МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени
Факультет компьютерных наук и информационных технологий
УТВЕРЖДАЮ
___________________________
"__" __________________20__ г.
Программа научно-исследовательской работы
Методы оптимизации графовых систем
Специальность
090301 Компьютерная безопасность
Специализация
Математические методы защиты информации
Квалификация выпускника
Специалист
Форма обучения
очная
Саратов,
2012
1. Цели научно-исследовательской работы
Целью научно-исследовательской работы «Методы оптимизации графовых систем» является освоение технологии научно-исследовательской деятельности и ее аппарата; обучение приемам использования знаний, полученных при изучении фундаментальных и специальных дисциплин, формирование у обучающихся профессиональных компетенций в области исследовательской деятельности.
2. Место научно-исследовательной работы в структуре ООП
Для овладения навыками научно-исследовательской работы необходимы компетенции, знания, умения и готовности, сформированные у обучающихся в результате освоения ряда теоретических учебных дисциплин базовых и вариативных частей циклов ООП, таких как «Теория графов», «Алгебра», «Дискретная математика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Теория информации», «Математическая логика и теория алгоритмов», «Прикладная универсальная алгебра».
Данная форма работы способствует формированию у студентов навыков самостоятельной научно-исследовательской деятельности, аналитической работы по конкретной проблеме, умению интерпретировать исследовательские эмпирические материалы и аргументировать свои научные позиции и взгляды, а также способствует закреплению полученных теоретических знаний на практике.
3. Формы проведения научно-исследовательской работы:
Основными формами научного творчества студентов являются исследовательские работы, предусмотренные образовательным стандартом, рабочим планом и программами дисциплин.
Научно-исследовательская работа, предусмотренная учебным планом включает:
· овладение фундаментальными знаниями, необходимыми для успешного изучения дальнейших курсов;
· комплексная научно-исследовательская работа студентов, включенная в учебные программы;
· выполнение лабораторных работ с элементами научных исследований;
· исследовательская работа, выполненная на практиках;
· научные анализы на заданную тему;
· обзорные и аналитические исследования на спецкурсах;
· участие в научных конференциях и семинарах;
· домашние работы, задания с элементами творческого поиска;
· исследовательская работа, организуемая во внеучебное время.
4. Место и время проведения научно-исследовательской работы
Научно-исследовательская работа студента выполняется на 9 и 10 курсах и способствуют выполнению выпускной квалификационной работы. Научно-исследовательская работа может проводиться студентом как в структурных подразделениях университета, так и в сторонних оргназиациях, обладающих необходимым кадровым и научно-техническим потенциалом.
5. Компетенции обучающегося, формируемые в результате выполнения научно-исследовательской работы:
В результате освоения дисциплины у студента должны сформироваться или закрепиться следующие общекультурные компетенции (ОК):
способностью действовать в соответствии с Конституцией Российской Федерации, исполнять свой гражданский и профессиональный долг, руководствуясь принципами законности и патриотизма (ОК-1);
способностью к работе в коллективе, кооперации с коллегами, способностью в качестве руководителя подразделения, лидера группы сотрудников формировать цели команды, принимать организационно-управленческие решения в ситуациях риска и нести за них ответственность, предупреждать и конструктивно разрешать конфликтные ситуации в процессе профессиональной деятельности (ОК-6);
способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь на русском языке, готовить и редактировать тексты профессионального назначения, публично представлять собственные и известные научные результаты, вести дискуссии (ОК-7);
способностью к письменной и устной деловой коммуникации, к чтению и переводу текстов по профессиональной тематике на одном из иностранных языков (ОК-8);
способностью к логически-правильному мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению информации, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач и выбору путей их решения на основании принципов научного познания (ОК-9);
способностью самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных со сферой деятельности, развития социальных и профессиональных компетенций, изменения вида своей профессиональной деятельности (ОК-10);
В результате освоения дисциплины у студента должны сформироваться или закрепиться следующие профессиональные компетенции (ПК):
общепрофессиональные:
способностью учитывать современные тенденции развития информатики и вычислительной техники, компьютерных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-7);
способностью работать с программными средствами прикладного, системного и специального назначения (ПК-8);
способностью использовать языки и системы программирования, инструментальные средства для решения различных профессиональных, исследовательских и прикладных задач (ПК-9);
способностью формулировать результат проведенных исследований в виде конкретных рекомендаций, выраженных в терминах предметной области изучавшегося явления (ПК-10);
способностью к самостоятельному построению алгоритма, проведению его анализа и реализации в современных программных комплексах (ПК-12).
В области научно-исследовательской деятельности:
способностью готовить научно-технические отчеты, обзоры, публикации по результатам выполненных работ (ПК-17).
В области контрольно-аналитической деятельности:
способностью обосновывать правильность выбранной модели решения профессиональной задачи, сопоставлять экспериментальные данные и теоретические решения (ПК-28).
В области организационно-управленческой деятельности:
способностью организовывать работу малых коллективов исполнителей, находить и принимать управленческие решения в сфере профессиональной деятельности (ПК-30);
способностью разрабатывать оперативные планы работы первичных подразделений (ПК-31);
способностью разрабатывать проекты положений, инструкций и других организационно-распорядительных документов в сфере профессиональной деятельности (ПК-33).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
Знать:
основные понятия и результаты теории графов;
основные алгоритмы на графах.
Уметь:
корректно применять модели, основанные на графах, к решению задач;
разрабатывать быстрые вычислительные алгоритмы для решения задач, связанных с моделями на графах.
Владеть:
терминологией теории графов.
6. Структура и содержание научно-исследовательской работы
Индивидуальные задания на выполнение НИР:
Предусматриваются следующие этапы выполнения научно-исследовательской работы:
1. Планирование научно-исследовательской работы. Ознакомление с тематикой исследовательских работ кафедры и выбор темы индивидуального задания, обсуждение с научным руководителем содержания предстоящей работы. После собеседования студента с научным руководителем утверждается план проведения научно-исследовательской работы.
2. Корректировка плана проведения научно-исследовательской работы. В ходе проведения исследований можно вносить корректировки в ранее намеченный план.
3. Составление отчета о научно-исследовательской работе.
4. Публичная защита выполненной работы на научном заседании кафедры. В ходе защиты преподаватели и студенты проводят широкое обсуждение работы, позволяющее оценить качество компетенций, сформированных у студента.
Тема планируемого индивидуального задания должна быть актуальной. Особо приветствуются проекты, результаты которых оформлены в виде изобретений или свидетельств о регистрации программ или баз данных.
По содержанию индивидуальные работы могут носить аналитический или практический, экспериментальный характер.
По структуре каждая работа должна состоять из:
– введения, в котором описывается постановка исследовательской задачи и ее актуальность;
– обзора имеющихся разработок;
– исследовательского раздела с теоретическими основами разрабатываемой темы;
– практического раздела с описанием алгоритмов решения и деталей реализации.
– экспериментального раздела;
– заключения с выводами;
– списка использованных источников;
– приложений, в которых, как правило, приводится листинг разработанных программ.
7. Научно-исследовательские технологии, используемые в научно-исследовательской работе
· Информационные технологии – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, накопления и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
· Инновационные технологии – наборы методов и средств, поддерживающих этапы реализации нововведения.
8. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов, связанной с научно-исследовательской работой.
Студент за период работы над темой научно-исследовательской работы должен представить законченную научно-исследовательскую работу.
Первым этапом научно-исследовательской работы студента является его самостоятельная работа по теме при консультации руководителя.
Студент во время выполнения научно-исследовательской работы должен использовать источники из библиотечного фонда кафедры и Университета, пользоваться лабораториями факультета, Интернетом.
Заключительный этап включает защиту выпускной квалификационной работы.
Примеры тем научно-исследовательских работ студентов:
· Генерация графов заданного класса.
· Анализ ориентаций графов с заданными свойствами.
· Построение неприводимого вершинного расширения графа.
· Построение неприводимого реберного расширения графа.
· Построение Т-неприводимого расширения графа.
· Построение минимального вершинного расширения графа.
· Построение минимального реберного расширения графа.
· Исследование заданной динамической системы.
· Анализ К-конгруэнций графов.
9. Формы промежуточной аттестации
Основной формой промежуточной аттестации по итогам научно-исследовательской работы является курсовая работа. Рекомендуемый объем курсовой работы может достигать 50 страниц.
При написании курсовой работы студент должен раскрыть выбранную тему, соблюсти логику изложения материала, показать умение разрабатывать и оптимизировать алгоритмы, способность реализовать их в виде программы.
Курсовая работа должна состоять из введения, основной части, заключения, списка использованной литературы и приложения. Во введении необходимо привести постановку задачи, обосновать актуальность темы. В основной части раскрывается суть работы. Основная часть может состоять из нескольких разделов (глав). В заключении приводятся выводы работы. В списке использованной литературы указываются все использованные источники.
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение научно-исследовательской работы
а) основная литература:
1. Шапорев математика. – СПб. : БХВ-Петербург, 2009.
2. Шевелев математика. – СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2008. – ЭБС ЛАНЬ.
б) дополнительная литература:
3. , Салий основы теории дискретных систем. – М.: Наука, 1997.
4. Зыков теории графов. – М.: Вузовская книга, 2004.
5. , Евстигнеев в программировании: обработка, визуализация и применение. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
6. Алгоритмы: построение и анализ / под ред. . – 2-е изд. – М.: Вильямс, 2005.
7. Лекции по теории графов / и др. – М.: Наука, 1990.
8. Графы и их применение. – М., 1965.
9. Теория графов. – М.: Наука, 1980.
10. Теория графов. – М.: Едиториал УРСС, 2003.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Стандартное программное обеспечение компьютерного класса, доступ к сети Интернет.
, Долгов задания по графам. – Саратов: Научная книга, 2009.
http://www. *****/files/nodes/11017/ М. Б., Долгов задания по графам.pdf.
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Факультет имеет учебные лаборатории, компьютерные классы с выходом в Интернет, библиотеку и возможность пользоваться фондом Зональной научной библиотеки СГУ.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по специальности 090301 «Компьютерная безопасность» и специализации «Математические методы защиты информации».
Автор
доцент
Программа одобрена на заседании кафедры теоретических основ компьютерной безопасности и криптографии от «___» __________2012 года, протокол № ___
Зав. кафедрой
теоретических основ
компьютерной безопасности и криптографии
профессор
Декан факультета
компьютерных наук
и информационных технологий
доцент
