05.13.11 — Математическое и программное обеспечение вычислительных машин... (05.13.11 — Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей)

В основу настоящей программы положены следующие вузовские дисциплины:дискретная математика; программирование на языке высокого уровня; объектноориентированное программирование; теория языков программирования и методытрансляции; теория автоматов и формальных языков; аналитическое и имитационноемоделирование; основы схемотехники; структуры и алгоритмы обработки данных;операционные системы; архитектура вычислительных систем; конструированиепрограммного обеспечения; проектирование и архитектура программных систем;проектирование человеко-машинного интерфейса;тестирование программногообеспечения.Схемотехника и основы конструирования ЭВММетоды минимизации нормальных дизъюнктивных и конъюнктивных форм.Методы минимизации многополюсных комбинационных схем.Структурные автоматы.

Минимизация.Схемотехника комбинационных, регистровых и пересчетных схем.Теорема о полноте системы функций алгебры логики. Необходимость.Достаточность.6. Методы ограничения перебора при решении комбинаторных задач. Классысложности задач.7. Исчисление высказываний и его интерпретация в алгебре логики. Исчисленияпредикатов первого порядка.8. Алгоритмы унификации.

Принцип резолюции.1.2.3.4.5.Процессоры и организация их работы1. Центральный процессор. Организация, функционирование. Выполнение машинныхкоманд. Слово состояния программы.2. Формализация понятия алгоритма. Машина Тьюринга.3. Процессор ввода-вывода. Организация, функционирование.4. Операции над числами с фиксированной точкой.

Алгоритмы. Реализация.5. Схемная и микропрограммная реализация БУУ.6. Операции над числами с плавающей точкой. Алгоритмы. Реализация.7. Выполнение операций над двоично-десятичными числами. Логические операции.Алгоритмы. Реализация.8. Прерывание. Аппаратура, выполнение.Архитектура вычислительных машин, систем и сетей.

Оценка решений.1. Способы адресации. Адресность. Оценка адресности. Выбор основания системысчисления.2. Конвейер команд. Временные проблемы. Диспетчеризация.3. Иерархическая система памяти. Виртуальная память. Секционированная память.Оценка эффективности.4. Буферная память типа кэш. Оценка эффективности.5.

Моделирование тракта ОП - процессор.6. Режимы работы ЭВМ. Оценка эффективности режима СРВ.7. Машины, управляемые потоком данных. Эффективность.8. Конвейерное выполнение операций и команд.Аппаратные особенностиконвейерных ЭВМ. Влияние на производительность межкомандной зависимости.9. Вычислительные системы10. Вычислительные сети11. Понятие о моделях, их классификация; требования к моделям; моделирование, какэтап проектирования.12. Математическоеиимитационноемоделирования.Моделимассовогообслуживания.13. Моделирование случайных величин, событий и потоков событий.14. Сети Петри.15. Обработка результатов эксперимента, планирование эксперимента.16. Языки моделирования. Верификация как метод анализа схемных решений.Алгоритмические языки и программирование1. Типы данных, процедуры (подпрограммы) и макросредства в языкахпрограммирования.

Классификация типов данных, способы передачи параметровв процедурах на примере языка Си.2. Динамические структуры данных (списки, деревья, стеки, очереди), способы ихпредставления и основные операции над ними.3. Таблицы, способы их организации (упорядоченные таблицы, таблицы-деревья,перемешанные таблицы).4. Основные понятия и принципы объектно-ориентированного программирования.Особенности реализации механизма композиции классов.5. Понятие программных средств и их жизненный цикл. Критерий качества ПС.6. Основные синтаксические конструкции языка ПРОЛОГ.

Декларативный принципзаписи логических программ.7. Префиксная форма записи и списковая структура программы и данных на языкеЛИСП. Базовые принципы обработки списков на ЛИСПе.8. Язык Ассемблер. Структура программы. Работа со стеком, команды передачиданных, арифметические команды, команды обработки битов, командыпреобразования на примере системы команд процессора Intel 8086.Системное программное обеспечение1. Операционные системы, их основные функции. Архитектуры ОС. Понятие ядраОС.

Монолитные, иерархические и микроядерные ОС.2. Организация взаимодействия процессов. Однозадачность и многозадачность.Процессы и потоки. Многозадачность на основе синхронизации. Синхронизацияпроцессов и потоков. Семафоры. Тупики и их разновидности.3. Стратегия распределения основных ресурсов ЭВМ (память-ОЗУ, процессоров,последовательно используемых ресурсов).4. Основныестратегии планирования выполнения заданий и задач вмультипрограммных системах.5.

Проектирование драйверов. Символьные и блочные драйверы. Структура ифункции драйвера устройства.6. Проектирование компиляторов. Структура и этапы компиляции. Таблицы лексемкомпилятора. Средства выделения и опознавания лексем.7. Разбор арифметических и логических выражений. Дерево разбора выражений и егообход. Инфиксная, префиксная и постфиксная запись выражений и особенности ихразбора.8. Формальные грамматики и синтаксический контроль.

Алгоритмы синтаксическогоанализа для LL(K)-грамматик, LR(K)-грамматик. Основы синтаксическогоконтроля: нисходящий и восходящий синтаксический анализ.9. Распознаватели и преобразователи: конечные автоматы и преобразователи,автоматы и преобразователи с магазинной памятью.Базы данных, знаний и защита информации1. Логическое проектирование реляционных баз данных.2. Язык структурированных запросов SQL.

Выбор и модификация данных,группировка таблиц, агрегатные функции, использование подзапросов.3. Поля Галуа и алгебра полиномов. Примеры применения в криптографии.4. Методы шифрования с открытым ключом. Примеры использования вкриптографии.5. Защита информации в системах обработки и хранения информации. Политикабезопасности. Мандатное управление доступом.6.

Модели представления знаний.7. Экспертные системы. Архитектура. Основные компоненты. Классификация.8. Эволюционное моделирование. Генетическое программирование. Генетическийалгоритм.Основы разработки программных систем1. Концепции и принципы проектирования программных систем. Взаимосвязь междупроектированием и требованиями. Архитектурные стили и шаблоны.2. Архитектурное проектирование программных систем. Стратегии и архитектурныестили.3. Принципы и методы проектирования человеко-машинного интерфейса, еготестирование, оценка и верификация.4. Уровни определения процесса разработки программного продукта. Модели истандарты жизненного цикла программного обеспечения.5. Методы, принципы и стратегии тестирования программных систем. Процесстестирования, анализ результатов и создание отчетов.6.

Разработка и анализ требований к программному обеспечению, их спецификация,документирование и аттестация.7. Управление конфигурацией программного обеспечения. Контроль версий исопровождение.Основная литература1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения. — СПб.: Питер,2004.Бройдо В.Л., Ильина О.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.СПб.: Питер, 2008.Дейтел Х. М., Дейтел П.

Дж. Операционные системы. Распределенные системы,сети, безопасность: третье издание. Пер. с англ. М.: Бином-Пресс, 2006.Половко А. М., Гуров С. В. Основы теории надежности: Учебное пособие. –СПб.: БХВ-Петербург, 2006.Новиков П.В. Логическое программирование. Уч. пос. – М.: Изд-во МАИ, 2007,100с.Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. Издание 3. – СПб.: BHV, 2011Андон Ф.И., Коваль Г.И., Коротун Т.М., Лаврищева Е.М. Суслов В.Ю Основыинженерии качества программных систем – К.: Академпериодика.– Второе изд.,2007.Карл И.

Вигерс. Разработка требований к программному обеспечению. Издательско-торговый дом “Русская редакция”, 2004.Э. Гамма. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерныпроектирования. СПб.: Питер, 2010.Юров В.И. Ассемблер: учебник для вузов.

– СПб: Питер, 2007.Городняя Л.В. Основы функционального программирования. Курс лекций.Учебное пособие. – М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-университет информационныхтехнологий», 2004, 272 с.Альфред В. Ахо, Моника С. Лам, Рави Сети, Джеффри Д. Ульман Компиляторы:принципы, технологии и инструментарий, 2 изд. М.: Вильямс, 2010. с.1184.Тельнов Ю.Ф., Трембач В.М. Интеллектуальные информационные системы.