Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Зам. проректора-директора

Института кибернетики по учебной работе

________________

«___»_____________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

АРХИТЕКТУРА WEB-СЕРВИСОВ

НАПРАВЛЕНИЕ ООП 230100 Информатика и вычислительная техники

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ПОДГОТОВКИ – 230100.22 Распределенные автоматизированные системы

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) магистр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 2011 г.

КУРС 2 СЕМЕСТР 3

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 3 кредитов ECTS

ПРЕРЕКВИЗИТЫ Численные методы,

программирование

КОРЕКВИЗИТЫ

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции 27 часов

Лабораторные занятия 27 часов

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 54 часа

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 36 часов

ИТОГО 90 часов

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ экзамен (3-й сем.)

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра ИПС

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ИПС А

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

2011 г.

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Рабочая программа включает основные концепции инфраструктуры, интегрирующей компьютерные ресурсы для реализации информационно-вычислительных проектов в корпоративных информационных системах. Рассматриваются вопросы проектирования и разработки корпоративных информационных систем на основе сервис-ориентированных архитектур и представления компонентов информационных систем, имеющих функциональность, как провайдеров служб (service providers). Особое внимание уделено разработке интерфейса компонентов, обеспечивающего динамическое обнаружение и вызов сервисов на основе способа, независящего от платформы. Приведена классификация служб на основе их функциональности (службы доступа к данным, службы бизнес-логики, низкоуровневые вспомогательные службы, составные службы). Целями преподавания дисциплины являются:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

·  углубленное обучение будущих магистров технологии использования и создания математического обеспечения процесса проектирования;

·  свободному владению современными методами вычислительной математики, их применению в задачах проектирования;

·  приобретение навыков работы в современных интегрированных системах программирования для реализации численных методов оптимизации;

·  приобретение навыков самостоятельного изучения отдельных тем дисциплины и решения типовых задач

·  усвоение полученных знаний студентами, а также формирование у них мотивации к самообразованию за счет активизации самостоятельной познавательной деятельности.

Поставленные цели полностью соответствуют целям (Ц1-Ц5) ООП.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина «Математические методы проектирования» (М2.В.4.2) является вариативной специализированной (специализация 4 – Информационное и программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем) профессионального цикла (М2).

Для её успешного усвоения необходимы знания базовых понятий математики и вычислительной техники, роли моделирования и численных методов в науке и технике, умения применять вычислительную технику для решения практических задач, владения навыками работы на персональном компьютере и создания профессиональных программных продуктов.

Пререквизитами данной дисциплины являются дисциплины математического и естественнонаучного цикла ООП подготовки бакалавров (Б2): «Математика» (Б2.Б3), «Вычислительная математика» (Б2.В1.2), профессионального цикла (Б3) «Программирование» (Б3.Б2).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

После изучения данной дисциплины магистранты приобретают знания, умения и владения, соответствующие результатам основной образовательной программы: Р4*. Соответствие результатов освоения дисциплины «Математические методы проектирования» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.

Формируемые компетенции в соответствии с ООП*

Результаты освоения дисциплины

З.4.2.4 (1, 2, 3)

В результате освоения дисциплины магистрант должен знать:

- основные методы теории численного решения краевых задач;

- реализацию алгоритмов численного решения краевых задач с помощью ЭВМ;

- математические методы проектирования систем в экономике и технике;

У.4.2.4 (1, 2, 3)

В результате освоения дисциплины магистрант должен уметь:

- ставить задачу проектирования и разрабатывать алгоритм ее решения;

- использовать прикладные системы программирования для решения задач математического проектирования;

- применять численные методы математического проектирования для решения практических задач

В.4.2.4 (1, 2, 3)

В результате освоения дисциплины магистрант должен владеть:

- основными методами численного решения краевых задач;

- навыками работы с современными вычислительными пакетами;

- навыками разработки и отладки программ для решения задач математического проектирования.

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки магистров по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника».

В результате освоения дисциплины выпускник обладает следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:

1. Универсальные (общекультурные):

§  использует на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК - 4 ФГОС).

2. Профессиональные:

магистр способен

§  разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web - и CALS-технологий (ПК-3 ФГОС);

§  формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4 ФГОС);

§  выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации (ПК-5 ФГОС); проектно-технологическая деятельность:

§  применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6 ФГОС).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины:

1. Базовые интероперационные технологии

Концепции интероперабельных архитектур промежуточного слоя (middleware). Ядро объектной модели CORBA. Основные принципы CORBA. Спецификации на IDL. Отображение IDL в языки программирования. Межброкерный протокол IIOP CORBA 2.0. Интеграция WWW и CORBA. Сервисы и средства инфраструктуры OMG.

2. Семантическая интероперабельность

Переход от традиционных методов объектного анализа и проектирования к компонентно-базированным методам. Семантическая интероперабельность. Стратегия внедрения формальных методов в комонентно-базированный процесс разработки. Общая структура метода проектирования семантически интероперабельных информационных систем.

3. Формальные спецификации. Абстрактные типы данных

Формальные спецификации как основа метода проектирования с повторным использованием компонентов. Спецификации типов. Примеры полных спецификаций типов. Отношение подтипа, основные свойства. Подтипы и свойство мутабельности. Сильные и слабые поведенческие подтипы. Наследование спецификаций.

4. Формальные спецификации. Теоретико-модельные спецификации в Нотации Абстрактных Машин (АМН)

Обобщенные подстановки в АМН. Элементы нотации Абстрактных Машин. Множественные подстановки и композиции абстрактных машин. Средства модуляризации спецификаций в АМН. Уточнение абстрактных машин. Конструирование больших программных систем в B-технологии.

5. Формальные спецификации.

Фрагментация спецификаций и композиции с целью повторного использования Исчисление спецификаций. Редукты типов. Получение наиболее общих редуктов. Композиции типов.

6. Онтологические модели прикладных областей

Применяемые онтологические модели (обзор). Представление формализмов Ontolingua в модели языка СИНТЕЗ. Классификация типов в языке СИНТЕЗ как основа определения понятий. Отображение Ontolingua в СИНТЕЗ. Корреляция понятий на основе их вербальных определений. Интеграция онтологических контекстов.

7. Процесс проектирования семантически интероперабельных информационных систем

Ассоциации конформных компонентов. Идентификация общих сигнатурных редуктов. Подход к определению повторно-используемых путей в структурах спецификаций. Конструирование наиболее общих редуктов. Процедура перехода от сигнатурных к наиболее общим редуктам. Конструирование конкретизирующих типов.

Лабораторные работы (18 час)

Исследование комплекса взаимодействующих объектно - и компонентно-ориентированных технологий J2EE (Java 2 Enterprise Edition):

1.  Исследование интерфейсов и стандарта обмена сообщениями JMS (Java Message Service);

2.  Исследование стандарта взаимодействия J2EE с реляционными базами данных – JDBC (Java DataBase Connectivity);

3.  Исследование набора интерфейсов, описывающих функции "Служб имен" и "Служб каталогов" – JNDI (Java Naming and Directory Interface);

4.  Исследование службы управления транзакциями в распределенных системах – JTS (Java Transaction Service) и JTA (Java Transaction API);

5.  Исследование средств обработки XML-документов с использованием спецификаций DOM, SAX и XSLT – Java API for XML Processing (JAXP);

6.  Исследование средств создания адаптеров, поддерживающих доступ к информационным системам – J2EE Connector Architecture;

7.  Исследование средств обеспечения удаленного взаимодействия объектов в распределенных системах – RMI (Remote Method Invocation);

8.  Исследование взаимодействия технологий RMI и CORBA.

Примечания:

·  Лабораторные работы выполняются на основе выданных преподавателем по практике индивидуальных заданий. Каждая подгруппа выполняет лабораторные работы только в своей директории.

·  По всем темам лабораторным работам оформляются письменные отчеты (один на одно рабочее место) по установленной форме в соответствии с индивидуальным заданием. Зачет по теории принимается только при наличии тетради с отчетами по лабораторным работам, где каждый отчет подписан преподавателем, проводившем лабораторную работу.

·  Лабораторная работа считается выполненной только после защиты всеми ее исполнителями. Только после защиты всех лабораторных работ студент получает допуск к экзамену.

·  В случае пропуска лабораторных занятий по уважительной причине или неуспеваемости студенту предоставляется возможность сделать (доделать) работу с другой подгруппой (при наличии свободного компьютера).

·  В случае пропуска лабораторных занятий без уважительной причины студент обязан самостоятельно изыскать возможности для безусловного выполнения всех пропущенных работ либо выполнить их на платной основе в соответствие с установленным регламентом.

4.2 Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения приведена в таблице 1.

Таблица 1

Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа

(час)

СРС

(час)

Инд. зад.

Итого

Лекции

Лаб. зан.

1. Введение

4

2

2

8

2. Некоторые численные методы анализа математических моделей

12

8

16

+

36

3. Численное решение уравнений в частных производных

11

17

18

+

46

Итого

27

27

36

90

4.3 Распределение компетенций по разделам дисциплины

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3.

Таблица 2.

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения

№

Формируемые

компетенции

Разделы дисциплины

1

2

3

1.   

З. 4.2.4.1

+

+

2.   

З. 4.2.4.2

+

+

3.   

З. 4.2.4.3

+

+

4.   

У.4.2.4.1.

+

+

+

5.   

У. 4.2.4.2.

+

+

6.   

У. 4.2.4.3

+

+

7.   

В. 4.2.4.1.

+

+

8.   

В. 4.2.4.2.

+

+

9.   

В. 4.2.4.3

+

+

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В таблице 2 приведено описание образовательных технологий, используемых в данном модуле.

Таблица 3

Методы и формы организации обучения (ФОО)

ФОО

Методы

Лекц.

Лаб. раб.

Пр. зан./

Сем.,

Тр*., Мк**

СРС

К. пр.

IT-методы

+

+

+

Работа в команде

Case-study

+

+

Игра

Методы проблемного обучения.

+

Обучение

на основе опыта

+

Опережающая самостоятельная работа

+

+

Проектный метод

Поисковый метод

+

Исследовательский метод

+

Другие методы

* - Тренинг, ** - Мастер-класс

6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

6.1. Самостоятельную работу студентов (СРС) можно разделить на текущую и творческую.

Текущая СРС – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным работам с использованием сетевого образовательного ресурса (портал ТПУ, сайт кафедры ИПС); опережающая самостоятельная работа; выполнение домашних и индивидуальных заданий; изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку; подготовка к экзамену.

Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа

(ТСР) – поиск, анализ, структурирование информации по темам, выносимым на самостоятельное изучение (ресурсы Интернет в том числе), выполнение индивидуальных заданий.

 

Для самостоятельной подготовки к лабораторным работам студентам выделяется72 час.

Промежуточный контроль знаний – теоретических и практических - производится в процессе защиты студентами лабораторных работ и индивидуального задания. На выполнение индивидуального задания отводится 8 часов. Контроль и оценка знаний производится в соответствии с рейтинг – листом (краткое положение о рейтинг-системе и рейтинг-лист приведены в приложениях 1, 2). Текущий контроль усвоения материала производится при сдаче выполненных лабораторных работ по всем темам и при сдаче индивидуальных заданий на 17 неделе. Окончательный контроль знаний производится в форме экзамена (с учетом набранных баллов). На подготовку к экзамену отводится 10 часов.

Контроль и оценка знаний производится в соответствии с рейтинг – листом (Приложение 1).

6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

В процессе изучения дисциплины студенты должны самостоятельно овладеть следующей темой: Исследование программного обеспечения технологий промежуточного слоя (Middleware)

Промежуточный контроль знаний – теоретических и практических – производится в процессе защиты студентами лабораторных работ, по результатам контрольной работы. Контроль и оценка знаний производится в соответствии с рейтинг-планом. Окончательный контроль знаний производится в форме экзамена (с учетом набранных баллов).

Темы для самостоятельной работы

1.  Технология мониторов транзакций;

2.  Технология MOM (Message-Oriented Middleware);

3.  Технология RPC (Remote Procedure Call);

4.  Технология CORBA (или ORB - Object Request Broker);

5.  Технология DCOM (Distributed Common Object Model);

6.  Технология DCE (Distributed Computing Environment);

7.  Технология SOAP (Simple Object Access Protocol).

6.3. Контроль самостоятельной работы

Рубежный контроль в виде защиты работы по индивидуальному заданию.

По результатам текущего и рубежного контроля формируется допуск студента к экзамену. Экзамен проводится в устной форме.

6.4.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Для самостоятельной работы студентов используются сетевые образовательные ресурсы, представленные в портале ТПУ, на сайте каф. ИПС, сеть Internet и другие научно-образовательные ресурсы.

7. СРЕДСТВА (ФОС) ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для организации текущего контроля полученных студентами знаний по данной дисциплине используются тесты, размещенные на сайте каф. ИПС. Каждый тест имеет 2 или 3 варианта и содержит несколько вопросов. Текущий контроль освоения дисциплины осуществляется при сдаче студентом лабораторных работ и индивидуального задания. Экзаменационные билеты содержат теоретическую и практическую части.

8. РЕЙТИНГ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Распределение учебного времени:

Лекции 27 часов

Лабораторные работы 27 часов

Самостоятельная работа студентов 36 часов

Основные положения по рейтинг-плану дисциплины

На дисциплину выделено 100 баллов и 3 кредита, которые распределяются следующим образом:

3-й семестр: 5 кредитов, 100 баллов – лекции, лабораторные работы, контрольная работа, экзамен.

- текущий контроль 75 баллов;

- промежуточная аттестация (экзамен) 25 баллов.

Допуск к сдаче экзамена осуществляется при наличии более 60 баллов, обязательным является выполнение всех лабораторных работ и индивидуального задания.

Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов, набранных в течение семестра и на экзамене.

Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра приведен в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

·  основная литература:

1.  , , . Вычислительные методы. т. 1,2. – М.: Наука, 1976.

2.  Математические методы проектирования: учебное пособие / , ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2010 – 144 с.

3.  . Основы численных методов. – М.: Наука, 1987.

4.  . Основы численного анализа. – М.: Наука, 1986.

5.  . Методы оптимального проектирования. – М.: Радио и связь, 1984.

6.  . Численные методы. – М.: Наука, 1978.

·  дополнительная литература:

7.  , . Основы вычислительной математики. - М.: ГИФЛ, 1960.

8.  , , . Численные методы анализа. – М.:ГИФЛ, 1963.

9.  (ред.). Сборник задач по математике, т.4, – М.:Наука, 1990.

10.  . Справочник по системе Маткад. – М.: Наука, 2007.

·  программное обеспечение и Internet-ресурсы:

Операционная система Windows Vista, Windows 7 Corporative.

Среда программирования Visual Studio 2010, Borland C++Builder for Microsoft Windows Version 10 (Turbo C++).

. Электронный учебник по математическим методам проектирования: http://ad. cctpu. *****/Math_method/index. html, Томск, 2007.

NEOS Wiki – электронный ресурс: http://wiki. mcs. anl. gov/NEOS/index. php/NEOS_Wiki, метод доступа – свободный.

10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лабораторные работы выполняются в компьютерных классах, оснащенных 16‑ю компьютерами на базе процессоров Intel Core 2 Duo.

Компьютерный классы (Ул. Советская, 84/3,

Ауд. 408а, 408б-ИК)

Компьютеры Pentium Core2 1,6GHz (16 шт.),
мониторы LCD 17" Acer (16 шт.)

Сетевой коммутатор CNet 16 ports

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Программа одобрена на заседании кафедры Информатики и проектирования систем

протокол от «27» августа 2011 г.

Автор – доцент каф. Информатики и проектирования систем

Рецензент – профессор каф. Информатики и проектирования систем

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Дисциплина «Архитектура web-сервисов» Число недель – 18

Институт кибернетики Кол-во кредитов – 3

Кафедра информатики и проектирования систем

Лекции, час – 27

Семестр 1 Лаб. работы, час. – 27

Группы 8М701 Всего аудит. работы, час. – 54

Преподаватель , доцент

Самост. работа, час. – 36

ВСЕГО, час. – 90

Рейтинг-план освоения дисциплины «Архитектура web-сервисов»

Недели

Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность

Название раздела

Темы лекций

Контролир. материал

Баллы

Название лаб. работ

Баллы

Индивид. задание

Баллы

Итого

1

1. Введение

Постановка и примеры задач проектирования

Структурно-параметрическое описание объекта.

2

Модели функционирования. Математические модели. Последовательный анализ в задачах проектирования

Тест 1.

(Входной контроль)

6

Метод Рунге-Кутта;

6

12

3

2. Некоторые численные методы анализа математических моделей

Решение краевых задач для обыкновенных дифференциальных уравнений.

4

Постановка задачи, классификация задач. Метод стрельбы

Метод стрельбы;

6

6

5

Метод стрельбы для линейной краевой задачи

Реферат на тему «Линейные пространства»

6

6

6

Метод сеток; метод прогонки

Метод стрельбы для линейной краевой задачи;

6

6

7

Метод коллокаций

8

Метод Галеркина

Метод сеток (прогонка);

6

6

9

Численное решение уравнений в частных производных

Постановка задачи. Классификация задач. Разностные схемы; общие понятия: сходимость, устойчивость, аппроксимация Разностные схемы; общие понятия: сходимость, устойчивость, аппроксимация

Метод коллокаций

6

6

10

Метод Галеркина;

8

8

Всего по контрольной точке (аттестации) № 1

50

11

Решение задачи Коши для уравнения теплопроводности

12

Решение задачи Дирихле для уравнения Лапласа;

6

6

13

Разностные схемы для уравнений эллиптического и гиперболического типа

Тест 2

6

6

14

Решение параболической задачи;

6

6

15

Основные идеи метода конечных элементов. Разбиение области и построение ансамбля. Численные процедуры

Всего по контрольной точке (аттестации) № 2

68

16

Решение гиперболической задачи

7

7

17

Основные идеи метода граничных элементов

18

Заключительное занятие

Итоговая

75

Экзамен

25

Итого баллов по дисциплине

100

.

Зав. кафедрой ИПС

Преподаватель .