Рабочие программы дисциплин в структуре Основной образовательной программы

Рабочие программы дисциплин
в структуре Основной образовательной программы
по направлению подготовки 230100 Информатика и
вычислительная техника (магистерская программа
"Информационно-управляющие системы")
Общенаучный цикл. Базовая часть.
М1.Ф.01 Интеллектуальные системы
Дисциплина базовой части Учебного плана (от 09.09.2011 № 1) подготовки
(специальное звание "Магистр-инженер") имеет трудоемкость 3 зачетные единицы (включая
32 часа аудиторной работы студента).
Форма аттестации: экзамен в семестре 1.
Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины "Интеллектуальные системы" является фундаментальная
подготовка в составе других базовых дисциплин цикла "Общенаучный цикл" в соответствии
с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным
стандартом (приказ Минобрнауки России от 09.11.2009 № 554) для формирования у
выпускника общекультурных, профессиональных компетенций, способствующих решению
профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности:
проектно-конструкторская, проектно-технологическая, научно-исследовательская, научнопедагогическая, организационно-управленческая.
Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:
- подготовка магистранта по разработанной в университете основной образовательной
программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения
дисциплины;
- подготовка магистранта к освоению дисциплин "Базы данных и знаний",
"Математическое моделирование информационных систем и процессов",
"Проектирование информационно-управляющих систем";
- подготовка магистранта к прохождению практик "Научно-исследовательская",
"Научно-производственная", "Педагогическая";
- подготовка магистранта к научно-исследовательской работе и семинару;
- подготовка магистранта к итоговой аттестации;
- развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.
Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- ОК-2 - способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к
изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной
деятельности;
- ПК-5 - выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и
проектирования объектов автоматизации.
Кафедра установила следующие особенности проектируемых результатов освоения
дисциплин:
Знать (обладать знаниями)
- методы отимизации и принятия проектных решений;
- модели представления и методы обработки знаний, системы принятия решений.
Уметь (обладать умениями)
разрабатывть математические модели процессов и объектов, методы их исследования,
выполнять их сравнительный анализ.
Владеть (овладеть умениями)
- методами научного поиска;
- способами формализации интеллектуальных задач с помощью языков искусственного
интеллекта;
- методами управления знаниями.
-
Содержание дисциплины
Семестр № 1
1. Раздел №1 Проблемы искусственного интеллекта, формальные языки и формальные
системы.
1.1. Тема №1 Место среди других наук, первые шаги и современные направления
искусственного интеллекта: 1) Представление знаний. 2) Автоматизация
рассуждений. 3) Приобретение знаний, машинное обучение и автоматическое
порождение гипотез. 4) Интеллектуальный анализ данных и обработка образной
информации.
1.2. Тема №2 Формальные языки и формальные системы: 1) Язык исчисления
предикатов первого порядка. 2) Формальные и алгебраические системы.
Интерпретация. 3) Выводимость и истинность. Представление знаний. 4) Системы,
основанные на правилах и продукционные системы.
2. Раздел №2 Представление знаний и автоматизация рассуждений на основе знаний.
2.1. Тема №1 Представление знаний: 1) Семантические сети и системы фреймов. 2)
Простые и расширенные семантические сети. 3) Отношения структурного сходства,
ассоциативные и каузальные отношения. 4) Представление знаний в системах
фреймов.
2.2. Тема №2 Рассуждения и автоматизация рассуждений: 1) Достоверные и
правдоподобные рассуждения. 2) Автоматизация дедуктивных рассуждений. 3) Поиск
доказательств теорем методом резолюций. 4) Метод резолюций для исчисления
высказываний.
3. Раздел №3 Правдоподобные рассуждения и интеллектуальные динамические системы.
3.1. Тема №1 Правдоподобные рассуждения: 1) Автоматизация индуктивных
рассуждений. 2) ДСМ — метод индуктивного вывода.
3.2. Тема №2 Интеллектуальные динамические системы: 1) Состояния и траектории.
2) Управляемые динамические системы, основанные на правилах. 3) Особенности баз
знаний динамических систем, основанных на правилах. 4) Синтез управления для
интеллектуальных динамических систем.
4. Раздел №4 Методы приобретения знаний и мягкие вычисления.
4.1. Тема №1 Методы приобретения знаний: 1) Источники знаний для
интеллектуальных систем. 2) Прямые методы приобретения знаний. Машинное
обучение. 3) Адаптивные сетевые модели приобретения знаний.
4.2. Тема №2 Мягкие вычисления: 1) Нечеткая математика, нечеткая логика и
нечеткие системы. 2) Нечетко-логические модели представления и обработки слабо
формализованной информации. 3) Нейросетевые модели представления и обработки
знаний. 4) Эволюционное моделирование и генетические алгоритмы.
Код РПД: 427
Кафедра: "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте"
М1.Ф.02 Методы оптимизации
Дисциплина базовой части Учебного плана (от 06.04.2012 № 12) подготовки
(специальное звание "Магистр-инженер") имеет трудоемкость 3 зачетные единицы (включая
36 часов аудиторной работы студента).
Форма аттестации: зачет в семестре 2.
Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины "Методы оптимизации" является фундаментальная подготовка в
составе других базовых дисциплин цикла "Общенаучный цикл" в соответствии с
требованиями,
установленными
федеральным
государственным
образовательным
стандартом (приказ Минобрнауки России от 09.11.2009 № 554) для формирования у
выпускника профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных
задач в соответствии с видами профессиональной деятельности: проектно-конструкторская,
проектно-технологическая,
научно-исследовательская,
научно-педагогическая,
организационно-управленческая.
Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:
- подготовка магистранта по разработанной в университете основной образовательной
программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения
дисциплины;
- подготовка магистранта к освоению дисциплин "Проектирование информационноуправляющих систем", "Теория принятия решений";
- подготовка магистранта к научно-исследовательской работе и семинару;
- подготовка магистранта к итоговой аттестации;
- развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.
Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- ПК-1 - применять перспективные методы исследования и решения профессиональных
задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и
информационных технологий;
- ПК-4 - формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных
и/или программных средств вычислительной техники;
- ПК-5 - выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и
проектирования объектов автоматизации.
Кафедра установила следующие особенности проектируемых результатов освоения
дисциплин:
Знать (обладать знаниями)
- методы отимизации и принятия проектных решений;
- методы научного поиска;
- методы проектировантя аппаратных и программных средств вычислительной
техники;
- методы и алгоритмы объектно-ориентированного программирования.
Уметь (обладать умениями)
- разрабатывть математические модели процессов и объектов, методы их исследования,
выполнять их сравнительный анализ;
- использовать типовые программные продукты, ориентированные на решение
научных, проектных и технологических задач.
Владеть (овладеть умениями)
- методами научного поиска;
- навыками самостоятельной научно-исследовательской и научно-педагогической
деятельности, методиками сбора, переработки и представления научно-технических
материалов по результатам исследований к опубликованию к печати, а также в виде
обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций.
Содержание дисциплины
Семестр № 2
1. Методы безусловной оптимизации.
1.1. Общая характеристика методов безусловной оптимизации: 1) Прямые и
итерационные методы 2) Типы итерационных методов 3) Обзор классических методов
4) Условная оптимизация. Метод множителей Лагранжа.
1.2. Численные методы: 1) Общая характеристика 2) Метод равномерного поиска 3)
Метод поразрядного приближения 4) Метод половинного деления (бисекции).
1.3. Численные методы (продолжение): 1) Метод хорд 2) Метод секущих 3) Метод
Ньютона.
1.4. Численные методы (продолжение): 1) Метод чисел Фибоначчи 2) Метод
«золотого сечения».
1.5. Квадратичная и кубическая интерполяция: 1) Квадратичная интерполяция 2)
Кубическая интерполяция.
1.6. Методы прямого поиска для функций n переменных: 1) Общая характеристика 2)
Метод Хука-Дживса 3) Метод Нелдера-Мида.
1.7. Градиентные методы: 1) Метод наискорейшего спуска 2) Квадратичные функции
3) Метод Давидона-Флетчера-Пауэлла 4) Метод Флетчера-Ривса.
2. Методы условной оптимизации.
2.1. Общая характеристика методов: 1) Ограничения в виде равенств 2) Ограничения в
виде неравенств (условия Куна-Такера) 3) Выпуклость и вогнутость.
2.2. Общие методы поиска: 1) Модифицированный метод Хука-Дживса 2)
Комплексный метод.
2.3. Линейное программирование: 1) Постановка основной задачи линейного
программирования 2) Область допустимых решений 3) Допустимое базисное решение
4) Признак оптимальности 5) Геометрический метод и симплекс-метод.
2.4. Линейное программирование (продолжение): 1) Линейная транспортная задача 2)
Транспортная задача с фиксированными доплатами 3) Минимаксные задачи
транспортного типа.
2.5. Комбинаторные методы: 1) Метод динамического программирования 2) Метод
ветвей и границ 3) Вычислительная эффективность методов.
Код РПД: 3209 (1309)
Кафедра: "Информатика "
Профессиональный цикл. Базовая часть.
М2.Ф.01 Вычислительные системы
Дисциплина базовой части Учебного плана (от 06.04.2012 № 12) подготовки
(специальное звание "Магистр-инженер") имеет трудоемкость 5 зачетных единиц (включая
48 часов аудиторной работы студента).
Форма аттестации: экзамен в семестре 1.
Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины "Вычислительные системы" является фундаментальная
подготовка в составе других базовых дисциплин цикла "Профессиональный цикл" в
соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным
образовательным стандартом (приказ Минобрнауки России от 09.11.2009 № 554) для
формирования у выпускника общекультурных, профессиональных компетенций,
способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами
профессиональной деятельности: проектно-конструкторская, проектно-технологическая,
научно-исследовательская, научно-педагогическая, организационно-управленческая.
Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:
- подготовка магистранта по разработанной в университете основной образовательной
программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения
дисциплины;
- подготовка магистранта к освоению дисциплин "Математическое моделирование
информационных систем и процессов", "Методы оптимизации", "Проектирование
информационно-управляющих систем";
- подготовка магистранта к научно-исследовательской работе и семинару;
- подготовка магистранта к итоговой аттестации;
- развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.
Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- ОК-1 - способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и
общекультурный уровень;
- ОК-2 - способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к
изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной
деятельности;
- ОК-6 - способен самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в
том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой
деятельности;
- ОК-7 - способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и
приборов (в соответствии с целями магистерской программы);
- ПК-1 - применять перспективные методы исследования и решения профессиональных
задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и
информационных технологий.
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
Знать (обладать знаниями)
- методы проектирования аппаратных и программных средств вычислительной
техники.
Уметь (обладать умениями)
- планировать, организовывать и проводить научные исследования;
- использовать типовые программные продукты, ориентированные на решение
научных, проектных и технологических задач.
Владеть (овладеть умениями)
- навыками самостоятельной научно-исследовательской и научно-педагогической
деятельности, методиками сбора, переработки и представления научно-технических
материалов по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде
обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций.
Содержание дисциплины
Семестр № 1
1. Архитектура современных параллельных вычислительных систем.
2. Методы планирования решения задач на одномерных и неодномерных вычислительных
системах.
Код РПД: 3343 (628)
Кафедра: "Информатика "
М2.Ф.02 Технология разработки программного обеспечения
Дисциплина базовой части Учебного плана (от 06.04.2012 № 12) подготовки
(специальное звание "Магистр-инженер") имеет трудоемкость 5 зачетных единиц (включая
48 часов аудиторной работы студента).
Форма аттестации: экзамен в семестре 1.
Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины "Технология разработки программного обеспечения " является
фундаментальная
подготовка
в
составе
других
базовых
дисциплин
цикла
"Профессиональный цикл" в соответствии с требованиями, установленными федеральным
государственным образовательным стандартом (приказ Минобрнауки России от 09.11.2009
№ 554) для формирования у выпускника общекультурных, профессиональных компетенций,
способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами
профессиональной деятельности: проектно-конструкторская, проектно-технологическая,
научно-исследовательская, научно-педагогическая, организационно-управленческая.
Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:
- подготовка магистранта по разработанной в университете основной образовательной
программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения
дисциплины;
- подготовка магистранта к освоению дисциплин "Методы оптимизации",
"Проектирование информационно-управляющих систем", "Теория принятия
решений";
- подготовка магистранта к научно-исследовательской работе и семинару;
- подготовка магистранта к итоговой аттестации;
- развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.
Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- ОК-6 - способен самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в
том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой
деятельности;
- ПК-3 - разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их
подразделений на основе Web- и CALS-технологий;
- ПК-4 - формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных
и/или программных средств вычислительной техники;
- ПК-6 - применять современные технологии разработки программных комплексов с
использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых
программных продуктов.
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
Знать (обладать знаниями)
- жизненный цикл программ, оценку качества программных продуктов, технологии
разработки программных комплексов, CASE-средства;
- методы и алгоритмы объектно-ориентированного программирования;
- методики, языки и стандарты информационной поддержки изделий (CALSтехнологий) на различных этапах их жизненного цикла.
Уметь (обладать умениями)
использовать типовые программные продукты, ориентированные на решение
научных, проектных и технологических задач.
Кафедра установила следующие особенности проектируемых результатов освоения
дисциплин:
Владеть (овладеть умениями)
- способами формализации интеллектуальных задач с помощью языков искусственного
интеллекта;
- методами управления знаниями.
-
Содержание дисциплины
Семестр № 1
1. Проблемы разработки сложных программ.
1.1. Жизненный цикл программного обеспечения и технологических процессов
разработки ПО: 1) Организация жизненного цикла ПО, каскадные и итеративные
модели жизненного цикла, и набор стандартов, регулирующих процессы разработки
ПО в целом 2) Техническое задание, эскизный и рабочий проекты. Методология
быстрой разработки приложений (RAD), методологии унифицированного процесса
разработки Rational (RUP) и экстремального программирования (XP).
1.2. Структурный подход в проектировании ПО и классификация структурных
методологий: 1) Диаграммы «сущность-связь» (ERD), 2) диаграммы потоков данных
(DFD) 3) SADT-модели (стандарт IDEF0).
2. Архитектура ПО, влияние архитектуры на свойства ПО.
2.1. Унифицированный язык моделирования UML: 1) Особенности разработки
сложных программных систем: иерархичность, групповая разработка, сборочное
проектирование 2)Преимущества и недостатки объектно-ориентированного подхода.
3) Основные понятия унифицированного языка моделирования (UML). 4) Диаграммы
прецедентов, диаграммы классов, диаграммы взаимодействий, диаграммы
последовательности действий, диаграммы состояний, компонентные диаграммы.
2.2. Классификация CASE-систем и их сравнительная характеристика: 1) Тенденции
развития объектно-ориентированных инструментальных средств. 2) Поддержка
графических моделей. 3)Репозитарий и контроль ошибок.
3. Тестирование ПО.
3.1. Связь тестирования и качества разрабатываемого ПО, значение тестирования на
каждом этапе жизненного цикла ПО: 1) Классификация типов тестов. 2)
Документирование и анализ ошибок. 3) Разработка тестов. 4) Примеры построения
тестов. 5) Оценка степени тестируемости ПО.
3.2. Типы тестов: 1) Структурное тестирование (Метод «белого ящика»). Критерии
структурного тестирования. Построение управляющего графа программы. 2)
Функциональное тестирование (Метод «черного ящика»). 3) Графы и отношения.
Тестирование циклов. Тестирование потоков данных. Тестирование транзакций. 4)
Тестирование Web-сайтов. Тестирование форм. 5) Тестирование баз данных. 6)
Особенности объектно-ориентированного тестирования. 7) Модульное тестирование
на примере классов.
3.3. Оценка результатов тестирования ПО: 1)Интеграционное тестирование,
системное тестирование. 2)Сборка программ при тестировании. 3)Критерии
завершения тестирования.
4. Интерфейсы ПО.
4.1. Стандарты, регламентирующие интерфейсы: 1) интерфейсы приложений с
операционной средой 2) построение файловых систем и баз данных, 3) компонентов
программных средств, сопровождение и управление конфигурацией сложных
программных средств,.
4.2. 2 Документирование: 1) Документирование программных средств и баз данных.
Код РПД: 3504 (1146)
Кафедра: "Информатика "
М2.Ф.03 Современные проблемы информатики и
вычислительной техники
Дисциплина базовой части Учебного плана (от 09.09.2011 № 1) подготовки
(специальное звание "Магистр-инженер") имеет трудоемкость 3 зачетные единицы (включая
32 часа аудиторной работы студента).
Форма аттестации: зачет в семестре 1.
Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины "Современные проблемы информатики и вычислительной
техники" является фундаментальная подготовка в составе других базовых дисциплин цикла
"Профессиональный цикл" в соответствии с требованиями, установленными федеральным
государственным образовательным стандартом (приказ Минобрнауки России от 09.11.2009
№ 554) для формирования у выпускника общекультурных, профессиональных компетенций,
способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами
профессиональной деятельности: проектно-конструкторская, проектно-технологическая,
научно-исследовательская, научно-педагогическая, организационно-управленческая.
Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:
- подготовка магистранта по разработанной в университете основной образовательной
программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения
дисциплины;
- подготовка магистранта к освоению дисциплин "Базы данных и знаний",
"Математическое моделирование информационных систем и процессов",
"Проектирование информационно-управляющих систем";
- подготовка магистранта к прохождению практик "Научно-исследовательская",
"Научно-производственная", "Педагогическая";
- подготовка магистранта к научно-исследовательской работе и семинару;
- подготовка магистранта к итоговой аттестации;
- развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.
Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- ОК-2 - способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к
изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной
деятельности;
- ПК-1 - применять перспективные методы исследования и решения профессиональных
задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и
информационных технологий;
- ПК-6 - применять современные технологии разработки программных комплексов с
использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых
программных продуктов.
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
Знать (обладать знаниями)
- методы хранения, обработки, передачи и защиты информации;
- информационные и телекоммуникационные технологии в науке и образовании.
Уметь (обладать умениями)
использовать типовые программные продукты, ориентированные на решение
научных, проектных и технологических задач.
Владеть (овладеть умениями)
- навыками самостоятельной научно-исследовательской и научно-педагогической
деятельности, методиками сбора, переработки и представления научно-технических
материалов по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде
обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций.
-
Содержание дисциплины
Семестр № 1
1. 1. Раздел №1 Теоретические основы информатики и методы математической логики.
1.1. Тема 1.Теоретические основы информатики: 1) Элементы информатики. 2)
История развития информатики и ВТ. 3) Общие подходы и перспективы.
1.2. Тема 2. Математическая логика: 1) Математическая логика. 2) Индукция и
дедукция в математике. 3) Компьютерная математика и доказательство теорем.
2. Раздел №2 Алгоритм, алгоритмическая сложность математической модели и
алгоритмические языки.
2.1. Тема 1. Алгоритм и алгоритмическая сложность: 1) Понятие алгоритма и
алгоритмической сложности математической модели. 2) История алгоритмов и
программирования. 3) Алгоритмы и счетные устройства.
2.2. Тема 2. Алгоритмические языки: 1) История развития алгоритмических языков. 2)
Современные парадигмы программирования.
3. Раздел №3 Архитектуры вычислительных и телекоммуникационных систем,
теоретическая основа кибернетики, элементы оптимизации.
3.1. Тема 1. Архитектуры вычислительных и телекоммуникационных систем: 1)
Современные архитектуры вычислительных и телекоммуникационных систем. 2)
Распределенные вычислительные и информационные сети. 3) Перспективы
параллельных вычислений и развития телекоммуникаций.
3.2. Тема 2.Теоретические основы кибернетики, элементы оптимизации: 1)
Вариационное исчисление и теория управления. 2) Условные и безусловные
экстремумы Численные критерии оптимизации и функционалы. 3) Анализ и синтез
систем управления, проблема гарантированного управления. 4) Аналитическое
конструирование регуляторов.
4. Раздел №4 Системы искусственного интеллекта и слабо формализованные объекты.
4.1. Тема 1. Системы искусственного интеллекта: 1) Базы данных и базы знаний. 2)
Методы обработки знаний. 3) Автоматизация рассуждений.
4.2. Тема 2. Слабо формализованные объекты: 1) Неопределенные, нечеткие и
случайные процессы. 2) История развития методов нечетко-определенного и
стохастического программирования.
Код РПД: 431
Кафедра: "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте"