Теория комплексов программ - Учебно

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
И.о. проректора-начальник
управления по научной работе
_______________________ Г.Ф. Ромашкина
__________ _____________ 2011 г.
ТЕОРИЯ КОМПЛЕКСОВ ПРОГРАММ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для аспирантов специальности 05.13.18 - математическое
моделирование, численные методы и комплексы программ
очной и заочной форм обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Авторы работы ________________________ /Григорьев М.В./
«01» июня 2011г.
Рассмотрено на заседании кафедры ИС «03» июня 2011г., протокол № 12.
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»
Объем 12 стр.
Зав. кафедрой ______________________________ /Ивашко А.Г./
«__»_________ 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК Института математики, естественных наук и
информационных технологий «28» июня 2011г., протокол № 4
Соответствует ФГТ к структуре основной профессиональной образовательной
программы послевузовского профессионального образования (аспирантура)
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________ /Глухих И.Н./
«__»___________2011г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Начальник отдела аспирантуры
и докторантуры ________________________ /Сорокина М.Р./
«__»___________2011г.
2011
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики естественных наук и
информационных технологий
Кафедра информационных систем
Григорьев Михаил Викторович
ТЕОРИЯ КОМПЛЕКСОВ ПРОГРАММ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для аспирантов специальности 05.13.18 Математическое
моделирование, численные методы и комплексы программ
очной и заочной форм обучения
Тюменский государственный университет
2011
Григорьев М. В. Теория комплексов программ. Учебнометодический комплекс. Рабочая программа для аспирантов
специальности
05.13.18
–
Математическое
моделирование,
вычислительные методы и комплексы программ очной и заочной
форм обучения. Тюмень, 2011. 12 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с ФГТ к структуре
основной
профессиональной
образовательной
программы
послевузовского профессионального образования (аспирантура).
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ:
Теория комплексов программ [электронный ресурс] / Режим
доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой информационных систем.
Утверждено и.о. проректора-начальника управления по научной
работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Ивашко А.Г., профессор, д.т.н.
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Григорьев М.В., 2011.
2
1. Пояснительная записка.
1.1. Цели и задачи дисциплины.
Целью дисциплины «Теория комплексов программ» является
изучение теоретических основ построения программных комплексов и
систем, а также получение аспирантами практических навыков их
проектирования.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП.
Дисциплина «Теория комплексов программ» относится к
образовательно-профессиональным
дисциплинам
подготовки
аспиранта и основывается на методов компьютерного моделирования,
статистического моделирования, математических моделей для
поддержки принятия решений.
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование
следующих компетенций.
Общекультурные компетенции.
 ОК-1  владение культурой мышления, способность к
обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели
и выбору путей ее достижения, умение логически верно,
аргументировано и ясно строить устную и письменную речи.
 ОК-2  готовность к кооперации с коллегами, работе в
коллективе; знание принципов и методы организации и
управления малыми коллективами; способность находить
организационно-управленческие решения в нестандартных
ситуациях и готов нести за них ответственность.
 ОК-3  понимание социальной значимости своей будущей
профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению
профессиональной деятельности;
 ОК-4  способность научно анализировать социально значимые
проблемы и процессы, умение использовать на практике методы
гуманитарных, экологических, социальных и экономических наук
в различных видах профессиональной и социальной
деятельности;
3
 ОК-5  умение применять методы и средства познания, обучения
и самоконтроля для интеллектуального развития, повышения
культурного
уровня,
профессиональной
компетенции,
сохранения своего здоровья, нравственного и физического
самосовершенствования;
 ОК-6  владение широкой общей подготовкой (базовыми
знаниями) для решения практических задач в области
информационных систем и технологий;
 ОК-7  умение критически оценивать свои достоинства и
недостатки, наметить пути и выбрать средства развития
достоинств и устранения недостатков;
 ОК-9  знание своих прав и обязанностей как гражданина своей
страны; использование действующего законодательства, других
правовых документов в своей деятельности; демонстрация
готовности и стремления к совершенствованию и развитию
общества на принципах гуманизма, свободы и демократии;
 ОК-10  готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности,
применять методы математического анализа и моделирования,
теоретического и экспериментального исследования;
 ОК-11  способность к письменной, устной и электронной
коммуникации на государственном языке и необходимое знание
иностранного языка (хороший английский язык);
 ОК-16  способен использовать навыки публичной речи, ведения
дискуссии и полемики.
Профессиональные компетенции.
 ПК-5 – способность проводить моделирование процессов и
систем;
 ПК-12 – способность разрабатывать средства реализации
информационных технологий (методические, информационные,
математические, алгоритмические, технические и программные)
 ПК-13
–
способность
разрабатывать
средства
автоматизированного
проектирования
информационных
технологий;
 ПК-18 – способность использовать технологии разработки
объектов профессиональной деятельности, в областях:
машиностроение,
приборостроение,
наука,
техника,
4
образование,
медицина,
административное
управление,
юриспруденция, бизнес, предпринимательство, коммерция,
менеджмент,
банковские
системы,
безопасность
информационных
систем,
управление
технологическими
процессами, механика, техническая физика, энергетика, ядерная
энергетика, силовая электроника, металлургия, строительство,
транспорт,
железнодорожный
транспорт,
связь,
телекоммуникации, управление инфокоммуникациями, почтовая
связь, химическая промышленность, сельское хозяйство,
текстильная
и
легкая
промышленность,
пищевая
промышленность, медицинские и биотехнологии, горное дело,
обеспечение
безопасности
подземных
предприятий
и
производств, геология, нефтегазовая отрасль, геодезия и
картография, геоинформационные системы, лесной комплекс,
химико-лесной комплекс, экология, сфера сервиса, системы
массовой информации, дизайн, медиаиндустрия, а также
предприятия различного профиля и все виды деятельности в
условиях экономики информационного общества;
 ПК-31  способность осуществлять поиск, анализировать и
систематизировать научную информацию, отечественный и
зарубежный опыт по теме исследования.
 ПК-32  способность определять задачи исследования,
проводить эксперименты по заданной методике, обрабатывать
полученные данные, анализировать и интерпретировать
результаты.
 ПК-33  способность готовить научные отчеты по результатам
выполненных исследований.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать
- основные понятия и определения программных комплексов,
информационных процессов и информационных технологий, их
структуру и способы описания;
уметь
- проводить
анализ
и
синтез
комплексов
программ,
информационных технологий и систем с применением
математических моделей расчета и оптимизации;
владеть
5
- различными формальными методами анализа, синтеза и
оптимизации и их месте в проектировании информационных
технологий и систем;
- способностью к участию в работах по моделированию продуктов,
технологических процессов, производств, средств и систем
автоматизации, контроля диагностики испытаний и управления
процессами, жизненным циклом продукции и ее качества с
использованием современных средств автоматизированного
проектирования;
- способностью участвовать в разработке алгоритмического и
программного обеспечения средств и систем автоматизации и
управления процессами;
- способностью
производить
эксперименты
по заданным
методикам с обработкой и анализом их результатов, составлять
описание выполненных исследований и подготавливать данные
для разработки научных обзоров и публикаций.
2. Трудоемкость дисциплины.
Семестр 6. Форма промежуточной аттестации  кандидатский
экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную
единицу (36 академических часов).
3. Тематический план.
6
4
Формы контроля
2
1
Опрос
6
Из них в
интерактивной
форме
Понятие и виды
программных
комплексов.
Системообразующие
свойства комплексов
программ. Системный
Самостоятел
ьная работа
1
Тема
Всего часов
№
Лекции
Таблица 1. Тематический план дисциплины
Виды учебной и
самостоятельная
работы, час.
подход и системный
анализ
Теоретикомножественное
описание программных
комплексов
Описание
информационных
потоков в
программных
комплексах
Декомпозиция и синтез
программных
комплексов
Динамические
программные
комплексы
ИТОГО:
2
3
4
5
8
2
6
2
10
2
8
1
6
2
4
2
6
2
4
2
36
10
26
Реферат
Из них часов в
интерактивной форме
8
8
Таблица 2. Планирование самостоятельной работы аспирантов
№
Темы
1
Понятие и виды
программных комплексов.
Системообразующие
свойства комплексов
программ. Системный
подход и системный анализ
Теоретико-множественное
описание программных
комплексов
Описание информационных
потоков в программных
2
3
Виды СРС
обязательные
выполнение
самостоятельн
ых заданий на
практических
занятиях,
собеседование
Реферат
дополнительные
Проработка
лекций;
чтение
обязательно
йи
дополнитель
ной
литературы
Объем
часов
4
6
8
7
4
5
комплексах
Декомпозиция и синтез
программных комплексов
Динамические программные
комплексы
Доклад с
презентацией
Работа с
литературой,
Интернетом.
Подготовка
курсовой
работы и
доклада
ИТОГО:
4
4
26
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с
обеспечиваемыми дисциплинами
Таблица 3. Связь с последующими дисциплинами
№
п/
п
1
5.
Наименование
обеспечиваемых дисциплин
Темы дисциплины необходимые для
изучения обеспечиваемых дисциплин
1
Теория и средства
математического моделирования
2
3
4
+
+
+
5
Содержание дисциплины.
Тема 1. Понятие и виды программных комплексов.
Системообразующие свойства комплексов программ.
Системный подход и системный анализ.
Понятие
программного
комплекса.
Терминологий
и
классификация. Целостность и интегративность. Иерархичность.
Эквифинальность
(предельные
возможности).
Закономерности
целеобразования и осуществимости ИС. Системный подход и
системные исследования. Системный анализ.
Тема 2. Теоретико-множественное описание программных
комплексов.
Общие свойства моделей Роль моделирования в деятельности
человека. Типы моделей систем: модель "черный ящик", модель
состава, модель структуры. Структурная и функциональная схемы.
Количественное описание моделей – шкалирование, вероятностное и
нечеткое описание. Энтропия и информационные характеристики
8
источника сообщений. Количество и скорость передачи информации:
по дискретному и по непрерывному каналам. Пропускная способность
канала. Характеристики уровней представления ИС: лингвистический,
теоретико-множественный,
абстрактно-алгебраический,
динамический, логико-математический. Кибернетический подход к
описанию ИС. Процесс управления как информационный процесс.
Система как отношение на множествах. Временные и алгебраические
системы.
Тема
3.
Описание
информационных
потоков
в
программных комплексах.
Модели
ИС
«вход-выход»
и
«вход-состояние-выход».
Детерминированные ИС без последействия и с последействием.
Стохастические системы. Понятие агрегата. Операторы выходов и
переходов агрегата. Агрегат как случайный информационный процесс.
Кусочно-непрерывные и кусочно-линейные агрегаты. Виды связей
между
агрегатами
системы.
Принцип
минимальности
информационных связей агрегатов.
Тема 4. Декомпозиция и синтез программных комплексов.
Анализ и синтез в комплексах программ. Модели систем как
основания декомпозиции. Алгоритмизация процесса декомпозиции.
Процедуры синтеза информационных систем. Формулирование
проблемы,
выявление
целей,
формирование
критериев,
генерирование альтернатив.
Тема 5. Динамические программные комплексы.
Особенности динамики нелинейных программных комплексов.
Странные
аттракторы.
Элементы
теории
бифуркаций.
Математические модели теории катастроф. Динамический хаос.
Фрактальные структуры. Самоорганизация в распределенных ИС.
Потенциальные возможности динамического хаоса при передаче
информации. Возможность использования теории комплексов
программ в практике проектирования информационных систем.
Тенденции и перспективы развития теории комплексов программ.
6. Учебно-методическое обеспечение СРС. Оценочные
средства.
6.1. Реферат, краткое изложение в письменном виде или в форме
публичного выступления содержания книги, научной работы,
результатов изучения научной проблемы; доклад на определённую
9
тему, включающий обзор соответствующих литературных и других
источников. Как правило, реферат имеет научно-информационное
назначение. Рефераты, называемые также научными докладами,
получили распространение в научно-исследовательских учреждениях,
высшей школе, в системе политического просвещения, в народных
университетах.
Самостоятельная работа аспирантов заключается в углубленном
изучении тем, предложенных аспирантам на лекционных и
практических занятиях. Контроль самостоятельной работы аспиранта
осуществляется в форме защиты реферата по выбранной теме.
6.2. Примерные темы рефератов.
01. Направление работника в командировку
02. Перевод работника на другую работу
03. Предоставление отпуска работнику
04. Прием работника на работу
05. Увольнение работника
06. Учет рабочего времени
07. Учет материалов
08. Ведение учебной нагрузки
09. Составление индивидуального плана
10. Учет основных средств и нематериальных активов
11. Учет выполненных работ
12. Прием-передача товарно-материальных ценностей
13. Учет поступления товарно-материальных ценностей
14. Прием товара на склад
15. Учет некачественного товара при приеме на склад
16. Проведение экзамена
17. Составление расписания занятий
18. Ведение журналов успеваемости и посещаемости
19. Заполнение листка по учету кадров
20. Проведение репетиционных занятий
7.
Образовательные технологии.
Основой используемой в освоении курса образовательной
технологии является диалог с аудиторией, предоставление студентам
возможности высказать свое мнение и интерпретацию понятия,
10
ситуации, сведения.
Озвучивание материала курса сопровождается мультимедиапрезентацией при связи с Интернетом.
Практические занятия проводятся в компьютерном классе, с
выходом в сеть Интернет.
Предусмотрены встречи с представителями российских и
зарубежных компаний, государственных и общественных организаций,
мастер-классы экспертов и специалистов
8.
Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины (модуля).
8.1. Основная литература.
1. Проектирование информационных систем: учеб.-метод. пособие/
А. Г. Ивашко. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2007. - 329 с.
2. Техника разработки программ: учеб. для студ. вузов : в 2 кн./ Е.
В. Крылов, В. А. Острейковский, Н. Г. Типикин. - Москва: Высшая
школа. Кн. 2: Технология, надежность и качество программного
обеспечения. - 2008. - 469 с.
3. Корпоративные информационные системы управления: учебник/
ред. Н. М. Абдикеев, О. В. Китова. - Москва: ИНФРА-М, 2011. 464 с.
8.2. Периодические издания.
1. Научно-техническая информация: научно-технический сборник.
Серия 2: Информационные процессы и системы . - ISSN 05480027. - Б.ц.. - ISSN 0548-0027. -Выходит ежемесячно
2. Открытые системы: Журнал для профессионалов в области
информационных технологий . - ISSN 1028-7493. - Б.ц.. - ISSN
1028-7493. -Выходит ежемесячно
3. Алгоритмы и программы: библиографическая информация. Москва, 1968 - . - ISSN 0320-7420. - Б.ц.. - ISSN 0320-7420. Выходит ежемесячно
8.3. Дополнительная литература.
1. Острейковский В.А. Теория систем: Учебник для вузов. М.
Высшая школа, 1997 г.
2. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем:
математические основы. М.: Мир, 1978.
11
3. Криницкий Н.А. Автоматизированные информационные системы
/ Н.А. Криницкий, Г.А. Миронов, Г.Д. Фролов. М.: Высшая школа,
1990.
4. Шастова Г.А. Выбор и оптимизация структуры информационных
систем / Г.А. Шастова, А.И. Коекин. М.: Радио и связь, 1992.
5. Шиленко А.В., Кочетков В.Ф., Химушин Ф.Ф.. Введение в
информационную теорию систем. М.: Радио и связь, 1985.
12