Geum.ru

Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки 230100 Информатика и вычислительная техника

Вид материалаОсновная образовательная программа

Содержание


Учебный план
Наименование дисциплины
Аннотации программ дисциплин
ИС обработки графической информации. Классификация, основные компоненты и алгоритмы, области применения.
Корпоративные информационные системы. Состав и функции подсистем.
Компьютерная поддержка принятия управленческих решений. Экспертные системы и системы поддержки принятия решений.
Национально-региональный (вузовский) компонент
Дисциплины направления по выбору студента
Специальные дисциплины
Дисциплины по выбору студента
Подобный материал:

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежский государственный технический университет»


Основная образовательная программа

высшего профессионального образования


Направление подготовки 230100 – Информатика и вычислительная техника


Квалификация (степень) выпускника: магистр


Нормативный срок освоения программы:2 года


Форма обучения – очная


Квалификационная характеристика выпускника по направлению подготовки 230100 – Информатика и вычислительная техника

Квалификация (степень) выпускника: магистр


(* п. 1.3 стандарта *)

Магистр по направлению “Информатика и вычислительная техника” может выполнять следующие виды профессиональной деятельности:
  • научно-исследовательскую;
  • проектно-конструкторскую;
  • производственно-технологическую;
  • эксплуатационную;
  • организационно-управленческую;
  • педагогическую.

Конкретные виды деятельности определяются содержанием образовательно-профессиональной программы, разрабатываемой вузом.

Магистр подготовлен к деятельности, требующей углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе; при условии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля – к педагогической деятельности.


1.3.4. Обобщенные задачи профессиональной деятельности

Магистр по направлению “Информатика и вычислительная техника” в зависимости от вида профессиональной деятельности подготовлен к решению следующих профессиональных задач:

а) научно-исследовательская деятельность:
  • анализ состояния научно-технической проблемы, формулирование технического задания, постановка цели и задач исследования объекта на основе подбора и изучения литературных и патентных источников;
  • анализ, систематизация и обобщение научно-технической информации по теме исследований;
  • выбор оптимального метода и программы исследований, модификация существующих и разработка новых методик, исходя из задач конкретного исследования;
  • выбор и преобразование математических моделей явлений, процессов и систем с целью их эффективной программно-аппаратной реализации и их исследования средствами ВТ;
  • разработка математических моделей, методов, компьютерных технологий и систем поддержки принятия решений 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;
  • анализ и исследование методов и технологий, применяемых на всех этапах жизненного цикла объектов профессиональной деятельности;
  • 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;
  • разработка, совершенствование и применение средств спецификации, методов разработки, стандартов и технологий производства объектов профессиональной деятельности;
  • анализ научной и практической значимости проводимых исследований, а также оценка технико-экономической эффективности разработки;
  • подготовка результатов исследований для опубликования в научной печати, а также составление обзоров, рефератов, отчетов и докладов;


б) проектно-конструкторская деятельность:
  • разработка требований и спецификаций объектов профессиональной деятельности на основе анализа запросов пользователей, моделей предметной области и возможно­стей технических средств;
  • проектирование архитектуры аппаратно-программных комплексов и их компонентов;
  • проектирование человеко-машинного интерфейса аппаратно-программных комплексов;
  • выбор средств вычислительной техники (ВТ), средств программирования и их применения для эффективной реализации аппаратно-программных комплексов;
  • проектирование математического, лингвистического, информационного и программного обеспечения вычислительных систем (ВС) и автоматизированных систем на основе современных методов, средств и технологий проектирования, в том числе с использованием систем автоматизированного проектирования;


в) производственно-технологическая деятельность:
  • создание ВС, автоматизированных систем и производство программных продуктов заданного качества в заданный срок;
  • тестирование и отладка аппаратно-программных комплексов;
  • разработка программы и методики испытаний, проведение испытаний объектов профессиональной деятельности;
  • комплексирование аппаратных и программных средств, создание вычислительных систем, комплексов и сетей;
  • сертификация объектов профессиональной деятельности;


г) организационно-управленческая деятельность:
  • организация процесса исследования и разработки объектов профессиональной деятельности с заданным качеством в заданный срок;
  • организация работы коллектива исследователей по проблемам, связанным с объектами профессиональной деятельности;
  • планирование исследований и разработки объектов профессиональной деятельности;
  • оценка, контроль и управление процессом исследования и разработки объектов профессиональной деятельности;
  • выбор технологии, инструментальных средств и средств ВТ при организации процесса исследования и разработки объектов профессиональной деятельности;
  • обучение персонала в рамках принятой модели процесса разработки объектов профессиональной деятельности;
  • планирование и организация процесса внедрения результатов научных исследований и разработок объектов профессиональной деятельности;


д) эксплуатационная деятельность:
  • инсталляция, настройка и обслуживание системного, инструментального и прикладного программного обеспечения, ВС и автоматизированных систем;
  • сопровождение программных продуктов, ВС и автоматизированных систем;
  • выбор методов и средств измерения эксплуатационных характеристик объектов профессиональной деятельности;
  • анализ эксплуатационных характеристик объектов профессиональной деятельности, выработка требований и спецификаций по их модификации;
  • эксплуатация опытных или уникальных образцов сложных объектов профессиональной деятельности;


е) педагогическая деятельность:
  • преподавание в вузах и средних специальных учебных заведениях дисциплин по профилю направления.


1.3.5. Квалификационные требования

Для компетентного и ответственного решения профессиональных задач магистр:
  • умеет формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической деятельности и требующие углубленных профессиональных знаний;
  • готов участвовать во всех фазах исследования, проектирования и разработки объектов профессиональной деятельности;
  • способен использовать современные методы, средства и технологии исследования и разработки объектов профессиональной деятельности;
  • умеет осуществлять сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по заданной теме своей профессиональной деятельности, применять для этого современные информационные технологии;
  • способен изучать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области своей профессиональной деятельности;
  • взаимодействует со специалистами смежного профиля при исследовании и разработке методов, средств и технологий применения объектов профессиональной деятельности в научных исследованиях и проектно-конструкторской деятельности, в управлении технологическими, экономическими, социальными системами и в гуманитарных областях деятельности человека;
  • готов к кооперации с коллегами и работе в коллективе при исследовании и разработке объектов профессиональной деятельности, знаком с методами управления и организации работы исполнителей в процессе производства программных продуктов, ВС и автоматизированных систем;
  • умеет на научной основе организовать свой труд, владеет современными информационными технологиями, применяемыми в сфере его профессиональной деятельности;
  • способен в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, умеет приобретать новые знания, используя современные информационные образовательные технологии;
  • методически и психологически готов к изменению вида и характера своей профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами.
  • готов составлять описания проводимых исследований, обрабатывать и анализировать полученные результаты, представлять итоги проделанной работы в виде отчетов, обзоров , докладов, рефератов и статей;
  • готов участвовать во внедрении результатов научных исследований и разработанных технических решений и проектов, в оказании технической помощи и осуществления авторского надзора при изготовлении, испытаниях и сдаче в эксплуатацию объектов профессиональной деятельности.


Магистр должен знать:
  • постановления, распоряжения, приказы, методические и нормативные материалы по своей профессиональной деятельности;
  • специальную научно-техническую и патентную литературу по тематике исследований и разработок;
  • информационные технологии, применяемые в научных исследованиях и программные продукты, относящиеся к профессиональной сфере;
  • методы исследования и проведение экспериментальных работ;
  • методы анализа и обработки экспериментальных данных;
  • технические характеристики и экономические показатели лучших отечественных и зарубежных образцов объектов профессиональной деятельности;
  • технологию проектирования, разработки и сопровождения объектов профессиональной деятельности;
  • методы анализа качества объектов профессиональной деятельности;
  • современные средства вычислительной техники, коммуникаций и связи;
  • перспективы и тенденции развития информационных технологий;
  • порядок, методы и средства защиты интеллектуальной собственности;
  • основные требования к организации труда при исследовании и разработке объектов профессиональной деятельности;
  • порядок и методы проведения патентных исследований;
  • методики оценки технико-экономической эффективности научных и технических разработок;
  • основы экономики, организации труда, организации производства и научных исследований;
  • основы трудового законодательства;
  • правила и нормы охраны труда;
  • формы организации образовательной и научной деятельности в высших учебных заведениях.



УЧЕБНЫЙ ПЛАН


подготовки магистров по направлению

230100 – Информатика и вычислительная техника


№ п/п
Наименование дисциплины
Трудоемкость

Часов

ДНМ.00
Дисциплины направления
1134




Федеральный компонент
700

ДНМ.01
Современные научные проблемы автоматизированных систем проектирования



ДНМ.02
История и методология науки



ДНМ.03
Компьютерные технологии в науке и образовании







Национально-региональный (вузовский) компонент
434

ДНМ.04
Дисциплины, устанавливаемые вузом (факльтетом)
300

ДНМ.04.01
Теоретические основы и структура процесса проектирования



ДНМ.04.02
История и философия науки



ДНМ.05
Дисциплины направления по выбору студента, устанавливаемые вузом
134

ДНМ.05.01
Методология системного анализа



ДНМ.05.02
Многокритериальная оптимизация процессов и систем
Х

СДМ.00
Специальные дисциплины
900

СДМ.01
Дисциплины реализации магистерской программы
600

СДМ.01.01
Системы поддержки принятия решений



СДМ.01.02
Виды обеспечений САПР



СДМ.01.03
Инженерия знаний



СДМ.01.04
Модели представления данных



СДМ.01.05
Геометрическое моделирование



СДМ.01.06
Принятие решений в условиях неопределенности



СДМ.01.07
Принятие решений в интеллектуальных системах



ДВМ.00
Дисциплины по выбору студента
300

ДВМ.01.01
Объектно-ориентированное программирование в САПР



ДВМ.01.02
Проектирование САПР на основе CASE технологий
Х

ДВМ.02.01
SQL и процедурно-ориентированные языки



ДВМ.02.02
Разработка реляционных баз данных
Х

РМ.00
Работа магистра (в том числе практики)



РМ.01
Научно-исследовательская работа



РМ.02
Подготовка магистерской диссертации



РМ.03
Практика



РМ.03.01
Научно-исследовательская практика



РМ.03.02
Педагогическая практика






Итого часов специализированной подготовки магистра
4068



АННОТАЦИИ ПРОГРАММ ДИСЦИПЛИН


По направлению подготовки 230100 – Информатика и вычислительная техника


Дисциплины направления.

Федеральный компонент


1. Современные научные проблемы проектирования информационных систем

Определений понятия «Информационная система». Классификационные признаки ИС и классификация ИС. Корпоративные информационные системы проектно-конструкторских организаций, их функции, состав и особенности. Информационно-поисковые системы. Средства организации поиска: фасетные классификации. Жизненный цикл ИС, особенности этапов ЖЦ ИС. Модели жизненного цикла. Содержание основных процессов ЖЦ. Средства организации поиска: Полнотекстовый поиск. Инвертированные списки, учет морфологии языка. Семантические особенности поиска

Организация разработки ИС. Стадии и этапы процесса проектирования ИС. Технология автоматизации офиса. Понятие электронного офиса. Виртуальный офис. Составляющие компоненты ИС. Методическое, лингвистическое, математическое, программное, техническое, информационное и организационное обеспечения.

ИС обработки графической информации. Классификация, основные компоненты и алгоритмы, области применения. Нормативные документы, регламентирующие проектирование ИС. Стандарты, регламентирующие разработку составляющих компонентов ИС.

Корпоративные информационные системы. Состав и функции подсистем.

Анализ и моделирование функциональной деятельности компании. Организационно-функциональная модель компании и средства ее моделирования.

Компьютерная поддержка принятия управленческих решений. Экспертные системы и системы поддержки принятия решений. Методологии моделирования предметной области

Методология функционального проектирования IDEF. Инструментальные системы моделирования ИС. Экономика ИС и ИТ. Стоимость владения ИС и ИТ. Проблемы экономической эффективности проектирования и использования ИС

Оценка стоимости проектирования, ввода в эксплуатацию и промышленной эксплуатации ИС. Качественные и количественные оценки эффективности использования ИС.


2. История и методология науки


"Докомпьютерная информатика: алгоритмы и их анализ в математике, сложность алгоритмов, машинная обработка статистических данных, теория алгоритмов, математическая логика.

История и этапы эволюции вычислительной техники, поколения ЭВМ, развитие операционных систем и средств программирования, кибернетика и информатика.

Компьютерная математика: численные методы и аналитические вычисления.

Развитие языков и технологий программирования, основные парадигмы программирования.

Эволюция проблем человеко-машинного взаимодействия и методов их решения; системы искусственного интеллекта.

Эволюция архитектуры вычислительных систем и сетей; компьютерная графика и системы мультимедиа.

Квантовые компьютеры как новая парадигма построения вычислительных систем: принципы квантовой механики и необходимый математический аппарат, принципы квантовых вычислений, квантовый параллелизм, основные квантовые алгоритмы.

Формирование информатики как фундаментальной науки.


3. Компьютерные технологии в науке и образовании

Базы данных научной и образовательной информации. Методы поиска информации; телекоммуникационные сети. Поиск информации в сети “Интернет”. Компьютерные образовательные технологии. Дистанционное обучение. Структура и средства сетевых систем дистанционного обучения


Национально-региональный (вузовский) компонент

Дисциплины, устанавливаемые вузом


1. Теоретические основы и структура процесса проектирования

Системный подход к проектированию. Понятие инженерного проектирования. Принципы системного подхода Основные понятия системотехники. Структура процесса проектирования. Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования. Стадии проектирования. Содержание технических заданий на проектирование. Классификация моделей и параметров, используемых при автоматизированном проектировании. Типовые проектные процедуры. Системы автоматизированного проектирования и их место среди других автоматизированных систем. Этапы жизненного цикла промышленных изделий. Структура САПР. Разновидности САПР. Понятие о CALS-технологиях. Особенности проектирования автоматизированных систем. Этапы проектирования. Открытые системы.

Математическое обеспечение анализа проектных решений Компоненты математического обеспечения. Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней. Требования к математическим моделям и численным методам в САПР. Место процедур формирования моделей в маршрутах проектирования. Математические модели в процедурах анализа на макроуровне. Исходные уравнения моделей. Примеры компонентных и топологических уравнений. Представление топологических уравнений. Характеристика методов формирования математических моделей. Узловой метод. Методы и алгоритмы анализа на макроуровне. Многовариантный анализ. Организация вычислительного процесса в универсальных программах анализа на макроуровне. Математические модели на микроуровне. Методы анализа на микроуровне. Математическое обеспечение анализа на функционально-логическом уровне. Моделирование и анализ аналоговых устройств. Математические модели дискретных устройств. Методы логического моделирования. Математическое обеспечение анализа на системном уровне. Основные сведения из теории массового обслуживания. Аналитические модели СМО. Имитационное моделирование СМО. Событийный метод моделирования. Сети Петри. Анализ сетей Петри. Математическое обеспечение подсистем машинной графики и геометрического моделирования. Компоненты математического обеспечения. Геометрические модели. Методы и алгоритмы машинной графики.

Математическое обеспечение синтеза проектных решений. Постановка задач параметрического синтеза. Место процедур синтеза в проектировании. Критерии оптимальности. Задачи оптимизации с учетом допусков. Обзор методов оптимизации. Классификация методов математического программирования. Методы одномерной оптимизации Методы безусловной оптимизации. Необходимые условия экстремума. Методы поиска условных экстремумов. Постановка задач структурного синтеза. Процедуры синтеза проектных решений. Задача принятия решений. Планирование процессов и распределение ресурсов. Методы структурного синтеза в системах автоматизированного проектирования Метод ветвей и границ. Элементы теории сложности. Методы локальной оптимизации и поиска с запретами. Системы искусственного интеллекта. Методы распространения ограничений. Эволюционные методы. Постановка задачи поиска оптимальных решений с помощью генетических алгоритмов.


2. История и философия науки

Сущность, структура и функции техники. Техника как система материальных и духовных средств и способов целенаправленной деятельности человека. Предметно-преобразовательная, техническая и инженерная деятельность, научное и техническое знание. Познание и практика, исследование и проектирование. Техника и культура. Образы техники в культуре. Эволюция представлений о технике в истории культуры. Традиционная и техногенная цивилизации: границы и перспективы мира техники. Технический оптимизм и технический пессимизм как теоретическое выражение оценки возможностей техники в жизнедеятельности человека. Технофобия как крайнее проявление технического пессимизма.

Детерминанты развития техники. Типы детерминации: природная, социальная, технологическая, антропологическая.

Основные концепции взаимоотношения науки и техники. Особенности методологии технических наук и проектирование.

Естественные и технические науки. Природа и техника, «естественное» и «искусственное». Специфика естественных и технических наук, проблема их соотношения. Развитие предмета технических наук. Специфика методов технических наук. Основные типы технических наук.

Соотношение эмпирического и теоретического в технических науках. Техническая теория в системе технических знаний: специфика строения, особенности функционирования, этапы формирования; идеальный объект технической теории, возможности концептуализации и применения математического аппарата; частные теоретические и общие теоретические схемы технической теории; роль инженерной практики и проектирования, конструктивно-технические и практико-методические знания.

Понятие научно-технической дисциплины. Междицисциплинарные, проблемно-ориентированные и проектно-ориентированные исследования в системе техникознания.

Особенности современных научно-технических дисциплин. Природа и сущность современных научно-технических дисциплин. Современное (неклассическое) естествознание и современное научно-техническое знание: сходство и различия.

Особенности теоретических исследований в современных научно-технических дисциплинах: системно-интегративные тенденции как выражение междисциплинарного теоретического синтеза. Возрастание теоретического измерения техники, применение информационных и компьютерных технологий как путь математизации технических наук, размывание границ между исследованием и проектированием, изменение роли методологии социально-гуманитарного познания и проникновение социально-гуманитарных знаний в сфере техники и технического творчества.

Системные исследования и системное проектирование в технике и социальном познании: возможности и опасности.


Дисциплины направления по выбору студента


1. Методология системного анализа

Системный анализ как техника изучения и моделирования сложных объектов. Основные идеи системного анализа: приоритет целей и функций, учет влияния внешних систем, сопоставление результатов и ресурсов, учет последствий решения. О терминах системный анализ, общая теория систем, системный подход, системология. Круг задач системного анализа. История развития системного анализа. Различные подходы к определению системы: число элементов, способ описания. Характерные признаки системы. Классификация систем: физические и абстрактные системы, естественные и искусственные, живые и неживые, статические и динамические. Дискретные, непрерывные и импульсные системы; ограниченные и неограниченные, закрытые и открытые. Технические, организационно- технические и социальные системы. Общие системы, или системы в целом. Информационно-измерительные системы.


Специальные дисциплины


1. Системы поддержки принятия решений

Особенности и признаки интеллектуальности систем. Классификация интеллектуальных систем.

Классификация моделей представления знаний. Продукционные системы. Конфигурация продукционной системы. Классификация ядер продукций. Коммутативные системы продукций. Обратимые системы продукций. Разложимые системы продукций. Механизм взаимодействия компонентов продукционной системы для прямого и обратного вывода. Стратегии управления выполнением продукций. Достоинства и недостатки продукционных систем в их практическом использовании.

Представление знаний фреймами. Структура и типы фреймов. Основные свойства фреймов. Способы управления выводом во фреймовых системах. Сетевые модели представления знаний. Формализация семантической сети. Описание иерархических структур понятий семантической сетью.

Логическая модель представления знаний. Основные понятия нечеткой логики. Основные операции над нечеткими множествами. Исчисление неопределенностей на основе теории вероятностей.

Искусственные нейронные сети. Классы задач, решаемых искусственными нейронными сетями. Структура и свойства искусственного нейрона. Топология нейронных сетей. Алгоритмы обучения нейронных сетей.

История развития, назначение и особенности интеллектуальных систем, цели их создания. Классификация интеллектуальных систем. Обобщенная структура интеллектуальных систем, назначение основных блоков, режимы функционирования.

Этапы проектирования интеллектуальных систем.

Интеллектуальные системы и выводы в условиях неопределенности. Теория вероятностей как основа управления неопределенностью


2. Виды обеспечений САПР

Общие принципы организации различных видов обеспечения САПР и их основные характеристики Основные определения. Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования

Техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования

Структура технического обеспечения. Требования, предъявляемые к техническому обеспечению. Типы сетей. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем. Аппаратура рабочих мест в автоматизированных системах проектирования и управления. Вычислительные системы в САПР. Периферийные устройства. Особенности технических средств в АСУТП. Высокопроизводительные технические средства САПР и их комплексирование. Методы доступа в локальных вычислительных сетях. Радиоканалы. Аналоговые каналы. Цифровые каналы. Организация дуплексной связи. Стеки протоколов и типы сетей в автоматизированных системах

Математическое обеспечение САПР. Компоненты математического обеспечения. Требования к математическим моделям и численным методам в САПР Математические модели в процедурах анализа на макроуровне. Методы и алгоритмы анализа на макроуровне Методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений Методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Математическое обеспечение анализа на микроуровне. Математическое обеспечение анализа на функционально-логическом уровне. Математическое обеспечение анализа на системном уровне. Математическое обеспечение подсистем машинной графики и геометрического моделирования. Математическое обеспечение синтеза проектных решений. Обзор методов оптимизации. Классификация методов математического программирования. Методы структурного синтеза в системах автоматизированного проектирования.

Методическое и программное обеспечение автоматизированных систем. Назначение и состав методического обеспечения САПР. Программное обеспечение САПР. Классификация программного обеспечения. Функции сетевого программного обеспечения. Функции и характеристики сетевых операционных систем. Системы распределенных вычислений. Прикладные протоколы и телекоммуникационные информационные услуги. Информационная безопасность.

Лингвистическое и информационное обеспечение САПР. Назначение, состав и структура средств лингвистичекого обеспечения САПР. Классификация языков программирования и проектирования.


3. Инженерия знаний

Основные понятия ИИ. Информационные системы, имитирующие творческие процессы.

Современные тенденции развития теории ИИ. Разработка моделей знаний, методов понимания ЭВМ естественного языка, процедур автоматического доказательства теорем, способов распознавания зрительных образов и прогнозирования трендов сигналов, методов автоматизированного программирования и ситуационного управления.

Неформализованные задачи научно-технической деятельности и классификация моделей представления знаний.

Информация и данные. Процедурная и декларативная информация. Предметная область. Знание. Модель вывода гипотезы путем использования данных и знаний. Особенности знаний: интерпретация, структурированность, связность, семантическая метрика, активность.

Формализованные и неформализованные знания. Информационные модели знаний. Неопределенность целей семантических решений неформализованных задач (НФЗ). Особенности НФЗ. Пример экспертной системы (ЭС). Системы интеллектуального интерфейса для информационных систем.

Методы инженерии знаний. Представление знаний с помощью систем продукции (СП).

Правила продукций. Гипотетический силлогизм. Требования к СП. Механизм ввода. Представление СП графами. Соединители И, ИЛИ, НЕ в продукционных правилах. Модульность, параллелизм, асинхронность СП.

Таблицы принятия решений с ограниченными элементами и смешанного вида. Формат и операторы таблиц принятия решений.

Представление знаний семантическими сетями. Концептуальный граф. Логико-лингвистические и функциональные семантические сети. Семантическая сеть как реализация интегрированного представления данных, категорий типов данных, свойств категорий и операций над данными и категориями. Понятия. События. Свойства. Лингвистические, логические, теоретико-множественные и квантификационные семантические отношения. Разбиение семантической сети на подпространства.

Интенсионал и экстенсионал семантических отношений. Диаграммы процедурного представления семантическими сетями и выводы. Правила построения семантических сетей.

Понимание речи и семантические сети. Контекст как ситуация, установленная в результате понимания последовательности высказываний. Метод поиска пересечений.


4. Модели представления данных


Классификация типов данных, моделей данных. Основные компоненты банка данных, классификация банков данных и требования к ним. Концепция централизованного управления данными. Этапы проектирования банков данных. Объектно-ориентированное представление данных, классы. Типы и структуры данных. GUI (Graphical User Interface , Графический интерфейс пользователя). Программирование, управляемое событиями. Обработчики событий (Evant Handler). Модели для визуальных компонент JTable, JList.

Инфологические модели данных. Физические модели данных.

Модели, основанные на файловых структурах: файлы прямого и последовательного доступа, ин­дексные файлы и инвертированныех файлы, файлы, использующие различ­ные методы хэширования, взаимосвязанные файлы. Модели ini, html, xml. Работа с этими типами с помощью технологии Java.

Даталогические модели данных. Иерархическая модель данных. Сетевая модель данных. Реляционная модель данных. Работа с реляционными данными с использованием технологии Java. Нормализация отношений. Языки SQL и QBE.


5. Геометрическое моделирование

Области применения геометрических моделей. Основные задачи компьютерной графики в каждой из областей. Перспективы, направления развития аппаратной и программной части машинной графики.

Основные пакеты геометрического моделирования. Общая концепция интерфейсов систем геометрического моделирования.

Типы геометрических моделей. Способы создания и представления геометрических моделей в компьютере. Элементы геометрических моделей. Основные геометрические примитивы и их внутреннее представление.

Методы построения геометрических моделей. Булевы операции. Полигональные и параметрические модели поверхностей. Проектирование кривых и поверхностей на основе сплайнов NURBS. Алгоритмы упорядочения. Метод двоичного разбиения пространства.

Системы координат. Однородные координаты. Обобщенная матрица преобразований для 3D-однородных координат.

Однородные координаты. Матрицы аффинных и проективных преобразований.Конвеер построения изображений. Концептуальная модель проецирования.

Виды проекций. Матричное выражение операции проецирования. Основная идея и алгоритм обратной трассировки лучей. Данные для алгоритма трассировки. Вычисление нормалей.

Матричное выражение аффинных и проективных преобразований. Способы расчета теней. Объекты, структуры данных и вычисления, связанные с операцией проецирования.

Метод z-буфера. Объекты, структуры данных и вычисления, связанные с операцией отсечения относительно видимого объема.

Алгоритм Варнока. Общая характеристика алгоритмов удаления невидимых линий. Классы алгоритмов. Модели закраски Гуро, Фонга.

Модели закраски. Однотонная закраска, закраска Blinn. Объекты, структуры данных и вычисления, связанные с расчетом освещенности. Классификация материалов по характеру отражения.

Алгоритм Робертса и его модификация. Отсечение нелицевых граней. Передача глубины яркостью, отсечение по глубине. Устранение лестничного эффекта. Antialiasing

Модели и методы трехмерной анимации. Основные стандарты межсистемного обмена геометрическими моделями. Стандарт DXF. Основные стандарты межсистемного обмена геометрическими моделями. Стандарт VRML.

Основные стандарты межсистемного обмена геометрическими моделями. Стандарт IGES. Характеристики, сходства и различия графических библиотек OpenGL и DirectDraw.

Алгоритм Аппеля. Отсечение нелицевых граней. Основные характеристики и особенности решаемых задач в системе NURBS-моделирования Rhinoceros. Детализация поверхности с помощью текстур. Виды текстур. Проекционные координаты.

Алгоритмы упорядочения. Метод сортировки по глубине. Диффузное и зеркальное отражение и преломление. Общее уравнение, моделирующее отражение энергии излучения.

Модели и методы учета динамических воздействий. Программный инструментарий для работы с компьютерной графикой. Основные характеристики и особенности решаемых задач в системе конструкторского проектирования Pro/Engineer. Основные характеристики и особенности решаемых задач в системе создания трехмерной анимации 3D-Studio MAX.


6. Принятие решений в условиях неопределенностей


Метод конечных разностей. Замена производных конечными разностями. Погрешности аппроксимаций, порядок погрешностей. Устойчивость разностных схем. Учет граничных условий первого и второго рода. Границы неправильной формы. Экстраполяция Ричардсона. Явные и неявные разностные схемы. Метод взвешенных невязок. Метод Бубнова-Галеркина. Одновременная аппроксимация дифференциальных уравнений и краевых условий. Естественные краевые условия. Глобальные базисные функции. Метод конечных элементов. Требования гладкости базисных и весовых функций. Снижение требований к гладкости базисных функций. Получение матрицы жесткости и вектора нагрузок конечного элемента. Ансамблирование конечных элементов. Двумерные задачи. Треугольный и прямоугольный конечный элементы. Бесконечные элементы. Нестационарные задачи.


7. Принятие решений в интеллектуальных системах


Особенности и признаки интеллектуальности систем. Классификация интеллектуальных систем. Проектирование баз знаний интеллектуальных систем.

Классификация моделей представления знаний. Продукционные системы. Конфигурация продукционной системы. Классификация ядер продукций. Коммутативные системы продукций. Обратимые системы продукций. Разложимые системы продукций. Механизм взаимодействия компонентов продукционной системы для прямого и обратного вывода. Стратегии управления выполнением продукций. Достоинства и недостатки продукционных систем в их практическом использовании.

Представление знаний фреймами. Структура и типы фреймов. Основные свойства фреймов. Способы управления выводом во фреймовых системах. Сетевые модели представления знаний. Формализация семантической сети. Описание иерархических структур понятий семантической сетью.

Логическая модель представления знаний. Основные понятия нечеткой логики. Основные операции над нечеткими множествами. Исчисление неопределенностей на основе теории вероятностей.

Искусственные нейронные сети. Классы задач, решаемых искусственными нейронными сетями. Структура и свойства искусственного нейрона. Топология нейронных сетей. Алгоритмы обучения нейронных сетей.

Проектирование интеллектуальных систем. Этапы проектирования интеллектуальных систем.

Принятие решений в условиях неопределенности. Интеллектуальные системы и выводы в условиях неопределенности. Теория вероятностей как основа управления неопределенностью.


Дисциплины по выбору студента


1. Объектно-ориентированное программирование в САПР

Объектно-ориентированный подход к программированию. Языки программирования. Абстракция и методы ее моделирования. Наследование и методы его моделирования. Понятие инкапсуляции в программировании

Платформа .NET и ее применение для ООП. Понятие .NET. Архитектурная схема .NET Framework и Visual Studio.NET. Компонентное программирование в .NET. Сравнение компонентно- и объектно-ориентированного программирования.

Основные понятия языка программирования C#. Структура программы на языке C#. Типы-значения. Ссылочные типы. Преимущества языка программирования C#. Недостатки языка программирования C#.

Семантика основных конструкций языка C#. Общие сведения о семантике. Виды семантик, ориентированные на интерпретацию. Теория вычислений Д. Скотта. Семантика подмножества C# .

Основные понятия ООП: объекты, классы и методы. Соотношение понятий объекта и класса. Концептуализация как модель объекта. Классы в C#. Статические поля объекта в языке C#. Обработка и наследование классов и объектов в C#.

Типизация в .NET. Преимущества типизации. Классификация систем типизации. Ссылочные типы и типы-значения в .NET и C#. Соглашения о преобразовании типов в .NET. Пространства имен в .NET.

Концепция наследования и ее реализация в языке C#. Наследование и методы его моделирования

Инкапсуляции и ее реализация в языке C#. Концепция инкапсуляции в программировании. Формальные модели инкапсуляции.

Полиморфизма в языке C#. Понятие полиморфизма в программировании. Понятия, связанные с полиморфизмом в C#. Вызов по значению, по имени (ссылке), по необходимости.


2. SQL и процедурно-ориентированные языки

Стандарты языка управления данными SQL-92 и SQL-99; процедурный язык обработки данных PL\SQL для Oracle. В курсе освещаются различные подходы к реализации доступа к источникам данных, приводится анализ различных методов доступа к данным, включая ODBC, DAO, RDO, OLE DB и ADO, рассматриваются механизмы публикации удаленных источников данных в Inernet. Двухзвенные и трехзвенные архитектуры. Использование Java-технологий. Встроенный SQL. Статический и динамический SQL. Оптимизация запросов. Стандарты SQL-92 и SQL-99. Хранимые процедуры. Язык PL/SQL.Методы связи с SQL-ориентированными БД. Структура ODBC. Функции ODBC API. Объект DSO: интерфейсы базового уровня. Использование DAO и Jet-машины для работы с источниками данных. Применение RDO объектов. Реализация параметрических запросов. Асинхронный доступ к источнику данных. Объектный интерфейс Microsoft на базе OLE DB. Интерфейс ADO. Публикация данных в Internet с использованием ADO. ASP-файлы. Реализация интерфейсов ADO и ODBC в пакетах Delphi 7 и Visual Studio.NET. Доступ к БД на языке Perl. Создание CGI и ISAPI приложений. Основы построения сценариев PHP, реализующих доступ к БД. Стандарт JDBC. JavaSQL и SQLJ. Хранимые Java-процедуры (СУБД Oracle). Технология EJB: компоненты, реализующие доступ к БД. Объектно-распределенные системы доступа к СУБД на базе стандарта CORBA.


Разработчики ООП

1. Воробьев Э.И., доцент, д.т.н.

2. Королев Е.Н.., доцент, к.т.н.


Эксперты, в том числе представители профессионального сообщества

1. Зольников В.К., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Вычислительная техника» Воронежской государственной лесотехнической академии.


Согласовано:


Методическая комиссия естественно-гуманитарного факультета

Председатель методической комиссии Яскевич О.Г., к.т.н., доцент


Заведующий кафедрой «Систем автоматизированного проектирования и информационных систем»

Д.т.н., профессор Львович Я.Е.