Информатика и вычислительная техника (стр. 10 )

Цель дисциплины: дисциплины – теоретическое и практическое освоение подходов к принятию решений при проектировании информационных систем на основе применения методологии исследования операций и методов теории оптимизации.

Задача дисциплины: дать базовые знания по методологии исследования операций и теории оптимизации; привить умения математической постановки задач принятия решений;

Краткая характеристика учебной дисциплины (основные блоки, темы): Введение. Определения понятий: система, структура, организация, цели, критерии, модели. Практические задачи теории принятия решений. Процедуры принятия решений с использованием средств вычислительной техники. Основные этапы исследования операций: определение целей, выбор критериев, формулировка проблемы, построение модели, поиск решения, анализ решения, реализация. Классификация задач. Методы решения задач линейного программирования. Общая задача линейного программирования. Примеры практических задач. Многоугольник ограничений, линии уровня целевой функции, угловые, граничные и внутренние точки. Графический метод решения. Симплекс–метод решения задачи линейного программирования.

Свободные и базисные переменные. Поиск опорного решения. Поиск оптимального решения. Двойственная задача линейного программирования.

Теоремы двойственности. Применение теории двойственности в практических задачах. Транспортная задача линейного программирования. Поиск опорного плана: метод северо-западного угла, метод минимального элемента. Методы решения транспортной задачи: метод последовательного улучшения, метод потенциалов. Примеры. Методы решения задач нелинейного программирования. Аналитические методы решения при отсутствии ограничений. Пояснение теоремы Куна-Таккера. Метод неопределенных множителей Лагранжа. Поисковые методы решения задач нелинейного программирования. Методы дихотомии, золотого сечения, перебора, шаговые методы. Приемы ускорения сходимости. Методы поиска в многомерном пространстве: метод наискорейшего спуска, метод покоординатного спуска, метод Ньютона-Рафсона. Анализ сходимости.

Задачи выбора варианта решения. Постановка задачи многоэтапного выбора. Понятие о динамическом программировании. Принцип оптимальности. Функциональное уравнение Беллмана. Задача распределения ресурса. Задача выбора маршрута в транспортной сети. Выбор решения в условиях неопределенности. Источники неопределенности. Элементы теории статистических решений. Критерии выбора: критерий Байеса, критерий Лапласа, критерий Вальда, критерий минимального риска Сэвиджа, критерий Гурвица. Области применения критериев. Прогнозирование временных рядов. Постановка задачи прогнозирования временных рядов. Классификация методов прогнозирования. Метод скользящего среднего. Оптимальные дискретные фильтры. Метод Бокса-Дженкинса. Адаптивные методы прогнозирования.

Компетенции, формируемые в результате освоения учебной дисциплины: ОК-1, ПК-6.

Место дисциплины в структуре ООП: Учебная дисциплина «Теория принятия решений» относится к математическому и естественнонаучному циклу и входит в его вариативную часть, является дисциплиной, изучаемой по выбору.

Наименования дисциплин, необходимых для освоения данной учебной дисциплины: Дисциплина изучается в пятом семестре. Для её освоения необходимы знания, умения и навыки, приобретаемые при освоении следующих дисциплин учебного плана: Теория вероятностей и случайные процессы, Математический анализ, Линейная алгебра, Дискретная математика

Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины:

Изучив дисциплину, студент должен:

знать: структуру процесса принятия решений; приемы формирования критериев качества принимаемых решений; основные положения методологии исследования операций; постановку и методы решения задач линейного и нелинейного программирования; постановку и методы решения задач многокритериального выбора; постановку и методы решения задачи прогнозирования временных рядов;

уметь: формулировать цели операций; выбирать критерии оценки качества операций; строить математические модели задач принятия решений; решать задачи математического программирования; решать задачи многокритериального выбора; решать задачи прогнозирования временных рядов.

Трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы (зачет).

Распределение времени по видам занятий:

5 семестр Виды занятий	Количество часов
Лекции	18
Практические занятия	18
Экзамен	-
Самостоятельная работа	контроль преподавателем	3
самостоятельно	33
ИТОГО	72

Используемые инструментальные и программные средства: В качестве образовательных технологий используются: печатные издания (книги основной и дополнительной литературы, в том числе учебники, учебные пособия, задачники), интернет-ресурсы (электронные курсы).

Формы промежуточного контроля: Тестирование, промежуточная аттестация, контрольная работа, самостоятельная работа.

Форма итогового контроля знаний: зачет.

2. Исследование операций

Цель дисциплины: теоретическое и практическое освоение подходов к принятию решений при проектировании информационных систем на основе применения методологии исследования операций и методов теории оптимизации.

Задача дисциплины: дать базовые знания по методологии исследования операций и теории оптимизации; привить умения математической постановки задач принятия решений

Краткая характеристика учебной дисциплины (основные блоки, темы): Введение. Методология исследования операций. Основные понятия исследования операций. Понятие о методологии исследования операций. Характеристика основных этапов исследования операций (постановка задачи, построение модели, поиск решения, корректировка модели, реализация) Цели и критерии оптимальности решений. Построение дерева целей. Оценка важности целей с помощью процедур экспертного оценивания. Подходы к решению многокритериальных задач. Области Парето. Методы сведения многокритериальных задач к однокритериальным. Методы оптимизации., Общая постановка задачи оптимизации. Основная задача линейного программирования, геометрическая интерпретация Симплекс метод.

Двойственная задача линейного программирования. Постановка и методы решения транспортной задачи. Постановка задачи нелинейного программирования. Элементы теории нелинейного программирования Поисковые методы решения. Градиентные методы. Метод наискорейшего спуска. Метод Ньютона. Комплекс-метод. Адаптивные поисковые процедуры.

Процедура аналитического решения задач нелинейного программирования. Задача оптимизации с ограничениями (условная оптимизация). Метод неопределенных множителей Лагранжа. Сетевые модели операций. Сетевой график комплекса работ. Временной сетевой график. Алгоритм задачи сетевого планирования Сетевое планирование при случайных временах выполнения работ. Постановка задачи оптимального распределения ресурса по работам сетевой модели. Процедура расчета оптимального плана

Компетенции, формируемые в результате освоения учебной дисциплины: ОК-1, ПК-6.

Место дисциплины в структуре ООП: Учебная дисциплина «Исследование операций» относится к математическому и естественнонаучному циклу и входит в его вариативную часть в качестве дисциплины, изучаемой по выбору. Дисциплина изучается в пятом семестре.

Наименования дисциплин, необходимых для освоения данной учебной дисциплины: Дисциплина изучается в пятом семестре. Для её освоения необходимы знания, умения и навыки, приобретаемые при освоении следующих дисциплин учебного плана: Для её освоения необходимы знания, умения и навыки, приобретаемые при освоении следующих дисциплин учебного плана: Теория вероятностей и случайные процессы, Математический анализ, Линейная алгебра, Дискретная математика.

Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины:

Изучив дисциплину, студент должен:

знать: структуру процесса принятия решений; приемы формирования критериев качества принимаемых решений; основные положения методологии исследования операций; постановку и методы решения задач линейного и нелинейного программирования; постановку и методы решения задач многокритериального выбора; постановку и методы решения задачи прогнозирования временных рядов

уметь: формулировать цели операций; выбирать критерии оценки качества операций; строить математические модели задач принятия решений; решать задачи математического программирования; решать задачи многокритериального выбора; решать задачи прогнозирования временных рядов.

Трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы (зачет).

Распределение времени по видам занятий:

5 семестр Виды занятий	Количество часов
Лекции	18
Практические занятия	18
Экзамен	-
Самостоятельная работа	контроль преподавателем	3
самостоятельно	33
ИТОГО	72

Используемые инструментальные и программные средства: Требования к аудиториям (помещениям, кабинетам) для проведения занятий с указанием соответствующего оснащения: лекционные аудитории оборудуются видеопроекционной аппаратурой, устройствами для затемнения окон.

Требования к программному обеспечению при прохождении учебной дисциплины: программных средств не требуется.

Формы промежуточного контроля: Тестирование, промежуточная аттестация, контрольная работа, самостоятельная работа.

Форма итогового контроля знаний: зачет.

Б2.В. ДВ.4.

1. Качество информационных систем

Цель дисциплины: В курсе рассматриваются основные принципы обеспечения качества информационных систем и информационных технологий. В отличие от большинства курсов по тематике, связанной с качеством, посвящённых организационным вопросам и менеджменту качества, в курсе особое внимание обращено на системотехнические аспекты. Рассматривается общая идеология обеспечения качества, теоретическое обоснование методов получения информации о качестве и современные методы проектирования качественных информационных систем и обеспечения качества в современных информационных технологий. По ходу курса предполагается показать слушателям основные междисциплинарные подходы к квалиметрии и методам получения информации о различных составляющих качества. В результате прохождения курса предполагается обучить слушателей самостоятельно составлять и обосновывать перечень показателей качества продукции и услуг, в частности, качества информационных систем и технологий.

Задача дисциплины:

— изучить основные представления о составляющих качества изделий (продукции и услуг) и основные правила обеспечения качества в контексте технического регулирования и в применении к информационным системами и технологиям,

— изучить методы оценки качества и методы сбора данных о качестве продукции и услуг,

— изучить математические методы, использующиеся в задачах, связанных с контролем качества, ознакомиться с основными методами статистического контроля качества,

— ознакомиться с основными принципами построения систем мониторинга качества,

— ознакомиться с принципами информационно-технологического обеспечения задач управления качеством и менеджмента качества,

— изучить теоретические основы квалиметрии и методов шкалирования,

— ознакомиться с основными математическими, методическими и техническими принципами построения систем мониторинга качества в режиме реального времени,

— ознакомиться с современными нормативными документами в области менеджмента качества, в частности, с действующими в этой области стандартами ISO,

— ознакомиться с общими представлениями о принципах оценки качества современных информационных систем.

Краткая характеристика учебной дисциплины (основные блоки, темы): Юридические и организационные аспекты обеспечения качества. Введение. Общая постановка задач обеспечения качества. Техническое регулирование. Защита прав потребителей. Стандарты ISO. Современные подходы к менеджменту качества. Особенности технического регулирования и оценок качества в отношении информационных систем и технологий. Теоретические основы квалиметрии. Основные задачи квалиметрии. Шкалы и шкалирование. Квалиметрические функции. Методы выявления факторов, влияющих на качество.

Статистические методы в задачах управления качеством. Технологии сбора данных о качестве. Оценка качества информационных услуг, технологий и систем., Составляющие качества и показатели качества информационных услуг и информационных сред. Структура и качество информационных услуг. Тенденции развития квалиметрии и систем мониторинга качества.

Компетенции, формируемые в результате освоения учебной дисциплины: ОК-10, ПК-6.

Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла и является дисциплиной по выбору.

Наименования дисциплин, необходимых для освоения данной учебной дисциплины: В курсе используются сведения из общих курсов: «английский язык» — профессиональная терминология в области информационных технологий; математические курсы — основные факты и методы математического анализа, математической логики, алгебры, дискретной математики, аналитической и дифференциальной геометрии, теории дифференциальных уравнений, важнейшие методы приближённых вычислений и основные статистические методы.

Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины:

Изучив дисциплину, студент должен:

знать: основные математические методы, используемые в задачах квалиметрии; основные принципы планирования научно-исследовательских и проектных работ

уметь: проводить сбор квалиметрических данных; обосновывать технические требования на основе анализа качества информационных систем

владеть: методами оценки технических и пользовательских характеристик информационных систем; методами оценки качества и эффективности современных информационных систем

Трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы (зачет).

Распределение времени по видам занятий:

8 семестр Виды занятий	Количество часов
Лекции	16
Практические занятия	16
Экзамен	-
Самостоятельная работа	контроль преподавателем	4
самостоятельно	36
ИТОГО	72

Используемые инструментальные и программные средства: Лекционные и практические занятия должны проходить при наличии у студентов опорного конспекта, который лектор размещает на сайте кафедры, а студенты имеют возможность скачать и распечатать. Для подготовки к контрольным работам преподаватель предоставляет студентам набор типовых задач, которые студенты решают самостоятельно, общаясь с преподавателем через интерактивный сайт кафедры.

Формы промежуточного контроля: Текущий контроль, промежуточная аттестация, контрольная работа, самостоятельная работа.

Форма итогового контроля знаний: зачет.

2. Управление жизненным циклом программных средств

Цель дисциплины: Цель данной дисциплины – рассмотреть модели, методы и стандарты организации разработки и сопровождения программного обеспечения (ПО), познакомиться с основными процессами, стадиями и средствами поддержки отдельных этапов жизненного цикла.

Задача дисциплины: знакомство с основными отечественными и международными промышленными стандартами жизненного цикла ПО; знакомство с процессами и стадиями жизненного цикла ПО; знакомство с моделями жизненного цикла ПО; знакомство с инструментальными средствами и стандартами сопровождения программных систем и предоставления IT услуг. Задачи решаются организацией лекционного курса и практикума, предусматривающего подготовку и выполнение лабораторных работ.

Краткая характеристика учебной дисциплины (основные блоки, темы): Введение. Основные понятия. Понятие жизненного цикла программной системы. Стандарты жизненного цикла ПО. Стандарты жизненного цикла ПО. Стандарт ГОСТ 34.601-90. Стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 (ISO/IEC 12207). Процессы и стадии жизненного цикла ПО. Процессы жизненного цикла ПО. Стадии жизненного цикла ПО. Взаимосвязь между процессами и стадиями. Модели жизненного цикла ПО. Модели жизненного цикла ПО. Водопадная (каскадная модель). Итерационная модель. Спиральная модель.

Методологии и средства сопровождения ПО. Верификация и документирование. Менеджмент IT сервисов. Библиотеки ITIL

Компетенции, формируемые в результате освоения учебной дисциплины: ОК-5, ПК-2, ПК-4.

Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина «Управление жизненным циклом программных средств» относится к числу дисциплин математического и естественнонаучного цикла и входит в его вариативную часть (дисциплина по выбору).

Наименования дисциплин, необходимых для освоения данной учебной дисциплины: Для освоения дисциплины необходимы знания, умения и навыки, сформированные при изучении информатики, алгоритмических языков и программирования, архитектуры информационных систем, теории информационных процессов и систем.

Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины:

Изучив дисциплину, студент должен:

знать: основные этапы жизненного цикла ПО; знать основные промышленные стандарты жизненного цикла ПО; процессы, стадии и модели жизненного цикла ПО

владеть: инструментальными средствами поддержки процессов сопровождения программных средств.

Трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы (зачет).

Распределение времени по видам занятий:

8 семестр Виды занятий	Количество часов
Лекции	16
Практические занятия	16
Экзамен	-
Самостоятельная работа	контроль преподавателем	4
самостоятельно	36
ИТОГО	72

Используемые инструментальные и программные средства: Лекционные и практические занятия должны проходить при наличии у студентов опорного конспекта, который лектор размещает на сайте кафедры, а студенты имеют возможность скачать и распечатать. Для подготовки к контрольным работам преподаватель предоставляет студентам набор типовых задач, которые студенты решают самостоятельно, общаясь с преподавателем через интерактивный сайт кафедры.

Формы промежуточного контроля: Текущий контроль, промежуточная аттестация, контрольная работа, самостоятельная работа.

Форма итогового контроля знаний: зачет.

Б2.В. ДВ.5.

1. Системы реального времени

Цель дисциплины: Дисциплина входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла, является дисциплиной, изучаемой по выбору.

Краткая характеристика учебной дисциплины (основные блоки, темы):

Системы реального времени: основные определения.

Ядра и операционные системы реального времени, СРВ, РРВ, время реакции системы. Классификация систем в зависимости от времени их реакции. Виды режимов реального времени. Виды исходных требований ко времени реакции. Системы квази-реального времени. Виды систем реального времени.

Различия между ядром и операционной системой по функциональным возможностям. Различия ОС по внутренней архитектуре. ОС РВ с монолитной архитектурой. ОС РВ на основе микроядра. Объектно-ориентированная ОС РВ.

Задачи, процессы, потоки: их преимущества и недостатки. АЦП. ЦАП. Классификация АЦП по разным признакам. Процессы дискретизации и квантования. Описание АЦ-преобразователей разных видов. Характеристики АЦП. Классификация ЦАП по разным признакам. Описание ЦА-преобразователей разных видов. Характеристики ЦАП. Датчики. Классификации датчиков по виду входной величины, по виду выходной величины, по принципу действия, по принципу физического действия, по виду вырабатываемого сигнала. Требования, предъявляемые к датчикам. Описания датчиков разных видов. Параметрические датчики. Датчики–генераторы. Описания схем включения датчиков. Основные свойства и характеристики датчиков. Программируемые логические контроллеры, Виды контроллеров. Описание контроллера с коммуникациями. Описание резервированного контроллера. Технические характеристики контроллеров. Системы реального времени на железнодорожном транспорте: их назначение и функции. ЭТРАН. Грузовой Экспресс. ЦУМР. СИРИУС. Бастион-Состав. Средства разработки систем реального времени, Cimplicity. MATLAB. SCADA

Компетенции, формируемые в результате освоения учебной дисциплины: ОК-11, ОК-12, ПК-2.

Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла, является дисциплиной, изучаемой по выбору.

Наименования дисциплин, необходимых для освоения данной учебной дисциплины: Для изучения данной дисциплины необходимы следующие знания, умения и навыки. Знать: архитектуру компьютера, базовые разделы информатики в объеме изученной учебной дисциплины. Уметь: планировать свою деятельность по изучению разделов дисциплины, программировать на языке Ассемблера. Владеть навыками: оперирования системой команд компьютера для решения практических задач.

Знания, умения и навыки, получаемые в процессе изучения дисциплины:

Изучив дисциплину, студент должен:

знать: характеристики и функции современных системах реального времени, проблемы и тенденции их развития; основные теоретические методы построения и анализа систем реального времени; взаимосвязь программных и аппаратных средств в системах; принципы организации вычислительных процессов в цифровых информационно-управляющих системах, работающих в реальном масштабе времени.

уметь: приводить основные технические требования к изучаемым компонентам систем реального времени; рассчитывать и анализировать характеристики составляющих систем реального времени; применять программное средство разработки Cimplicity при разработке систем реального времени.

владеть: оценкой выбора всех компонентов при построении систем реального времени; навыками количественно оценивать надёжность систем реального времени и их компонентов; навыками использования языком программирования Visual Basic.

Трудоемкость дисциплины – 2 зачетные единицы (зачет).

Распределение времени по видам занятий:

6 семестр Виды занятий	Количество часов
Лекции	18
Лабораторные работы	18
Экзамен	-
Самостоятельная работа	контроль преподавателем	3
самостоятельно	33
ИТОГО	72

Используемые инструментальные и программные средства: В качестве образовательных технологий используются: печатные издания (книги основной и дополнительной литературы), интернет-ресурсы (электронные курсы, электронные энциклопедии, электронные учебники), интерактивная электронная доска, демонстрация через проектор компьютерных слайдов, подготовленных в формате PowerPoint и Word пакета Microsoft Office.