кадра и z-буфер в памяти компьютера. Цвет КЛМ закодирован 1, цвет ПРС закодирован 2, цвет фона закодирован 0.
Спроецируйте треугольники на плоскость изображения (z=0) центральным проецированием. Переведите изображение в экранные координаты. Заполните буфер кадра цветами, учитывая границы фигур.
Задача 7.
Дан треугольник с координатами вершин К(0,0,-10), Л(100,0,-100), М(50,50,-100).
Определите параметры плоскости треугольника ax + by + cz + d = 0 методом Ньюэла.
Задача 8.
Рассчитайте освещенность точки (10,10,10) на отшлифованной серебряной пластинке, параллельной плоскости XOZ координат, которую освещает источник синего цвета силой 100, находящийся в точке (30,30,10). Атмосферу не учитывать. На сколько отличается освещенность этой точки от освещенности точки на краю пластины (-10,10,10)?
Длина волны синего света = 2нм, коэффициенты диффузного и зеркального отражения примите 0,2 и 0,9, n - степень, аппроксимирующая пространственное распределение зеркально отраженного света, 5.
2. Системное программное обеспечение
1. В чем особенность создания нового процесса в UNIX?
2. Предположим, что ядро выполняет отложенную запись блока. Что произойдет, когда другой процесс выберет этот блок из его хешочереди? Из списка свободных буферов?
3. В версии V системы UNIX разрешается использовать не более 14 символов на каждую компоненту имени пути поиска. Что нужно сделать в файловой системе и в соответствующих алгоритмах, чтобы стали допустимыми имена компонент произвольной длины?
4. Известно, что в иноде UNIX-подобных ОС не содержится имя файла. Где его хранит система?
5. Назовите причины назначения разного уровня приоритетов у прерываний? Как эти приоритеты сказываются на работе системы со стеком контекстных слоев?
6. Поясните, какая угроза безопасности хранения данных возникает, если программа изменения прав пользователя не защищена от записи.
7. Что следует предпринять программе обработки отказов в том случае, если в системе исчерпаны страницы памяти?
8. К файлам терминалов обычно устанавливаются следующие права доступа
crw--w--w - 2 mjb lus 33,11 Oct 25 20:27 tty61
при входе пользователя в систему. То есть, чтение и запись разрешаются пользователю с именем "mjb", а остальным пользователям разрешена только запись. Почему?
9. Какие функции UNIX доступны программисту для создания tcp-соединения? Чем протокол tcp отличается от udp?
10. Напишите сценарий для shell меняющий расширения в именах файлов текущего каталога '.c' на '.cc'
3. Системы искусственного интеллекта
Задача 1.
В матрице 3 на 3 расположены 8 фишек, каждая имеет номер от 1 до 8. Одно место в матрице не занято. Любую фишку можно передвинуть (влево, вправо, вниз, вверх), если рядом есть свободное место. Сначала фишки в матрице расположены произвольным допустимым образом. Необходимо добиться заданного положения фишек в матрице. За один ход можно передвинуть только одну фишку.
Проимитируйте поиск наилучших (рациональных) решений в игре. Нарисуйте дерево игровых ситуаций с оценками ходов. Оцените результат игры, количество ходов и эффективность составленной Вами оценочной функции.
Задача 2.
Постройте экспертную систему на имитационном принципе. Проимитируйте обучение экспертной системы и процесс проведения экспертизы. Возьмите за основу известную Вам классификацию (не менее 6-8 классов, не менее 7-8 признаков).
Предъявляя модели экспертной системы примеры на классифицирование, проимитируйте несколько (5-6) актов обучения. Рассчитайте и приведите вид матриц. Проиллюстрируйте геометрически полученный результат разделения на классы.
4. Моделирование систем
1. Выбор метода численного решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений при имитационном моделировании [9, ч.2, 15-27, 32-35]
2. Имитация функционирования систем массового обслуживания и анализ показателей их работы [8, 60-71], [3]
3. Моделирование случайных чисел с заданным законом распределения [8, 130-143]
4. Оценка точности статистических характеристик имитационного эксперимента [8, 207-247]
5. Технология построения регрессионных моделей статических объектов [8, 45-50, 250-253], [9, ч.1, 122-125]
6. Методы построения датчиков случайных чисел [8, 144-173, 108-130]
7. Принципы построения моделирующих алгоритмов (принцип "Дельта t", "Особых состояний". "Последовательной проводки заявок") [8, 94-102, 260-306]
5. Базы данных
1. Даны таблицы Автор и Книга:
CREATE TABLE Автор
( КодАвтора INT,
Фамилия VARCHAR(50) NULL,
Имя VARCHAR(50) NULL,
Отчество VARCHAR(50) NULL,
Пол VARCHAR(50) NOT NULL,
Дата_рождения DATATIME,
Телефон CHAR(9))
CREATE TABLE Книга
( КодКниги INT,
Название VARCHAR(50) NOT NULL,
Цена MONEY,
Издательство VARCHAR(50) NOT NULL,
КодАвтора INT NOT NULL,
Количество INT)
Укажите недостатки такого построения таблиц. Запишите запросы на SQL:
–– Определите автора самой дорогой книги.
–– Определите авторов, не печатающих свои книги в издательстве «АСТ».
–– Определите авторов, написавших наибольшее количество книг.
2. Даны таблицы Рейс и Вылет:
CREATE TABLE Рейс
( Номер_рейса INT,
Конечный_пункт VARCHAR(30),
Дата_вылета DATETIME,
Продолжительность полета INT,
Число_билетов INT,
Стоимость MONEY)
CREATE TABLE Билет
( Номер_места CHAR(3),
Номер_рейса CHAR(6),
Дата_продажи DATETIME,
Фамилия_пассажира VARCHAR(20))
Укажите ограничения ссылочной целостности, которые нужно установить для этих таблиц. Запишите запросы на SQL:
–– Определить список пассажиров, купивших билеты на самые продолжительные рейсы.
–– Вывести список пассажиров, не летящих в Самару.
–– Определить пассажиров, купивших самые дорогие билеты.
3. Даны таблицы Блюдо и Компонент:
CREATE TABLE Блюдо
( Название_блюда VARCHAR(20) NOT NULL,
Время_приготовления INT NOT NULL,
Тип_блюда VARCHAR(20),
Номер_рецепта INT,
Повар VARCHAR(20),
Стоимость MONEY)
CREATE TABLE Компонент
( Название_компонента VARCHAR(20),
Калорийность INT NOT NULL,
Вес FLOAT,
Белки INT,
Жиры INT,
Углеводы INT,
Блюдо VARCHAR(20),
Стоимость MONEY NOT NULL)
Укажите недостатки такого построения таблиц. Запишите запросы на SQL:
–– Определить блюдо, которое можно приготовить быстрее всех остальных блюд.
–– Определить, кто из поваров не готовит десерт.
–– Определить самое калорийное блюдо.
4. Даны таблицы Автор и Книга:
CREATE TABLE Автор
( КодАвтора INT,
Фамилия VARCHAR(50) NULL,
Имя VARCHAR(50) NULL,
Отчество VARCHAR(50) NULL,
Пол VARCHAR(50) NOT NULL,
Дата_рождения DATATIME,
Телефон CHAR(9))
CREATE TABLE Книга
( КодКниги INT,
Название VARCHAR(50) NOT NULL,
Цена MONEY,
Издательство VARCHAR(50) NOT NULL,
КодАвтора INT NOT NULL,
Количество INT)
Записать на SQL:
–– Удалить сведения об авторах, чьи произведения не издаются.
–– Добавить нового автора (М. Горький).
–– Увеличить на 50% цену книг издательства «АСТ».
5. Даны таблицы Рейс и Вылет:
CREATE TABLE Рейс
( Номер_рейса INT,
Конечный_пункт VARCHAR(30),
Дата_вылета DATETIME,
Продолжительность полета INT,
Число_билетов INT,
Стоимость MONEY)
CREATE TABLE Билет
( Номер_места CHAR(3),
Номер_рейса CHAR(6),
Дата_продажи DATETIME,
Фамилия_пассажира VARCHAR(20))
Запишите на SQL:
–– Удалить информацию о билетах, ошибочно проданных после вылета самолета.
–– Добавить новый рейс.
–– Увеличить на 10% стоимость билетов на рейсы 23-45 и 56-78.
6. Даны таблицы Блюдо и Компонент:
CREATE TABLE Блюдо
( Название_блюда VARCHAR(20) NOT NULL,
Время_приготовления INT NOT NULL,
Тип_блюда VARCHAR(20),
Номер_рецепта INT,
Повар VARCHAR(20),
Стоимость MONEY)
CREATE TABLE Компонент
( Название_компонента VARCHAR(20),
Калорийность INT NOT NULL,
Вес FLOAT,
Белки INT,
Жиры INT,
Углеводы INT,
Блюдо VARCHAR(20),
Стоимость MONEY NOT NULL)
Запишите на SQL:
–– Удалить сведения о блюдах, стоимость которых меньше средней стоимости их компонентов.
–– Добавить новый компонент.
–– Установить калорийность, равную 100 ккал, для блюд без указанной калорийности.
7. Постройте В-дерево для последовательности ключей, поступающих в следующем порядке: 20, 40, 10, 30, 15, 35, 7, 26, 18, 22, 5, 42, 13, 46, 27, 8, 32, 38, 24, 45, 25.
8. Постройте многоуровневый индекс для файла, содержащего не менее 24 записей.
9. Постройте модель Чена для заданного описания предметной области.
Имеется несколько складов. Для каждого склада известен владелец и название. На каждом складе хранятся товары. Одинаковые товары могут храниться на разных складах. Некоторые склады могут временно пустовать. Известна вместимость каждого склада в тоннах. Складов без владельцев не бывает.
О каждом товаре известно его наименование, уникальный номер-артикул.
Товары на склады привозятся на автомашинах. О каждой автомашине известна её марка, грузоподъемность в тоннах и фамилия владельца. Машин без владельцев не бывает. Имеется информация о поступлениях, показывающая какая машина какой товар на какой склад привозит в каком количестве (в тоннах).
10. Постройте реляционную модель для заданного описания предметной области.
Имеется несколько складов. Для каждого склада известен владелец и название. На каждом складе хранятся товары. Одинаковые товары могут храниться на разных складах. Некоторые склады могут временно пустовать. Известна вместимость каждого склада в тоннах. Складов без владельцев не бывает.
О каждом товаре известно его наименование, уникальный номер-артикул.
Товары на склады привозятся на автомашинах. О каждой автомашине известна её марка, грузоподъемность в тоннах и фамилия владельца. Машин без владельцев не бывает. Имеется информация о поступлениях, показывающая какая машина какой товар на какой склад привозит в каком количестве (в тоннах).
6. Интерфейсы АСОиУ
1. Разработать приложение для сети LonWorks. Устройства Gizmo3 и Gizmo4. При нажатии на клавишу устройства gizmo4 выводить на экран gizmo3 код клавиши и звуковой сигнал разной тональности (от кода клавиши).
2. Разработать приложение для сети LonWorks. Устройства Gizmo5 и Gizmo4. При нажатии на клавишу на устройстве gizmo4 на устройстве gizmo5 производить индикацию светодиодами о ряде и колонке, в котором была нажата клавиша.
3. Разработать приложение для сети LonWorks. Устройства Gizmo5 и Gizmo4. При изменении состояния переключателей gizmo5 на экране gizmo4 выводить переведенное из двоичного кода число десятичном виде. (10 контактов)
4. Разработать приложение для сети LonWorks. Устройства Gizmo3 и Gizmo5. При изменении состояния регулятора gizmo3 изменять включенный светодиод на gizmo5. При перемещении влево включать левый от текущего светодиода - светодиод, вправо - правый.
5. Разработать приложение для сети LonWorks. Устройства Gizmo3 и Gizmo4. На экран gizmo4 выводить температуру, измеренную на gizmo3. При превышении заданной регулятором gizmo3 температуры на экран gizmo4 выводить сообщение - «ERROR».
6. Разработать приложение для сети P-NET. При изменении уровня воды в баке производить световую индикацию. Верхний – Красная лампа, нижний – желтая лампа. Другое состояние – Зеленая лампа.
7. Разработать приложение для сети P-NET. При нажатии на клавиатуре мастера PD3010. Производить запуск технологического процесса. Налив воды до уровня, нагрев до заданной температуры, слив нагретой воды.
8. Разработать приложение для сети P-NET. При нажатии на переключателе кнопок производить включение систем сигнализации и нагрева воды. Верхний правый – включить нагреватель и миксер (контроль уровня воды). Верхний левый – производить переключение ламп (Зеленая, Желтая, Красная). Нижний – произвести отлив воды из бака. Контролировать одновременное включение переключателей и выводить сообщение об ошибке в этом случае.
9. Разработать приложение для сети P-NET. Произвести контроль температуры и вывод информации на экран мастера – PD3010. Если температура ниже заданной температуры, то необходимо включить среднюю лампу. Если температура выше заданной температуры, то необходимо включить левую лампу. Если температура равна заданной температуре, необходимо выключить обе лампы.
10. Разработать приложение для сети P-NET. При нажатии на кнопки стенда (зеленая, желтая, синяя) изменить скорость мигания соответствующих светодиодов (желтый, зеленый, белый). От ½ секунды до 10 секунды. Направление мигания светодиодов изменять в зависимости от нажатой кнопки мастера с разными кодами ($19 –увеличить скорость мигания нажатием кнопок стенда, $20 уменьшить скорость мигания нажатием кнопок стенда). Коды определены в шестнадцатеричном виде.
7. Системы реального времени
1. Разработать планировщик периодических и спорадических задач для системы управления освещением в помещении. Планирование периодических задач: Алгоритм - LSTF. Планирование спорадических задач: Алгоритм – Деферабельный сервер.
2. Разработать планировщик периодических и спорадических задач для системы охранной сигнализации. Планирование периодических задач: Алгоритм - EDF. Планирование спорадических задач: Алгоритм – Обмен приоритетом.
3. Разработать планировщик периодических и спорадических задач для системы управления функционированием котельной. Планирование периодических задач: Алгоритм - RM. Планирование спорадических задач: Алгоритм – Выбор.
4. Разработать интерфейс пользователя и алгоритм отображения состояний и управляющих воздействий в системе управления движением автотранспорта на перекрестке в SCADA - Citect.
5. Разработать интерфейс пользователя и алгоритм отображения состояний и управляющих воздействий в системе управления железнодорожной станцией в SCADA - Citect.
6. Разработать интерфейс пользователя и алгоритм отображения состояний и управляющих воздействий в системе охранной сигнализации здания в SCADA - Citect.
7. Разработать приложение для отображения состояния контактов и управления контактами через web-интерфейс промышленного контроллера (*****@***на плате DK40 – IP – 195.19.174.54)
8. Разработать приложение для отображения состояния контактов и управления контактами через telnet сессию промышленного контроллера (*****@***на плате DK40 – IP – 195.19.174.54)
9. Разработать приложение для передачи информации между контроллерами через интерфейс RS232 (*****@***на плате DK40 – IP – 195.19.174.54, *****@***на плате FC440– IP – 195.19.174.55)
10. Произвести расчет системы управления автомобилем на базе технологии CAN на возможность функционирования в режиме реального времени. Разработать проект системы, включающий 5-7 подсистем и 30-40 сообщений между подсистемами.
11. Произвести расчет системы «Интеллектуальное здание» на базе технологии EIB на возможность функционирования в режиме реального времени. Разработать проект системы, включающий 5-7 подсистем и 30-40 сообщений между подсистемами.
12. Произвести расчет системы «Управление коммунальной системой (вода, газ, электрическая энергия, отключение функций, формирование квитанций и устранение аварий)» на базе технологии LonWorks на возможность функционирования в режиме реального времени. Разработать проект системы, включающий 5-7 подсистем и 30-40 сообщений между подсистемами.
8. ИИС и АСУТП
Дано:
где 
– передаточная функция датчика; 
– измеряемый сигнал на входе дачкика.
Определить динамическую погрешность 
измерения датчиком детерминированного процесса .
где – передаточная функция датчика; – измеряемый сигнал на входе дачкика.
Определить динамическую погрешность измерения датчиком детерминированного процесса .
где 
– частотная характеристика датчика; 
– спектральная плотность случайного процесса 
на входе датчика.
Определить дисперсию 
динамической погрешности измерения датчиком случайного процесса .
где – частотная характеристика датчика; – спектральная плотность случайного процесса на входе датчика.
Определить дисперсию динамической погрешности измерения датчиком случайного сигнала .
где – частотная характеристика датчика; – спектральная плотность случайного процесса на входе датчика.
Определить дисперсию динамической погрешности измерения датчиком случайного процесса .
где 
– спектральные плотности сигналов 
– частотная характеристика идентифицируемого динамического объекта.
Определить: 1) 
2) 
3) Определить дифференциальное уравнение, описывающее динамический объект.
7. Дано:
где – спектральные плотности сигналов – частотная характеристика идентифицируемого динамического объекта.
Определить: 1)
2)
3) Определить дифференциальное уравнение, описывающее динамический объект.
8. Дано:
где
– спектральная плотность сигнала 
-взаимная спектральная плотность случайных процессов – частотная характеристика идентифицируемого динамического объекта.
Определить: 1)
2)
3) Определить дифференциальное уравнение, описывающее динамический объект.
9. 
Дано:
где 
– случайная погрешность измерения датчиком полезного сигнала;
– передаточная функция фильтра; 
– спектральная плотность
погрешности 
– случайная погрешность на выходе фильтра.
Определить дисперсию 
случайной погрешности 
.
10.
Дано:
где – случайная погрешность измерения датчиком полезного сигнала;
– передаточная функция фильтра; – спектральная плотность
погрешности – случайная погрешность на выходе фильтра.
Определить дисперсию случайной погрешности .
Литература для подготовки к госэкзамену
1 Новиков математика для программистов: учебник СПБ: Питер, 2001.
2 С/С++. Программирование на языке высокого уровня - СПб, Питер, 2001.
3 Орлов разработки программного обеспечения. Разработка сложных программных систем. Уч. пособие. - СПб: Питер, 2003, 473 с.
4 , Молчанов программное обеспечение. СПб, Питер, 2002.
5 Морис Дж. Бах. Архитектура операционной системы Unix.
6 Иртегов Дмитрий. Введение в ОС.
7 Робачевский система UNIX
8 Адамс Дж. А. Математические основы машинной графики. Пер. с англ. - М.: Мир, 2001. – 604 с.
9 Алгоритмические основы машинной графики. Пер. с англ. - М.: Мир, 19с.
10 Машинная графика на персональных компьютерах. Принципы программирования в машинной графике. Интерактивная трехмерная машинная графика. Программирование графики на Турбо Си. (в 4-х т.) – М.: Сол Систем, 1992. – 224 с., 232 с., 224 с., 317 с.
11 Мухин графика; Электронный учебник – Пермь: ПГТУ, http://stratum. pstu. ***** 2004.
12 К. Нейлор Как построить свою экспертную систему. – М., Энергоатомиздат, 1991. –286с.
13 «Модели и методы искусственного интеллекта; Электронный учебник – Пермь: ПГТУ, http://stratum. pstu. ***** 2004.
14 . Нейронные сети. – М., Мирос, 1993. –90с.
15 Люгер «Искусственный интеллект»
16 , Яковлев систем. Учебник для ВУЗов - М.: Высшая школа,
2001 г. –343 с.
17 . Численные методы. Ч.1,2. Учеб. пособие. – Пермь, ПГТУ, 2001. – 175с, 200с.
18 , "Моделирование систем" Лабораторный практикум - М.: Высшая школа, 1999 г. –224 с.
19 Мухин систем; Электронный учебник – Пермь: ПГТУ, http://stratum. pstu. ***** 2001.
20 Искусство программирования(в 3-х томах) – М., Мир
21 , , Михеев автоматического управления: Учеб. пособ. для вузов. - Минск: Дизайн Про, 2000.
22 Пятибратов системы, сети и телекоммуникации: Учеб. для вузов/ , , – М.: Финансы и статистика. 2001.
23 , Загоруйко операций: Учеб. для втузов/ ред. . -М.: Изд-во МГТУ, 2000.
24 , Ломотько данных: Учеб. курс.- Харьков: Фолио, 2000.
25 Базы данных.
26 Введение в системы баз данных.
27 Советов технологии: Учеб. Для вузов/ , . – М.: Высш. шк., 2003. – 263с.
28 , . Сетевые операционные системы/ СПб.: Питер, 2001.
29 Администрирование сети Microsoft Windows NT: Учеб. курс/ Пер. с англ. под ред. .- М., 1997.
30 UNIX сервер: В 2т. Настройка, конфигурирование, работа в определенной среде, Internet-возможности.- М.: Диалог-МИФИ.
31 Ослэндер Д М и др. Управляющие программы для механических систем: объектно-ориентированное проектирование систем реального времени. - М.:Бином. Лаборатория Знаний, 20с
32 Проектирование систем реального времени, параллельных и распределенных приложений. – М.:ДМК, 2002, 698 с.
33 Мамиконов A. Г., “Проектирование АСУ”; М.: ВШ. 1987г.
34 CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М. Финансы и статистика. 19с.
35 Проектирование специализированных информационно-вычислительных систем. Уч. пособие для вузов. Под редакцией проф. М. В. Ш. 19с.
36 Мячев средств вычислительной техники
37 Мячев СОД
38 LON- технологии. Построение распределенных приложений, 1999 г.
39 Стефани построения АСУТП. Уч. пособие для вузов.- М. Энергоиздат. 1982, 352 с.
40 Методические указания к практическим занятиям по курсу ИИС и АСУТП. Пермь, 1999.
41 Регрессный и дисперсионный анализ. Методические указания к практическим занятиям для студентов дневного и вечернего отделений специальности 22.02 Пермь, 1994.
42 Методические указания к лабораторным работам по курсу ИИС и АСУТП. Пермь, 1994.
43 , Файзрахманов синтез систем управления.
Учебное пособие. 1997.
44 http://www. asu. pstu. *****/book/index. html - этот документ
