Аннотации курсов магистерской программы «Компьютерные системы и сети» Интеллектуальные системы

Аннотации курсов магистерской программы «Компьютерные системы и сети»
Интеллектуальные системы
(автор: д.т.н., проф. Болотова Л.С.)
Цели освоения дисциплины
1. Обеспечить студентов базовыми знаниями принципов построения современных
интеллектуальных систем для поддержки различных сфер деятельности.
2. Заложить основы для последующих курсов, посвященных разработке
информационных, информационно-аналитических, экспертных и управляющих
систем.
3. Познакомить студентов с наиболее популярными типами интеллектуальных систем
4. Обучить студентов разработке и применению основных типов интеллектуальных
систем
Содержание дисциплины
Тема 1. Введение в интеллектуальные системы
Интеллектуальные системы как научное направление, история возникновения и
развития, Классификация задач, решаемых человеком. Основные понятия и
определения искусственного интеллекта. Знание как система. Свойства знаний
Тема 2. Знание как знаковая система
Естественный язык как средство описания знаний. Знак и его свойства. Знаковые
ситуации. Знаковые системы. Виды знаков. Синтаксис, семантика и прагматика
знака. Треугольник Фреге. Прямоугольник Поспелова:
Тема 3. Модель предметной области как знаковая система
Модель предметной области как основа системы представления знаний: структура,
концептуальная модель, состояние, границы, ситуационное пространство. Процедура
и примеры решения задач.
Тема 4. Методы поиска решений в пространстве состояний Решение задач методом
разбиения на подзадачи.
Пространство состояний. Методы полного перебора в ширину. Методы полного
перебора в глубину. Эвристические методы поиска в пространстве состояний.
Жадный алгоритм. Представление задачи в виде И/ИЛИ графа. Механизм сведения
задачи к подзадачам. Пример решения задачи. Достоинства и недостатки методов
поиска в пространстве состояний
Тема 5. Формальные модели представления знаний в исчислениях высказываний и
предикатов.
Классификация моделей представления знаний. Модель формальной системы.
Формальные модели представления знаний: исчисление высказываний и исчисление
предикатов. Понятие «высказывание». Алфавит, синтаксис, аксиомы и семантика.
Законы преобразования формул. Базовые аксиомы. Правила вывода. Логический
вывод. Свойства исчисления высказываний как аксиоматической системы.
Алгоритмическая проблема разрешения в исчислении высказываний. Теорема
дедукции. Принцип дедукции. Принцип резолюций. Свойства метода резолюций.
Методика построения модели предметной области в исчислении высказываний.
Понятие предиката. Алфавит, синтаксис, базовые аксиомы и правила вывода.
Преобразование формул. Стандартизация переменных. Исключение квантора
существования. Предваренная форма. Исключение кванторов общности. Приведение
матрицы к конъюнктивной нормальной форме. Подстановки и унификация.
Логический вывод. Применение метода резолюций. Стратегии резолюции. Дерево
опровержения. Методика построения модели предметной области в исчислении
предикатов.
Логический вывод в исчислении предикатов. Типы запросов к логическим БД.
Область применения МПЗ в ИП.
Тема 6. Неформальные модели
семантическая, фреймовая, гибридная.
представления
знаний:
продукционная,
Неформальные модели представления знаний. продукционные, семантические
сети, фреймы. Общая форма представления знаний. Механизм вывода. Стратегии
управления выводом решения. Эвристические принципы управления системой
продукций. Взаимодействие правил в процессе рассуждений. Достоинства и
недостатки продукционной модели представления знаний, как модели рассуждения.
Примеры работы механизма продукционной модели
Общие понятия и определения. семантических сети Предикатные
семантические сети. Атрибутивные семантические сети. Вывод на семантических
сетях. Методика построения модели предметной области в виде семантической сети.
Достоинства и недостатки семантических сетей.
Фрейм, его структура и свойства. Вывод на фреймах. Методика построения
модели предметной области в виде сети фреймов. Достоинства и недостатки
фреймового представления. Гибридные модели представления знаний
Тема 7. Основные концепции разработки и технология проектирования
интеллектуальных систем.
Этапы разработки. Содержание этапов. Основные подходы. Проблемы
программирования. Языки программирования систем, основанных на знаниях.
Инженерия знаний, методы инженерии знаний. Системы управления знаниями.
Тема 8. Экспертные системы
(ЭС): определение назначение, структура. Основные блоки экспертных систем:
приобретение знаний, объяснение ответа. Экспертные системы, основанные на
правилах. Механизм принятия решений в ЭС. Классификация ЭС и их
характеристика. Технология разработки ЭС: этапы и стадии проектирования.
Инструментальные оболочки ЭС. Примеры ЭС.
Тема 9. Нечеткие экспертные системы (НЭС).
(НЭС):нечеткая логика как формальная СПЗ. Нечёткие множества и отношения.
Операции над нечёткими множествами и отношениями. Лингвистическая
переменная, нечеткие правила вывода; нечеткие продукционные правила, механизм
логического вывода. Структура НЭС: фаззификация и дефаззификация, Вопросы
2
приобретения знаний. Технология разработки. Примеры НЭС
Тема 10. Онтологии и онтологические системы.
Определения, структура, назначение, типы, технология разработки, формальные
модели, механизм вывода. Инструментальные
системы разработки. Система
PROTÉGÉ. Семантический Интернет.
Тема 11. Введение в мультиагентные системы.
Типы агентов, окружение, архитектура. Интеллектуальные агенты. BDI - агенты.
Технология разработки. Программные среды и языки программирования. Примеры.
Литература
1.
Болотова
Л.С.
Системы искусственного интеллекта модели и технологии,
основанные на знаниях/ Учебник, Москва, "Финансы и статистика", 2012- 664 с.
2. Болотова Л.С. Мороз Ю.В., Смирнов С.С., Смольянинова В.А,- Системы
искусственного интеллекта. Методические указания по выполнению лабораторных
работ для студентов, обучающихся по специальностям 230101.230105, часть 1, М.,
2011, , 39 с.
3. Болотова Л.С., Мороз Ю.В., Смирнов С.С., Смольянинова В.А,- Системы
искусственного интеллекта. Методические указания по выполнению лабораторных
работ для студентов, обучающихся по специальностям 230101.230105, часть 2, М.,
2011, 41 с.
4. Кузнецов С.Н., Мороз Ю.В., Смирнов С.С., Смольянинова В.А, Интеллектуальные
информационные системы и технологии Методические указания по выполнению
лабораторных работ, 2011, 44 с.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Интеллектуальные информационные системы:
Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 424 с.
Баринов В.А., Болотова Л.С., Волкова В.Н. и др. Теория систем и системный анализ в
управлении организациями: Справочник. / Под ред. В.Н. Волковой и А.А.
Емельянова. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 844 с.
Башмаков А.И., Башмаков И.А. Интеллектуальные информационные технологии:
Учеб. пособие. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 304 с.
Гаврилова Т.А., Муромцев Д.И. Интеллектуальные технологии в менеджменте:
инструменты и системы: Учеб. пособие. – 2-е изд. – СПб.: Высшая школа
менеджмента СПбГУ, 2008. – 488 с.
Люгер Дж. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных
проблем. – 4-е изд. – М. [и др.]: Вильямс, 2003. – С. 325 – 340.
Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления. – М.:
Энергоатомиздат, 1981.
Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. – М.: Наука, 1986. – 284
с.
Рыбина Г.В. Теория и технология построения интегрированных экспертных систем. –
М.: Научтехлитиздат, 2008. – 482 с.
Рыбина Г.В. Основы построения интеллектуальных систем. – М.: Финансы и
статистика; (ИНФРА-М), 2010. – С. 432.
Смирнов С.С., Смольянинова В.А. Введение в разработку многоагентных систем в
среде Jason. Основы программирования на языке AgentSpeak: Учеб. пособие. / Под
ред. Л.С. Болотовой. – М.: МИРЭА, 2009. – 140 с.
3
15. Тарасов В.Б. От искусственного интеллекта к искусственной жизни: новые
направления в науках об искусственном. // Новости искусственного интеллекта. –
1995. – №4. – С. 93 – 117.
Методы оптимизации
(автор: к.ф.-м.н., доцент Манита Л.А.)
Цель курса
Целями курса «Методы оптимизации» являются освоение
студентами методов
исследования задач оптимизации. В процессе изучения дисциплины студенты получают
знания основных математических методов решения полученных оптимизационных задач,
приобретают навыки математической формализации экстремальных прикладных задач,
навыки самостоятельного изучения отдельных тем дисциплины.
Тематический план
1. Основные понятия в теории оптимизации. Постановка задачи оптимизации.
Понятие критерия оптимальности. Основные задачи оптимизации. Локальные и
глобальные решения в задачах оптимизации.
2.
Конечномерные задачи безусловной оптимизации. Условия оптимальности в
одномерной задаче без ограничений. Условия оптимальности в многомерной задаче без
ограничений. Основные численные методы безусловной оптимизации.
3.
Задачи условной оптимизации. Метод множителей Лагранжа. Необходимые и
достаточные условия оптимальности в задачах с ограничениями в виде равенств.
Необходимые условия оптимальности в задачах с ограничениями в виде равенств и
неравенств. Интерпретация множителей Лагранжа. Численные методы решения задач с
ограничениями.
4.
Выпуклые задачи. Задача выпуклого программирования. Теорема Куна-Таккера.
5.
Задачи линейного программирования. Симплекс-метод решения задач линейного
программирования. Двойственные задачи в линейном программировании. Анализ
чувствительности решения задачи линейного программирования. Транспортная задача.
Задача о назначении.
6.
Динамическое программирование. Принцип оптимальности Беллмана.
7.
Задачи вариационного исчисления. Необходимые условия оптимальности.
8.
Задачи оптимального управления. Принцип максимума Понтрягина.
Содержание дисциплины
Раздел 1. Основные понятия и задачи теории оптимизации.
Тема 1. Постановка задачи оптимизации. Понятие критерия оптимальности. Основные
задачи оптимизации. Оптимальные решения.
(2 ч лекций)
Самостоятельная работа (4 ч)
Разобрать материал лекции 1, изучить соответствующие разделы рекомендуемых учебных пособий.
Литература: [1,2,3]
Раздел 2. Конечномерные задачи безусловной оптимизации
Тема 2. Условия оптимальности в одномерной задаче без ограничений.
4
(1 ч лекций + 2 ч практических занятий)
Самостоятельная работа (6 часов)
Изучить материалы лекции 2. Решить задачи из части I текущего домашнего задания.
(2ч) Изу-чить численные методы решения одномерных задач без ограничений.
Подготовить обзор в письменном виде. (4 ч)
Литература: [1,2,3,5,6,9-10]
Тема 3. Знакоопределенные и знакопеременные матрицы. Критерий Сильвестра. (1 ч
лекций)
Самостоятельная работа (2 часа)
Изучить материалы лекции №2. Решить задачу 2 из Д.З.№1.
Литература: [1,2,3]
Тема 4.Условия оптимальности в многомерной задаче без ограничений.
(2 ч лекций + 2 ч практических занятий)
Самостоятельная работа (8 ч)
Изучить материалы лекции №3. Решить задачи из части II текущего домашнего задания.
Ре-шить задачу 1 из Д.З.№1. (4 ч) Изучить численные методы решения многомерных
задач опти-мизации без ограничений. (4 ч)
Литература: [1,2,3,5,6,9-10]
Раздел 3. Задачи условной оптимизации. Метод множителей Лагранжа
Тема 5. Геометрическая интерпретация задачи условной оптимизации. Задачи
оптимизации с ограничениями в виде равенств. Условия оптимальности.
(4 ч лекций + 2 ч практических занятий)
Самостоятельная работа (10 ч)
Изучить материалы лекции. Выполнение заданий № 3-4 из Д.з. № 1. (4 ч) Решение задач
из части III текущего домашнего задания (6 ч)
Литература: [1,2,7]
Тема 6. Задачи оптимизации с ограничениями в виде равенств и неравенств. Условия оптимальности. Интерпретация множителей Лагранжа. (4 ч лекций + 2 ч практических
занятий)
Самостоятельная работа (14 часов)
Изучить материалы лекций. Решить задачи части IV текущего домашнего задания.
Выполнение задания №5 из Д.З.№1. (10 ч) Ознакомиться с численными методами
решения задач условной оптимизации. (4 ч)
Литература: [1,2,3,5,6,9-10]
Литература
Базовый учебник
1. Галеев Э.М Оптимизация: теория, примеры, задачи. — М.: Эдиториал УРСС,
2010..
Основная литература
2.Манита Л.А. Условия оптимальности в конечномерных нелинейных задачах
оптимизации. Учебное пособие — М.: МГИЭМ, 2010.
http://www.hse.ru/data/2012/04/02/1251363539/ATT1326549.pdf.
3. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. — М.:
Физматлит, 2005.
5
4. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0. — СПб: BHV,
1997.
5. Пшеничный Б.Н., Данилин Ю.М. Численные методы в экстремальных задачах. –
М.: Физматлит, 1975.
Дополнительная литература
6. Aoki, Masanao (1971) Introduction to Optimization Techniques: Fundamentals and
Applications on Nonlinear Programming . Macmillan.
7. Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. —
М.: Лань, 2009.
8. Кузнецов Ю.Н., Кузубов В.И., Волощенко А.Б. Математическое
программирование. — М.: Высшая школа, 1980.
9. Алексеева Е. В., Кутненко О. А., Плясунов А. В. Численные методы
оптимизации. Учеб. пособие . - Новосиб. ун-т. Новосибирск, 2008.
http://math.nsc.ru/LBRT/k5/Plyasunov/Posobie3.pdf
10. Рейзлин В.И. Методы оптимизации. – Томск, ТПУ. Электронный учебник:
http://109.123.146.125/
6
«Моделирование компьютерных сетей и технических систем»
Раздел Моделирование с применением универсальных математических пакетов
(Автор: д.ф.-м.н., профессор Воробьев Е.М.)
Аннотация
Курс «Моделирование компьютерных сетей и технических систем»» входит в
вариативную часть общенаучного цикла. В курсе рассматриваются основные вопросы,
связанные с получением студентами теоретических и практических знаний в области
компьютерного математического моделирования и симулирования.
Основой курса является изучение теоретических принципов и практических методов
создания математических моделей, их исследования и интерпретации с применением
интегрированных программных систем символьных, графических и численных
математических расчетов на компьютере.
В рамках курса студенты обучаются методам математического моделирования, получают
навыки решения и анализа разрабатываемых моделей на компьютере, учатся проводить
математический, и, в частности, вычислительный эксперимент с целью получения новых
знаний об объекте моделирования и приближенной оценки его поведения. В курсе
рассматриваются также актуальные вопросы компьютерной визуализации.
Методика чтения курса состоит в проведении установочных лекций в аудитории,
снабженной компьютерным проектором, главным содержанием которых является
изложение теоретических основ моделирования и демонстрация их практического
применения, а также практические занятия в компьютерных классах для развития навыков
владения методами компьютерного моделирования.
Цель курса
Формирование основных компетенций в области математического моделирования и
применения универсальных математических пакетов компьютерных расчетов для анализа
и интерпретации получаемых моделей.
Тематический план
1. Введение: общие принципы, методы и этапы математического моделирования.
2. Универсальные математические пакеты. Обзор и сравнение.
3. Компьютерная математика. Методика проведения расчетов в области
математического анализа, алгебры, линейной и матричной алгебры,
дифференциальных уравнений с применением универсальных пакетов.
Дифференциальные модели.
4. Компьютерная математика. Создание, обработка и визуализация дискретных
данных с применением универсальных пакетов. Статистика. Дискретные модели.
5. Компьютерная математика. Численные методы и алгоритмы и их реализация в
универсальных пакетах.
6. Компьютерная математика. Визуализация и анимация.
7. Вычислительный эксперимент, методика его проведения и интерпретация
результатов.
7
8. Компьютерное симулирование и его применение для изучения дискретных
нелинейных динамических систем.
9. Компьютерное симулирование и его применение для изучения непрерывных
нелинейных динамических процессов.
10. Эффективность, в том числе экономическая, компьютерного моделирования с
применением универсальных математических пакетов.
Литература
Основная:
 Воробьев Е.М. Введение в систему символьных, графических и численных
расчетов «Математика». М.: Диалог-МИФИ, 2005.
 Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. Идеи, методы,
примеры. М.: Физматлит, 2002.
 Введение в математическое моделирование (под ред. П.В. Трусов). М.: Логос, 2005.
Дополнительная:
 Козин Р.Г. Математическое моделирование: примеры решения задач. М.: МИФИ,
2010
 Курбатова Е.А. Матлаб 7. Самоучитель. М.: Диалектика-Вильямс, 2005
8
«Моделирование компьютерных сетей и технических систем»
Раздел Моделирование компьютерных сетей
(автор: к.т.н., доцент Салибекян С.М.)
Аннотация
Курс «Моделирование компьютерных сетей и технических систем» является курсом по
выбору и рассчитан на магистрантов второго года обучения. В курсе рассматриваются
различные способы моделирования параллельных систем, т.к. большинство современных
вычислительных систем и сетей представляют собой совокупность одновременно
работающих и взаимодействующих между собой устройств. Курс охватывает
математическое моделирование: как аналитическое, так и имитационное (компьютерное);
как стохастическое (вероятностное), так и детерминированное. Также внимание уделяется
вопросу о критериях выбора оптимального способа моделирования в зависимости от вида
моделируемой системы. Одним из раздела дисциплины является «история развития
систем имитационного моделирования». Также рассматриваются методы анализа
результатов моделирования параллельных систем.
Основой курса является установочные лекции, дающие слушателям теоретические основы
для построения и анализа моделей параллельных систем. Курс также предполагает
лабораторные работы для развития практических навыков имитационного моделирования.
Цель курса: Способствовать формированию у магистрантов основных компетенций в
области моделирования параллельных систем, теоретических и практических знаний
умений в области аналитического и имитационного моделирования компьютерных сетей
и вычислительных систем.
1.
4.
8.
Тематический план
Введение. Основные понятия моделирования, цели моделирования компьютерных
сетей и вычислительных систем
2.
История развития систем имитационного моделирования
3.
Классификация методов моделирования
Обзор схем имитационного моделирования: D-схемы, F-схемы, N-схемы, Q-схемы
5.
Моделирование с помощь F-схемы
6.
Моделирование с помощь N-схемы
7.
Моделирование с помощь Q-схемы
Стохастическое моделирование: вероятностный автомат, марковкие цепи, Q-схемы
9.
Моделирование с помощью цепей Маркова
10.
Моделирование с помощью Q-схемы
11.
Методы анализа результатов моделирования
Литература
Основная
1.
Советов Б. Я., Яковлев С. А. С 56 Моделирование систем: Учеб. для вузов — 3-е
юд., пере- раб. и доп. — М.: Высш. шк., 2001. — 343 с.
2.
Васильков Ю. В., Василькова Н. Н. В19 Компьютерные технологии вычислений в
математическом моделировании: Учеб. пособие. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 256 с.
3.
Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. - СПб.:
Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. - 848 с.
9
4.
5.
6.
7.
1.
2.
3.
4.
Замятина О.М. Моделирование сетей: учебное пособие / О.М. Замятина: Томский
политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2011. – 168 с.
Теория графов / Пер. с англ. и предисл. В. П. Козырева. Под ред. Г. П. Гаврилова.
Изд. 2-е. — М.: Едиториал УРСС, 2003. — 296 с.
Котов В.Е. Сети Петри. М.: Наука. Главная редакция физико-математической
литературы, 1984.: Мир, 1984 — 160 с.
Поликарпова Н. И., Шалыто А. А. Автоматное программирование. Спб. 2008. —
167 с.
Дополнительная
Клейнок Л. Теория массового обслуживания. Пер. с англ./Пер. И.И. Грушко; ред.
В.И. Нейман – М.: Машиностроение, 1979. – 432 с.
Jerry Banks, John S. Carson II, Barry L Nelson, David M. Nicol. Discrete-Event System
Simulation. Fourth Edition. Prentice Hall, 2004
Кобелев Н.В. Основы моделирования сложных экономических систем: Учеб.
пособие. – М.: Дело, 2003.
Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем: Пер. с англ. - М., 1984
— 254 с.
10
«Вычислительные методы и сетевые вычисления»
Раздел Вычислительные методы
(Автор: д.т.н., проф. Борисов Н.И.)
Аннотация
Курс «Вычислительные методы и сетевые вычисления» рассчитан на студентов
первого курса магистратуры. Он предназначен для углубленного изучения численных и
численно-аналитических методов вычислительной математики, необходимых для
решения полевых задач, возникающих в различных предметных областях. В дисциплине
изучаются альтернативные методы, использующие специфику решаемой задачи,
разреженность и специальную структуру матриц, их обусловленность и т. д. Кроме того, в
дисциплине рассматриваются методы редукции задач, существенно снижающие
трудоемкость их решения.
Цель курса
Целью курса является углубленное изучение студентами численных и численноаналитических методов вычислительной математики, формирование у студентов
практических навыков преобразования решаемых задач и выбора наиболее эффективных
методов их решения, а также оценки погрешности полученного решения.
Тематический план
1. Источники появления больших систем линейных алгебраических уравнений,
основные проблемы их решения, определения разреженной матрицы.
2. Структуры данных разреженных матриц, операции с разреженными матрицами
(транспонирование, перестановки строк и столбцов, сложение и умножение
матриц).
3. Решение систем линейных алгебраических уравнений с разреженными
матрицами, алгоритмы упорядочения их строк и столбцов, решение систем
уравнений с ленточными, профильными матрицами, блочно-диагональными
матрицами с окаймлением.
4. Численные методы решения обобщенной проблемы собственных значений и
векторов нерегулярных полиномиальных матриц первой и второй степени,
вычисление собственных значений разреженных матриц.
5. Обобщение задачи интерполирования функций, сходимость процесса
интерполяции, оценки погрешности интерполирования.
6. Методы решения нелинейных уравнений и систем уравнений, условия
сходимости методов, способы увеличения скорости сходимости.
7. Численно-аналитические методы решения систем линейных обыкновенных
дифференциальных уравнений с вырожденными матрицами, численные
методы решения жестких систем алгебро-дифференциальных уравнений.
8. Методы редукции систем линейных обыкновенных дифференциальных
уравнений на основе обращения в аналитическом виде полиномиальных
нерегулярных матриц.
9.
Решение некорректных задач линейной алгебры методом регуляризации
Тихонова.
Литература
11
Основная:
 Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы: Учебное пособие для ВУЗов – М.:
Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989. - 432с.
 Беклемишев Д.В. Дополнительные главы линейной алгебры. – М.: Наука. Гл. ред.
физ-мат. лит., 1983. - 336с.
 Деммель Дж. Вычислительная линейная алгебра. Теория и приложения. Пер. с
англ. –М,: Мир, 2001. – 430 с.
 Писсанецки С. Технология разреженных матриц. Пер. с англ. – М.: Мир, 1988. –
410 с.
Дополнительная:
 Парлетт Б. Симметричная проблема собственных значений. Численные методы.
Пер. с англ. –М,: Мир, 1983. – 384 с.
 Джордж А., Лю Дж. Численное решение больших разрженных систем уравнений.
Пер. с англ. –М,: Мир, 1984. – 333 с.
 Михайлов В.Б. Численно-аналитические методы решения сверхжестких
дифференциально-алгебраических систем уравнений. – СПб.: Наука, 2005.2005. 234 с.
12
«Вычислительные методы и сетевые вычисления»
Раздел Сетевые вычисления
(Автор: д.т.н., проф. Саксонов Е.А.)
Цели и задачи дисциплины
Целью и задачами изучения дисциплины является получение знаний технологий создания
и применения распределенной вычислительной (сетевой) среды при организации сетевых
вычислений для эффективной реализации прикладного программного обеспечения,
обеспечения взаимодействия между программами.
Студенты должны уметь принимать концептуальное решение по выбору архитектуры
вычислительной среды, составу вычислительных ресурсов и их взаимодействию,
разрабатывать проектную и эксплуатационную документацию.
Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла.
Дисциплина базируется на материале следующих ранее изученных дисциплин:
«Математика», «Теория автоматов», «Схемотехника», «Математический анализ»,
«Алгебра и геометрия», «Теория вероятностей и математическая статистика»,
«Дискретная математика», «Теория принятия решений», «Математическое и
имитационное моделирование», «Базы данных», «Надежность технический и
программных средств», «Теория проектирования систем и сетей».
Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины магистрант должен:
Знать: основные стандарты в области информационных и сетевых технологий;
этапы процесса формирования распределенной вычислительной среды; современные
технологии организации распределенных вычислений; основные задачи и принципы
организации взаимодействия в распределенных системах; методы организации доступа к
распределенным ресурсам; методы организации телекоммуникационной системы
распределенной вычислительной (сетевой) среды (РВС), параметры и характеристики
РВС, методы обеспечения надежности РВС, средства и методы отладки и сопровождения
ПО РВС; основы Интернет-технологий; принципы построения распределенных
программных систем, операционных систем; принципы администрирования
телекоммуникационных систем и компьютерных сетей; иметь представление о
современных и перспективных технологиях организации и управления вычислительным
процессом, предоставления услуг по обработке информации, принципах и подходах к
повышению качества услуг.
Уметь: формулировать задачи создания РВС в зависимости от назначения системы,
принимать концептуальные решения о составе и основных технологиях при организации
сетевых вычислений для решения конкретных задач, создавать основы профиля сетевой
среды, оценивать качество создаваемой РВС, формулировать требования к параметрам и
характеристикам создаваемой РВС, разрабатывать основную документацию по РВС.
Владеть: стандартной терминологией и базовыми методами реализации РВС,
методами и технологиями анализа РВС.
13
Содержание дисциплины
Содержание разделов дисциплины
1. Введение.
Особенности и проблемы организации сетевых вычислений. Основные
определения и понятия. Потребность в системах, реализующих сетевые вычисления.
Примеры.
2. Параметры и характеристики процесса решения задач в распределенной среде.
Время решения задачи и параметры, влияющие на эту характеристику. Время
доставки сообщений по каналам связи как основной фактор, влияющий на качество
результатов. Надежность. Стоимость.
3. Организация распределенной (сетевой) вычислительной среды. Классификация
распределенных вычислительных сред.
Структура среды и ее влияние на качество вычислительного процесса.
Классификация структур. Типы каналов связи и правила выбора канала. Размещение
данных и серверов в сетевой структуре. Правила формирования структуры. Системы с
гарантированным качеством обслуживания и их организация. Протоколы, определяющие
организацию сетевой среды.
4. Организация обмена данными.
Требования к организации обмена данными. Типы обмена. Характеристики обмена.
Обмен передачей сообщений, особенность реализации, достоинства и недостатки. Обмен
через разделяемую память, особенность реализации, достоинства и недостатки.
Протоколы обмена.
5. Взаимодействие процессов в сетевой среде.
Основные определения. Задачи организации взаимодействия процессов в
распределенной среде. Использование агентов. Синхронизация процессов. Единое
системное время и методы его реализации (метки времени, GPS, алгоритм Лэмпорта,
служба времени Интернет и т.д.). Сетевые семафоры. Обмен данными между процессами.
Запуск процессов (RPC, брокеры).
6. Технологии организации сетевых вычислений.
Технология клиент-сервер. Технология виртуализации. Облачные технологии.
Технология агентов. Технология сетевых файловых систем.
7. Обеспечение надежности распределенной (сетевой) среды.
Надежность аппаратного и программного обеспечения и методы ее повышения
(резервирование, миграция и т.д.). Структурная надежность сети и методы ее повышения.
Согласование требований к надежности с задачами системы, предоставляемыми
сервисами.
8. Модели сетевых вычислений
Модели работы серверов. Модели обработки запросов. Модели передачи данных.
Модели расчета надежности.
9. Оценка качества вычислений в распределенной среде.
Требования к качеству вычислений. Качество, как функция от характеристик
сетевой среды. Функционалы качества и правила их составления. Обоснование
требований к качеству.
10. Программное обеспечение для организации сетевых вычислений.
Взаимодействие программных модулей в сетевой среде. Сетевые средства
операционных систем. Сетевые операционные системы. Распределенные объектные
системы.
14
11. Задачи оптимизации сетевой среды.
Варьируемые параметры сетевой среды. Возможные постановки задач
оптимизации. Модели оптимизации функционалов качества.
Литература:
а) основная литература:
1.
Роджер Диттнер, Кен Мейджорз и др. Виртуализация и Microsoft Virtual Server
2005.- М.:Бином-Пресс, 2008 – 432с.
2.
Олифер, В. Г. Компьютерные сети. СПб. Питер, 2006. - 957 с.
б) дополнительная литература
1.
Аншина М.Л., Цимбал А.А. Технологии создания распределенных систем. Для
профессионалов. – СПб.: «Питер», 2003. – 576 с.
2.
Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Спб.: Питер,
2002. - 688 с.
3.
Вегешна Ш. Качество обслуживания в сетях IP. – М.: Изд-во Вильямс, 2003. - 368
с.
4.
Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. –
М.: Техносфера, 2003. – 512с.
5.
Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. – СПб.:
Питер, 2002. – 736 с.
6.
Дунаев С.Б. INTRANET технологии. - М.: Диалог-МИФИ.- 1997. - 272 с.
7.
Камер Дуглас Э. Компьютерные сети и Internet. Разработка приложений для
Internet : Пер. с англ. – М.: Изд. дом "Вильямс", 2002. – 640 с.
8.
Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. Пер. с англ. Под ред. Б.С.
Цыбакова.- М.: Мир. 1979. – 600 с.
9.
Липаев В.В. Качество программных средств. Методические рекомендации. – М.:
Янус-К, 2002. – 400с.
10.
Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. : Пер. с англ. М.: Мир,
1981. – 323 с.
11.
Мартин М. Введение в сетевые технологии.- М.: Лори, 2002. - 659 с.
12.
Столингс В. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. – М.:
Вильямс. 2002. - 896 с.
13.
Танненбаум Э., М. Ван Стен. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. –
СПб.: Питер, 2003. – 877 с.
14.
Бертсекас Д., Галагер Р. Сети передачи данных.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. –544
с.
15.
Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы. Стандарты, интерфейсы. / Пер. с англ. – М.: Мир.
1990. – 510с.
16.
Джейсон Причад. Просто и доступно. COM и CORBA. Архитектуры, стратегии и
реализации. Из-во "Лора", 2001. 372с.
17.
Кульгин М. Технология корпоративных сетей: Энциклопедия. СПб.: Изд-во
«Питер», 2000. - 512 с.
18.
Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. - М.: Наука, 1981. – 488
с.
19.
Ретана А., Слайс Д., Уайт Р. Принципы проектирования корпоративных IP-сетей.:
Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 368 с.
20.
Столлингс В., Компьютерные системы передачи данных. Изд. 6, Вильямс. 2002. 928 с.
15
21.
Хелд Г. Технологии передачи данных. – СПб.: Питер. 2003. - 720 с.
22.
Шенк Д.Д. Руководство Novell. Технология клиент/сервер и ее приложения. - М.:
Лори. 1995. 272 с.
«Вычислительные системы»
(автор: д.т.н., профессор Жданов В.С. )
Аннотация
Курс «Вычистительные системы» входит в базовую часть профессионального
цикла и расчитан на студентов первого курса обучения в магистратуре. Дисциплина
базируется на материале следующих ранее изученных дисциплин: «Математический
анализ», «Вычислительные методы», «Дискретная математика», «Теория автоматов»,
«Математическая логика и теория алгоритмов», «Программирование», «Архитектура
вычислительных систем», «Операционные системы». Знания и навыки, полученные в
результате изучения дисциплины, должны быть использованы в дисциплинах:
«Микропроцессорные устройства и системы», «Информационные системы», «Цифровые
управляющие системы», «Организация высокопроизводительных систем».
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций: ОК-6, ОК-7, ПК-1, ПК-2, ПК-4 ( в соответствии с ФГОС ВПО).В
результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: теоретические и практические методы проектирования аппаратных и
программных средств вычислительной техники; методы хранения, обработки, передачи и
защиты информации
Уметь: по техническим требованиям определять архитектурные и структурные
параметры вычислительных систем, оце6нивать показатели производительности и
эффективности как отдельных подсистем, так и вычислительной системы в целом.
Владеть: навыками работы с CASE-средствами анализа и проектирования
вычислительных систем
Цель курса
Целью изучения дисциплины является получение знаний и освоение методов построения
и анализа вычислительных систем
Тематический план
1. Введение.
2.
Архитектура
вычислительных
систем
Эволюция вычислительных систем
Современное
состояние
теории
и
практики
проектирования вычмслительных систем
Каноническая функциональная структура ЭВМ Дж. фон
Неймана. Понятие архитектуры
Модель коллектива вычислителей
Техническая
реализация
модели
коллектива
вычислителей.
Архитектурные свойства ВС.
16
Параллельные алгоритмы
Концептуальное понятие и классификация архитектур
вычислительных систем
3.
Конвейерные ВС
Каноническая функциональная структура конвеерного
процессора
Конвеерные системы типа «память-память»
Конвеерные системы типа «регистр-оегистр»
Массово-параллельные системы типа Cray
Анализ конвеерных вычислительных систем
4.
Матричные ВС
Каноническая функциональная структура матричного
процессора
Примеры матричных вычислительных систем
Анализ матричных вычислительных систем
5.
Мультипроцессорные
ВС
6.
7.
8.
9.
Каноническая функциональная структура
мультипроцессора
Семейства ВС Burroghs и Эльбрус
Пути совершенствования архитектуры
мультипроцессорных вычислительных систем
Мультипроцессорные системы со структурнопроцедурной организацией вычислений
Анализ мультипроцессорных вычислительных систем с
усовершенствованной структурой
ВС с программируемой Понятие вычислительных систем с программируемой
структурой
структурой
Архитектурные особенности вычислительных сисьем с
программируемой структурой
Анализ вычислительных сисьем с программируемой
структурой
Транспьютерные ВС
Понятие о транспьютерных вычислительных системах
Система команд транспьютера
Параллельная обработка и коммуникации транспьютеров
Анализ торанспьютерных технологий
Надежность ВС
Показатели производительности и надежности
вычислительных систем
Вычислительные системы со структурной избыточностью
Методики расчета показателей надежности
вычислительных систем
Расчет надежности для переходного и стационарного
режима функционирования вычислительных систем
Контроль функционирования вычислительных систем
Анализ вычислительных систем со структурной
избыточностью
Живучесть ВС
Понятие живучести вычислительных систем
Методики расчета показателей живучести
вычислительных систем
17
Расчет функции потенциальной живучести
вычислительных систем
Анализ живучих вычислительных систем
10
11.
Технико-экономическая Цена быстродействия вычислительных систем
эффективность
Математическое ожидание бесполезных расходов при
функционирования ВС. эксплуатации вычислительных систем
Математическое ожидание дохода вычислительных
систем
Технико-экономическое исследование структур
вычислительных систем в условиях потока задач
Анализ технико-экономических возможностей
вычислительных систем
Заключение
Основные направления совершенствования архитектуры.
Аппаратного и программного обеспечения
вычислительных систем
Литература
Основная
1. Ларионов А.М., Майоров С.А., Новиков Г.И. Вычислительные комплексы,
системы и сети. Учебник для вузов. Л., Энергоатомиздат, 1997.
2. Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник.
– М.: ФиС, 1998.
3. Хорошевский В.Г.. Архитектура вычислительных систем. Учебн. пособие 2-е
изд., // М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008.- 520с.
4. Основы теории вычислительных систем. Под ред. С.А. Майорова. Учебн.
пособие для вузов. М., "Высш. школа", 1978. 408 с. с ил._
5. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Учебник для вузов. М.:
Высшая школа, 1998.
6.Теория проектирования вычислительных машин, систем и сетей: Учебное
пособие/ Матов В.И., Артамонов Г.Т., Брехов О.М.и др. - М.:Изд-во МАИ, 1999. - 460 с.
Дополнительная
1. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. Учебное
пособие для вузов. – М.: Высшая школа. 1999.
2. Вендеров А.М. CASE – технологии. Современные методы и средства
проектирования информационных систем. – М.: ФиС, 1998.
3. Шрайбер Т.Д. Моделирование на GPSS М., Машиностроение, 1980
4. Методические указания по проведению лабораторных работ по курсу
«Вычислительнех системы». МИЭМ – 2011 г.
5. Методическое пособие для самостоятельного изучения материала по курсу
«Вычислительные системы». МИЭМ – 2011. г
18
Технология разработки программного обеспечения
(автор: к.т.н., доцент Клышинский Э.С.)
Аннотация
Курс «Технология разработки программного обеспечения» является обязательным курсом
и рассчитан на студентов первого года обучения в магистратуре. В курсе рассматриваются
основные вопросы, связанные с получением студентами углубленных теоретических
знаний в области теории разработки программного обеспечения, организации процессов
разработки, управления этими процессами, обеспечения качества процессов разработки и
выпускаемого программного обеспечения. Основой курса является практическое изучение
процессов, протекающих в ходе разработки программного обеспечения.
В рамках курса студенты обучаются методам анализа предметной области,
проектирования структуры программной системы и ее составляющих, разработки и
тестирования программного обеспечения, обеспечения его качества, организации потоков
работ. Рассматриваются различные методики организации жизненного цикла
программного обеспечения, управления персоналом в зависимости от выбранного
жизненного цикла, использования инструментальных средств, служащих для разработки
программного обеспечения. Студенты получают навыки в области написания
документации, создаваемой на различных этапах существования программного
обеспечения.
Основу курса составляют установочные лекции, главным содержанием которых является
освоение научно-теоретических основ, а также интерактивные практические занятия для
развития навыков владения методами разработки программного обеспечения и
обеспечения его качества.
Цель курса
Способствовать формированию основных компетенций в области технологий и методов
разработки программного обеспечения, теоретических и практических знаний и умений в
области организации работ, направленных на создание программного обеспечения и
обеспечения его качества на базе современных концепций.
Тематический план
1. Введение: общие понятия, актуальность тематики, история развития методов.
2. Этапы существования программы: анализ, проектирование, разработка,
тестирование, внедрение и использование программного обеспечения.
3. Обзор существующих моделей жизненного цикла.
4. Анализ моделей жизненного цикла: классических, итеративных и гибких.
5. Методики
предварительной
оценки
сложности
разрабатываемого
программного обеспечения.
6. Метод улучшения качества исходных кодов программных систем с
использованием персонального процесса разработки.
7. Обеспечение качества программного обеспечения в соответствии с
требованиями группы стандартов ИСО-9000.
8. Организация работ в случае кризисной ситуации.
19
9. Методы управления персоналом на различных этапах разработки
программного обеспечения. Команда проекта, организация персонала.
Литература
Основная:
 Брукс Ф. Мифический человеко-месяц / Символ, С-Пб.: 2000.
 Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для
информационных систем / Синтег, М.: 2002.
 Липаев В.В. Сертификация программных средств. Учебник / Синтег, М.: 2010.
 Салливан Э. Время – деньги / Русская редакция Microsoft, М.: 2002.
 Йордон Э. Путь камикадзе / Лори, М.: 2003.
 Бобровский С. Технологии Пентагона на службе российских программистов.
Программная инженерия / Питер, СПб.: 2003.
 Humphrey W.S. Managing the software process / Addison-Wesley, Boston: 1990
 ГОСТ Р ISO 9000-2008 Системы менеджмента качества. Основные положения и
словарь
 ГОСТ Р ISO 9001-2008 Системы менеджмента качества. Требования
Дополнительная:
 Азаров В.Н., Вишнеков А.В., Иванова Е.М., Леохин Ю.Л., Олейник А.В.,
Прокофьев И.В. Учебник. Управление качеством. Том 1 «Интегрированные
информационные системы обеспечения качества и защиты информации». М.: Фонд
«Европейский центр по качеству» –2003.
 Галатенко В.А. Стандарты информационной безопасности. Интернет-Университет
Информационных Технологий - ИНТУИТ. РУ, Москва, 2006.
 Курило А. П. Аудит информационной безопасности, М.: БДЦ-пресс, 2006.
 ГОСТ Р 40.003-2008. Система сертификации ГОСТ Р. Регистр систем качества.
Порядок сертификации систем менеджмента качества на соответствие ГОСТ Р
ИСО 9001-2008 (ИСО 9001:2008).
 Репин В. В., Елиферов В. Г. Процессный подход к управлению. Моделирование
бизнес-процессов, Москва: Стандарты и качество, 2004.
20
«Современные проблемы информатики и вычислительной техники»
(Болотова Л.С., д.т.н., проф)
1. Цели освоения дисциплины
Целью дисциплины является получение магистрами знаний по современным
проблемам информатики и вычислительной техники.
Задачами дисциплины являются:
1.1.
получение знаний о современных проблемах технологий анализа и
обработки информации;
1.2.
получение знаний о современных проблемах вычислительной техники;
1.3.
получение знаний о современных проблемах теории структур данных;
1.4.
получение знаний о перспективах развития информационных технологий и
вычислительной техники.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен
ЗНАТЬ: современные проблемы информатики и вычислительной техники.
УМЕТЬ: оценивать качество и эффективность современных программных и
технических средств обработки информации;
анализировать структуру информации и составлять информационные модели;
применять эффективные методы распознавания образов.
ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ о методах исследования, проектирования и разработки
аппаратных и программных средств для обработки информации.
3. Содержание разделов дисциплины
Лекции
1. Модели дискретных объектов и явлений реального и виртуальных
(компьютерных) миров в рамках лингвистического, логического, алгебраического,
графового, стохастического и категорного формализмов. Теория фрактальных структур.
(4 часа)
2. Структура и закономерности протекания информационных процессов.
Измерение как первичный информационный процесс, его характеристики. Модели
процессов передачи, обработки и накопления информации. (4 часа)
3. Формальные логические системы. Автоматическое доказательство теорем.
Логические системы на основе классической и неклассических логик. Сложность
вычислений и описаний. Спецификация вычислений. (4 часа)
4. Алгоритмическая теория сложности по Колмогорову. Семантика и логика
программ. Спецификация, верификация, доказательство свойств программ. Семантика
языков программирования. (4 часа)
21
5. Теория структур данных. Динамика поведения вычислительных структур и
дискретных систем. Взаимосвязь теорий переключательных схем, конечных автоматов,
формальных грамматик и языков, теории параллельных процессов и программирования.
Асинхронные клеточные автоматы. Элементы теории волновых процессов. Нейронные
сети. (5 часа)
6. Сети массового обслуживания. Теория массового обслуживания применительно
к анализу коммуникационных систем общего вида. (5 часа)
7. Эргономика. Задачи рационального распределения функций в эргатических
системах. Организация интеллектуального интерфейса между человеком и ЭВМ. Вопросы
теории общения, речевых актов, функциональной активности и функционального
гомеостазиса. (5 часа)
8. Теория и методы цифровой обработки сигналов (изображений). Автоматизация
проектирования систем обработки сигналов. Программные системы реального времени.
Теория и методы синтеза трехмерных изображений. (5 часа)
9. Унификация представления научно-технических данных, методики, языки и
стандарты информационной поддержки изделий (CALS-технологий) на различных этапах
их жизненного цикла. Методы кумуляции и концентрации информационных ресурсов.
Методы структурирования информации в условиях ее машинного накопления и
обработки, рациональное представление нетекстовой информации. Эффективный ввод
речевой и графической информации. (5 часа)
10. Обеспечение тотальной связи “каждый с каждым и со всеми”. Разработка
систем с массовым параллелизмом и терабайтными “накопителями знаний”. Разработка
средств дистанционной диагностики, обеспечивающих раннее обнаружение
функциональных отклонений в организме. Производство на базе нанотехнологий
“интеллектуальных микротел”, “встраиваемых” в человека. Разработка коллективного
разума в среде “технотронной нервной системы”. Развитие информационных и
телекоммуникационных технологий в науке и образовании. (5 часа)
11. Архитектура перспективных процессоров, используемых для построения
высокопроизводительных вычислительных систем (ВВС). Эталонные аппаратные
платформы. Мультипроцессоры с общей памятью. Типовые архитектурно-структурные
решения, используемые для построения серверов. (5 часа)
12. Программное обеспечение ВВС. ОС Unix. X Windows. Программирование для
X Windows. Параллельные векторные процессоры. Вычислительные системы с массовым
параллелизмом. Программное обеспечение вычислительных систем с массовым
параллелизмом. Принципы параллельной обработки информации. Параллельное
программирование. Кластерные системы. Типовые архитектурно-структурные решения.
Программное обеспечение. Методы и средства оценки производительности ВВС. (5 часа)
Создание сверхбыстродействующих компьютеров, ориентированных на использование
«баз знаний». Создание оптических процессоров, квантовых компьютеров,
нейрокомпьютеров. (4часа)
4. Основная литература:
1. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий.
CALS-технологии.-М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002
22
2. Советов Б.Я. , Цехановский В.В. Информационные технологии: Учеб. для вузов.М.: Высш. шк., 2005
3. Поспелов Г.С. Исскуственный интеллект – основа новой информационной
технологии -М.: Высш. шк., 1988
4.Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для
информационных систем.- М.: СИНТЕГ, 2009
5.Назаров С.В. Компьютерные технологии обработки информации - М.: Финансы и
статистика, 1999
6. Болотова Л.С. Системы искусственного интеллекта: модели и технологии, основанные
на знаниях.: учебник.. – М.: «Финансы и статистика», 2012, - 664 с. , ил.
Специализация «Компьютерные сети».
Безопасность вычислительных систем и сетей
(автор: д.т.н., профессор Саксонов Е.А.)
Аннотация
Курс «Безопасность вычислительных систем и сетей» является обязательным
курсом и рассчитан на студентов первого года обучения в магистратуре. В курсе
рассматриваются основные вопросы, связанные с обеспечением безопасности и создании
систем безопасности для компьютерных систем и сетей. Основу курса составляют
принципы определения политики безопасности, основанные на анализе реальных угроз и
методов борьбы с ними, возможностей атакующей стороны и потерь, связанных с
преодолением системы защиты. Проводится связь политики безопасности с типом
информационной системы и особенностями обрабатываемой в компьютерных системах и
сетях информации. Исследуются вопросы обоснования выбора методов и средств защиты,
мониторинга работы персонала и пользователей компьютерных систем и сетей.
Исследуется влияние системы защиты на качество работы компьютерных систем и сетей.
В рамках курса студенты обучаются правилам выбора методов и средств защиты,
классификации угроз, формирования комплексной системы защиты.
Приводятся сведения о составе документации системы защиты, правовом
обеспечении, регламентирующем работу системы, устанавливающем степень
ответственности персонала и пользователей.
Рассматриваются подходы и методы оценки эффективности систем защиты.
Основу курса составляют установочные лекции, главным содержанием которых
являются научно-технические основы построения систем безопасности, сведения о
современных и перспективных технологиях, методах и средствах защиты компьютерных
систем и сетей. В курсе предусмотрены практические занятия для развития навыков
обоснования, выбора и применения методов и средств защиты.
Цель курса
Способствовать формированию основных компетенций в области обеспечения
безопасности компьютерных систем и сетей, теоретических и практических знаний и
23
умений в области создания, организации работы и развития систем безопасности
компьютерных систем и сетей
различного назначения, оценки рисков и угроз,
современных и перспективных методов обеспечения безопасности.
Тематический план
1.
Введение. Основные понятия безопасности информационных систем,
компьютерных систем и сетей.
2.
Политика безопасности для вычислительных систем и сетей.
3.
Задачи обеспечения безопасности. Классификация угроз. Виды атак. Модель
нарушителя.
4.
Правила построения систем защиты.
5.
Методические и правовые аспекты обеспечения безопасности. Документы ФСТЭК
и ФСБ.
6.
Классификация механизмов и методов обеспечения защиты от угроз.
7.
Программные и аппаратные методы защиты.
8.
Мониторинг и аудит работы вычислительных систем и сетей.
9.
Мониторинг и аудит работы персонала и пользователей систем и сетей.
10. Планирование развития системы защиты.
11. Оценка эффективности системы защиты.
12. Документы, регламентирующие работу системы защиты и персонала.
Литература
Основная:
1. Аншина М.Л., Цимбал А.А. Технологии создания распределенных систем. Для
профессионалов. – СПб.: «Питер», 2003. – 576 с.
2. Баричев С.Г., ГОНЧАРОВ в.в., Серов Р.Е. Основы современной криптографии. – М.:
Горячая линия. Телеком, 2001. – 120 с.
3. Мельников В.П. Информационная безопасность и защита информации. Под. ред.
С.А.Клейменова. М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 336 с.
4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Новые технологии и оборудование IP-сетей. СПб.: БХВСанкт-Петербург, 2001. - 512с.
5. Партыка Т.Л., Попов И.И. Информационная безопасность.М.:Инфра-М,2002.–368 с.
6. Столингс В. Криптография и защита сетей: принципы и практика. – М.: «Вильямч»,
2001. – 672 с.
7. Танненбаум Э., М. Ван Стен. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. –
СПб.: Питер, 2003. – 877 с.
8. Чмора А. Современная прикладная криптография. – М.: Гелиос. АРВ, 2001. – 256 с.
9. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Спб.: Питер, 2002.
- 688 с.
10. Вегешна Ш. Качество обслуживания в сетях IP. – М.: Изд-во Вильямс, 2003. - 368 с.
Дополнительная:
1. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Спб.: Питер, 2002.
- 688 с.
2. Минниханов Р.Н. Защита от несанкционированного доступа в специализированных
информационных системах. Казань, 1999. - 199с.
3. Петров В.П., Петров С.В. Информационная безопасность человека и общества. М.:
Энас, 2007. – 336 с.
24
4. Степанов Е.А. Корнеев И.К. Информационная безопасность и защита информации. М.: ИНФРА-М. 2001. – 304 с.
5. Уэлдон Д.-Л. Администрирование баз данных: Пер. с англ. - М.: Финансы и
статистика. 1984. - 208 с.
6. Федеральный закон от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ «Об информации,
информационных технологиях и о защите информации»
7. Федеральный закон от 27 июля 2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных».
8. Мартин М. Введение в сетевые технологии.- М.: Лори, 2002. - 659 с.
9. Ретана А., Слайс Д., Уайт Р. Принципы проектирования корпоративных IP-сетей.:
Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 368 с.
10. Столлингс В., Компьютерные системы передачи данных. Изд.6, Вильямс.2002.-928 с.
11. Хелд Г. Технологии передачи данных. – СПб.: Питер. 2003. - 720 с.
12. Камер Дуглас Э. Компьютерные сети и Internet. Разработка приложений для Internet :
Пер. с англ. – М.: Изд. дом "Вильямс", 2002. – 640 с.
25
Дисциплина «Технологии и средства передачи данных»
Автор: профессор кафедры ВСиС Филиппов В.А.
Аннотация
1. Цели и задачи дисциплины.
Цель - изучение современных телекоммуникационных и сетевых технологий и
средств передачи данных, их структур, функций, протоколов, реализаций.
Дисциплина относится к циклу дисциплин специализации обеспечивающих
специальную подготовку студентов в области, как создания, так и эксплуатации средств
телекоммуникаций.
Знания и навыки, полученные в результате изучения дисциплины, должны быть
использованы при изучении дисциплин специализаций.
Задачами данного курса являются:
 формирование базовых знаний в области технологии и средств передачи данных
как дисциплины, обеспечивающей технологические основы современных
инновационных сфер деятельности;
 обучение студентов принципам создания средств и комплексов передачи данных,
способам анализа и синтеза их функциональных характеристик;
 формирование подходов к выполнению исследований студентами в области
технологий передачи данных в рамках выпускных работ на степень магистра.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Технологии и средства передачи данных» включает в себя разделы,
которые могут быть отнесены к дисциплинам по выбору.
Дисциплина «Технологии и средства передачи данных» базируется на материалах
курсов бакалавриата: (математический естественнонаучный блок) по дисциплинам
«Высшая математика» (высшая алгебра, теория вероятностей и математическая
статистика), «Системное программное обеспечение», «Базы данных», «Организация
ЭВМ, комплексов и систем», «Моделирование», «Периферийные устройства»,
«Основы теории управления», «Теория автоматов», «Электроника», «Схемотехника»,
«Теория систем массового обслуживания»
В результате изучения и освоения дисциплины обучающиеся должны
знать и уметь использовать: - современные технические и программные средства, входящие в состав аппаратного
и программного обеспечения средств передачи данных;
- принципы многоуровневой организации и проектирования средств передачи
данных в интересах глобальных и локальных сетей ЭВМ на основе концепции
открытых систем;
- архитектуру и стандартные протоколы средств передачи систем и сетей ЭВМ;
- методы и технологии проектирования средств передачи данных;
- методы и средства защиты информации, обеспечения надежности и живучести,
реализуемые в средствах передачи данных для систем и сетей ЭВМ;
- методы администрирования средств передачи данных;
- тенденции развития средств передачи данных для различных систем и сетей ЭВМ.
26
Владеть:
- современными технологиями разработки и анализа средств передачи данных в
интересах систем и сетей ЭВМ, систем телекоммуникаций и соответствующих
информационных технологий,
- методами эксплуатации аппаратных средств и программного обеспечения средств
передачи данных.
27
Беспроводные сети и мобильные системы
(Автор: к.т.н., доцент Восков Л.С.)
Аннотация
Дисциплина «Проектирование беспроводных сетей и мобильных систем» является
дисциплиной по выбору в базовой части профессионального цикла подготовки магистров
и рассчитана на слушателей первого и второго года обучения в магистратуре. В рамках
курса изучаются теоретические основы технологии беспроводных сенсорных сетей,
программно-аппаратные платформы, для проектирования сенсорных сетей, основы
программирования приложений сенсорных сетей. Программа курса предусматривает
разработку собственных приложений для беспроводных сенсорных сетей на отладочных
комплектах фирмы NXP, стандартов 802.15.4. ZigBee.
Цель курса
Формирование у студентов теоретических знаний, практических навыков и компетенций,
необходимых для проектирования беспроводных сенсорных сетей – основы построения
современных систем домашней автоматизации, автоматизации зданий, промышленной
автоматизации, охраны, персональной медицины, энергетики.
Задачи курса:
 ознакомить слушателей с теоретическими основами технологии сенсорных сетей и
актуальными приложениями применения этой технологии
 научить применять полученные знания на практике, используя отладочные
комплекты и готовые решения фирмы NXP
 дать навыки программирования собственных приложений для сенсорных сетей
 развить навыки самостоятельной работы с иностранными научными статьями
Тематический план
1. Беспроводные сенсорные сети. Введение. Обзор приложений, архитектура.
2. Приложения беспроводных сенсорных сетей. Системы домашняя автоматизации,
автоматизации зданий, промышленная автоматизация, контроля доступа, охраны,
медицины, освещения, энергетики.
3. Технологии беспроводных сенсорных сетей. Классификация сетей. Модель OSI .
4. Аппаратное обеспечение сенсорных сетей. Структура микроконтроллера и
беспроводных модулей. Интерфейсы. Протоколы сенсорных сетей.
5. Обзор аппаратных платформ. Преимущества модулей NXP.
6. Основы программирования микроконтроллеров NXP. Линейки модулей JN5139,
JN5148. Разработка приложений для модулей NXP. Среда разработки.
Дополнительные компоненты. Структура программы, основные функции для
работы с периферией.
7. Программирование микроконтроллеров: кнопки, светодиоды, таймеры, датчики.
Отладка программ.
8. Беспроводное взаимодействие на базе модулей NXP. Стек IEEE 802.15.4 (типы
устройств, алгоритм соединения в сеть, адресация). Программирование
беспроводного взаимодействия для стека IEEE 802.15.4 (на базе шаблона).
9. Стек JenNet (типы устройств, адресация, маршрутизация, целевые приложения).
Программирование на базе стека Jennet.
28
10. Обзор готовых приложений. Пример готового приложения. Рассмотрение одного
из приложений на базе JenNet . Внесение изменений в приложение.
11. Операционные системы для беспроводных сенсорных сетей.
12. Беспроводные сенсорные сети как программно-аппаратная платформа интернета
вещей.
13. Интернет протокол IPv6.
14. Системы моделирования сенсорных сетей.
Литература
Основная:
1. Jennic's
ZigBee
e-learning
Course.
–
Режим
доступа:
http://www.jennic.com/elearning/zigbee/index.htm - Загл. С экрана.
2. Hu Fei. Wireless sensor networks : principles and practice / Fei Hu, Xiaojun Cao. - Boca
Raton, FL [etc.] : CRC press, cop. 2010. - xxvii, 503 с. : ил.
3. 2. McCabe, J. D. Network Analysis, Architecture and Design / J. D. McCabe // Morgan
Kaufmann 3rd Ed. – 2007. – Elsevier B. V., 2007 - . – Режим доступа :
http://www.sciencedirect.com – Загл. с экрана.
4. 17. Zhang, F. Effective Algorithms And Protocols For Wireless Networking : A Dissertation for the degree of Doctor Of Philosophy / Fenghui Zhang ; Texas A&M University. –
Texas, 2008 - . – Режим доступа : http://txspace.tamu.edu – Загл. с экрана.
Дополнительная:
1. Восков Л.С., Комаров М.М., Ефремов С.Г. Универсальная платформа для
мониторинга эффективности использования ресурсов на основе технологии
беспроводных сенсорных сетей // Автоматизация и IT в энергетике. 2009. № 1. С.
41-43.
2. Л.С. Восков. Беспроводные сенсорные сети и прикладные проекты. Автоматизация
и ИТ в энергетике №2-3. Отраслевой научно-производственный журнал. М., 2009г.,
с.44-49.
3. Восков Л.С., Комаров М.М., Ефремов С.Г. Выбор платформы для мониторинга
контейнеров // Автоматизация и IT в энергетике. 2011. № 4. С. 13-18.
4. Восков Л.С. Интернет вещей // В кн.: Новые информационные технологии. Тезисы
докладов XX международной студенческой конференции-школы-семинара / Науч.
ред.: В.Н. Азаров, С.А. Митрофанов, Ю.Л. Леохин, Н.С. Титкова. М.: МИЭМ, 2012.
С. 89-94.
5. Восков Л.С., Ефремов С.Г. К вопросу о времени автономной работы сенсорных
сетей // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 7. С. 61-67.
6. Восков Л.С., Комаров М.М. Метод энергетической балансировки беспроводной
стационарной сенсорной сети с автономными источниками питания // Бизнесинформатика. 2012. № 1. С. 70-75.
7. Комаров М.М., Восков Л.С. Повышение качества обслуживания в беспроводных
стационарных сенсорных сетях с автономными источниками питания // Качество.
Инновации. Образование. 2012. № 1. С. 51-55.
8. Восков Л.С., Комаров М.М. Позиционирования датчиков беспроводной сенсорной
сети как способ энергосбережения // Датчики и системы. 2012. № 1. С. 34-38.
9. Восков Л.С., Курпатов Р.О. Сравнительный анализ методов локализации в
беспроводных сенсорных сетях // Качество. Инновации. Образование. 2011. № 3. С.
35-39.
29
10. Восков Л.С., Курпатов Р.О. Энергоэффективный комбинированный метод
локализации в беспроводных сенсорных сетях // Датчики и системы. 2011. № 4. С.
42-45.
11. Восков Л.С., Цыганов С.В. Повышение качества обслуживания в интеллектуальной
публичной гетерогенной беспроводной сети // Качество. Инновации. Образование.
2010. № 5. С. 41-45.
12. Восков Л.С., Цыганов С.В. Проблема взаимного влияния беспроводных сетей связи
в системах автоматизации промышленных предприятий и способ ее решения //
Датчики и системы. 2010. № 8. С. 46-50.
13. Восков Л.С., Галкин А.А. Средства имитационного моделирования отдельных
событий и состояний беспроводных сенсорных сетей // Качество. Инновации.
Образование. 2010. № 6. С. 37-43.
14. Л.С.Восков, А.А.Галкин. Повышение пропускной способности протоколов
беспроводных
сенсорных
сетей.
Информационные,
сетевые
и
телекоммуникационные технологии: сборник научных трудов, под ред.проф. д.т.н.
Жданова В.С. МГИЭМ; М., 2009г., с.148-155.
15. 3. Л.С.Восков, Р.О.Курпатов. Задачи визуализации сенсоров в беспроводных
сенсорных сетях. Информационные, сетевые и телекоммуникационные
технологии: сборник научных трудов, под ред.проф. д.т.н. Жданова В.С. МГИЭМ;
М., 2009г., с.30-34.
16. Л.С.Восков, А.В.Жердев. Вызов удаленных процедур в сенсорных сетях.
Информационные, сетевые и телекоммуникационные технологии: сборник
научных трудов, под ред.проф. д.т.н. Жданова В.С. МГИЭМ; М., 2009г., с.34-40.
17. Л.С.Восков, А.В., М.М.Комаров, С.Г.Ефремов. Универсальная платформа для
эффективности использования ресурсов на основе технологии беспроводных
сенсорных сетей. Информационные, сетевые и телекоммуникационные
технологии: сборник научных трудов, под ред.проф. д.т.н. Жданова В.С. МГИЭМ;
М., 2009г., с.155-161.
30
«Модели и методы поддержки принятия проектных решений»
(автор: д.т.н., профессор Вишнеков А.В.)
Аннотация
Курс дает теоретическое представление и практические навыки по работе с методами и
системами поддержки принятия индивидуальных и групповых решений в повседневной
профессиональной деятельности системных и сетевых администраторов, руководителей
структурных подразделений проектных организаций, разработчиков компьютерных сетей
и телекоммуникационных систем. В курсе рассматриваются: причины снижения
оперативности и качества принимаемых проектных решений, типы задач принятия
решений, типовые процедуры, используемые ЛПР в методах поддержки принятия
решений, классификация процедур, выполняемых лицом, принимающим решение (ЛПР),
по степени
сложности, методы назначения весов критериев оценки качества
принимаемых решений, методы поддержки принятия решений (методы индивидуальной
оценки и сравнения многокритериальных альтернатив в условиях определенности
исходной
информации;
методы
индивидуальной
оценки
и
сравнения
многокритериальных альтернатив в вероятностно-определенных условиях; методы
индивидуальной оценки и сравнения многокритериальных альтернатив в условиях
неопределенности исходной информации; методы поиска удовлетворительных решений;
методы принятия групповых решений.)
Цели и задачи курса
Целью изучения данного курса является освоение современных моделей и методов
поддержки принятия проектных решений и технологий проектирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– изучить основные методы, применяемые при принятии решений;
– на практических занятиях освоить применение этих методов для решения конкретных
задач;
– закрепить полученные знания в процессе выполнения курсового проекта.
Тематический план
Введение. Основные понятия проектирования сложных объектов.
Оценка проектных параметров на стадии аванпроектирования
Выбор стратегии проектирования. Технология проектирования.
Направленный поиск рациональных вариантов проектного решения.
Методы оценки важности критериев при определении качества проектного
решения.
6. Определение существенных параметров проектного решения
7. Методы поддержки принятия проектных решений
1.
2.
3.
4.
5.
Литература:
а) основная литература:
31
1. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений, а также Хроника событий в
волшебных странах: Учебник. Издание третье, перераб. и доп. – М., Университетская
книга, Логос, 2006. – 392 с.
2. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. – М., Синтег, 1998. –
376 с.
3. Вишнеков А.В. Методы принятия проектных решений в CAD/CAM/CAE системах
электронной техники: чч 1, 2. М., МИЭМ, 2000.
б) дополнительная литература:
1. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб.,
"ПИТЕР", 2001.
2. Петровский А.Б. Теория принятия решений: учебник для студ. высш. учеб. заведений.
– М., Издательский центр "Академия", 2009. – 400 с.
3. Моисеев Н.Н. «Математические задачи системного анализа» М.: Наука 1981г. 488с.
32
Оборудование компьютерных сетей и телекоммуникационных систем
(автор программы Леохин Ю.Л., д. т. н., профессор)
Аннотация
Качество функционирования корпоративных информационных систем (КИС) во
многом определяется эффективностью работы транспортной системы, обеспечивающей
своевременную доставку информации и управляющих воздействий. Транспортная система
реализуется в виде корпоративной компьютерной сети. Возросшая сложность
коммуникационного оборудования, разнообразие его типов и функций, а также высокая
стоимость ставят сложные задачи перед сетевыми интеграторами и администраторами
корпоративных информационных систем при выборе конкретных моделей
концентраторов, мостов, маршрутизаторов и других разновидностей устройств этого
обширного класса для своей сети.
Цель курса
Целью курса является изучение основных принципов построения современного
структурообразующего оборудования транспортной системы КИС. Получение знаний об
основных протоколах физического, канального и сетевого уровней модели OSI, о
принципах организации концентраторов, сетевых адаптеров, мостов, коммутаторов и
маршрутизаторов, а также о стандартах и средствах администрирования сетевого
оборудования.
Тематический план
1. Введение в структурообразующее оборудование сетей
2. Протоколы канального уровня
3. Сетевые адаптеры и концентраторы
4. Мосты и коммутаторы
5. Принципы маршрутизации пакетов в составных сетях. Другие протоколы сетевого уровня
6. Многопротокольные маршрутизаторы
7. Основные виды оборудования глобальных сетей
8. Особенности мостов и маршрутизаторов с выходами на глобальные сети. Мультиплексоры
9. Стандарты и средства управления оборудованием транспортной системы КИС.
Литература
Основная:
1. Столлингс В. Современные компьютерные сети. - СПб.: Питер, 2003. - 783 с.
2. Таненбаум Э. Компьютерные сети. - СПб.: Питер, 2002. - 848 с.
3. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии,
протоколы. 3-е изд. СПб: Издательство «Питер», 2008. 958 с.
4. Джеймс Ф. Куроуз, Кит В. Росс - Компьютерные сети. Многоуровневая
архитектура интернета. - Addison Wesley — Питер, 2003. - 731 с.
Дополнительная:
1.
Шринивас Вегешна. Качество обслуживания в сетях IP / пер. с англ. - М.:
Издательский дом «Вильяме», 2003 - 368с.
2.
Столингс В. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. М.:
Вильямс, 2002. 896 с.
33
3.
4.
5.
6.
Столлингс В., Компьютерные системы передачи данных: Изд. 6. М.: Вильямс 2002.
928 с.
Ретана А., Слайс Д., Уайт Р. Принципы проектирования корпоративных IP-сетей /
пер. с анг. – М.: Издательский дом «Вильяс», 2002. – 368 с.
Олифер В.Г., Олифер Н.А. и др. Стратегическое планирование сетей масштаба
предприятия. М: Центр Информационных Технологий, 2000. 680 с.
Нессер Д. Дж. Оптимизация и поиск неисправностей в сетях. К.: «Диалектика»,
1996. 384 с.
«Проектирование и управление компьютерными сетями»
(автор: д.т.н., профессор Жданов В.С.)
Аннотация
Курс «Проектирование и управление компьютерными сетями» входит в вариативную
часть профессионального цикла и рассчитан на студентов второго курса обучения в
магистратуре.
Учебный процесс направлен на формирование следующих компетенций:
- приобретение навыков работы с программными комплексами, системами и
информационными технологиями для моделирования процессов функционирования
вычислительных систем и сетей, расчета их характеристик ;
- способность осваивать технологии и методики использования программных
средств для решения практических задач анализа и проектирования вычислительных
систем и сетей ;
- способность обосновывать принимаемые проектные решения при проектировании
вычислительных систем и сетей, осуществлять постановку и выполнять модельные
эксперименты по проверке их корректности и эффективности .
В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать современные технологии создания вычислительных систем и сетей на
этапе их проектирования, модернизации и эксплуатации.

Уметь по техническим требованиям определить архитектурные и
структурные параметры, оценить показатели эффективности как отдельных подсистем,
так и вычислительной системы в целом.

Иметь опыт работы с конкретными системами и информационными
технологиями создания вычислительных систем и сетей;

Иметь представление о тенденциях и перспективах развития
информационных технологий создания вычислительных систем и сетей.

Должны быть подготовлены к участию в работе во всех фазах
проектирования и разработки объектов профессиональной деятельности;
Цель курса
Целью изучения дисциплины является получение знаний и освоение математических
методов анализа и синтеза вычислительных систем и сетей, включая:
- выбор и преобразование математических моделей явлений, процессов и систем с
целью их эффективной программно-аппаратной реализации и их исследования с помощью
информационных технологий и средствам вычислительной техники;
34
- выбор математических моделей, методов и компьютерных технологий в научных
исследованиях, проектно-конструкторской деятельности, управлении технологическими,
экономическими, социальными системами и в гуманитарных областях деятельности
человека;
- анализ, теоретическое и экспериментальное исследование методов, алгоритмов,
программ, аппаратно-программных комплексов и систем;
- создание и исследование математических и программных моделей
вычислительных и информационных процессов, связанных с функционированием
объектов профессиональной деятельности;
- разработка и совершенствование формальных моделей и методов, применяемых
при создании объектов профессиональной деятельности;
Тематический план
1.
2.
Предмет, задачи и
методы теории
создания сетей и
систем
телекоммуникаций
Концепция
открытых систем
Основные понятия и определения. Классификация сетей и
систем телекоммуникаций. Основные задачи созданиясетей и
систем телекоммуникаций Общая характеристика методов
теории. Архитектура сетей и систем телекоммуникаций..
Концептуальное понятие и классификация архитектур
Проблема
«открытых
информационных
систем».
Взаимодействие открытых систем и переносимость программ основа технологии открытых систем. Единое информационное
пространство и его компоненты: информационные ресурсы,
организационные структуры, средства информационного
взаимодействия. Основные положения технологии открытых
систем для обеспечения унифицированного обмена данными
между
различными
компьютерами,
переносимости
прикладных программ между различными платформами и
мобильности пользователей, т.е. возможности пользователей
переходить с одного компьютера на другой, независимо от
его архитектуры и объема памяти, используемых программ без
необходимости переобучения специалистов. Терминология
открытых систем. Определение
"Открытая система"
в
соответствии с IEEE POS1X 1003.0. Эталонная модель
функциональной среды открытых систем. Интерфейсы для
обеспечения взаимодействия между прикладным программным
обеспечением и прикладной платформой, между прикладной
платформой и внешней средой. Виды услуг для функционального
обслуживания. Функциональная вычислительная среда открытых
систем (OSE) для поддержки переносимых, масштабируемых и
взаимодействующих прикладных программ через стандартные
услуги, интерфейсы, форматы и протоколы. Интерфейс
прикладной программы (API) между прикладным программным
обеспечением и прикладной платформой и интерфейс с внешней
средой (EEI), обеспечивающий передачу информации между
прикладной платформой и внешней средой. Профили OSE и
АРР; Области услуг профиля АРР.
35
3.
Основы
методологии
проектирования
вычислительных
систем и сетей
4.
Методы теории
массового
обслуживания для
построения
моделей сетей и
систем
телекоммуникаций
5.
Тенденции
развития
современных
информационных
технологий. Особенности современных крупных проектов.
Основы методологии проектирования сетей и систем
телекоммуникаций.
Жизненный
цикл
программного
обеспечения ИВС. Нормативные документы, регламентирующие
жизненный цикл программного обеспечения: международный
стандарт ISO/IEC. Структура жизненного цикла, определяющая
процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во
время создания ПО. Модели жизненного цикла: каскадная и
спиральная. Методологии, технологии и инструментальные
средства проектирования ИВС. Общие требования к технологии
проектирования, разработки и сопровождения ИВС. Стандарты
проектирования, оформления проектной документации и
интерфейсов пользователя.
Системы массового обслуживания, классификация. Общие
положения и определения. Входящий поток, время
обслуживания. Марковские случайные процессы: процессы
гибели и размножения; метод диаграмм интенсивностей
переходов; цепи Маркова с дискретным временем. Показатели
качества обслуживания в СМО. Дисциплины обслуживания
заявок. Однолинейные марковские системы массового
обслуживания (М|М|1; М|М|n; СМО с конечным числом
источников). Полумарковские однолинейные СМО и методы
их анализа. Метод вложенных цепей Маркова для системы
М|G|1. Многолинейные СМО (М|M|n ; M|M|n|m; с потерями
(без буфера)M|M|8.
Методы анализа и Анализ дисциплин обслуживания
заявок с различными
синтеза сетей и
приоритетами в различных режимах. Планирование работ в
систем
ИВС. Принципы оперативной обработки информации.
телекоммуникаций Характеристики эффективности. Синтез ИВС. Оценка
производительности. Выбор дисциплин обслуживания заявок.
Стохастические модели компьютерных сетей. Структура и
информационное обеспечение компьютерных сетей (структура
компьютерной сети, сетевые протоколы). Методы расчета
характеристик сети пакетной коммутации. Управление
потоками в сети ПК. Анализ буферной памяти в узле
коммутации.
Математические
модели
исследования
алгоритмов маршрутизации. Основные понятия и определения.
Постановка задачи. Алгоритмы решения задачи выбора
оптимальных потоков в сети. Динамическая маршрутизация в
АТМ сетях. Оптимизация топологической структуры
компьютерной
сети.
Принципы
топологического
проектирования систем передачи информации. Постановка
задачи синтеза топологии. Комбинаторный алгоритм
топологической
оптимизации
СПИ.
Оптимизация
топологической структуры по критериям стоимости и
надежности. Общая задача топологического синтеза
компьютерной сети.
36
6.
Имитационное
моделирование
сетей и систем
телекоммуникаций
Имитационное моделирование как метод исследования сетей и
систем телекоммуникаций. Моделирование статистических
объектов (случайных величин, случайных событий, потоков
заявок и т.д.). Принцип имитационного моделирования
параллельных процессов. Моделирование устройств и памяти.
Последовательность разработки имитационной модели ИВС.
Системы имитационного моделирования. Система GPSS.
Общие правила записи моделей на GPSS. Назначение
основных блоков системы. Динамические элементы модели на
GPSS - транзакты. Логика работы моделирующей системы.
Цепи текущих и будущих событий. Условия переноса
транзактов из одной цепи в другую. Фазы ввода, просмотра и
коррекции таймера. Порядок обработки временных узлов.
Основные блоки и операторы системы. Построение простых
моделей сетей и систем телекоммуникаций на языке GPSS.
Литература
Основная
1. Основы теории вычислительных систем. Под ред. С.А. Майорова. Учебн.
пособие для вузов. М., "Высш. школа", 1978. 408 с. с ил._
2. Ларионов А.М., Майоров С.А., Новиков Г.И. Вычислительные комплексы,
системы и сети. Учебник для вузов. Л., Энергоатомиздат, 1997.
3. Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник.
– М.: ФиС, 1998.
4. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Учебник для вузов. М.:
Высшая школа, 1998.
5. Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.
Изд-во: Эксмо. 2010 г- 944 с.
6.Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей //
Техносфера. М.: 2003.- 512с.
7. Хорошевский В.Г.. Архитектура вычислительных систем. Учебн. пособие 2-е
изд., // М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008.- 520с.
8.Теория проектирования вычислительных машин, систем и сетей: Учебное
пособие/ Матов В.И., Артамонов Г.Т., Брехов О.М.и др. - М.:Изд-во МАИ, 1999. - 460 с.
9. Козлов В.А. Открытые информационные системы– М.: ФиС, 1999.
Дополнительная литература
3. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. Учебное
пособие для вузов. – М.: Высшая школа. 1999.
4. Вендеров А.М. CASE – технологии. Современные методы и средства
проектирования информационных систем. – М.: ФиС, 1998.
3. Шрайбер Т.Д. Моделирование на GPSS М., Машиностроение, 1980
4. Система моделирования GPSS/PC на ПЭВМ. М., МЦНИТИ МЭИ, 1990
5. Методические указания по проведению лабораторных работ по курсу
«Проектирование вычислительных систем и сетей». МИЭМ – 2009 г.
37
6. Методическое пособие для самостоятельного изучения материала по курсу
«Проектирование вычислительных систем и сетей». МИЭМ – 2009 г.
Программное обеспечение
- программное обеспечение для расчета характеристик систем массового
обслуживания вычислительных систем и сетей
- программное обеспечение для имитационного моделирования вычислительных
систем и сетей
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1.
http://www.citforum.ru/– сайт ЦИТфорум.
2.
rema44.ru – научно-образовательный сайт.
38
Аннотация курса
«Сетевое программное обеспечение»
(Макаров С.Л., к.т.н., доцент)
Место дисциплины в структуре образовательной программы
Настоящая дисциплина относится к дисциплинам по выбору части
профессионального цикла дисциплин.
Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

Информатика,

ЭВМ и периферийные устройства,

Базы данных,

Программирование,

Технология программирования,

Программирование на ЯВУ,

Информационные технологии,

Объектно-ориентированное программирование,

Компьютерная графика,

Английский язык.
Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими
знаниями и компетенциями:

знание ПК на уровне продвинутого пользователя,

умение пользоваться информационно-поисковыми системами,

умение проводить анализ и выбирать оптимальный вариант из
перечисленных,

навыки визуального проектирования,

навыки программирования,

навыки работы в графических редакторах,

владение английским языком (чтение, можно и со словарём),

владение одним из языков программирования высокого уровня,

навыки работы с офисными приложениями.
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем в
рамках дипломного проектирования.
Основные разделы курса
Виды сетевых приложений.
Методы и средства расположения сетевых ресурсов в сети интернет.
Архитектура сетевых ресурсов.
Методы и средства проектирования сетевых ресурсов.
Методы и средства графического оформления сетевых ресурсов.
Типы сетевых приложений.
Языки программирования сетевых приложений.
Интернет-технологии.
Эффективное использование различных элементов архитектуры сетевых ресурсов.
Разработка сетевого приложения.
39
Разработка модулей сетевого приложения.
Альтернативные методы разработки сетевого приложения.
Разработка мобильного сетевого приложения.
Список основной литературы
Я. Нильсен, Х. Лоранжер. Web-дизайн: удобство использования Web-сайтов:
Перевод с английского. М., «Вильямс», 2007. – 255 с. ISBN 978-5-8459-1222-0.
2. Разработка Internet-ресурса. Часть I: Методические указания по выполнению
лабораторных работ по курсу «Проектирование Internet-приложений» / Моск.
гос. ин-т электроники и математики. Сост.: С. Л. Макаров. М., 2011. – 32 с.
ISBN 978-5-94506-284-9.
3. Лазаро Исси Коэн, Джозеф Исси Коэн. Полный справочник по HTML, CSS и
JavaScript. М.: «ЭКОМ Паблишерз», 2007. – 1168 с. ISBN 978-5-9790-0009-1, 159327-011-9.
4. Практикум по программированию на JavaScript // Джо Барнс, 2010. - 390 с.
5. Основы web-технологий // Храмцов П.Б. , Брик С.А. , Русак А.М. , Сурин
А.И. 2-е издание. Бином, 2007. - 376 с. - ISBN: 978-5-94774-648-8.
6. Перспективные языки web-разработки // Богданов М.Р, 2012.
7. Сборник руководств по использованию продуктов ADOBE CS5. Adobe Fireworks CS5 // Adobe, 2010. - 339 c.
8. Adobe Flash Catalyst CS5 Classroom in a Book // Язык: английский. Adobe Press,
2010. - 368 с. - ISBN: 0321703588.
9. Лаура Томсон, Люк Веллинг. Разработка web-приложений с помощью PHP и
MySQL. М., «Вильямс», 2010. – 848 с. ISBN 978-5-8459-1574-0, 978-0-67232916-6.
10. Д. Н. Колисниченко. PHP 5/6 и MySQL 6. Разработка Web-приложений. СПб.:
«БХВ-Петербург», 2011. – 528 с. ISBN 978-5-9775-0704-2.
11. Материалы по HTML5, CSS3 [Электронный ресурс] / Презентация и
обучающие материалы. Язык: английский. URL: http://www.html5rocks.com/en/,
http://slides.html5rocks.com.
12. Основы программирования на AJAX [Электронный ресурс] // Худышкин А.А.
- Видеокурс (46 уроков). URL:
http://www.intuit.ru/department/internet/baseprogajax/.
1.
40
Специализация «Информационно-аналитические системы».
Аннотация дисциплины
Концепции и архитектура обучаемых экспертных систем
(Шмид А.В., д.т.н., проф.)
Цели курса: изучить

Концепции изменений в области ИТ, возникающих в связи с революционными
изменениями в области философии и технологий принятия корпоративных
решений

Основные особенности использования больших данных при поддержке принятия
решений

Основные особенности построения корпоративного облака
катастрофоустойчивой платформы и базу для выбора такой платформы

Cетевую архитектуру информационно – аналитической системы и ее особенности
при многолетнем использовании в компании

Особенности современных архитектур построения информационно-аналитических
систем

Структура и состав платформы построения информационно-аналитических систем

Особенности информационно-аналитических
предметной области
систем
как
объекта
на
базе
обучения
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ БУП
Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной
дисциплины.
1.
2.
Дисциплина “ Современные проблемы информатики и вычислительной
техники”;
Дисциплина “ Проектирование информационных систем”;
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ БУП
Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной
дисциплины.
41
1.
Дисциплина “ Современные проблемы информатики и вычислительной
техники”;
Дисциплина “ Проектирование информационных систем”;
2.
Список дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо
как предшествующее:
1
Дисциплина “Модели, методы и технологии аналитической обработки
структурированных данных (подходы Data Science и Predictive Analytics)”.
2
Дисциплина «Организация и автоматизация процессов жизненного цикла
обучаемых экспертных систем»
3
Дисциплина “Методология и технология разработки корпоративных обучаемых
экспертных систем ”
№
п/п
1
Наименование
раздела/темы дисциплины
Содержание раздела/темы
Концептуальные вопросы
использования
современных ИТтехнологий при построении
современных
информационноаналитических систем
Тема 1. Стратегические угрозы XXI века
в области ИТ: компьютеры против людей.
Тема 2. Стратегический прогноз IBM
развития ИТ 2005 - 2015
и его реализация
Тема 3.
Феномен данных. Сопутствующие
проблемы и возможности
Тема 4. Революция в области философии и
технологий принятия корпоративных решений
Тема 5. Анализ опыта создания и использования
системы IBM Watson для поддержки принятия
корпоративных решений креативными командами
2
Опыт создания сложных
информационных
и
информационноаналитических систем
Тема 6. Корпоративная информационная система
как частное облако.
Тема 7. Особенности архитектуры
катастрофоустойчивых информационных и
информационно-аналитических систем.
Тема 8. Современные серверные платформы как
42
основа для проектирования
катастрофоустойчивых систем
Тема 9. Особенности информационноаналитических систем как объекта обучения
предметной области
Тема 10. Направления развития архитектур
информационно-аналитических систем
Тема 11. Платформа IBM– комплексная
интегрированная платформа для быстрого
создания приложений для поддержки принятия
Список литературы
1. А.В. Шмид. Заметки o Big Data. Революция в области философии и технологии
принятия корпоративных решений. Что происходит? Учебник CIO., 2013 г. с.с.
642-666
2.
IBM Predictive Maintenance and Quality.
http://www.ibm.com/redbooks/abstracts/tips1130.html .)
3.
IBM Watson Content Analytics: Discovering Actionable Insight from Your Content
ftp://www.redbooks.ibm.com/redbooks/SG247877
4.
Применение Больших данных для построения интеллектуальных инфраструктур
http://www.ibm.com/analytics.
5.
http://www.ibm.com/tivoli/tririga.
6.
http://www.ibm.com/tivoli/asset-management.
Аннотация дисциплины
Методология и технология разработки корпоративных обучаемых экспертных
систем
(Позин Б.А., д.т.н., проф.)
Цели курса: изучить
 связь между бизнесом и его информатизацией,
 природу формирования требований к информационным и информационноаналитическим системам,
 необходимость создания информационно-аналитических систем, ориентированных
на решение задач поддержки принятия решений для разных уровней управления
(стратегического, тактического и операционного)
 процессы жизненного цикла систем и требования международных и национальных
стандартов к информационно-аналитических систем
43
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ БУП
Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной
дисциплины.
1. Дисциплина “ Проектирование информационных систем”;
2.
Дисциплина “ Методология и технология разработки корпоративных обучаемых
экспертных систем;
Список дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо
как предшествующее:
1 Дисциплина “Модели, методы и технологии аналитической обработки
структурированных данных (подходы Data Science и Predictive Analytics)”.
2
Дисциплина «Организация и автоматизация процессов жизненного цикла
обучаемых экспертных систем»
№
п/п
Наименование
раздела/темы
дисциплины
Содержание раздела/темы
1
Введение
Тема 1. Введение
2
Методологические основы
проектирования ИС
Тема 2. Формирование требований к
информационным технологиям и системам
Тема 3. Понятие информационной технологии в
компании
Тема 4. Системная архитектура предприятия по
Д. Захмана и TOGAF
3
Стандарты в области
создания
информационных систем
Тема 5. Базовые стандарты в области создания
информационных систем
Тема 6. Процессы жизненного цикла ИС по
ISO/IEC 15288
Тема 7. Стадии и этапы жизненного цикла по
ГОСТ Р
Тема 8. Планирование и организация
проектирования ИС
Тема 9. Документирование ИС
Список литературы
1. Смирнова Г.Н.,Сорокина А.А., Тельнов Ю.Ф. Проектирование экономических
информационных систем, Финансы и статистика - М., 2001
44
2. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий: Научно-практическое
издание. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». - М.: СИНТЕГ, 1997.
3. Тельнов Ю.Ф. Реинжиниринг бизнес-процессов.,Финансы и статистика, Финансы и
статистика - М., 2003
4. Позин Б.А. Информационные технологии в процессах управления компаниями:
современные тенденции. В сборнике «Реинжиниринг бизнес-процессов на основе
современных информационных технологий. Системы управления знаниями (РБПСУЗ-2006)», М., 2006
5. Позин Б.А. Ввод в действие информационных систем и сопровождение их
программного обеспечения, Новые технологии, М.: «Информационные технологии»,
Приложение, 2010
6. Липаев В. В. Системное проектирование сложных программных средств для
информационных систем. – М.: Синтег, 1999.
7. Липаев В.В., Позин Б.А., Штрик А.А. Технология сборочного программирования,
Радио и связь, - М., 1992
8. Оценка и аттестация зрелости процессов создания и сопровождения программных
средств и информационных систем (ISO/IEC TR 15504-CMM).: Пер. с англ. А.С.
Агапова и др. – М.: Книга и бизнес, 2001.
9. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: реинжиниринг организации и
информационные технологии. – М.: Финансы и статистика, 1997.
10. Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М.: ЛОРИ, 1996.
11. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. -М.:
МетаТехнология, 1993.
12. Харрингтон Дж. Проектирование реляционных баз данных: Пер. с англ. – М.: ЛОРИ,
2000.
13. Черемных С.В., Семенов И.О., Ручкин В.С. Структурный анализ систем: IDEFтехнологии. – М.: Финансы и статистика, 2001.
14. Йордон Эд., Аргила К. Структурные модели в объектно-ориентированном анализе и
проектировании: Пер. с англ. – М.: ЛОРИ, 1999.
15. Коуд П., Норт Д., Мейфилд М. Объектные модели. Стратегии, шаблоны и приложения:
Пер. с англ. – М.: ЛОРИ, 1999.
16. Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в
45
состояниях : Пер. с англ. – Киев: Диалектика, 1993.
17. Позин Б.А. ИТ будущего: потребности и возможности (1-я часть), Директор
информационной службы, №2, 2002, с. 24-31
18. Позин Б.А. ИТ будущего: потребности и возможности (2-я часть), Архитектура
информационных систем. Директор информационной службы, Директор
информационной службы, №11, 2002, 56-63
19. Калянов Г.Н., Позин Б.А. Программно-целевое управление ИТ-проектами //
Автоматизация в промышленности. М.: 2005, №9, с.14-17.
20. Калянов Г.Н., Позин Б.А. Управление программами работ и ИТ-проектами для
крупной компании // Корпоративные системы. Киев: 2005, №5, с.57-61.
21. http://www.redbooks.ibm.com/ (сайт ITSM компании IBM)
Аннотация дисциплины
Методы, модели, технологии и технологические платформы для создания обучаемых
экспертных систем на основе всех видов данных
(Галахов И.В., к.т.н., доцент)
Целями изучения дисциплины являются
Изучить:
 Содержание концепции обучаемых экспертных систем,
 Общую схему принятия решений с использованием внутренней и внешней
информации компании,
 Виды данных и способы их обработки,
 Концепцию и методы обработки структурированных, неструктурированных и
потоковых данных, математические модели обработки и анализа данных, состав и
структура видов моделей, входящих в состав современных представлений
обучаемых машин.
 Концепцию креативной команды и требования к платформе для создания ИАС
 Понятие и виды технологических платформ и способы их применения при
создании информационно-аналитических систем,
 Системную архитектуру ИАС, основанную на использовании современных
тенденций построения архитектур информационных систем.
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ БУП
Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной
дисциплины.
1.Дисциплина «Концепции и архитектура обучаемых экспертных систем»
46
2.Дисциплина “Методология и технология разработки корпоративных обучаемых
экспертных систем;
3.Дисциплина «Методы и технологии работы с корпоративными структурированными
данными. Модули 1 и 2»
Список дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо
как предшествующее:
4. Дисциплина “Модели, методы и технологии аналитической обработки
структурированных данных (подходы Data Science и Predictive Analytics)”.
№
п/п
Наименование
раздела/темы
дисциплины
Содержание раздела/темы
1
Концепция обучаемых
экспертных систем
Тема 1. Концепция обучаемых экспертных систем.
Тема 2. Применение технологий обработки больших
данных. Система IBM Watson.
Тема 3. Общая схема принятия решений в свете
современных требований. Понятие и требования к
технологическим платформам
2
Виды данных и способы их
обработки
Тема 4. Источники, типы и способы обработки
структурированных данных.
Тема 5. Источники, типы и способы обработки
неструктурированных и слабоструктурированных
данных.
Тема 6. Источники, типы и способы обработки
потоковых данных.
3
Методы обработки
структурированных данных
Тема 7. Модели и методы обработки реляционных
данных (на примере IBM PureData System for
Analytics powered by Netezza technology).
Тема 8. Технологии ускорения обработки
реляционных данных (на примере IBM DB2 with
BLU Acceleration).
4
Методы обработки
неструктурированных
данных
Тема 9. Основы Hadoop – HDFS, Map Reduce, Pig,
Hive и Jaql (на примере технологии IBM InfoSphere
BigInsights BigSheets).
Тема
10.
Технология
обработки
неструктурированных
данных
(на
примере
технологии IBM InfoSphere BigInsights BigSheets).
47
Тема 11. Модели, методы и языки управления
анализом текстовых данных (на примере IBM Content
Analytics with Enterprise Search)
Тема 12. Модели, методы сбора и обработки
неструктурированных
данных
из
Интернетисточников.
Методы обработки
потоковых данных
5
6
7
8
Креативная команда
разработке ИАС
Тема 13. Модели, методы и языки обработки
потоковых данных (На примере IBM PureData System
for Operational Analytics)
Тема 14. Создание приложений обработки потоковых
данных (на примере IBM InfoSphere Streams)
при
Современные платформы
Комплексные обучаемые
экспертные системы для
поддержки принятия
корпоративных решений,
обрабатывающие разные
виды данных
Тема 15. Создание приложений для работы
креативной команды (на примере IBM Data Explorer).
Тема 16. Исследовательская работа креативной
команды (на примере IBM i2 Analyst’s Notebook).
Тема 17. Предиктивная аналитика для креативной
команды (на примере IBM SPSS).
Тема 18. Аналитика в социальных сетях (на примере
IBM Content Analytics with Enterprise Search).
Тема
19.
Платформы
для
обработки
структурированных данных.
Тема
20.
Платформы
для
обработки
неструктурированных данных.
Тема 21. Платформы для обработки потоковых
данных.
Тема 22. Общая схема интегрированной платформы
на примере IBM. Имплементация новых метаданных
и инструментов в платформу.
Тема 23. Архитектура комплексов для анализа
данных.
Тема 24. Внедрение ИТ-технологий ИАС в
существующую ИТ - инфраструктуру.
Список литературы
1.
V.Mayer-Schoenberger, K.Cukier Big data, a revolution that will transform how we live,
work, and think // Houghton Mifflin Harcourt Books, U.S.A, 2013 ISBN 978-0-544-00269-2
2.
Dr. Arvind Sathi. Big Data Analytics: Distruptive Technologies for Changing the Game
// IBM 2012
48
3.
Paul C. Zikopoulos, Dirk deRoos, Krishnan Parasuraman и др., "Harness the Power of
Big Data. The IBM Big Data Platform", McGraw-Hill, 2013
4.
IBM
InfoSphere
BigInsights
v2.1
Information
Center
http://pic.dhe.ibm.com/infocenter/bigins/v2r1/index.jsp
5.
Eric Sammer, "Hadoop Operations", O'REILLY, 2012
6.
Donald Miner, Adam Shook, "MapReduce Design Patterns: Building Effective Algo-
rithms and Analytics for Hadoop and Other Systems", O'REILLY, 2012
7.
Edward Capriolo, "Programming Hive", O'REILLY, 2012
8.
Lars George , "HBase: The Definitive Guide", O'REILLY, 2012
9.
Alan Gates, Programming Pig, O'REILLY, 2012
10. Mike Ebbers, Ahmed Abdel-Gayed и др., "Addressing Data Volume, Velocity, and Variety with IBM InfoSphere Streams V3.0", RedBook, Март 2013
11. Infocenter Streams 3.1 - http://pic.dhe.ibm.com/infocenter/streams/v3r1/index.jsp
12. IBM Content Analytics Version 2.2: Discovering Actionable Insight from Your Content.
Wei-Dong (Jackie) Zhu, Asako Iwai, Todd Leyba etc. IBM Redbooks. 2011, 698pp. ISBN
0738435287
13. IBM Content Analytics with Enterprise Search Version 3.0 Information center
http://pic.dhe.ibm.com/infocenter/analytic/v3r0m0/index.jsp
14. Charu C. Aggarwal. Social Network Data Analytics. Springer. 2011, 516pp. ISBN 9781441984616
15. IBM
i2
Intelligence
Analysis
Portfolio
Information
center.
http://pic.dhe.ibm.com/infocenter/i2iap/v8r9m1/index.jsp
Аннотация дисциплины
Методы и технологии работы с корпоративными структурированными данными.
Модуль 1 (Проектирование корпоративных хранилищ и отраслевые модели данных).
(Позин Б.А., д.т.н., проф.)
Цели курса: изучить
 Понятие, архитектура и свойства хранилища данных,
 Методы проектирования хранилищ данных,
 Понятие и виды метаданных,
 Отраслевые модели данных, и подходы, заложенные в них,
 Методы и инструменты проектирования хранилищ данных с использованием
отраслевых моделей,
49

Методы и подходы проектирования витрин данных.
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ БУП
Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной дисциплины.
1 «Дисциплина Теория баз данных.»
Список дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо как
предшествующее:
2 Методы и технологии работы с корпоративными структурированными данными.
Модуль 2
3 Методы, модели, технологии и технологические платформы для создания
обучаемых экспертных систем для поддержки принятия корпоративных решений на
основе всех видов данных
№
п/п
Наименование
раздела/темы
дисциплины
Содержание
раздела/тем
ы
1
Методы проектирования
баз и хранилищ данных
Тема 1. Введение. Понятие БД и ХД. Эволюция
принципов проектирования ХД.
Тема 2. Методы проектирования ХД.
Проектирование ХД сверху вниз или/и снизу
вверх. Многомерные модели данных.
Тема 3. Метаданные и данные. Виды
метаданных. Метаданные как критерий качества
проектируемого ХД. Терминологические
основы.
Тема 4. Общая архитектура ХД. Области
хранения данных в ХД. Проекция
корпоративной информации на области ХД.
2
Отраслевые модели данных
Тема 5. Отраслевые модели (их природа и
предназначение). Отраслевые Модели IBM.
Фреймворк индустриальной модели IBM BDW
(индустриальная модель для банковского
сектора от IBM). Подходы к созданию
концептуальной модели. Подходы к созданию
логической модели ЦХД. Подходы к созданию
логической модели витрин данных. Принципы
перевода логических имен в физические.
Тема 6. Инструменты для работы с
индустриальными моделями IBM. Инструменты
50
для проектирования БД и ХД
3
Методы проектирования
хранилищ данных по
отраслевой модели
Тема 7. Проектирование ХД Часть №1. Сбор
требований к ХД. Формализация требований в
бизнес модели с использованием продуктов
IBM. Анализ качества требований.
Тема 8. Проектирование ХД Часть №2. Создание
структуры области ЦХД для ХД (логические и
физические). Создание статичных справочников
4
Методы проектирования
витрин данных
Тема 9. Проектирование ХД Часть №3. Создание
структуры области витрин данных для ХД
(логические и физические). Создание статичных
справочников
Список литературы
1. W. H. Inmon, Building the Data Warehouse, John Wiley & Sons, 1992.
2. Ralph Kimball, The Data Warehouse Toolkit: Practical Techniques for Building Dimensional Data Warehouses, John Wiley & Sons, 1996.
3. Chuck Ballard, Dirk Herreman, Don Schau, Rhonda Bell,Eunsaeng Kim, Ann Valencic,
Data Modeling Techniques for Data Warehousing, IBM Redbooks,1998
4. Ralph Kimball and Margy Ross, The Data Warehouse Toolkit: The Complete Guide to
Dimensional Modeling, 2nd Ed., John Wiley & Sons, 2002.
5. «IBM Banking Data Warehouse. Общее описание», IBM, 2002
6. The Information FrameWork(IFW). Banking Business Models, IBM, 2005
7. IBM Industry Models for Financial Services, IBM, 2006
8. Chuck Ballard,Daniel M. Farrell,Amit Gupta,Carlos Mazuela,Stanislav Vohnik, Dimensional Modeling: In a Business Intelligence Environment, IBM Redbooks, 2006.
9. Nick Norris,Brian Yarow,Brian Byrne, Building Service-Oriented Banking Solutions
with IBM Banking Industry Models and Rational SDP, IBM Redbooks, 2007
10. William H. Inmon, Derek Strauss, Derek Strauss, DW 2.0: The Architecture for the Next
Generation of Data Warehousing, 2008
51
11. Асадуллаев С. “Архитектуры хранилищ данных – III”,
http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/sabir/axd_3/index.html, 2009.
12. Асадуллаев С. “Данные, метаданные и НСИ: тройная стратегия создания хранилищ
данных”. http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/r-nci/index.html, 2009.
13. Jackie Zhu,Tuvia Alon,Gregory Arkus,Randy Duran Metadata, Management with IBM
InfoSphere Information Server, IBM Redbooks, 2011
Аннотация дисциплины
Методы и технологии работы с корпоративными структурированными данными.
Модуль 2 (Методы и технологии наполнения корпоративных хранилищ и витрин
данных).
(Галахов И.В., к.т.н., доцент)
Цели курса: изучить
 Методы наполнения хранилища данными,
 Понятие источников данных и методы анализа источников,
 Модели и технологию ETL,
 Инструменты наполнения хранилища данными,
 Выполнить разработку макета системы интеграции данных
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ БУП
Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной
дисциплины.
4 Дисциплина
«Методы и технологии работы с корпоративными
структурированными данными. Модуль 1 (Проектирование корпоративных
хранилищ и отраслевые модели данных).”
Список дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо как
предшествующее:
Методы, модели, технологии и технологические платформы для создания
обучаемых экспертных систем на основе всех видов данных
№
п/п
Наименование
раздела/темы
дисциплины
Содержание
раздела/темы
1
Наполнение хранилища
данными
Тема1. Введение в системы интеграции данных:
консолидация (ETL, ELT), федерализация (EII),
распространение данных (EAI, EDR), сервисных
подход (SOA)
52
2
Технология ETL
Тема2. ЖЦ создания и сопровождения ETL
подсистемы. Общая архитектура ETL подсистемы.
Параллелизм при обработке данных.
Тема3. Инструменты создания ETL. Введение в IBM
Information Server.
Тема4. Анализ источников данных. Data Profiling.
Тема5. Знакомство с Datastage: чтение данных из
источников, преобразование, загрузка в БД.
Тема6. Основные операции над данными в ETL
процессе. Проектирование Staging Area.
Тема7. Подход к созданию ETL: от источников или
от ХД.
Тема 8. Построение ETL при использовании
индустриальных модели.
Тема9. Методы документирования ETL процессов и
ведения технических метаданных. Создание
спецификаций в InfoSphere Fastrack.
Тема10. ETL и многомерные структуры данных.
Slowly Changing Dimensions.
Тема11. Создание макета системы интеграции
данных. Консультация по макету. Защита макетов.
3
Обеспечение качества
данных
Тема12. Обеспечение качества данных. Введение в
Quality Stage
Список материалов
1. Гарсиа-Молина Г., Ульман Д., Уидом Д., Системы баз данных. Полный курс,
Вильямс -2003
2. R. Kimball, Joe Caserta, The Data Warehouse ETL Toolkit: Practical Techniques for Extracting, Cleaning, Conforming, and Delivering Data, John Wiley & Sons, 2004
3. Введение в Oracle SQL - http://www.intuit.ru/studies/courses/3438/680/info
4. Db2 Information Center –
http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/db2luw/v9r7/index.jsp
5. IBM InfoSphere Data Stage Data Flow and Job Design
http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg247576.html?Open
53
6. IBM Infocenter for Infosphere Information Server v9.1 http://pic.dhe.ibm.com/infocenter/iisinfsv/v9r1/index.jsp
7. Metadata Management with IBM InfoSphere Information Server http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg247929.html?Open
8. IBM Websphere Quality Stage Methodologies, Standardization and Matching –
http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg247546.html?Open
9. Архитектура хранилищ данных. Цикл статей. Асадуллаев С.
http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/sabir/axd_1/
http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/sabir/axd_2/
http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/sabir/axd_3/
10. Ryan Sousa, Claudia Imhoff, W. H. Inmon Corporate Information Factory 2e // Wiley
Publishing Inc., 2000
11. Эрик Спирли Корпоративные хранилища данных: планирование, разработка,
реализация. Том 1.: Пер. с англ. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2001
Аннотация дисциплины
Методы и технология аналитической обработки структурированных данных
(Позин Б.А., д.т.н., проф.,)
Цели курса: изучить
 Методы построения систем класса Business Intelligence для обработки
структурированных данных при решении задач поддержки принятия решений
 Виды структурированных данных и способы их обработки при решении задач
поддержки принятия решений на операционном, тактическом и стратегическом
уровнях управления
 Общую схему построения многомерной модели данных для исследования
структурированных данных компании
 Методы работы с инструментами для формирования отчетов, OLAP- исследования
данных, средств формирования метрик по данным, накопленным в многомерных
базах данных
 Основы современного эконометрического анализа данных. Введение.
Курс состоит из двух модулей: модуля Business Intelligence и модуля OLAP
№
п/п
Наименование
раздела/темы
дисциплины
Содержание раздела/темы
54
1
Модуль 1. Business
Intelligence
Тема 1. Методы построения систем класса
Business
Intelligence
для
обработки
структурированных данных при решении задач
поддержки принятия решений
Тема 2. Виды структурированных данных и
способы их обработки при решении задач
поддержки принятия решений на операционном,
тактическом и стратегическом уровнях управления
Тема 3. Многомерная модель данных для
исследования
структурированных
данных
компании
Модуль 2. OLAP
Тема 4. Методы и средства формирования
оперативной статистической и аналитической
отчетности (на примере IBM Cognos Report Studio,
Query Studio).
Тема 5. Методы и средства OLAP – анализа (на
примере IBM Cognos Analyst Studio).
Тема 6. Методы и средства расчета метрик для
принятия решений тактического и стратегического
уровня с использованием продуктов IBM Cognos
(на примере IBM Cognos Metric Studio).
Тема 7. Формирование рабочих мест аналитиков, а
также аналитических порталов на основе решений
Cognos, интеграция с другими продуктами
Список литературы
Wooldridge, J. Introductory Econometrics: A Modern Approach, Cengage Learning, 2008
Hayashi, F. Econometrics, Princeton University Press, 2000
Greene, W. H. Econometric Analysis, Prentice Hall, 2008
Магнус Я.Р., Катышев П.К., Пересецкий А.А. Эконометрика. Начальный курс, ДЕЛО,
2004.
Дюк В., Самойленко А. Data mining: учебный курс. – СПб:Питер, 2001 – 368с.
Аннотация дисциплины
Организация и автоматизация процессов жизненного цикла информационных и
программных систем
(Старых В.А., к.т.н., доцент.)
Цели курса: изучить
 Содержание процессов жизненного цикла ИС, как сопутствующей системы по
ISO/IEC 15288,
 Особенности жизненного цикла ИАС, включая их функциональное развитие путем
обучения
 Основы технологии проектирования ИАС и ее ПО, стандарт Essence
55



Порядок ввода (ИС и ИАС) в действие, виды и особенности проведения
испытаний ИС,
Организацию сопровождения активов в их жизненном цикле и особенности
сопровождения ИАС,
Методы и модели автоматизированного тестирования ИС и ИАС в процессе
сопровождения и развития.
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ БУП
Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной
дисциплины.
3. Дисциплина “ Проектирование информационных систем”;
4 Дисциплина “ Концепции и архитектура обучаемых экспертных систем»
5 Дисциплина «Методология и технология разработки корпоративных экспертных
обучаемых систем»
6 Дисциплина «Основы программирования»
7 Дисциплина « Технология разработки программного обеспечения»
Список дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо
как предшествующее:
3 Дисциплина “Модели, методы и технологии аналитической обработки
структурированных данных (подходы Data Science и Predictive Analytics)”.
№
п/п
Наименование раздела/темы
дисциплины
Содержание раздела/темы
1
Система обеспечения
жизненного цикла ИС и ИАС
Тема 1.Понятие жизненного цикла ИС.
Обеспечение жизненного цикла ответственных
систем.
Тема 2. Особенности жизненного цикла ИАС.
Технологии проектирования
ИС
Тема 3. Общие сведения об архитектуре ИС и ее
роли в реализации требований заказчика
Тема 4. Понятие и классификация технологий
проектирования
Тема 5. Технология автоматизированной
коллективной разработки, сопровождения и
развития ПО ИС на основе подходов SEMAT /
Essence и IBM Rational
Тема 6. Типовые решения в автоматизации
деятельности предприятия/компании.
56
2
Ввод в действие ИС
Тема 7. Содержание работ по вводу ИС в
действие
Тема 8. Виды, содержание и организация
испытаний ИС на стадии приемки
Тема 9. Планирование работ по развертыванию
ИС на объектах базирования.
3
Сопровождение и
функциональное развитие ИС
Тема 10. Понятие сопровождения, организация
сопровождения в средних и крупных компаниях
и банковских структурах
Тема 11. Особенности и технологический
процесс функционального развития ИАС путем
их обучения
Тема 12. Тестирование прикладного ПО ИС при
сопровождении. Автоматизированное
функциональное и нагрузочное тестирование
Список литературы
1. Позин Б.А. Ввод в действие информационных систем и сопровождение их
программного обеспечения, Новые технологии, М.: «Информационные
технологии», Приложение, 2010
2. Позин Б.А., Галахов И.В. Модели в нагрузочном тестировании, Программирование,
2011, No 1, с. 20-35
3. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения : Пер. с англ. –
М.: Радио и связь, 1985.
4. Брукс Ф. Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы:
Пер. с англ. – СПб.: Символ-Плюс, 1999.
5. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования
информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998.
6. Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических
информационных систем: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2000.
7. Липаев В. В. Системное проектирование сложных программных средств для
информационных систем. – М.: Синтег, 1999.
8. Липаев В.В., Позин Б.А., Штрик А.А. Технология сборочного программирования,
Радио и связь, - М., 1992
9. Оценка и аттестация зрелости процессов создания и сопровождения программных
средств и информационных систем (ISO/IEC TR 15504-CMM).: Пер. с англ. А.С.
Агапова и др. – М.: Книга и бизнес, 2001.
57
10. Позин Б.А. Типовая методтика проверки функциональных возможностей
программных средств. В кн. Методическое руководство по оценке качества
функционирования информационных систем, М.,-2003
11. Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и
применение). - М.: ЛОРИ, 1996.
12. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М.: МетаТехнология, 1993.
13. Харрингтон Дж. Проектирование реляционных баз данных: Пер. с англ. – М.:
ЛОРИ, 2000.
14. Черемных С.В., Семенов И.О., Ручкин В.С. Структурный анализ систем: IDEFтехнологии. – М.: Финансы и статистика, 2001.
15. Коуд П., Норт Д., Мейфилд М. Объектные модели. Стратегии, шаблоны и
приложения: Пер. с англ. – М.: ЛОРИ, 1999.
16. Ларман Крэг. Применение UML и шаблонов проектирования.: Пер. с англ.:
Учебное пособие – М.: Вильямс, 2001.
17. Рамбо Дж., Буч Г., Якобсон А. UML. Специальный справочник: Пер. с англ. – СПб:
Питер, 2002.
18. Калянов Г.Н., Позин Б.А. Программно-целевое управление ИТ-проектами //
Автоматизация в промышленности. М.: 2005, №9, с.14-17.
19. Калянов Г.Н., Позин Б.А. Управление программами работ и ИТ-проектами для
крупной компании // Корпоративные системы. Киев: 2005, №5, с.57-61.
20. Калянов Г.Н., Позин Б.А. Система стандартов предприятия в области
информационных технологий // Труды 9-й Российской научно-практической
конференции “Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных
информационных технологий. Системы управления знаниями””. М.: 2006, с.63-72.
a. Jacobson I., Pan Wei Ng,McMahon P.E., Spence I., Lidman S. The Essence of
Software Engineering. Applyingnthe SEMAT Kernel. Addison-Wesley, 2013, P.
300
21. IBM Corporation / Using IBM Application Development Tools for z/OS and OS/390,
SG24-7061-00/ IBM Redbook. Доступно через Интернет, 2005
22. http://www.redbooks.ibm.com/ (сайт ITSM компании IBM)
58
Специализация «Системы моделирования в технике».
Системы автоматизации проектирования
(Автор: к.т.н., доцент Полесский С.Н.)
Аннотация
Дисциплина «Системы автоматизации проектирования» является курсом по выбору и
предназначена для подготовки магистров второго года обучения по специализации
«Системы моделирования». Курс посвящен изучению вопросов автоматизации
проектирования как важного инструмента жизненного цикла проектирования. Курс
позволяет магистранту понять необходимость применение компьютерных средств
информатики и информационных технологий в проектировании электронных средств.
Основными задачами дисциплины являются теоретическое и практическое освоение
инструментальных средств информационных технологий, как основы CALS-технологий.
Магистранты изучают базовые концепции, принципы, модели и методы в области
проектирования электронных средств; техническое обеспечение САПР; основные
подходы технологии информационной поддержки этапов жизненного цикла электронных
средств. Получают основные навыки функционального моделирования (анализа и
реструктуризации) процессов управления. В курсе для магистрантов предусмотрена
практическая работа на компьютерах с программными комплексами автоматизации
проектирования.
Цель курса
Формирование у студентов основных компетенций в области конкретных САПР,
современных информационных и информационно-коммуникационных технологий и
инструментальных средств для решения практических задач проектирования электронной
и радиоэлектронной аппаратуры.
Тематический план
1.
Понятие проектирования. Уровни и стадии проектирования. Модели и их
параметры в САПР. Проектные процедуры. Жизненный цикл электронных
средств. Структура САПР.
2.
Требования к техническому обеспечению САПР. Архитектура и
организация ЭВМ. Операционные системы. Графический интерфейс.
Математические и графические пакеты. Текстовые процессоры.
3.
Автоматизированные системы в промышленности. CAE. CAD. CAM. PLM и
другие информационные технологии, входящие в CALS-технологии.
4.
Методическое и программное обеспечение автоматизированных систем.
Типы CASE-систем. Спецификация проектов программных систем.
Методология функционального моделирования IDEF.
5.
Технологии информационной поддержки этапов жизненного цикла изделий.
Обзор стандартов в области CALS-технологий. Единое информационное
пространство и виртуальное предприятие. Структура стандартов STEP. PDM
- управление проектными данными. Интерактивные электронные
технические руководства. Вопросы защиты информации. Стандарты
управления качеством промышленной продукции.
59
Литература
Основная:
•
Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для
вузов. 2-е изд., перераб. И доп. _ М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. –
336 с.
•
Автоматизированная
система
АСОНИКА
для
проектирования
высоконадёжных радиоэлектронных средств на принципах CALSтехнологий. Том 1. // А.С. Шалумов, Н.В. Малютин, Ю.Н. Кофанов и др. –
М.: Энергоатомиздат, 2007. – 368 с.
•
Кофанов Ю.Н., Гольдин В.В., Журавский В.Г., Сарафанов А.В.
Информационная поддержка жизненного цикла электронных средств:
Монография. – М.: Радио и связь, 2002. -379 с.
•
Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и
надежности радиоэлектронных средств: Учебник для вузов. — М.: Радио и
связь, 1991, 360 с.
•
Алексеев О.В., Головков А.А., Пивоваров И.Ю. Автоматизация
проектирования радиоэлектронных средств. – М.: Высшая школа, 2000. - 479
с.
Дополнительная:
•
Исследование тепловых характеристик РЭС методами математического
моделирования: Монография. // Ю.Н. Кофанов, В.В.Гольдин, В.Г.
Журавский и др. – М.: Радио и связь, 2003. - 456 с.
•
Кофанов Ю.Н. Моделирование и обеспечение надёжности технических
систем: Научное издание. – М.: Энергоатомиздат, 2011. - 324 с.
•
Норенков, И. П. Основы теории и проектирования САПР: Учебник для
втузов / И. П. Норенков, В. Б. Маничев. М.: Высш. шк., 1990. 335 с.
•
Кофанов, Ю. Н. Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое
проектирование печатных плат: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. /
Ю. Н. Кофанов, А. В. Сарафанов, С. И. Трегубов. – М: Радио и связь, 2001. –
220 с.
•
Влах, И. Машинные методы проектирования электронных средств/ И. Влах,
К. Сингхал. М.: Радио и связь, 1990. 312 с.
•
Тумковский, С. Р. Автоматизация схемотехнического проектирования
функциональных узлов РЭС: Учеб. пособие / С. Р. Тумковский. М.:
МГИЭМ, 1995. 43с.
•
Моделирование и анализ систем. IDEF-технологии: практикум / С. В. Черемных, И.
О. Семенов, В. С. Ручкин .— М. : Финансы и статистика, 2006 .— 188 с.
Системы схемотехнического моделирования
(Автор: д.т.н., профессор Кожевников А.М.)
Аннотация
В процессе изучения курса «Системы схемотехнического моделирования»
студенты знакомятся с алгоритмами построения математических моделей элементов
60
проектируемых технических устройств на примере принципиальных электрических схем с
распределенными и сосредоточенными параметрами, используемых на разных уровнях и
этапах процесса проектирования электронной и радиоэлектронной аппаратуры. В
зависимости от специфики моделей проектируемых объектов, в дисциплине излагаются
различные методы определения их статических, квазистатических и динамических
характеристик. Помимо этого, студенты изучают способы повышения эффективности
методов анализа, основанные на использовании специальной структуры и разреженности
матриц моделей, а также макромоделирования.
Цель курса
Целью курса является формирование у студентов основных компетенций в области
построения математических моделей элементов проектируемых технических устройств, а
также применения эффективных численных методов и алгоритмов анализа и
преобразования таких моделей.
Тематический план
1. Иерархическая система математических моделей электрических схем, модели на
микро-, макро- и информационном уровнях.
2. Системотехническое моделирование - основа выбора и формирования структуры
проектируемой электронной и радиоэлектронной аппаратуры.
3. Постановка задачи моделирования электрических схем с сосредоточенными и
распределенными параметрами.
4. Представление моделей электрических схем в виде графов и эквивалентных схем.
5. Построение математических моделей эквивалентных электрических схем.
6. Определение статических, квазистатических и динамических характеристик
эквивалентных аналоговых электрических схем.
7. Параметрический анализ схемы - моделирование поведения электрических схем при
изменении параметров сигналов, моделей схемных компонентов.
8. Температурный анализ - моделирование поведения электрических схем при изменении
рабочей температуры.
9. Анализ устойчивости электрических схем.
10. Моделирование и синтез цифровых электронных устройств.
11. Использование разреженности матриц математических моделей для повышения
эффективности процессов моделирования.
12. Снижение трудоемкости процесса моделирования на основе использования
диакоптики.
13. Снижение трудоемкости процесса моделирования на основе использования
макромоделирования.
14.
Литература
Основная:
1. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник
для вузов – М.: Горячая линия – Телеком, 2001.
61
2. В.И. Лачин, Н.С. Савелов. Электроника. Ростов- на-Дону, "Феникс", 2002.
3. Новожилов О. П. Цифровые устройства. Учебное пособие. Московский государственный институт электроники и математики, М.: 1995. 208 с.
4. Антипенский Р.В., Фадин А.Г. Схемотехническое проектирование и моделирование
радиоэлектронных устройств. Учебное пособие – Москва: Техносфера, 2007.
Дополнительная:
1. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем /
Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1988. - 560 с.
2. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. — 4-е
изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009.
62
Моделирование физических процессов в технических системах
(Авторы: д.т.н., профессор Кожевников А.М.,
д.ф.-м.н., с.н.с. Тютнев А.П.)
Аннотация
Курс «Моделирование физических процессов в технических системах» является курсом
по выбору и рассчитан на студентов второго года обучения в магистратуре. На примере
проектирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в курсе рассматриваются основные
вопросы, связанные с получением студентами углубленных теоретических знаний по
организации процесса моделирования технических систем с учетом физических процессов
в конструкциях и выбора критериев оценки проектных решений на различных этапах
процесса проектирования. Современный системный подход к проектированию РЭА с
учетом взаимодействия различных физических процессов для обеспечения высокого
качества проектных решений является сегодня одним из самых эффективных
инструментов для минимизации отказов, а специалисты по проектированию востребованы
во всех сферах проектирования систем. В рамках курса студенты обучаются методам
формализации основных физических процессов в РЭА (механических, тепловых,
электризации) и построения их математических моделей для последующего
компьютерного моделирования. Вырабатываются подходы к повышению надежности и
качества РЭА за счет использования средств моделирования и нахождения на их основе
оптимальных проектных решений, рассматриваются основные виды и методы построения
программных средств моделирования физических процессов в РЭА. Рассматриваются
также физические процессы взаимодействия космического аппарата (КА) с окружающей
плазмой, их влияние на функционирование РЭА КА и
методы моделирования
соответствующих систем.
Основу курса составляют установочные лекции, а также интерактивные
практические занятия для развития навыков владения методами моделирования.
Цель курса
Формирование у студентов основных компетенций в области построения и использования
математических моделей физических процессов, теоретических и практических знаний и
умений в области их моделирования.
Тематический план
1. Методы формализации основных физических процессов в радиоэлектронной
аппаратуре.
1.1.
Основные типы конструкций РЭА. Условия эксплуатации РЭС. Основные
физические процессы в конструкциях РЭА: тепловые, механические,
радиационные, электромагнитные. Системный подход к моделированию
физических процессов.
63
1.2.
Методы построения математических моделей физических процессов в РЭА.
Метод
конечных
элементов.
Метод
конечных
разностей.
Метод
электромеханической аналогии. Метод электротепловой аналогии.
1.3.
Определение статических, квазистатических и динамических характеристик
конструкций РЭА.
1.4.
Параметрический анализ конструкции - моделирование поведения
конструкций РЭА при изменении параметров моделей. Температурный анализ моделирование поведения конструкций РЭА при изменении рабочей температуры.
1.5.
Использование разреженности матриц математических моделей для
повышения эффективности процессов моделирования.
1.6.
Снижение трудоемкости процесса моделирования на основе использования
диакоптики. Снижение трудоемкости процесса моделирования на основе
использования макромоделирования.
2. Физические процессы взаимодействия космического аппарата (КА) с окружающей
плазмой.
2.1. Особенности строения и свойств полимерных материалов космического
применения. Обратимые и необратимые изменения свойств полимеров под
действием радиации.
2.2. Радиационная электропроводность полимерных диэлектриков внешней
поверхности КА.
2.3. Компьютерное моделирование и прогнозирование изменений радиационной
электропроводности диэлектриков за время активного существования КА на основе
экспериментальных данных лабораторного моделирования.
2.4. Процессы радиационной электризации диэлектриков КА в околоземной
космической среде. Моделирование объемного заряжения диэлектриков потоками
электронов с учетом их радиационной электропроводности. Критерии
возникновения электростатических разрядов в диэлектриках КА.
2.5. Методы лабораторного моделирования факторов космического пространства.
2.6.
Методы защиты электронных средств КА от эффектов радиационной
электризации. Повышение срока активного существования КА за счет снижения
частоты и мощности электростатических разрядов выбором диэлектриков
космического применения.
Литература
Основная:


Антипенский Р.В., Фадин А.Г. Схемотехническое проектирование и
моделирование радиоэлектронных устройств. Учебное пособие – Москва:
Техносфера, 2007.
Половко А.М. Основы теории надежности (учебное пособие для ВУЗов). СПб.:
изд-во БХВ- Петербург. 2006 – 560 с.
64


Зенкевич О.К. Метод конечных элементов в технике: Пер.с англ. - М.: Мир, 1975. 541с.
Модель космоса. Т. 1 и 2. М.:КДУ. 2007.
Тютнев А.П., Саенко В.С., Пожидаев Е.Д., Костюков Н.С. Диэлектрические
свойства полимеров в полях ионизирующих излучений. М.:Наука. 2005. 453 с.
Дополнительная:

Александровская Л.Н., Кругл, Аронов И.З. Безопасность и надежность
технических систем. Учебное пособие для вузов. — М.: Логос, 2008, 376с.
•
Tyutnev A., Ikhsanov R.S., Saenko V., Pozhidaev E. Analysis of the carrier
transport in molecularly doped polymers using the multiple trapping model with the
Gaussian trap distribution // Chemical Physics. 2012. Vol. 115. No. 404. P. 88-93.
•
Tyutnev A., Ikhsanov R.S., Saenko V., Pozhidaev E. The Role Played by a Poly-
mer Matrix in the Transfer of Charge Carriers in Molecularly Doped Polumers // Russian
Journal of Physical Chemistry B. 2012. Vol. 6. No. 2. P. 315-320.
65
Надежность технических систем
(автор: к.т.н., доцент Жаднов В.В.)
Аннотация
Дисциплина «Надежность технических систем» относится к курсам по выбору
профессионального цикла и читается магистрантам второго года обучения. На основе
методологии теории надежности изучаются модели и методы оценки и прогнозирования
надежности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в т.ч. расчетные, расчетноэкспериментальные, статистические, а также методы «физики отказов». Рассматриваются
способы обеспечения надежности РЭА (резервирование, облегчение режимов работы и
др.) и способы обеспечения запасными частями, а также программные средства для
расчетной оценки показателей надежности РЭА. Магистранты получают основные навыки
в вопросах управления надежности РЭА.
В курсе предусмотрена практическая работа на компьютерах с использованием
современных программных средств в области моделирования надежности технических
систем.
Цель
Целью дисциплины является получение студентами углубленной фундаментальной и
профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе, в области
методов обеспечения надежности технических систем и практических навыков их
использования для решения научных и инженерных задач.
Тематический план
1. Надежность: основные понятия, термины и определения.
2. Основная нормативная база в области надежности РЭА: Комплекс
государственных военных стандартов «Мороз-6», национальные и международные
стандарты.
3. Модели отказов (экспоненциальная, Вейбулла, нормальная, α-распределение, DNраспределение и др.).
4. Математические модели расчета и прогнозирования интенсивности отказов
элементов РЭА.
5. Методы расчета эксплуатационной интенсивности отказов РЭА для сеансного
режима применения.
6. Методы расчета надежности невосстанавливаемых РЭА.
7. Методы расчета надежности восстанавливаемых РЭА.
8. Основы моделирования и обеспечения РЭА запасными частями (система
технического обслуживания и ремонта).
9. Современные программные средства расчета и прогнозирования надежности.
Литература
Основная:
 Острейковский В.А. Теория надежности: Учебник для вузов. 2-е изд. - М.: Высшая
школа, 2008. - 464 с.
66







Жаднов В.В., Сарафанов А.В. Управление качеством при проектировании
теплонагруженных радиоэлектронных средств: учебное пособие. - М.: Изд-во
«Солон-Пресс», 2012. - 464 с.
Черкесов Г.Н. Оценка надежности систем с учетом ЗИП: Учебное пособие. - СПб:
Изд-во «БХВ-Петербург», 2012. - 480 с.
Ямпурин Н.П. Баранова А.В. Основы надежности электронных средств: учеб.
пособие для студ. высш. учеб. заведений. / под ред. Н.П. Ямпурина. - М.:
Издательский центр «Академия», 2010. - 240 с.
Ушаков И.А. Курс теории надежности систем: Учебное пособие для вузов. - М.:
Дрофа, 2008. - 239 с.
Каштанов В.А., Медведев А.И. Теория надежности сложных систем. - М.:
Физматлит, 2010. - 608 с.
Абрамешин А.Е., Жаднов В.В., Полесский С.Н. Информационная технология
обеспечения надежности электронных средств наземно-космических систем:
научное издание. / Отв. ред. В.В. Жаднов. - Екатеринбург: Изд-во «Форт ДиалогИсеть», 2012. - 565 с.
Кофанов Ю.Н. Моделирование и обеспечение надёжности технических систем:
Научное издание. – М.: Энергоатомиздат, 2011. - 324 с.
Дополнительная:
 Шалумов А.С., Кофанов Ю.Н., Жаднов В.В. Автоматизированная система
АСОНИКА для проектирования высоконадежных радиоэлектронных средств на
принципах CALS-технологий. т. 1. / Под ред. Ю.Н. Кофанова, Н.В. Малютина,
А.С. Шалумова. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - 538 с.
 Полесский С., Жаднов В. Обеспечение надежности НКРТС. - LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 280 p.
 ГОСТы серии 27 «Надежность в технике».
 ГОСТы серии Р 51901 «Менеджмент риска».
 ГОСТы серии РВ 20.39 «КСОТТ. Аппаратура, приборы, устройства и
оборудование военного назначения».
 ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники.
Термины и определения.
 ГОСТ РВ 27.1.03-2005. Надёжность военной техники. Оценка и расчёт запасов в
комплектах ЗИП.
 РДВ 319.01.16-98. Радиоэлектронные системы военного назначения. Типовые
методики оценки показателей безотказности и ремонтопригодности расчетноэкспериментальными методами.
 ОСТ 45.63-96. Обеспечение надежности средств электросвязи. Основные
положения.
 ОСТ 4Г 0.012.242-84. Аппаратура радиоэлектронная. Методика расчета
показателей надежности.
 ОСТ 4Г 0.012.013-84. Аппаратура радиоэлектронная. Определение показателей
долговечности.
 Надежность ЭРИ: Справочник. - М.: МО РФ, 2006.MIL-HDBK-217F. Reliability
prediction of electronic equipment.
Функциональная безопасность электронных средств
67
(Авторы: д.т.н., профессор Пожидаев Е.Д., д.т.н., профессор Саенко В.С.)
Аннотация
Курс «Функциональная безопасность электронных средств» является курсом
по выбору и рассчитан на студентов второго года обучения в магистратуре. В курсе
рассматриваются основы функциональной безопасности электронных средств наземного и
бортового базирования, помехозащищенность электронных средств от электромагнитных
воздействий естественного и преднамеренного происхождения. Важным аспектом курса
является приобретение практических навыков и умений в области имитационного
моделирования воздействия электростатических разрядов на радиоэлектронную
аппаратуру и испытаний этой аппаратуры на помехозащищенность. В курсе также
рассматриваются методы имитационного моделирования электронных средств и место
среди них метода структурного электрофизического моделирования космических
аппаратов (КА). Значительное место в курсе уделяется структурному электрофизическому
моделированию основных конструкционных элементов КА эквивалентными
электрическими RLC схемами. Даются алгоритмы и методики определения уровней
помеховых сигналов на входах электронных средств на основе картины растекания токов
по элементам конструкции от электростатических разрядов и экспериментально
определяемым коэффициентам трансформации тока в напряжение помехи.
Демонстрируется тестовое компьютерное моделирование реальных космических
аппаратов. Излагаются методы и методики проведения заключительных стендовых
испытаний КА на стойкость к воздействию электростатических разрядов и
функциональную безопасность.
Основу курса составляют установочные лекции, главным содержанием которых является
освоение научно-теоретических основ, а также интерактивные практические занятия для
развития навыков владения методами имитационного моделирования воздействия
электростатических разрядов на радиоэлектронную аппаратуру и испытаний этой
аппаратуры на помехозащищенность.
Цель курса
Целью курса является получение
углубленной фундаментальной и
профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе, в области
функциональной безопасности электронных средств наземного и бортового базирования,
и, особенно, их помехозащищенности от электромагнитных воздействий естественного и
преднамеренного происхождения.
Тематический план
1. Функциональная безопасность электронных средств.
1.1. Ошибки и сбои при функционировании системы. Понятие функциональной
безопасности системы. Функциональная безопасность электронных средств. Виды
нарушения безопасности электронных средств. Проблемы помехозащищенности
электронных средств.
1.2. Электромагнитные воздействия на электронную аппаратуру. Возникновение
электрических зарядов. Накопление, релаксация и нейтрализация зарядов в материалах.
Релаксация заряда, связанная с объемной проводимостью. Релаксация заряда, связанная с
поверхностной проводимостью. Нейтрализация заряда. Заряжение тела человека. Методы
измерения основных характеристик статической электризации.
68
1.3. Разряд электростатического заряда. Электрический пробой газов и твердых
диэлектриков. Коронный разряд. Искровой разряд. Кистевой разряд.
1.4. Защита электронных средств от статического электричества на этапе их
схемотехнического проектирования. Защита электронных средств от статического
электричества на этапе конструирования. Защита от воздействия электростатических
разрядов на этапах изготовления, транспортировки, монтажа на объекте и при
эксплуатации.
1.5. Имитационное моделирование воздействия электростатических разрядов на
электронную аппаратуру. Структурные электрические модели заряжения и разрядов в
электронной аппаратуре. Структурная электрическая модель процесса заряжения в
системе "оператор – аппаратура". Структурная электрическая модель разряда в системе
“оператор – аппаратура”.
1.6. Моделирование разряда. Кратные разряды. Структурные электрические модели
механизма и заряженного компонента.
1.7. Испытания электронной аппаратуры на устойчивость к воздействию
электростатических разрядов.
2. Моделирование воздействия электромагнитных импульсов на космический аппарат
(КА).
2.1. Моделирование электризации КА – частный случай имитационного моделирования
при конструировании электронных средств. Особенности имитационного моделирования
КА.
2.2. Электростатические разряды – основные источники импульсных электромагнитных
помех на КА. Бортовая кабельная сеть КА, антенны и датчики – основные рецепторы
импульсных электромагнитных помех на КА.
2.3. Представление основных конструкционных элементов КА эквивалентными
электрическими RLC схемами. Структурное электрофизическое моделирование
электризации КА.
2.4. Методы макромоделирования для расчетов электрических эквивалентных схем
большой и сверхбольшой размерности для реальных КА. Ускоренные расчеты картины
растекания токов по конструкции КА от электростатического разряда методами
макромоделирования.
2.5. Расчеты электромагнитных помех на входах электронных средств КА от
электростатических разрядов. Процедуры введения расчетных данных в технические
задания на разработку электронных средств эксплуатируемых при воздействии расчетных
помех.
2.6. Тестовое компьютерное моделирование реальных космических аппаратов. Методы и
методики проведения заключительных стендовых испытаний КА на стойкость к
воздействию электростатических разрядов и функциональную безопасность.
Литература
Основная:
•
Кечиев Л.Н., Пожидаев Е.Д. Защита электронных средств от воздействия
статического электричества. Учебное пособие. − М.: Издательский Дом
"Технологии", 2005. − 352 с.
•
Уилльямс Т. ЭМС для разработчиков продукции. − М.: Издательский Дом
"Технологии", 2003. − 540 с.
69
•
Балюк Н.В., Кечиев Л.Н., Степанов П.В. Мощный электромагнитный
импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты. − М.: ООО
«Группа ИДТ», 2008. 478 с.
•
Кечиев Л.Н., Акбашев Б.Б., Степанов П.В. Экранирование технических
средств и экранирующие системы. − М: ООО "Группа ИДТ", 2010. − 470 с.
•
Barnes J. Designing Electronic Equipment for ESD Immunity. Parts 1 and 2.
2002.
 Модель космоса. Т. 1 и 2. М: КДУ. 2007.
 Тютнев А.П., Саенко В.С., Пожидаев Е.Д., Костюков Н.С. Диэлектрические
свойства полимеров в полях ионизирующих излучений. М.: Наука. 2005. 453 с.
 Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Вып. 86.
Электризация геостационарных спутников. М.: Наука. 1989. 182 с.
Дополнительная:
•
Барнс Дж. Электронное конструирование: Методы борьбы с помехами / пер.
с англ. М.: Мир, 1990. 238 с.
•
Уиллямс Т., Армстронг К. ЭМС для систем и установок. − М.: Издательский
Дом "Технологии", 2005. − 352 с.
 Бабкин Г.В., Борисов Н.И., Марченков К.В., Саенко В.С., Соколов А.Б.
Разработка алгоритма формирования структурной электрофизической модели
космического аппарата на основе электрических схем, состоящих из фазовых
параметрических макромоделей // Космонавтика и ракетостроение. - Москва,
ЦНИИмаш. - Вып. 3(52). -2008. С.161-174.

Марченков К.В., Соколов А.Б., Саенко В.С., Пожидаев Е.Д. Новое поколение
программного обеспечения «Satellite-MIEM» для расчета наводок во
фрагментах бортовой кабельной сети, проложенных по внешней поверхности
космических аппаратов // Технологии электромагнитной совместимости. Москва, 2008. - № 1(24), С. 39-44.

Белик Г.А., Абрамешин А.Е., Саенко В.С. Внутренняя электризация бортовой
радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов // Технологии
электромагнитной совместимости. 2012. № 3(42). С. 5-16.
70
Методы принятия проектных решений
(Автор: к.т.н., доцент Зародов А.Ф.)
Аннотация
Курс «Методы принятия проектных решений» является курсом по выбору и
рассчитан на студентов первого года обучения в магистратуре. В курсе рассматриваются
основные вопросы, связанные с получением студентами углубленных теоретических
знаний по организации подсистем принятия проетных решений. В основу курса положено
изучение особенностей построения процедур и выбора критериев оценки проектных
решений на различных этапах процесса проектирования. Современный подход к
построению САПР при условии высокого качества проектных решений является сегодня
одним из самых эффективных инструментов для минимизации рисков, а специалисты
востребованы во всех сферах проектирования систем. В рамках курса студенты обучаются
методам сбора, анализа и обработки данных для оценки качества проектных решений,
разрабатывают рекомендации по выбору критериев оценки, на основе которых
вырабатываются подходы к улучшению качества процесса проектирования, владеют
методами построения различных классов моделей, планирования и проведения
экспериментов и методами нахождения и устранения существующих узких мест. Также
рассматриваются основные виды и методы построения программных средств.
Основу курса составляют установочные лекции, главным содержанием которых
является освоение научно-теоретических основ, а также интерактивные практические
занятия для развития навыков владения методами.
Цель курса
Способствовать формированию основных компетенций в области построения и
использования различных систем проектирования, теоретических и практических знаний
и умений в области принятия решений для улучшения качества процесса проектирования.
Тематический план
1. Введение: Обзор методов принятия решений.
2. Модели и методы исследования операций.
3. Многокритериальные задачи принятия решений. Свертка критериев.
4. Критерии оценки решений. Сравнительный анализ критериев оценки.
5. Методы сбора и обработки информации при принятии решений. Экспертные оценки.
6. Статистическая обработка данных.
7. Оценка качества и полноты информации. Неполные и нечеткие знания.
8. Деревья решений. Алгоритмы поиска.
9. Экспертные системы.
Литература
Основная:
 Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. —
4-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009
 Муромцев Ю. Л., Муромцев Д. Ю., Тюрин И. В. и др. Информационные технологии
в проектировании радиоэлектронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учебн.
заведений. — М.: Издательский центр "Академия", 2010.
71



Малюх В. Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. — М.: ДМК Пресс,
2010.
Грешилов А. А. Математические методы принятия решений. — М.: МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 2006.
Хемди А. Таха. Введение в исследование операций = Operations Research: An
Introduction. — М.: Вильямс, 2007.

Дополнительная:
 Ю.М. Коршунов Математические основы кибернетики – М.:Энергоатомиздат,1987.
Х. Шенк Теория инженерного эксперимента – М.:Мир,1972.
 Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное
пособие – М.:Наука ,1971.
 Баженов В. И., Стрельченко А. Н. Основы планирования и моделирования в теории
инженерного эксперимента. - М.: Издательство МАИ ,1983.
 Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. Пер. с
англ. — М.: «Мир», 1978. — 311 с.
 Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982. - 432 с.
 Т. Саати. Метод анализа иерархий. М.: «Радио и связь», 1993.
 Джозеф Джарратано, Гари Райли «Экспертные системы: принципы разработки и
программирование» : Пер. с англ. — М. : Издательский дом «Вильямс», 2006. —
1152 стр. с ил.
72