Geum.ru

Рабочая программа Наименование дисциплины нечеткие множества и системы по направлению подготовки

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Нечеткие множества и системы
Индекс по учебному плану
Форма Обучения
Иметь представление
Аудиторные занятия (всего)
Самостоятельная работа (всего)
Другие виды самостоятельной работы
6.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
6.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Подобный материал:

М

ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ




Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ»

УТВЕРЖДАЮ



Проректор по учебной работе

_______ Т.В. Маркелова


«_____» __________2011 г.


рабочая программа




Наименование дисциплины

НЕЧЕТКИЕ МНОЖЕСТВА И СИСТЕМЫ

По направлению подготовки 230400 - Информационные системы и технологии


По профилю подготовки

Информационные системы и технологии

(указывается наименование профиля в соответствии с ПрООП)


Факультет Информационных технологий и медиасистем


Кафедра Информационные системы


Квалификация (степень) выпускника бакалавр


Москва — 2011


Разработчики:

Зав. кафедрой_______ д.т.н., проф. Марков А.А.________

(занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия)


Рецензенты:

Профессор FH Шмалькальден д.т.н., проф. Байер Д.

(занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия)


Профессор_______ д.т.н., проф. Ульянов М.В.

(занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия)


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «___Информационных систем__»

(дата) ____________ 2010 г, протокол № .


Зав. кафедрой __Марков А.А.____/ /


Одобрена Советом факультета _Цифровых систем и технологий________________________________

(дата) ____________ 2010 г, протокол №


Председатель__ Иванова А.Е.____________/



Индекс по учебному плану
Цикл
Компонент

Базовая часть
вариативная часть

по выбору студента

Б2.Вар4
Гуманитарный и социальный

и экономический цикл









Математический и естественнонаучный цикл



Х



Профессиональный цикл












Форма

Обучения
курс
семестр
Трудоемкость дисциплины в часах
Форма

итогового

контроля

Всего часов
Аудиторных часов
Лекции
Семинарские (практически) занятия
Лабораторные занятия
Курсовая

Работа (проект)
Самостоятельная работа

Очная
2
4
180
68
34



34



112
Зачет

Очно-заочная






























Заочная
































  1. Цель и задачи изучения дисциплины


Цель преподавания дисциплины - В результате изучения дисциплины студент должен знать методы построения информационных и управляющих систем, использующих методы и модели теории нечетких систем и нечеткую логику.

Задачи преподавания дисциплины:
  • формирование знаний об областях применения нечетких систем, методах и алгоритмах решения практических задач, использующих нечетие множества и нечеткую логику
  • изучение основных теоретических положений, методов и математических моделей, используемых в теории нечетких систем
  • получение практической подготовки в применении изученных методов и алгоритмов для решения задач обработки информации и управления.



2. Место дисциплины в структуре ООП


Данная учебная дисциплина входит в раздел «Б.2.Математические и естественнонаучные дисциплины. Пункт Б2.Вар4 Вариативная часть» ФГОС по направлению подготовки ВПО «Информационные системы и технологии».

Данная учебная дисциплина взаимосвязана с другими дисциплинами, входящими в модуль Б.2. Математический, естественнонаучный цикл ФГОС по направлению подготовки ВПО «Информационные системы и технологии», а именно: «Математика », «Информатика», «Основы современных алгоритмов».

Для направления «Информационные системы и технологии» курс «Нечеткие множества и системы» является математической дисциплиной. Курс базируется на самых различных отраслях знаний и научных выводах математики и информатики. Изучением дисциплины достигается формирование у специалистов представления о взаимосвязи основных нечетких моделей с алгоритмами и методами реализации программ в современных информационных системах.

_______________________________________________________________________

(указывается цикл, к которому относится дисциплина; формулируя требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для ее изучения; определяются дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей)

  1. Требования к результатам освоения дисциплины


Данная дисциплина способствует формированию следующих компетенций, предусмотренных ФГОС по направлению подготовки «Информационные системы и технологии»:


а) общекультурные (ОК):
  • Готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
  • Способность к письменной, устной и электронной коммуникации на государственном языке и необходимое знание иностранного языка (хороший английский язык) (ОК-11);


б) профессиональные (ПК):

    Проектно-конструкторская деятельность:
  • способность проводить предпроектное обследование (инжиниринг) объекта проектирования, системный анализ предметной области, их взаимосвязей (ПК–1);
  • Способность проводить выбор исходных данных для проектирования (ПК-4);
  • Способность проводить моделирование процессов и систем (ПК-5);
  • Готовность разрабатывать, согласовывать и выпускать все виды проектной документации (ПК–10).

    Проектно-технологическая деятельность:
  • Способность разрабатывать средства реализации информационных технологий (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные) (ПК-12);
  • способность разрабатывать средства автоматизированного проектирования информационных технологий (ПК–13);

    Производственно-технологическая деятельность:
  • Способность использовать технологии разработки объектов профессиональной деятельности в полиграфии и издательском бизнесе (ПК-18);

    Организационно-управленческая деятельность:
  • Готовность осуществлять организацию контроля качества входной информации (ПК-22);

    Научно-исследовательская деятельность:
  • Способность проводить сбор, анализ научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования (ПК-23);
  • Способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований (ПК-24);
  • Способность обосновывать правильность выбранной модели, сопоставляя результаты экспериментальных данных и полученных решений (ПК-25);
  • Готовность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований (ПК-26);
  • Способность оформлять полученные рабочие результаты в виде презентаций, научно-технических отчетов, статей и докладов на научно-технических конференциях (ПК–27).

    Инновационная деятельность:

    Монтажно-наладочная деятельность:
  • способность к инсталляции, отладки программных и настройки технических средств для ввода информационных систем в опытную эксплуатацию (ПК-29);

    Сервисно-эксплуатационная деятельность:





  1. Объем дисциплины и виды учебной работы

    ____________________________________________________________________________ (указываются в соответствии с ФГОС ВПО)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Иметь представление:

о направлениях и истории развития теории управления;

знать:
  • основные положения теории управления,
  • особенности задач управления, относящихся к различным областям техники и технологий,
  • современные методы и модели анализа и синтеза систем управления,
  • применение методов и моделей современной теории управления для создания и проектирования информационных систем.

уметь использовать:

решать задачи анализа и синтеза систем управле­ния с использованием современного математического аппарата, систем программирования и математических пакетов;


владеть:

методами расчета динамических систем в технике, общей теории систем и информатике, об областях приме­нения систем для управления процессами в информационных системах;


иметь опыт:

использования основных положений теории управления.


5. Объем дисциплины и виды учебной работы


Общая трудоемкость дисциплины составляет ___5________ зачетных единиц.


Вид учебной работы
Всего часов
Семестры

4









Аудиторные занятия (всего)
68
68









В том числе:



-
-
-
-

Лекции
34
34









Практические занятия (ПЗ)















Семинары (С)















Лабораторные работы (ЛР)
34
34









Самостоятельная работа (всего)
112
112









В том числе:
-
-
-
-
-

Курсовой проект (работа)















Расчетно-графические работы
76
76









Реферат















Другие виды самостоятельной работы
36
36



























Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
зачет
Зач









Общая трудоемкость час

зач. ед.
180
180









5
5










6. Содержание дисциплины


6.1. Содержание разделов дисциплины


№ п/п
Наименование раздела дисциплины
Содержание раздела

1.
Тема 1. Управление в сложных системах
Основные понятия. Элементы и подсистемы. Управление и информация. Случайные факторы и неопределенность.

2.
Тема 2. Функциональные характеристики
Разработка систем управления. Эффективность. Надежность. Качество управления. Помехозащищенность. Устойчивость. Порядок разработки.

3.
Тема 3. Классификация задач управления
Множества, отображения, операции. Динамические системы. Дифференциальные уравнения с запаздывающим аргументом. Множество моментов времени. Пространство состояний системы. Входные и выходные сигналы. Операции переходов и выходов.

4.
Тема 4. Управление в условиях неопределенности
Нечеткие системы. Нейронные сети. Генетические алгоритмы. Вероятностный логический вывод. Нейронечеткие системы и другие гибридные схемы.

5.
Тема 5. Нечеткая логика и управление
Нечеткие множества. Базовое множество. Дискретные и непрерывные функции принадлежности. Базовые отношения и операции на нечетких множествах. Нечеткое. множество как объединение синглтонов. Декартово произведение и отношения. Композиция отношений. Нечеткие отношения на обычных множествах. Нечеткий граф и матрица отношений. k-арное нечеткое отношение. Композиция нечетких отношений. Множества и логика. Сопоставление операций над четкими и нечеткими множествами. Нечеткая импликация. Композиционное правило вывода. Нечеткий логический вывод. Нечеткое управление. Лингвистические переменные. Нормализованное представление непрерывных и дискретных функций принадлежности. Постановка задачи нечеткого управления. Вычисления (нечеткого) значения управляющей переменной. Фазы системного ответа. Алгоритм вычисления управляющего сигнала по двум входам. Устойчивость, управляемость и наблюдаемость нечетких систем. Диаграмма сложность-точность. Проблемы и ограничения в использовании нечетких систем

6.
Тема 6. Генетические алгоритмы
Эволюционный компьютинг. Основные шаги и реализации генетического алгоритма. Алгоритм вычислений. Задача поиска экстремума функции. Задача о приближении функций. Приложение к построению нечетких контроллеров. Задача подбора параметров функций принадлежности.

7.
Тема 7. Нейронные сети
Биологический нейрон. Абстрактные модели. Функции активации. Архитектура искусственных нейронных сетей. Сети на основе модели backpropagation. Обучение нейронной сети. Алгоритм настройки сетей на основе backpropagation модели. Нейронечеткие контроллеры

8.
Заключение
Обобщение изученного материала.

(Содержание указывается в дидактических единицах. По усмотрению разработчиков материал может излагаться не в форме таблицы)


6.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами


№ п/п
Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1
2
3
4
5
6
7
8



1.
Интеллектуальные информационные системы и технологии
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х



2.
Корпоративные информационные системы









Х
Х
Х
Х
Х



3.
Инструментальные средства информационных систем






Х
Х
Х
Х









4.
Управление информационными ресурсами












Х
Х
Х
Х



5.
Дискретная математика
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х




6.3. Разделы дисциплин и виды занятий


№ п/п
Наименование раздела дисциплины
Лекц.
Практ.

зан.
Лаб.

зан.
Семин
СРС
Все-го

час.

1.
Управление в сложных системах
4



4



14
22

2.
Функциональные характеристики
4



5



14
23

3.
Классификация задач управления
4



5



14
23

4.
Управление в условиях неопределенности
4



5



14
23

5.
Нечеткая логика и управление
4



5



14
23

6.

Генетические алгоритмы
4



5



14
23

7.

Нейронные сети
4



5



14
23

8.
Заключение
6



0



14
20


7. Лабораторный практикум



№ п/п
№ раздела дисциплины
Наименование лабораторных работ
Трудо-емкость

(час.)

1.
1.
Clips. Системы, управляемые правилами.
4

2.
2.
Clips. Системы, управляемые правилами.
5

3.
3.
Clips. Системы, управляемые правилами.
5

4.
4.
Fuzzy Clips. Системы с вероятностным выводом
5

5.
5.
Fuzzy Clips. Системы с нечеткими правилами.

5

6.
6.

Построение и исследование генетического алгоритма
5

7.
7.

Fuzzy Clips. Исследование гибридных схем
5


8. Практические занятия не предусмотрены


9. Примерная тематика курсовых работ (проектов) не предусмотрена


10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:


а) Основная литература
  1. Барсегян и др. Методы и модели анализа данных: OLAP и  DATA MINING. СПб.:БХВ-Петербург, 2004-336 стр.
  2. Дюк, Самойленко. DATA MINING. СПб.: Питер, 2001-368 стр.см. разделы: Нейросетевое представление знаний и закономерностей.
  3. Люгер Дж. Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем. 4-е изд. Пер. с англ.- М.: Издательский дом Вильямс, 2003-864 стр.
  4. Toshinory Munacava. Artificial Inelligence. Modern Approach
  5. Частиков, Гаврилова, Белов. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS. СПб.: БХВ-Петербург, 2003-608 стр.


б) Дополнительная
  1. Бусленко, Коваленко, Калашников. Лекции по теории сложных систем
  2. Рассел, Норвиг. Искусственный интеллект. Современный подход. Пер. с англ.- Издательский дом Вильямс, 2006-1408 стр.
  3. Рассел, Норвиг. Искусственный интеллект. Современный подход. Пер. с англ.- Издательский дом Вильямс, 2006-1408 стр. Часть 3. Знания и
    рассуждения. Часть 5. Неопределенные знания и рассуждения в условиях
    неопределенности.
  4. Барсегян и др. Методы и модели анализа данных: OLAP и  DATA MINING. СПб.:БХВ-Петербург, 2004-336 стр. Приложение 1. Нейронечеткие системы. Приложение 2. Особенности и эффективность генетических алгоритмов
  5. Люгер Дж. Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем. 4-е изд. Пер. с англ.- М.: Издательский дом Вильямс, 2003-864 стр. Гл. 8. Рассуждение в условиях неопределенности. (Рассуждения с нечеткими множествами. Задача о перевернутом маятнике)


в) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы не предусмотрены


г) Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы не предусмотрены


11. Материально-техническое обеспечение дисциплины:


Учебная дисциплина должна быть обеспечена учебно-методической документацией и материалами. Ее содержание должно быть представлено в сети Интернет или локальной сети вуза (факультета). Для обучающихся должна быть обеспечена возможность оперативного обмена информацией с отечественными и зарубежными вузами, предприятиями и организациями, обеспечен доступ к современным профессиональным базам данных, информационным справочным и поисковым системам.

Возможности доступа в Internet.

Компьютерный класс, оснащенный современными компьютерами (IBM PC или МАС) с лицензионным программным обеспечением, а также микроконтроллерными модулями и ПО для работы с этими модулями.

Комплекс технических средств, позволяющих проецировать изображение из программ подготовки презентаций (экран, медиапроектор, Notebook).


12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:


(указываются рекомендуемые модули внутри дисциплины или междисциплинарные модули, в состав которых она может входить, образовательные технологии, а также примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации)


Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании


кафедры « »____________________2010 г.


Заведующий кафедрой __________/ Марков А.А. /

_______________________________________________________