магистра по программе 200100.68

УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
___________ В.К. Ильин
«___»_________ 20___ г.
Программа вступительных испытаний
по направлению 200100 «Приборостроение»
специализированной подготовки магистра
по программе 200100.68 «Измерительные информационные технологии»
Магистерская
программа
«Измерительные
информационные
технологии»
нацелена на подготовку специалистов в области
проектирования приборов и систем информационно-измерительных техники.
В основу программы вступительных испытаний положены следующие
вузовские дисциплины, изучаемые в рамках программы подготовки
бакалавров по направлению 200100 «Приборостроение»: «Теоретические
основы
информационно-измерительной
техники»,
«Компьютерные
технологии в приборостроении», «Интеллектуальные средства измерения»,
«Программное обеспечение измерительных процессов».
1. Теоретические основы информационно-измерительной техники
1.1. Применение теории информации. Понятие энтропии. Информация
и её характеристики. Передача информации без помех. Эффективное
кодирование. Передача информации при наличии помех. Коды и
кодирование. Классификация кодов. Цифровые и нецифровые коды.
Избыточность кода. Помехоустойчивое кодирование. Коды с обнаружением
и исправлением ошибок. Непрерывные и блоковые коды. Систематические
коды. Групповые коды. Эффективность кодов. Средства кодирования и
декодирования кодов. Способы передачи кодированных сигналов.
1.2. Теория сигналов. Преобразование сигналов. Дискретизация
сигналов. Теорема Котельникова. Квантование сигналов. Амплитудная
модуляция. Частотная модуляция. Демодуляция. Спектры сигналов.
Многоканальные методы передачи сигналов. Каналы связи. Линии связи.
Основные понятия. Классификация линий связи. Проводные линии.
Электрические каналы. Радио, радиорелейные и космические каналы.
Световодные линии связи. Помехи в каналах связи. Индустриальные
помехи.
1.3. Восприятие информации. Основные методы и формы восприятия.
Классификация. Получение информации. Операционная схема процедуры
восприятия.
Первичное
восприятие
и
измерение
информации.
Информационный портрет источника. Измерения. Методы измерительного
преобразования.
Основные
формы
элементарного
представления
информации. Измерительные системы. Важнейшие характеристики систем.
Измерительные системы нулевого, первого и второго порядков. Оценка
измерительных систем.
2. Компьютерные технологии в приборостроении
2.1. Архитектура вычислительной машины седьмого поколения.
Современная интерпретация принципов фон Неймана. Компоненты
современной вычислительной системы и организация их взаимосвязи.
Технологии современных процессоров: конвейеризация вычислений,
суперскалярность,
суперконвейеризация.
Конфликты
исполнения
инструкций на линейном конвейере команд. Трехмодульный потоковый
конвейер современного процессора.
2.2. Операционная система как виртуальная машина и система
управления ресурсами. Классификация ОС в соответствии с критериями
эффективности
распределения
процессорного
ресурса.
Понятие
многозадачности. Структура
операционной
системы.
Классическое
многослойное ядро ОС. Модель взаимодействия с прикладными
программами. Единицы исполняемой работы ОС. Процессы и потоки.
Планирование потоков в многозадачных ОС.
2.3. Математические и моделирующие программы общего назначения.
Среда и язык высокоуровневого технического программирования MATLAB.
Сферы применения, состав и назначение основных частей среды MATLAB.
Окружение
среды
разработки
и
инструменты
рабочего
пространства. Концепция переменных в MATLAB. Парадигма матричного
представления данных. Фундаментальные типы данных. Иерархия типов
данных. Общие сведения об использовании массивов и методы их
конструирования массивов. Полные и прореженные матрицы. Средства
программирование вычислительных процессов в MATLAB. Сценарии и
функции. Синтаксис языка MATLAB. Структурные операторы. Типы
функций MATLAB: главная функция, подфункции, вложенные функции,
анонимные функции. Программирование файловых операций в MATLAB.
Базовые функции низкоуровневого доступа к файловой системе.
Визуализации данных и результатов вычислений. Базовые графические
примитивы и высокоуровневые функции
построения графиков.
Дескрипторная графика. Типы графических объектов.
2.4.Назначение вычислительных сетей. Основные показатели качества
вычислительной сети. Классификация и архитектура информационновычислительных сетей. Понятие сетевого протокола и сетевого интерфейса.
Стек коммуникационных протоколов. Модель взаимодействия открытых
систем – OSI. Уровни OSI и их основные функции. Базовое
коммуникационное оборудование. Концентраторы и сетевые адаптеры.
Основные функции концентраторов. Логическая структуризация сети.
Использование сетевых технологий при реализации информационных систем
масштаба предприятия
3. Интеллектуальные средства измерения
3.1. Применение
нейроструктуры
в
средствах
измерений.
Классификация
интеллектуальных
информационных
систем.
Интеллектуальный интерфейс. Основные положения теории искусственных
нейронных сетей (ИНС). Основные компоненты ИНС. Множество простых
процессоров. Структура связей. Распространение сигналов в сети.
Комбинирование входящих сигналов. Вычисление сигнала активации.
Обучение корректирующие связи. Архитектура ИНС. ИНС прямого
распространения. ИНС с обратными связями. Сеть Хопфилда. Сеть Коско.
Сжатие данных. Обучение ИНС. Обучение с учителем. Обучение без
учителя.
3.2. Измерительные базы знаний. Основные понятия. Система знаний.
Модели представления знаний. Состав и организация базы знаний
применительно к информационно-измерительным системам, формирование
баз знаний и программных средств работы с ними, модели представлений
знаний, использование модели представления знаний.
3.3. Принципы построения и организации функционирования
интеллектуальных
средств
измерения.
Структура,
функции
интеллектуальных датчиков. Концепция построения интеллектуальной
измерительной системы. Интеллектуальные средства измерений. Аппаратное
и программное обеспечение интеллектуальных систем, контроль работы
средств измерений, применения нейроструктурной технологии в
распознавании ситуаций в средствах измерений.
4. Программное обеспечение измерительных процессов
4.1. Язык программирования как формальная система правил.
Современные языки программирования высокого уровня. Операционная и
информационная модель программы на языке высокого уровня. Основные
положения процедурного программирования. Процедура и функция. Модули
как средство структуризации программного проекта.
4.2. Синтаксическая реализация идей объектно-ориентированного
программирования в языке программирования. Понятие абстрактного типа
данных. Основные понятия и определения. Класс, инкапсуляция и
наследование. Порождение и уничтожение экземпляра класса. Конструкторы
и деструкторы. Ссылочная природа объектов. Ссылочный тип данных и его
использования для реализации динамических структур данных. Реализация
динамического массива на основе ссылочного типа данных. Динамические
структуры данных на основе связных списков.
4.3. Интегрированная среда разработки программ Borland Delphi.
Основные компоненты среды Delphi. Механизмы доступа к данным в Borland
Delphi. Создание приложений с использованием Delphi. Реализация
человеко-машинного
интерфейса.
Реализация
средств
сетевого
взаимодействия на основе Internet-технологий в прикладных программах.
Список экзаменационных вопросов для проведения
вступительного экзамена
1. Применение теории информации. Понятие энтропии. Информация и
её характеристики.
2. Коды и кодирование. Классификация кодов. Цифровые и
нецифровые коды. Избыточность кода.
3. Средства кодирования и декодирования кодов. Способы передачи
кодированных сигналов.
4. Теория сигналов. Преобразование сигналов. Дискретизация
сигналов. Теорема Котельникова.
5. Измерительные системы. Важнейшие характеристики систем.
Измерительные системы нулевого, первого и второго порядков. Оценка
измерительных систем.
6. Амплитудная модуляция. Частотная модуляция. Демодуляция.
Спектры сигналов.
7. Архитектура вычислительной машины седьмого поколения.
Современная интерпретация принципов фон Неймана.
8. Компоненты современной вычислительной системы и организация
их взаимосвязи.
9. Технологии
современных
процессоров:
конвейеризация
вычислений, суперскалярность, суперконвейеризация.
10. Операционная система как виртуальная машина и система
управления ресурсами.
11. Классификация ОС в соответствии с критериями эффективности
распределения процессорного ресурса. Понятие многозадачности.
12. Единицы исполняемой работы ОС. Процессы и потоки.
Планирование потоков в многозадачных ОС.
13. Среда и язык высокоуровневого технического программирования
MATLAB. Сферы применения, состав и назначение основных частей среды
MATLAB.
14. Концепция переменных в MATLAB. Парадигма матричного
представления данных. Фундаментальные типы данных. Иерархия типов
данных.
15. Средства программирование вычислительных процессов в
MATLAB. Сценарии и функции. Синтаксис языка MATLAB.
16. Типы функций MATLAB: главная функция, подфункции,
вложенные функции, анонимные функции.
17. Визуализации данных и результатов вычислений. Базовые
графические примитивы и высокоуровневые функции построения графиков.
18. Основные
показатели
качества
вычислительной
сети. Классификация и архитектура информационно-вычислительных сетей.
19. Понятие сетевого протокола и сетевого интерфейса. Стек
коммуникационных протоколов. Модель взаимодействия открытых систем –
OSI. Уровни OSI и их основные функции.
20. Базовое коммуникационное оборудование. Концентраторы и
сетевые адаптеры. Основные функции концентраторов.
21. Классификация интеллектуальных информационных систем.
Интеллектуальный интерфейс.
22. Основные положения теории искусственных нейронных сетей
(ИНС).Основные компоненты ИНС.
23. Распространение сигналов в сети. Комбинирование входящих
сигналов. Вычисление сигнала активации.
24. Архитектура ИНС. ИНС прямого распространения. ИНС с
обратными связями. Сеть Хопфилда. Сеть Коско.
25. Обучение ИНС. Обучение с учителем. Обучение без учителя.
26. Измерительные базы знаний. Основные понятия. Система знаний.
Модели представления знаний.
27. Принципы построения и организации функционирования
интеллектуальных средств измерения.
28. Аппаратное и программное обеспечение интеллектуальных систем,
контроль работы средств измерений, применения нейроструктурной
технологии в распознавании ситуаций в средствах измерений.
29. Современные языки программирования высокого уровня.
Операционная и информационная модель программы на языке высокого
уровня.
30. Синтаксическая реализация идей объектно-ориентированного
программирования в языке программирования. Понятие абстрактного типа
данных.
31. Интегрированная среда разработки программ Borland Delphi.
Основные компоненты среды Delphi.
32. Создание приложений с использованием Delphi. Реализация
человеко-машинного интерфейса.
Рекомендуемая литература
1. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы.– М.: Высш. шк.,
2008.
2. Информационно-измерительная техника и технологии: учеб. для
вузов / В.И.Калашников, С.В. Нефедов, А.Б. Путилин и др.: Под ред.
Г.Г.Ранеева. – М.: Высш. шк., 2004.
3. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи. – М.: Высш. шк.,
2005
4. Куликовский К.Л., Кнер В.Я. Методы и средства измерений: Учеб.
Пособие для вузов. – М.: Энергоиздат, 2006.
5. Каганов В.И., Битюгов В.К. Основы радиоэлектроники и связи: Учеб.
пособие для вузов. – М.: Горячая линия. – Телеком, 2006. – 542 с.: ил.
6. Яковлев А.Н. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие. –
М.: Инфра-М, 2005. – 348 с.
7. Каплун В.А., Браммер Ю.А., Лохова С.П., Шостак И.В.
Радиотехнические устройства и элементы радиосистем: Учеб. пособие. 2-ое
изд. – М.: Высш. шк., 2005. – 294 с.: ил.
8. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации:
Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2005. – 688 с.: ил.
9. Микропроцессорные системы: Учеб. пособие для вузов. / Под
редакцией Д.В. Пузанкова. – СПб .: Политехника, 2005. – 934 с.: ил.
10. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы: Учеб.
пособие для вузов. – СПб .: Питер, 2008. – 539 с.: ил.
11. Леонтьев В.Е. Введение в алгоритмические языки и
программирование: Конспект лекций. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2006.
12. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы,
технологии, протоколы: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2004. – 672 с.: ил.
13. Башмаков
А.И.
Башмаков
И.А.
Интеллектуальные
информационные технологии: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2005. – 304 с.
14. Ясницкий Л.Н. Введение в искусственный интеллект: Учеб.
пособие. – М.: Изд-во «Академия», 2005. – 176 с.
15. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / Пер. с
польского И.Д. Рудинского. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 344 с.
16. Информационно-измерительная техника и технологии Под. ред.
Г.Г. Раннева.-М.: Высшая школа, 2004. – 197 с..
17. Горелкин А.Л. Методы распознавания: Учеб. пособие. – М.:Высш.
шк., 2004. – 261 с.
18. Галушкин А.И. Нейрокомпьютеры и их применение на рубеже
тысячелетий в Китае. В 2-х томах. Том 2.: М.: Горячая линия - Телеком, 2004.
– 464 с.
19.Введение в алгоритмические языки и программирование. (Конспект
лекций по дисциплине «Программное обеспечение измерительных
процессов») Леонтьев В.Е.–Казань.: Казан. гос. энерг. ун-т, 2006.–128с.
20.Введение в программирование микропроцессорных систем.
Лабораторный практикум Леонтьев В.Е. – Казань.: Казан. гос. энерг. ун-т,
2005.–156с.
21. Ассемблер. Юров В. СП: Питер. 2006
22 Прикладное программирование в среде Borland Delphi. Леонтьев
В.Е.–Казань.: Казан. гос. энерг. ун-т, 2006.–188с.
Зав. кафедрой ИИУС
А.Р. Мухутдинов