Вопросы к экзамену (обновление 02.11.15)

Перечень экзаменационных вопросов и заданий для
государственного экзамена по направлению
Информационные системы и технологии (магистратура)
Экзаменационные вопросы
1. Проблема исторического возраста науки. Соотношение мифологического и научного
мышления. Специфика научного познания и методов науки, структура и функции научного
знания, принципы развития науки.
2. Критерии научности и особенности их применения на практике.
3. Разум и рассудок как основа теории познания.
4. Измерение как метод научного познания. Основное уравнение измерения. Правила
измерения. Различие между аддитивными и неаддитивными величинами. Требования к
единице измерения.
5. Эмпирические методы научного познания. Уровни научного знания – теоретический
и эмпирический. Структура и этапы проведения эксперимента. Общие требования к
результатам эмпирических методов познания.
6. Структура и функции научной теории. Подтверждение и опровержение научных
теорий, развитие научного знания.
7. Эволюционное развитие научной теории. Понятие научного кризиса и научной
революции.
8. Проявления научного прогресс в развитии научного знания. Роль науки в развитии
человеческого общества.
9. Роль компьютерного моделирования и виртуальной реальности в эпистемологии
современной науки.
10.
Основные понятия теории систем. Принципы системного подхода в
моделировании систем. Общая характеристика проблемы моделирования систем.
Классификация видов моделирования систем. Возможности и эффективность моделирования
систем на вычислительных машинах.
11.
Математические схемы моделирования систем. Основные подходы к
построению математических моделей системы. Непрерывно-детерминированные модели.
Дискретно-детерминированные модели. Дискретно-стохастические модели. Непрерывностохастические модели. Сетевые модели. Комбинированные модели.
12.
Формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем.
Методика разработки и машинной реализации моделей систем.
13.
Статистическое моделирование систем на ЭВМ. Общая характеристика метода
статистического моделирования. Псевдослучайные последовательности и процедуры их
реализации на ЭВМ.
14.
Планирование машинных экспериментов с моделями систем. Методы теории
планирования экспериментов. Стратегическое планирование машинных экспериментов с
моделями систем. Тактическое планирование машинных экспериментов с моделями систем.
15.
Инструментальные средства моделирования систем. Моделирование систем и
языки программирования. Особенности использования алгоритмических языков. Подходы к
разработке языков моделирования. Сравнительный анализ языков моделирования систем.
Пакеты прикладных программ для моделирования систем.
16.
Стандарт жизненного цикла ПО. Основные процессы ЖЦ ПО.
Вспомогательные процессы ЖЦ ПО. Организационные процессы ЖЦ ПО. Взаимосвязь
между процессами ЖЦ ПО.
17.
Модели жизненного цикла ПО. Каскадная модель ЖЦ. Итерационная модель
жизненного цикла ПО, V-Model.
18.
Классификация языков программирования. Процедурные, функциональные,
логические, объектно-ориентированные. Низкоуровневые и высокоуровневые.
19.
Понятия интегрированной среды разработки (IDE), компилятора, транслятора,
интерпретатора, отладчика.
20.
Системы управления версиями, назначение и основные задачи.
21.
Функциональное проектирование ИСО, IDEF0, синтаксис, особенности
проектирования.
22.
Функциональное проектирование ИСО, IDEF3, синтаксис, особенности
проектирования.
23.
Методология DFD для проектирования ИСО.
24.
Поведенческое проектирование ИСО, блок-схемы алгоритмов, EPCдиаграммы, методология BPMN.
25.
Объектно-ориентированный подход к анализу и
проектированию
информационных систем. Основы объектно-ориентированного подхода к анализу и
проектированию информационных систем.
26.
Диаграммы DFD. Назначение. Основные элементы диаграмм.
27.
Модели массового обслуживания. Понятие системы массового обслуживания
(СМО). Поток заявок. Длительность обслуживания
28.
Марковские модели надежности
29.
Модели надежности сложных систем. Метод минимальных путей и сечений,
метод Литвака, методы разложения относительно особых элементов.
30.
Многокритериальные
задачи
выбора
и
оптимизации.
Проблемы
многокритериальной оптимизации. Парето-оптимальность, схемы компромиссов. Сведение
векторной задачи к скалярной.
31.
Стандарты разработки, внедрения и эксплуатации информационных систем как
сервиса на одном из примеров: ITIL, ISO 20000, ГОСТ ИСО\МЭК 20000 200х или Microsoft
Operation Framework.
32.
Обзор стандартов ГОСТ 19, ГОСТ 24 (34), состав документации и требования к
оформлению.
33.
Обзор стандарта ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 "Информационная технология.
Процессы жизненного цикла программных средств».
34.
Инструментальные средства проектирования ИСО, особенности разработки и
проектирования ИС для образования. Требования Федерального Закона об образования.
35.
Методы тестирования ИСО. Метод черного и белого ящика.
36.
Методы нагрузочного тестирования ИСО.
37.
Требования к сопровождению ИСО по ГОСТ 19, 24 (34).
38.
Разработка информационной модели ИСО: IDEF1, IDEF1x
39. Современные системы дистанционного обучения, назначение, отличие,
спецификация.
40. E-learning системы. Основные понятия VLM и LMS.
41. Система дистанционного обучения Moodle, назначение, возможности, типы курсов,
встроенные интерактивные элементы курса. Описание технологий добавления внешних
интерактивных элементов курса.
42.
Знания и данные. Модели представления данных: продукционные модели,
семантические сети, фреймы, логические модели. Вывод на знаниях: прямой и обратный
вывод, методы поиска в глубину и ширину.
43.
Системы, основанные на знаниях. Определение и назначение экспертных
систем. Обобщенная структура экспертной системы, технология проектирования и
разработки.
44.
Онтологии: основные определения, типы онтологий, формальная модель
онтологии. Языки описания онтологий. Задачи, решаемые с помощью онтологий:
информационный поиск, SemanticWeb.
2
45.
Биологический и искусственный нейрон. Основные функции активации
нейронов. Прикладные возможности нейронных сетей, их преимущества. Задача
распознавания символа.
46.
Ограниченность однослойного персептрона. Классификация нейронных сетей.
Принципы обучения нейронных сетей: обучение с учителем и обучение без учителя.
Алгоритм обратного распространения ошибки.
47.
Базовые методы и алгоритмы визуализации. Трехмерные системы координат.
Проекции. Векторы в трехмерном пространстве. Матрицы. Преобразования координат
48.
Графические библиотеки. Direct X. Microsoft XNA. OpenGL.
49.
Электронные
информационно-образовательные
системы.
Назначение,
особенности, основные функции. Способы, спецификации, стандарты обмена пакетами
учебных материалов, средств контроля результатов обучения, сведений о полученных
результатах обучения.
50.
Методы и средства обучения и контроля результатов обучения. Электронные
конспекты. Электронные тесты. Виртуальные лаборатории. Виды заданий, способы их
создания, хранения и передачи.
Практические задания
1. Провести анализ заданной компетенции, определить вид и объекты деятельности.
2. Провести детализацию заданной компетенции и построить модель иерархии
результатов ее освоения в данной предметной области.
3. Провести анализ типового вопроса для контроля результатов обучения, составить и
обосновать план испытаний и набор оценочных средств для измерения результатов
обучения.
4. Построение концептуальных моделей систем и их формализация.
5. Алгоритмизация моделей систем и их машинная реализация.
6. Получение и интерпретация результатов моделирования систем.
7. Проверка и улучшение качества последовательностей псевдослучайных чисел.
8. Моделирование случайных воздействий на системы.
9. Основы распознавания объектов. Алгоритмы поиска характерных точек. Выделение
контуров методом Собеля. Обработка изображений. Инвертирование изображения.
Бинаризация изображения.
10. Распознавание объектов на растровом изображении на основе вычисления
коэффициента корреляции.
11.Алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей. Алгоритмы закрашивания
видимых поверхностей. Текстуры. Освещение. Трассировка лучей, радиосити.
12. Объектно-ориентированный подход к анализу и проектированию информационных
систем. Модель и диаграммы вариантов использования.
13. Объектно-ориентированный подход к анализу и проектированию информационных
систем. Диаграмма состояний.
14. Объектно-ориентированный подход к анализу и проектированию информационных
систем. Диаграммы взаимодействия.
15. Объектно-ориентированный подход к анализу и проектированию информационных
систем. Диаграмма деятельности.
Литература
Основная литература
1. Ивин, А. А. Логика: рек. НМС в качестве учеб. пособия / А. А. Ивин. – 2-е изд.,
перераб. и доп. - М. : Юрайт - Издат, 2011. – 385, [1] с.: ил.
3
2. Лямин А. В. Моделирование систем. Электронные презентации к лекциям
[Электронный ресурс] /А.В. Лямин – СПб.: НИУ ИТМО, 2012 URL:
http://de.ifmo.ru/bk_netra/start.php?bn=68.
3. Лямин, А. В. Моделирование систем. [Электронный ресурс]: электронный курс /А.В.
Лямин. – СПб.: НИУ ИТМО, 2012. – 79 с. – Доступ из системы дистанционного обучения
НИУ ИТМО. – Номер электронного курса: 713 URL:
http://open.ifmo.ru/wiki/Моделирование_систем_I_(713)
4. Советов Б.Я. Моделирование систем: учебник /Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. -7-е изд.
– М.: Юрайт, 2012. – 342, [2] с.: ил.
5. Советов, Б. Я. Моделирование систем. Практикум / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. - 4е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 2012. – 294, [2] с.: ил.
6. Гаврилова И.В. Основы искусственного интеллекта : учеб. пособие / И.В. Гаврилова,
О.Е. Масленникова. – Электр. текстовые данные. – СПб. : Лань (ЭБС «Лань»), 2013. – 282 с. –
Режим доступа: URL: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=44749 .
7. Советов Б.Я. Представление знаний в информационных системах: учебник / Б.Я.
Советов, В.В. Цехановский, В. . Чертовской. – М.: Академия, 2011. – 141, [3] с.: ил.
8. Сидоркина И.Г. Системы искусственного интеллекта. – М.:КноРус, 2011. – 245 с.
9. Меженин А.В. Методы и средства распознавания образов и визуализации
[Электронный ресурс]: Учеб. пособие / А. В. Меженин. – СПб. : НИУ ИТМО, 2012. – 120 с.
Доступ из системы дистанционного обучения НИУ ИТМО: URL:
http://open.ifmo.ru/images/0/0a/145391_posobie_mezhenin.pdf
10.
Лямин А. В. Методы исследования и построения информационных систем в
образовании [Электронный ресурс]: учеб. пособие / А.В. Лямин. – СПб. : НИУ ИТМО, 2012.
– 79 с. – Доступ из системы дистанционного обучения НИУ ИТМО: URL:
ifmo.ru/wiki/Методы_исследования_и_построения_информационных_систем_в_образовании_I_(20117221)
11.
Лисицына Л.С. Проектирование компетентностно-ориентированных
образовательных программ. [Электронный ресурс]: учеб. пособие / Л.С. Лисицына. – СПб. :
НИУ ИТМО, 2012. – 81 с. – Доступ из системы дистанционного обучения НИУ ИТМО. URL:
http://open.ifmo.ru/wiki/Проектирование_компетентностноориентированных_образовательных_программ_I_(2012644)
12.
Штенников Д.Г. Разработка информационных систем в образовании.
[Электронный ресурс]: учеб. пособие / Д. Г. Штенников. – СПб. : НИУ ИТМО, 2012. – 240 с.
- Доступ из системы дистанционного обучения НИУ ИТМО: URL:
http://open.ifmo.ru/wiki/Разработка_информационных_систем_в_образовании_I_(20125109)
13.
Белозубов А.В. Компьютерные образовательные среды и системы.
[Электронный ресурс]: учеб. пособие / А. В. Белозубов. – СПб. : НИУ ИТМО, 2012. – 124 с.
Доступ из системы дистанционного обучения НИУ ИТМО: URL:
http://open.ifmo.ru/wiki/Компьютерные_образовательные_среды_и_системы_I_(2012786)
14.
Белозубов А.В., Николаев Д.Г. Система дистанционного обучения Moodle.
Учебное пособие. – СПб.: НИУ ИТМО, 2012. – 124 с.
Дополнительная литература:
1. История информатики и философия информационной реальности: учеб. пособие /
под ред. Р. М. Юсупова, В. П. Котенко. - СПб. : Академический Проект, 2007. – 430, [2] с.
2. Ушаков Е. В. Введение в философию и методологию науки: учебник / Е. В. Ушаков.
– 2-е изд., перераб. и доп. - М. : КноРус, 2008. – 584, [2] с.: ил.
3. Философия науки. Методология и история конкретных наук / [Н. С. Автономова [и
др.]]. - М.: Канон+, 2007. - 639, [1] с.
4. Хоменко, И. В. Логика. Теория и практика аргументации: учебник./ И. В. Хоменко.М.: Юрайт, 2010, 2012. – 314, [1] с.: ил.
4
5. Алиев Т.И. Основы моделирования дискретных систем: учеб. пособие / Т. И. Алиев.
– СПб. : СПбГУ ИТМО, 2009. – 363, [2] с.: ил.
6. Микони С.В. Многокритериальный выбор на конечном множестве альтернатив:
Учебное пособие. Лань, 2009. - 270 с. [Электронный ресурс]. Доступ из ЭБС «Лань»: URL:
http://e.lanbook.com/view/book/269/page3/
7. Грешилов А.А. Математические методы принятия решений: доп. УМО в кач. учеб.
пособие /А.А. Грешилов. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 583, [1] с.: ил.
8. Петровский А. Б. Теория принятия решений: рек. УМО в качестве учебника
/А.Б.Петровский. - М. : Академия, 2009. – 398, [1] с.: ил.
9. Уткин Л. В. Анализ риска и принятие решений при неполной информации / Л. В.
Уткин. - СПб. : Наука, 2007. - 403, [1] с.: ил.
10.
Вероятностные разделы математики: учебник /Н.Н. Амосова [и др.].; под общ.
ред. Ю.Д. Максимова. – СПб. : «Иван Федоров», 2001. – 589 с.: ил.
11.
Лоу, А. Имитационное моделирование. Классика CS: пер. с англ. / А. Лоу, В.
Кельтон. - 3-е изд. – СПб. : Питер ; Киев : Издательская группа BHV, 2004. – 847 с.: ил.
12.
Ермаков, С.М. Метод Монте-Карло в вычислительной математике: учебник./ С.
М. Ермаков.–М.: БИНОМ. Лаборатория знаний; СПб.: Невский диалект, 2011. – 192 с.: ил.
13.
Ясницкий Л.Н. Введение в искусственный интеллект: учеб. пособие для студ.
вузов / Л. Н. Ясницкий. – 2-е изд., испр. – М. : Академия, 2008. – 174, [2] с.: ил.
14.
Рутковская Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы
/Д. Рутковская, М. Пилиньский, Л. Рутковский; пер. с польск. И.Д. Рудинского. – 2-е изд. –
Электр. текстовые данные. - СПб. : Лань(ЭБС «Лань»), 2013. – 384 с.- Режим доступа: URL:
http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=11843
15.
Рутковский Л. Методы и технологии искусственного интеллекта: пер. с польск.
И. Д. Рудинского / Л. Рутковский. – М. : Горячая линия - Телеком, 2010. – 519, [1]с.: ил.
16.
Гаврилова, Т. А. Базы знаний интеллектуальных систем.: учеб. пособие / Т. А.
Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. – СПб. : Питер, 2001. – 382 с.: ил.
17.
Поршнев С.В. MATLAB 7. Основы работы и программирования: учебник / С.
В. Поршнев. – М. : Бином-Пресс, 2011. – 319 с.
18.
Павловская Т.А. С#. Программирование на языке высокого уровня: учебник
для вузов / Т.А. Павловская. – СПб. : Питер, 2009. – 432 с.: ил.
19.
Фисенко В.Т. Компьютерная обработка и распознавание изображений: учеб.
пособие / В. Т. Фисенко. — СПб. : СПбГУ ИТМО, 2008 .— 192, [3] с.: ил.
20.
Системы компьютерного зрения: реализация в библиотеке OpenCV: учебнометод. пособие / А.С. Потапов [и др.]. — СПб. : СПбГУ ИТМО, 2011. – 83, [4] с.: ил.
21.
Прахов А.А. Blender. 3D-моделирование и анимация. Руководство для
начинающих / А. А. Прахов. — СПб. : БХВ-Петербург, 2009 .— V, 266 с.: ил.+ 1 электрон.
опт. диск (CD-ROM)
22.
Тимофеев С.М. 3ds Max 2011: — СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 495 с.: ил.
23.
Меженин А.В. Технологии 3D моделирования для создания образовательных
ресурсов. Учеб. пособие. СПб.: 2008. - 112 с. URL: http://cie.ifmo.ru/doc/3d_modelling.pdf
24.
Новиков Ф. А. Моделирование на UML. Теория, практика, видеокурс (+2
DVD): [учебник для начинающих] / Ф. А. Новиков, Д. Ю. Иванов.— СПб. :
Профессиональная литература : Наука и техника, 2010 .— 635 с.: ил.
25.
Фаулер, М. UML. Основы: краткое руководство по стандартному языку
объектного моделирования / М. Фаулер; [пер. с англ. А. Петухова] .— 3-е изд. — СПб. :
Символ, 2008.— 184, [4] с.: ил.
26.
Иванов, Д. Ю. Основы моделирования на UML: учеб. пособие / Д. Ю. Иванов,
А. Ф. Новиков; М-во образования и науки Рос. Федерации; СПбГУ ИТМО.— СПб. : СПбГУ
ИТМО, 2010.— 195. [1] с.: ил .
27.
Леоненков, А. В. Самоучитель UML 2 / А. В. Леоненков. — СПб. : БХВПетербург, 2007.— 558 с.: ил.
5
28.
Ларман, К. Применение UML 2.0 и шаблонов проектирования. Введение в
объектно-ориентированный анализ, проектирование и итеративную разработку /К. Ларман;
[пер. с англ. А.Ю. Шелестова].- 3-е изд. - М.: Издательский Дом "Вильямс", 2007.- 727 с.: ил.
29.
Лисицына Л. С. Разработка рабочих программ дисциплин (модулей) в составе
основных образовательных программ, реализующих ФГОС ВПО: метод. пособие /Л. С.
Лисицына, А. В. Лямин, А. А. Шехонин. – СПб. : СПбГУ ИТМО, 2011. – 63 с.: ил.
30.
Техническое руководство по разработке учебно-методического комплекса для
системы дистанционного обучения [Электронный ресурс]: версия 1.62 от 01.10.2012. - СПб.:
НИУ ИТМО, 2012. – URL: http://de.ifmo.ru/--doc/tz_62.pdf
31.
Звонников
В.И.
Контроль
качества
обучения
при
аттестации:
компетентностный подход: учеб. пособие / В.И. Звонников, М.Б. Челышкова. - М.: Логос,
2009 .- 271, [1] с.: ил.
32.
Крокер Л. Введение в классическую и современную теорию тестов: учебник /
Л. Крокер, Д. Алгина; пер. на рус. яз. под общ. ред. В. И. Звонникова, М. Б. Челышковой. М. : Логос, 2010 .- 667 с.: ил.
33.
Майер Р. В. Кибернетическая педагогика: имитационное моделирование
процесса обучения: монография / Р. В. Майер. – Глазов : ГГПИ, 2014. - 141 c. - URL:
http://maier-rv.glazov.net/Mayer_Kibern_pedagogika.pdf
34.
Лисицына Л.С. Методология проектирования модульных компетентностноориентированных образовательных программ: метод. пособие / Л.С. Лисицына. - СПб. :
СПбГУ ИТМО, 2009. – 47, [1] с.: ил.
35.
Лисицына Л.С. Теория и практика компетентностного обучения и аттестаций
на основе сетевых информационных систем. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. - 147 с.: ил.
36.
Идеальная разработка ПО. Рецепты лучших программистов / [Т. Мензес [и
др.]]; под ред. Э. Орама, Г. Уилсона. [пер. с англ.] / СПб. : Питер, 2012. – 590, [1] с.: ил.
37.
Бенкен Е.С. PHP, MySQL, XML программирование для Интернета / Е.С.
Бенкен .— 2-е изд., [перераб. и доп.].— СПб.: БХВ-Петербург, 2008 .— 321 с.: ил. + 1
электрон. опт. диск (CD-ROM)
38.
Орлик С. Основы Программной Инженерии (по SWEBOK) [Электронный
ресурс] URL: http://swebok.sorlik.ru/ режим доступа свободный (дата обращения 10.05.2013)
39.
Белозубов А. В. Система дистанционного обучения Moodle: учеб.-метод.
пособие / А.В. Белозубов, Д. Г. Николаев. – СПб. : НИУ ИТМО, 2007. – 108 с. – URL:
http://window.edu.ru/resource/746/61746/files/posobie_Moodle.pdf
40.
Анисимов А. М. Работа в системе дистанционного обучения Moodle: учеб.
пособие / А. М. Анисимов. - 2-е изд. испр. и доп.– Харьков : ХНАГХ, 2009. – 292 с. - URL:
http://moodle.finec.ru/file.php/1/doc/Book_Moodle_2009.pdf
Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры КОТ,
протокол № 10/15 от 29 октября 2015 года
6