содержание курса - Астраханский государственный университет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра информационных систем
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ
Программа курса
для направления 230200.68
«Информационные системы. Программа Базы знаний»
Автор составитель
к.ф.-.м.н., доцент кафедры информационных систем Т.В. Панченко
АСТРАХАНЬ 2009
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Данный курс является дисциплиной специализации и предназначен
для магистрантов первого года обучения.
Цель курса – изучение основ теории информационных процессов,
методов их формализации, алгоритмов кодирования и сжатия данных,
теории конечных автоматов и автоматных языков, сетей Петри, основами
нечеткой логики и процессов, протекающих в ЭВМ.
Курс рассчитан на слушателей, знакомыми с базовыми понятиями
информатики, программированием и математической логики.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
В результате изучения дисциплины слушатели должны знать:
методы формализации информационных процессов;
алгоритмы сжатия информации;
алгоритмы помехоустойчивого кодирования информации;
понятие конечных автоматов и автоматных языков;
системы нечеткого вывода;
математические модели информационных процессов;
методы оценки и анализа информационных систем;
понятие о распределенных вычислениях.
Слушатели должны уметь:
1. применять алгоритмы сжатия и кодирования информации;
2. выполнять преобразование (распознавание) информации с помощью
конечных автоматов;
3. оценивать нечеткие отношения и выполнять нечеткий логический
вывод.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ
В том числе
Наименование разделов
Всего
Практические
часов Лекци , семинарские Лабораторные
и
занятия
занятия
1
2
3
Тема 1. Введение в предмет
«теоретические
информационные процессы».
4
2
4
5
2
Тема 2. Математические
методы формализации
информационных процессов.
4
2
2
Тема 3. Алгоритмы сжатия
данных.
8
2
6
Тема 4. Помехоустойчивое
кодирование.
8
2
Тема 5. Конечные автоматы.
6
2
Тема 6. Автоматные языки.
6
2
Тема 7.Сети Петри.
6
2
4
Тема 8. Элементы нечеткой
логики.
9
3
6
Тема 9. Информационные
процессы, реализуемые в
ЭВМ.
4
2
2
57
19
38
Итого аудиторных часов
Количество часов
самостоятельной работы
студентов
143
Всего часов
200
6
4
4
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Тема 1. Введение в предмет «теоретические основы информационных
процессов».
Понятие информационного процесса и его характеристики. Понятие
информации, ее виды, свойства, единицы измерения и способы
представления в вычислительной технике.
Тема 2. Математические методы формализации информационных
процессов.
Понятие сигнала. Процесс накопления данных. Модель планирования
вычислительных процессов. Процессы обработки и передачи информации.
Потери при информационном воздействии.
Тема 3. Алгоритмы сжатия данных.
Обратимое и необратимое сжатие. Программы-архиваторы.
Алгоритм RLE. Алгоритм Лемпеля-Зива-Велча. Алфавитное кодирование.
Алгоритм Хаффмана.
Тема 4. Помехоустойчивое кодирование.
Корректирующие коды. Линейные коды и их свойства. Коды
Хемминга. Циклический код. Код с проверкой на четность. Контроль по
модулю.
Тема 5. Конечные автоматы.
Автоматное преобразование информации. Детерминированные и
недетерминированные конечные автоматы. Автоматы Мили и Мура.
Эквивалентность конечных автоматов. Теорема Мура. Минимизация
конечных автоматов. Автоматное программирование Применение
конечных автоматов.
Тема 6. Автоматные языки.
Элементы теории формальных языков и грамматик. Конечные
автоматы-распознаватели. Автоматные языки. Лемма о накачке.
Синтаксические диаграммы. Регулярные выражения. Теорема Клини.
Тема 7. Сети Петри.
Определение сетей Петри. Классификация, свойства, применение
сетей Петри. Маркировка сетей Петри. Функционирование сетей Петри.
Простая и цветная сеть Петри. Определение S-точки доступа. Определение
Т-точки доступа.
Тема 8. Элементы нечеткой логики.
Информационные отношения: нечеткая логика. Нечеткие множества,
лингвистическая переменная, основные операции на нечетких множествах,
логический вывод в нечетких продукционных системах.
Тема 9. Информационные процессы, реализуемые в ЭВМ.
Взаимодействующие процессы, категории средств обмена
информацией, логическая организация механизма передачи информации,
адресация данных, информационная валентность, особенности передачи
информации с помощью линий связи, буферизации, поток ввода-вывода
сообщений, надежность средств связи, завершение связи, нити
исполнения, распределенные вычисления.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Самсонов Б.Б., Плохов Е.М., Филоненков А.И. Компьютерная
математика. Ростов на Дону:-Феникс, 2002
2. Алгазинов Э. К., Сирота А. А. Анализ и компьютерное
моделирование информационных процессов и систем. – М.: ДиалогМИФИ, 2009
3. Лидовский В.В. Теория информации. М.: Компания Спутник+, 2004
4. Карпов Ю.Г. Теория автоматов. СПб:-Питер, 2003
5. Вернер М. Основы кодирования. М.:-Техносфера, 2004
6. Блаттер К. Вейвлет-анализ. Основы теории. М.:-Техносфера, 2006
7. Кнут Д. Искусство программирования: в 3-х т. М.:-Вильямс, 2000
8. Круглов В.В., Дли М.И., Голунов Р.Ю. Нечеткая логика и нейронные
сети. М.:- Физматлит, 2001
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Яглом А.М., Яглом И.М. Вероятность и информация. М.: КомКнига,
2007
2. Кравченко В.Ф., Рвачев В.Л. Алгебра логики, атомарные функции и
вейвлеты в физических приложениях. М.:- Физматлит, 2006
3. Бауместер Д., Экерт А., Цайлингер А.
Физика квантовой
информации. Квантовая криптография. Квантовая телепортация.
Квантовые вычисления. М.: Постмаркет, 2002
4. Короновский А.А.,Храмов А.Е. Непрерывный вейвлетный анализ и
его приложения. М.:- Физматлит, 2003
5. Василенко О.Н. Теоретико-числовые алгоритмы в криптографии. - 2е изд., доп. М.:- МЦНМО, 2006
6. Хренников А.Ю. Введение в квантовую теорию информации. М.:Физматлит, 2008
7. Пупков К.А. Теория и компьютерные методы исследования
стохастических систем. М.:- Физматлит, 2003
8. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. - 2-е изд.,
исп. М.:-Техносфера, 2007