ГОУ ВПО САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ проректор СГТУ по учебной работе

ГОУ ВПО САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
проректор СГТУ по учебной работе
профессор Лобачева Г.В.
________________________________
«____» _____________________ 2011 г.
ПРОГРАММА
междисциплинарного вступительного экзамена
в магистратуру по направлению 230100.68
«ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»
Программа обсуждена на заседании кафедры АСУ
25 января 2011 г. протокол № 6
Зав. кафедрой АСУ,
профессор __________________ А.А. Большаков
Программа обсуждена на заседании кафедры ПВС
18 января 2011 г. протокол № 20
Зав. кафедрой ПВС,
профессор __________________ В.Б. Байбурин
Программа обсуждена на заседании кафедры ИСТ
25 января 2011 г. протокол № 20
Зав.кафедрой ИСТ
профессор __________________ А.А. Сытник
Программа утверждена на заседании УМКН 230100.68
«Информатика и вычислительная техника»
25 января 2011 г. протокол № 4
Председатель УМКН 230100
профессор __________________ В.Б. Байбурин
Саратов 2011
Операционные системы
1.
Основные средства аппаратной поддержки функций ОС: система прерываний, защита
памяти, механизм преобразования адресов в системах виртуальной памяти, управление
периферийными устройствами.
2.
Стратегии управления оперативной памятью. Виртуальная память. Статическая и
динамическая сборка.
3.
Распределение и использование ресурсов вычислительной системы и управление ими.
Основные подходы и алгоритмы планирования. Системы реального и разделенного
времени.
4.
Взаимодействие процессов. Разделяемая память, средства синхронизации.
Очереди
сообщений и другие средства обмена данными.
5.
Управление доступом к данным. Файловые системы (основные типы, характеристики).
6.
Определение процесса. Коммуникация процессов, взаимоисключение, синхронизация,
блокировка.
7.
Семафоры. Операции над семафорами. Пример решения задачи взаимного исключения с
помощью семафоров при доступе к общему ресурсу для двух и более процессов.
Программирование на языке высокого уровня
8.
Языки программирования. Концепции процедурно-ориентированного, объектноориентированного, логического и функционального программирования.
9.
Лексические основы языка программирования высокого уровня. Концепция типа данных в
языках программирования.
10. Управляющие структуры языка программирования высокого уровня. Подпрограммы.
Динамические структуры данных.
11. Системы программирования, типовые компоненты СП: языки, трансляторы, редакторы
связей, отладчики, текстовые редакторы.
12. Принципы модульного, компонентного, объектно-ориентированного проектирования,
шаблоны проектирования. Моделирование программных систем, язык UML. Современные
подходы к автоматическому синтезу программ.
13. Основные
концепции
объектно-ориентированного
программирования.
Принцип
инкапсуляции и его реализация в языке программирования. Принцип наследования и его
реализация.
Базы данных
14. Концепция типа и моделей данных. Абстрактные типы данных. Объекты (основные
свойства и отличительные черты). Иерархическая, сетевая, реляционная алгебра отношений.
Основные структуры данных, алгоритмы обработки и поиска. Организация физического
уровня баз данных. Методы индексирования и сжатия данных.
15. Понятие транзакции. Понятие целостности (consistency) данных.
16. Реляционная модель. Нормальные формы. Язык SQL. Средства управления и изменения
схемы базы данных, определения ограничений целостности.
Математическая логика и теория алгоритмов
17. Логика высказываний. Высказывания и операции над ними. Алгебра высказываний.
Формулы логики высказываний. Логическое значение высказывания. Равносильность
формул. Выполнимость и общезначимость. Основные тождества логики высказываний.
Понятие следствия в исчислении высказываний. Нормальные формы, приведение формулы
к СДНФ и СКНФ. Логическое следование формул. Правила логического вывода.
Подстановка. Схемы логического вывода в исчислении высказываний. Аксиоматическое
построение исчисления высказываний. Метатеоремы о транзитивности вывода и дедукции.
18.
19.
Предикаты. Тождественно ложные и выполнимые предикаты. Область истинности
предиката. Операция подстановки в исчислении предикатов Логика предикатов. Формулы
исчисления предикатов. Тождественно истинные, тождественно ложные и выполнимые
формулы. Семантическая эквивалентность формул, основные тождества логики предикатов.
Логический вывод в исчислении предикатов. Аксиоматическое построение исчисления
предикатов. Формулы, аксиомы, правила вывода. Дедуктивные системы. Метатеоремы о
транзитивности вывода, о дедукции. Интерпретация аксиоматической теории предикатов.
Метатеоремы о непротиворечивости и выполнимости, о компактности, о полноте, об
адекватности, о неразрешимости исчисления предикатов. Формальные системы.
Формализованная арифметика. Теорема Геделя о неполноте.
Теория вычислимости. Примитивно-рекурсивные, общерекурсивные и частичнорекурсивные функции. Машины Тьюринга, теорема о правильной вычислимости частичнорекурсивных функций. Тезис Черча. Теорема Поста. Теорема Гёделя о неполноте.
Дискретная математика
20. Теория множеств. Понятие множества, операции над множествами. Диаграммы Венна.
Основные тождества теории множеств. Теорема об эквивалентностях и разбиениях.
Отношения, типы отношений. Функции, свойства функций. Обратные функции, композиция
функций.
21. Булевы функции. Элементарные булевы функции. Теорема и числе булевых функций.
Формулы, суперпозиция формул. Полнота и замкнутость систем булевых функций.
Основные замкнутые классы. Понятие о базисе. Теорема Поста о полноте. Сложность
реализации булевых функций в классе схем из функциональных элементов.
22. Графы, их виды, способы задания, свойства. Связность графов. Изоморфизм графов.
Плоские и планарные графы. Формула Эйлера. Правильная вершинная раскраска графа.
Оценки хроматического числа графов. Независимые множества и покрытия в графах.
Теорема о числе паросочетаний и числе реберного покрытия. Алгоритмы на графах.
Обходы в ширину и глубину. Сети, задача о потоках в сети. Алгоритм Дейкстры.
Организация ЭВМ и систем
23. Понятие архитектуры вычислительных систем (ВС). Классификация ВС. Традиционная
архитектура фон Неймана. Основные архитектурные принципы построения компьютера.
Компьютер фон Неймана. Узкие места компьютера фон Неймана и его усовершенствования.
24. Принципы организации CISC и RISC архитектур.
25. Подсистема памяти современного микропроцессора. Основной принцип построения
иерархической памяти. Типичная схема иерархии памяти. Виртуальная память.
26. Влияние параметров иерархии памяти на время исполнения программы. Рекомендации для
написания эффективных программ с учетом параметров иерархической памяти.
27. Техника конвейеризации. Командный конвейер. Примеры командного конвейера.
Количество ступеней. Причины приостановки конвейера и техника их преодоления.
28. Архитектуры с параллелизмом на уровне команд. Сравнение способов выявления
параллелизма в суперскалярных и VLIW-архитектурах. Примеры архитектур.
29. Архитектура
суперскалярных
процессоров.
Базисные
принципы
организации
суперскаляров. Основные блоки суперскалярных процессоров. Причины, ограничивающие
эффективность суперскаляров. Пути их устранения. Примеры процессоров.
30. Архитектура процессоров с явным параллелизмом на уровне команд (EPIC). Базисные
принципы организации. Itanium – пример EPIC/VLIW-архитектуры. Предикатное
выполнение команд. Аппаратная поддержка программной конвейеризации. Спекуляция по
данным и управлению. Регистровый стек.
31. Способы реализации многопоточности в современных микропроцессорах. Примеры
многопоточных микропроцессоров.
32.
Многопроцессорные системы. Симметричная и асимметричная многопроцессорность.
Методы организации памяти и обработки информации в таких системах.
Вычислительная математика
33. Итерационные методы решения линейных алгебраических систем большой размерности.
34. Численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений.
35. Численное интегрирование.
36. Разностные схемы. Устойчивость разностных схем.
37. Дискретное преобразование Фурье.
Сети ЭВМ и телекоммуникации
38. Понятие сети ЭВМ. Основные принципы функционирования. Классификация сетей по
масштабу и топологии.
39. Локальные и глобальные сети. Особенности локальных, глобальных и корпоративных
сетей. Отличия локальных сетей от глобальных. Тенденция к сближению локальных и
глобальных сетей. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
40. Понятие сетевого протокола. Семиуровневая модель OSI/ISO. Функции уровней модели
OSI. Сетезависимые протоколы и протоколы, ориентированные на приложения. Открытые
системы. Роль и применение OSI в современных сетях
41. Телекоммуникационные основы построения сетей. Сети с коммутацией пакетов. Сети с
коммутацией каналов. Цифровые интегрированные сети. Сети SDH.
42. Основы передачи данных. Асинхронная и синхронная передача. Методы определения
ошибок. Цепи контроля передачи
43. Локальные сети. Типы проводных ЛС. Топологии ЛС. Методы управления доступом к
среде. Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов. Ethernet.
Маркерные методы доступа. Сеть Token Ring..
44. Архитектура стека протоколов TCP/IP. Основные принципы организации и
функционирования.
45. Способы маршрутизации сообщений в сетях ЭВМ. Протоколы маршрутизации Интернет.
46. Транспортные протоколы TCP/IP. Пользовательский дейтаграммный протокол (UDP).
Протокол управления передачей данных (TCP).
47. Протоколы приложений TCP/IP. Служба доменных имен DNS.
ЛИТЕРАТУРА
Операционные системы
1. Таненбаум Э. Современные операционные системы. - СПб: Питер, 2007.
2. Иртегов Д. Введение в операционные системы. – СПб: БХВ-Петербург, 2008.
3. Столингс В.. Операционные системы. Внутреннее устройство и принципы проектирования.
М.: Вильямс, 2002.
4. Карпов В.Е., Коньков К.А.. Основы операционных систем: Учебный курс. М.: Изд-во
"Интернет-университет информационных технологий ИНТУИТ.ру", 2004. 632 c.
5. Олифер В.Г., Олифер Н.А.. Сетевые операционные системы. Учебник. СПб.: Питер, 2003.
Программирование на языке высокого уровня
1. Пратт Т. Языки программирования. Разработка и реализация. - М.: Мир, 1979.
2. Подбельский В.В. Язык С++. М.: Финансы и статистика, 1995.
3. Страуструп Б. Язык программирования С++. М.: Бином, СПб.: Невский диалект, 1999.
4. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на
C++. – 2-е изд.- М.: Бином, 2000.
5. Иванова Г.С. Технология программирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.
6. Орлов С. Технология разработки программного обеспечения. СПб.: Питер, 2002.
Базы данных
1.
Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных. - Москва-Санкт-Петербург-Киев: Изд. дом
“Вильямс”, 2005.
2.
Грабер М. SQL. - M.: Лори, 1999.
Математическая логика и теория алгоритмов
1. Ершов Ю.Л., Палютин Е.А. Математическая логика. - М.: Наука, 1987.
2. Ахо А., Хопкрофт А., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.:
Мир, 1979. 536 с.
3. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. М.: Мир, 1989.
4. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы. Построение и анализ. М.: МЦНМО, 2000.
5. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Структуры данных и алгоритмы. М.: Вильямс, 2001.
6. Гончаров С.С. Счетные булевы алгебры и разрешимость. - Новосибирск, 1996.
7. Лавров И.А., Максимова Л.Л. Задачи по теории множеств, математической логике и теории
алгоритмов. - М.: Физмалит, 2001. - 256 с.
8. Чень Ч., Ли Р. Математическая логика и автоматическое доказательство теорем. - М.: Мир,
1983. - 360 с.
9. Мальцев А.И. Алгоритмы и рекурсивные функции. Изд.2 1986.
Дискретная математика
1. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера.- М., 1980
2. Хопкрофт Дж., Мотвани Э.Р., Ульман Дж. Введение в теорию автоматов, языков и
вычислений. 2-е изд. М.: Вильямс, 2002.
3. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов. СПб.: Питер, 2001.
4. Романовский, И. В. Дискретный анализ: учеб. пособие / И. В. Романовский. - 3-е изд.,
перераб. и доп. - СПб. : Невский Диалект: БХВ-Петербург, 2004.
5. Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. - М.: Наука, 1979.
Организация ЭВМ и систем
1. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. СПб.: Питер, 2003.
2. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. М.: ФИС, 1998.
400 с.
3. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. – СПб: Питер, 2006.
4. Орлов С., Цилькер Б. Организация ЭВМ и систем. - СПб.: Питер, 2007. – 672 с.
Вычислительная математика
1. Боглаев, Ю. П. Вычислительная математика и программирование: учеб. пособие для втузов /
Ю. П. Боглаев. - М. : Высш.шк., 1990. - 544 с
2. Поршнев, С. В. Вычислительная математика. Курс лекций: Учеб. пособие / С. В. Поршнев. СПб. : БХВ-Петербург, 2004. - 320 с
3. Лобанов А.И. , Петров И.Б. Лекции по вычислительной математике. Интернет-университет
информационных технологий - ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 г., 528 стр.
4. Копченова, Н. В. Вычислительная математика в примерах и задачах : учеб. пособие / Н. В.
Копченова, И. А. Марон. - 2-е изд., стер. - СПб. ; М.: Краснодар : Лань, 2008. - 368 с.
Сети ЭВМ и телекоммуникации
1. Таненбаум Э. Компьютерные сети. – СПб: Питер, 2009.
2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб.:
Питер, 2003. 672 с.
Обсуждено на заседании кафедры ИСТ
Протокол № 20 от 25 января 2011 г.
Утверждено на заседании УМКН
Протокол № 4 от 25 января 2011 г.
Заведующий кафедрой ИСТ
д.т.н., профессор Сытник А.А.