Программа для подготовки к сдаче вступительного экзамена в магистратуру по специальности «6m070400 — вычислительная техника и программное обеспечение»

ПРОГРАММА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ  К СДАЧЕ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ 

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

«6M070400 – ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ»

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цели и задачи вступительного экзамена по специальности

Вступительный экзамен предназначен для определения практической и теоретической подготовленности бакалавра и проводится с целью определения соответствия знаний, умений и навыков студентов требованиям обучения в магистратуре по направлению 6M070400 – Вычислительная техника и программное обеспечение.

Основные задачи вступительного экзамена:

выявить уровень базовых знаний естественного и научного характера в области вычислительной техники и программного обеспечения; выявить уровень профессиональных знаний и практических навыков в области вычислительной техники и программного обеспечения; выявить умение использовать математический аппарат при качественном и количественном описании реальных процессов и явлений; выявить уровень владения специальной профессиональной терминологией и лексикой; оценить культуру мышления, способность в письменной форме излагать свои знания.

Форма вступительного экзамена – письменный экзамен. Экзаменующиеся записывают свои ответы на вопросы экзаменационного билета на листах ответов, которые проверяется экзаменационной комиссией в зашифрованном виде.

2. Требования к уровню подготовки лиц, поступающих в магистратуру по специальности «6M070400 – Вычислительная техника и программное обеспечение»

Бакалавр, поступающий в магистратуру, должен

иметь представление:

− о современных методах исследования, оптимизации и проектировании компьютерных систем обработки информации и управления;

− о проблемах и направлениях развития технологии программирования, об основных методах и средствах автоматизации проектирования программного обеспечения;

знать:

− качественные и количественные методы анализа систем, методы теоретико-множественного описания систем;

− основные классы моделей и методы моделирования, принципы построения моделей процессов, методы формализации, алгоритмизации и реализации моделей систем на ЭВМ;

− основные принципы организации и функционирования отдельных устройств и ЭВМ в целом, а также систем, комплексов и сетей ЭВМ;

уметь:

− применять формальный аппарат для анализа организационной, функциональной и технической структур автоматизированных систем, определять состав задач, решаемых системой;

− применять методы системного моделирования при исследовании и проектировании систем, схемы моделирующих алгоритмов, языки моделирования и пакеты прикладных программ моделирования дискретных систем;

− применять методы и средства разработки алгоритмов и программ, приемы структурного программирования, способы записи алгоритма на языке высокого уровня, способы отладки, испытания и документирования программ;

иметь навыки:

− постановки задачи, использования моделей, методов и средств информационных технологий при создании компьютерных систем обработки информации и управления;

− разработки, составления, отладки, тестирования и документирования программ на языках высокого уровня для задач обработки числовой и символьной информации;

быть компетентным:

− в современных тенденциях развития компьютерных технологий и путях их применения в научно-исследовательской, проектно-конструкторской, производственно-технологической и организационно-управленческой деятельности;

− в применении стандартов, методических и нормативных материалов, определяющих проектирование и разработку объектов профессиональной деятельности;

− в методах анализа, исследования и моделирования вычислительных и информационных процессов, связанных с функционированием объектов профессиональной деятельности и их компонентов.

4. Перечень экзаменационных тем

Программа предназначена для подготовки к сдаче вступительного экзамена по специальности. Формулировка вопросов в экзаменационных билетах может отличаться от тем, указанных в программе.

Дисциплина «Алгебра и геометрия»

Системы линейных алгебраических уравнений. В данной теме вводится понятие системы линейных уравнений, изучаются структура и число решений, метод Гаусса и правило Крамера. Алгебра матриц. В данной теме рассматриваются операции над матрицами, доказывается теорема о ранге матрицы, изучается обратная матрица и методы ее вычисления. Определители. В данной теме рассматриваются различные подходы к понятию определителя, изучаются определители n-го порядка и их свойства, вычисление определителя произведения матриц.  Векторная алгебра. В данной теме рассматриваются пространства R2 и R3, вводится понятие вектора, изучаются линейные операции над векторами, линейная зависимость и независимость векторов, скалярное, векторное и смешанное произведения векторов, их свойства и геометрический смысл, декартова система координат в пространствах R2 и R3. Линейные пространства. В данной теме вводятся понятия линейного пространства, базиса и размерности линейного пространства, подпространства, линейной оболочки, координат вектора в данном базисе, линейной зависимости векторов; изучаются способы перехода от одного базиса к другому. Линейные операторы. В данной теме вводится понятие линейного оператора, образ и ядро линейного оператора, теорема о ранге оператора; изучаются собственные значения и собственные векторы линейного оператора; сопряженные операторы, сопряженные матрицы; структура общего решения системы уравнений. Прямая линия. В данной теме вводится понятие прямой, угла между прямыми, понятие полуплоскости, выпуклых множеств, уравнения прямой в R2 и R3. Плоскости. В данной теме вводится понятие плоскости, изучается взаимное расположение прямой и плоскости R3; плоскости в Rn, полупространства и система полупространств в Rn. Кривые и поверхности второго порядка. В данной теме исследуется общее уравнение кривой второго порядка, канонические уравнения эллипса, гиперболы, параболы; поверхности второго порядка, канонические формы уравнений. Квадратичные формы. В данной теме изучается матрица квадратичной формы и ее ранг, приведение квадратичной формы к каноническому виду методом Лагранжа.

Дисциплина «Математический анализ»

Дифференциальное исчисление функции одной переменной. В данной теме вводится понятие функции одной переменной, предела функции; изучаются свойства непрерывных функций, классификация точек разрыва. Производная функции от одной переменной. В данной теме изучаются правила дифференцирования функций, а также рассматриваются вопросы применения дифференциального исчисления к исследованию функций. Интегральное исчисление функции одной переменной. В данной теме вводится понятие первообразной функции, определение неопределенного интеграла, изучаются основные свойства неопределенного интеграла, методы интегрирования. Определенный интеграл. В данной теме вводится понятие интегральных сумм, определение определенного интеграла; изучаются основные свойства определенного интеграла, методы вычисления определенных интегралов, а также геометрические приложения определенного интеграла. Дифференциальные уравнения. В данной теме изучаются функции многих переменных, их непрерывность, частные производные, дифференцирование сложной функции, достаточное условие локального минимума на случай функции двух переменных, теорема о существовании и дифференцируемости неявной функции; уравнения с разделенными переменными; Задача Коши. В данной теме доказывается теорема существования решения задачи Коши, изучаются линейные однородные уравнения с постоянными действительными коэффициентами, линейные неоднородные уравнения с постоянными действительными коэффициентами. Теория рядов. В данной теме вводится понятие числового ряда, изучаются свойства сходящихся рядов, признаки сходимости ряда. Функциональная последовательность и функциональный ряд. В данной теме исследуется равномерная сходимость функциональной последовательности и ряда, почленное дифференцирование и интегрирование функциональных рядов, изучаются степенные ряды, теорема Абеля, разложение в ряд Тейлора. Кратные интегралы. В данной теме изучаются двойные интегралы в различных системах координат, их свойства, рассматриваются Приложения двойных интегралов. В данной теме изучаются различные приложения двойных интегралов.

Дисциплина «Теория вероятностей и математическая статистика»

Элементарные события и вероятность. В данной теме вводится понятие события, изучаются операции над событиями; вводится понятие вероятности события, дается классическое, статистическое и геометрическое определения  вероятности, изучаются следствия из аксиом вероятности. Основные формулы теории вероятности. В данной теме изучаются формулы сложения вероятностей, вводится понятие условной вероятности, теорема умножения вероятностей, формулы полной вероятности и Байеса, зависимые и независимые события. Случайные величины. В данной теме вводится понятие случайной величины, изучаются законы распределения случайной величины, функции распределения случайной величины и ее свойства,  виды случайных величин. Числовые характеристики случайных величин. В данной теме изучается математическое ожидание случайных величин и его свойства, формула полного математического ожидания, дисперсия и ее свойства. Закон больших чисел и центральная предельная теорема. В данной теме изучается закон больших чисел, формулируется и доказывается центральная предельная теорема. Статистические оценки параметров распределения. В данной теме изучаются статистические оценки параметров распределения, несмещенные, состоятельные оценки, генеральная дисперсия, выборочная дисперсия. Точечные оценки параметров распределения. В данной теме изучаются точечные оценки параметров распределения, метод моментов, метод максимального правдоподобия. Доверительная вероятность. В данной теме изучается доверительная вероятность, доверительные интервалы нормального распределения для математического ожидания, дисперсии. Проверка статистических гипотез. В данной главе изучается подходы для проверки статистических гипотез. Выборочные уравнения регрессии. В данной теме определяются параметры линейной и нелинейной регрессии методом наименьших квадратов.

Дисциплина «Программирование на алгоритмических языках»

Программные средства персонального компьютера. В данной теме изучаются методы автоматизации программирования, назначение алгоритмических языков, процедурно-ориентированные языки и объектно-ориентированное программирование, программное обеспечение компьютера. Основы алгоритмизации задач. В данной теме вводится понятие алгоритма, изучаются способы описания алгоритмов, правила оформления схем алгоритмов, линейные и разветвляющиеся алгоритмы. Циклические структуры, в данной теме описывается организация алгоритмов циклической структуры, циклические структуры с заданным числом повторений, итерационные циклы, алгоритмическое описание вложенных циклических структур. Программирование на базовом процедурно-ориентированном алгоритмическом языке.  В данной теме изучаются основные характеристики алгоритмического языка, правила записи основных объектов языка, классификация операторов алгоритмического языка; операторы присваивания, операторы управления, операторы ввода-вывода. Программирование различных структур алгоритмов. В данной теме изучается программирование линейных структур,  программирование разветвляющихся структур, программирование циклических структур алгоритмов на примере обработки массивов, программирование задач обработки символьных данных. Работа с файлами. В данной теме изучаются различные типы файлов, работа с файлами. Машинная графика. В данной теме изучается программное обеспечение машинной графики, алгоритмы формирования графических изображений. Библиотеки стандартных подпрограмм. В данной теме изучаются правила организации библиотечных подпрограмм, использование библиотек стандартных подпрограмм. Указатели и динамическая память. В данной теме изучается использование указателей, выделение и освобождение динамической памяти. Организация выполнения программ на персональном компьютере. В данной теме изучается трансляция исходной программы, типы ошибок в программах, выполнение программы.

Дисциплина «Дискретная математика»

Операции над множествами. В данной теме вводится понятие множества, рассматриваются способы задания множеств, изучаются операции над множествами, свойства операций над множествами,  унарные, бинарные, тернарные отношения; способы задания бинарных отношений и их основные свойства. Элементы математической логики. В данной теме изучается логика высказываний, логические операции, формулы логики высказываний, равносильность формул. изучаются дизъюнктивная и конъюнктивная нормальные формы (ДНФ и КНФ), приведение формулы к ДНФ и КНФ. Также изучаются логические функции одной и двух переменных, полные системы логических функций. Логика и исчисление предикатов. В данной теме изучаются предикаты, кванторы, формулы логики предикатов, равносильность формул, выполнимость, общезначимость. Элементы комбинаторики. В данной теме рассматриваются такие элементы комбинаторики как перестановки, размещения, сочетания, рекуррентные  соотношения, биномиальные коэффициенты; изучается принцип включения и исключения. Кодирование. В данной теме вводится понятие кодирования, расстояние Хемминга, матричное кодирование, коды Хемминга. Теория графов. В данной теме рассматриваются основные понятия и задачи теории графов; изучаются типы графов, способы задания графов, элементы графов, представление графов в ЭВМ.

       Дисциплина «Технологии программирования»

Алгоритмы и вычисления. В данной теме         излагаются основные понятия и методы, связанные с построением и анализом алгоритмов, приближенные алгоритмы и алгоритмическая корректность; изучается построение модульных программ, прототипирование, функциональная декомпозиция. Основы конструирования программ.  В данной теме изучаются этапы проектирования программы, структура управления и структура программы, отладка и тестирование, виды методического тестирования: формальные пересмотры и тестирование, основанное на выполнении программы. Основные концепции объектно-ориентированного подхода. В данной главе изучаются основные принципы объектно-ориентированного подхода, объектно-ориентированная программа как действующая модель решаемой проблемы. Основы моделирования и проектирования структуры объектных систем. В данной теме изучаются основы моделирования и проектирования структуры объектных систем, подход сущность-связь, нотации записи проектных решений. Проектирование структур данных. В данной теме изучается проектирование структур данных, разработка структуры программы при объектном подходе, шаблоны проектирования, методология и инструменты проектирования программного обеспечения, подходы к автоматической генерации кода, концепция и применение платформонезависимой и платформозависимой модели.

5. Список рекомендуемой литературы

Основная литература:

, , Лекции по математическому анализу. – М.: МГУ, 1995. , Математический анализ. – М.: МГУ 2004. Теория вероятностей и математическая статистика. – М.: ЮНИТИ, 2000. Введение в алгебру. – М.: Физматлит, 2001. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. – М.: ФМЛ, 2004. Ахо А., Хопкрофт Д., труктуры данных и алгоритмы. – М.: Вильямс, 2009. лгоритмы и структуры данных. – СПб: Невский диалект, 2001. зык программирования С++. – М.:  БИНОМ, 2004. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., лгоритмы. Построение и анализ. – М.: «Вильямс», 2005. Введение в дискретную математику: Учеб. пособие для вузов. М.: Наука, 1984. Иан Грэхем. Объектно-ориентированные методы. Принципы и практика. М.: «Вильямс», 2004.

Дополнительная литература:

скусство программирования, 3-е изд. – М.: Вильямс, 2007. зык программирования С++. Лекции и упражнения. – Киев, 2001. искретная математика и комбинаторика. – М.: «Вильямс», 2006. С. 960.

Перечень экзаменационный тем НИИ

Понятие архитектуры вычислительных систем (ВС). Классификация ВС. Принципы организации CISC и RISC архитектур. Многопроцессорные системы. Симметричная и асимметричная многопроцессорность. Методы организации памяти и обработки информации в таких системах. Методы организации сетей ЭВМ. Основные принципы их функционирования. Классификация сетей по масштабу и топологии. Понятие сетевого протокола. Семиуровневая модель OSI/ISO. Способы маршрутизации сообщений в сетях ЭВМ. Сетевая архитектура TCP/IP: основные принципы организации и функционирования. Основные средства аппаратной поддержки функций ОС: система прерываний, защита памяти, механизм преобразования адресов в системах виртуальной памяти, управление  периферийными устройствами. Стратегии управления оперативной памятью.  Виртуальная память. Статическая и динамическая сборка. Распределение и использование ресурсов вычислительной системы и управление ими. Основные подходы и алгоритмы планирования.  Системы реального и разделенного времени. Взаимодействие процессов.  Разделяемая память, средства синхронизации.  Очереди сообщений и другие средства обмена данными. Управление доступом к данным. Файловые системы (основные типы, характеристики). Языки программирования. Концепции процедурно-ориентированного, объектно-ориентированного, логического и функционального программирования.  Раннее (статическое) и позднее (динамическое) связывание, статическая и динамическая типизация. Понятие о методах трансляции. Лексический, синтаксический, семантический анализ. Основные алгоритмы генерации объектного кода. Машинно-ориентированные языки (ассемблеры), области применения, мнемоники, метки (символы). Макросредства, макровызовы, языки макроопределений, условная макрогенерация, принципы реализации. Системы программирования, типовые компоненты СП: языки, трансляторы, редакторы связей, отладчики, текстовые редакторы. Принципы  модульного, компонентного, объектно-ориентированного проектирования, шаблоны проектирования. Моделирование программных систем, язык UML. Современные подходы к автоматическому синтезу программ.  Современные методы и технологии построения распределённых программных систем (J2EE, .NET, веб-службы т. д.). Концепция типа и моделей данных. Абстрактные типы данных. Объекты (основные свойства и отличительные черты). Основные структуры данных, алгоритмы обработки, поиска и сжатия данных. Реляционная модель. Реляционная алгебра. Нормальные формы отношений. Структуры физического уровня баз данных. Методы индексирования. Компоненты систем управления базами данных. Целостность данных. Транзакции. Архитектура систем баз данных. Независимость, целостность и неизбыточное хранение данных. Язык SQL. Средства описания данных, определения ограничений целостности. Язык SQL. Средства манипулирования данными. Язык XML. Структурная модель документа (DTD). Адресация содержания XML-документов согласно спецификации Xlink/Xpointer/XPath. 

Список рекомендуемой литературы

рхитектура компьютера. – СПб: Питер, 2006. омпьютерные сети. – СПб: Питер, 2007. овременные операционные системы. - СПб: Питер, 2007. Иртегов Д.  Введение в операционные системы. – СПб: БХВ-Петербург, 2008. зыки программирования. Разработка и реализация. - М.: Мир, 1979. Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. - М.: Мир, 1978. - Т. 1, 2. Математические модели и методы в параллельных процессах. - М.: Наука, 1986. ведение в логическое программирование. - М.: Мир, 1988. бъектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на C++. – 2-е изд.- М.: Бином, 2000. Буч Г., Рамбо Дж., зык UML. Руководство пользователя. – М.: ДМК, 2000. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. - СПб: Питер, 2001. артин. Быстрая разработка программ: принципы, примеры, практика. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. Г. Гарсиа-Молина, Дж. Д. Ульман, Д. Уидом. Системы баз данных. Полный курс [Пер. с англ.]  — М.; СПб.; Киев : Вильямс, 2003 .— 1083 с. ж. Введение в системы баз данных. - Москва-Санкт-Петербург-Киев: Изд. дом “Вильямс”, 2005. Грабер М. SQL. - M.: Лори, 1999. Даконта М., Саганич А. XML и Java 2. – СПб: Питер, 2001. Ахо А., Сети Р., Ульман Дж. Компиляторы: принципы, технологии и инструменты. - М.: Издательский дом ''Вильямc'', 2001.

Критерии оценки ответа

А	95-100%	Отлично
А-	90-94
В+	85-89	Хорошо
В	80-84
В-	75-79
С+	70-74	Удовлетворительно
С	65-69
С-	60-64
D+	55-59
D	50-54
F	0-49	Не удовлетворительно