Рабочая программа по дисциплине «Надежность информационных систем» (наименование дисциплины)

Вид материала

Содержание

Итого на всю дисциплину
3. Самостоятельная работа студентов
Учебно-методические материалы по дисциплине
4.2. Дополнительная литература
Методические рекомендации преподавателю
Методические рекомендации студенту
Использование инновационных методов обучения
Варианты тестов для проведения контроля

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7

1	2	3	4	4а	5	5а	6
Основы дискретной математики	Лекция 11. Влияние масштаба резервирования на надёжность систем Мажоритарное резервирование: адаптивное и неадаптивное. Требования, предъявляемые к мажоритарному элементу.	1,5
Исследование операций (линейное программирование)	Лекция 12. Резервирование с восстановлением. Оптимальное резервирование при наличии нескольких ограничений. Пример расчёта показателей надёжности системы с заданными ограничениями.	1,5			Показатели надёжности ВС при резервировании	2	Дипломное проектирование
	Лекция 13. Надёжность систем со структурной избыточностью (временные диаграммы и показатели надёжности).	1
	Раздел 5
	Лекция 14. Надёжность информационных систем (ИС). Показатели надёжности и качества ИС. Критерии выбора показателей надёжности ИС. Надёжность программного обеспечения, алгоритмическая, информационная надёжность ИС. Методы повышения надёжности ИС.	2					Проектирование АИС
	Лекция 15. Факторы, определяющие надёжность программного обеспечения (ПО). Показатели качества ПО, спецификация программы. Математические модели надёжность комплексов программ.	2					Проектирование АИС
	Лекция 16. Тестирование ПО. Структура процесса тестирования. Методы тестирования ПО. Эргономические требования к разработке ПО.	2
	Итого на всю дисциплину	34				17

3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

N раздела	Наименование раздела дисциплины	Вид аудиторных занятий, их объем (в часах); наименование индивидуальных занятий	Самостоятельная работа студентов		Форма контроля
N раздела	Наименование раздела дисциплины		Вид работы	Объем в часах	Форма контроля
1	2	3	4	5	6
	Семестр 9
1	Надежность невосстанавливаемых элементов	Практическое занятие №1 –2ч.	Решение задач	2	Прием решенных задач
		Практическое занятие №2 –2ч.	Решение задач	3	Прием решенных задач
		Лекции N1-3–8ч.	Изучение литературы по разделу	6	Отчет по разделу
2	Надежность восстанавливаемых элементов	Практическое занятие №3 –2ч.	Решение задач	2	Прием решенных задач
		Практическое занятие №4 –2ч.	Решение задач	2	Прием решенных задач
		Лекции N4-5–4ч.	Изучение литературы по разделу	4	Отчет по разделу
3	Надежность систем (невосстанавливаемых и восстанавливаемых)	Практическое занятие №5 –2ч.	Решение задач	3	Прием решенных задач
		Практическое занятие №6 –3ч.	Решение задач	3	Прием решенных задач
		Лекции N6-9–8ч.	Изучение литературы по разделу	8	Отчет по разделу
4	Резервирование систем	Практическое занятие №7 –2ч.	Решение задач	2	Прием решенных задач
		Практическое занятие №8 –2ч.	Решение задач	2	Прием решенных задач
		Лекции №10-13 – 8ч.	Изучение литературы по разделу	8	Отчет по разделу
5	Надежность ИС	Лекции №14-16 – 6ч.	Изучение литературы по разделу	6	Отчет по разделу
Итого	На всю дисциплину	34 – лекции / 17 –практич. занятия		51

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

4.1. Основная литература

ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Термины и определения. М.: Из-во стандартов. – 1983.
Орищенко В.И. Математические модели в задачах расчета надежности технических средств автоматизированных систем. Учебное пособие. Самара: СГАУ. – 1996.
Дружинин Г.В. Надёжность автоматизированных производственных систем. М.: Энергия. – 1986.
Надёжность технических систем. Справочник. М.: Радио и связь. – 1985.
Шураков В.В. Надёжность программного обеспечения систем обработки данных. М.: Статистика. – 1981.
Майерс Г. Надёжность программного обеспечения. М.: Мир. – 1980.
Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьёв А.Д. Математические методы теории надёжности. М.: Наука. – 1965.

4.2. Дополнительная литература

Липаев В.В. Отладка сложных программ. Методы, средства, технологии. М.: Энергоатомиздат. – 1993.
Черкесов Г.Н. Надежность технических систем с временной избыточностью. Под ред. А. М. Половко. М., Сов. радио. – 1974.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ

Современные автоматизированные информационные системы представляют собой программно-аппаратные комплексы, которые должны обеспечивать надежное хранение информации в компьютере (на различного рода носителях) и реализовывать специфичные для разных приложений алгоритмы преобразования информации. Поэтому при изучении курса «Надежность информационных систем» необходимо в первую очередь ориентироваться на архитектуру аппаратного обеспечения компьютера, но при этом учитывать, что преобразование информации осуществляется через приложения, работающие на той или иной программной платформе.

Надежность аппаратной части изучается в разделах 1-4, где последовательно рассматриваются все основные (с точки зрения надежности) модели элементов (раздел 1-2), которые в дальнейшем используются при рассмотрении функционирования систем (раздел 3-4). Необходимо отметить, что данные модели были построены при допущениях, существенно упрощающих их структуру. При этом все модели учитывают наиболее важные аспекты объектов в поведении их во времени и пространстве и используют математические модели теории случайных процессов. На подготовку студентов по дисциплинам «Математический анализ», «Теория вероятностей», «Теория случайных процессов» и «Математическая статистика» необходимо обратить внимание и посвятить первое практическое занятие именно этим вопросам.

При решении задач необходимо ориентироваться на конкретную постановку задачи, именно она может существенным образом изменить математическую модель рассматриваемого объекта. Для закрепления теоретического материала желательно приводить конкретные примеры физических объектов при функционировании их в разных ситуациях и их модели как на лекциях, так в качестве домашних заданий по текущему разделу.

При рассмотрении вопросов, связанных с определением показателей надежности систем, в первую очередь необходимо учитывать процесс функционирования как системы в целом, так и отдельных ее элементов. Связь «отказ элемента - отказ системы» является наиболее существенной при построении структурной схемы надежности системы, данный метод анализа систем является основным при определении ее характеристик.

Анализ существующих систем и расчет показателей их надежности – это только одна из задач курса. Вторая, но не менее важная, - изучить методы повышения надежности систем, которые будут применяться при проектировании ИС. Задачи синтеза вызывают у студентов наибольшие затруднения, т.к. при проектировании системы необходимо учитывать многие факторы, такие как: состав элементной базы аппаратуры, процесс функционирования системы, стоимость и т.п. Здесь им могут понадобиться знания, полученные в курсах «Методы оптимизации и принятия решений» для решения задачи оптимального резервирования при нескольких ограничениях.

В состав любой ИС входит программное обеспечение, рассмотрению показателей которого посвящен раздел 5. Здесь же рассматриваются вопросы, связанные с жизненным циклом программных систем, учитывающие особенности их разработки и эксплуатации. Необходимо обратить внимание студентов на то, что комплексные показатели ИС рассчитываются, исходя из глобального допущения о независимости всех компонентов системы.

Так как теоретическая часть материала насыщена большим количеством определений и формул, необходимо проводить теоретический опрос студентов в начале каждого практического занятия, при этом обратить внимание студентов, что большинство определений регламентируются государственным стандартом «ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Термины и определения» и их нужно формулировать дословно.

Для повышения качества знаний можно проводить периодическое тестирование по окончании изучения разделов 1-2, 3-4, 5 (варианты тестов приведены в разделе 8). Тестирование может проводиться студентами как самостоятельно, так и централизованно как форма промежуточного контроля знаний. В качестве одной из форм самостоятельной подготовки студентов к занятиям может быть предложена разработка «своих» тестов по изученным разделам, это позволит студентам продемонстрировать их способность по-другому изложить материал и выявит их творческий потенциал.

При изложении теоретического материала желательно пользоваться иллюстративными пособиями в виде слайдов или презентаций, чтобы повысить наглядность подачи материала и степень его запоминания.

Самостоятельная работа студента – часть его подготовки к промежуточной и итоговой аттестации, поэтому при подготовке к практическим занятиям необходимо задавать студентам задачи на дом.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТУ

Для повышения уровня знаний и качества подготовки студентам рекомендуется:

при подготовке к практическому занятию тщательно прорабатывать теоретический материал заданного раздела лекций, обращая особое внимание на допущения, при которых была построена модель того или иного объекта (элемента или системы), при различных допущениях модель может существенно изменяться. Кроме курса лекций необходимо пользоваться литературой (список основной и дополнительной литературы приведен в 5 разделе). Следует обратить внимание, что большинство определений, которые используется в курсе, необходимо знать дословно, так, как они формулируются в государственно стандарте (ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Термины и определения);
придумывать примеры реальных физических объектов, поведение которых может быть описано рассматриваемыми математическими моделями, это поможет закрепить изучаемый теоретический материал;
особое внимание уделять полученным для данных моделей формулам. Так как в рамках изучения дисциплины основной подход к решению задач надежности - аналитический, то знание и правильное использование формул поможет студенту быстро получить требуемый результат.
при решении задач широко используется математический аппарат, поэтому студентам необходимо самостоятельно повторить некоторые разделы математического анализа и теории вероятностей, знать такие понятия, как производная, предел, первообразная, вероятность, вероятностные и числовые характеристики случайных величин и функций случайного аргумента, основные виды распределений случайных величин и классификацию случайных процессов, и уметь применять их на практике при решении задач;
самостоятельно (на основе решенных в аудитории задач) выполнять решение дополнительных задач, заданных преподавателем по изучаемому разделу;
по тестовым контрольным задачам готовить различные их варианты, учитывающие особенности функционирования реального объекта (например, использовать другие законы распределения временных интервалов работоспособности, различные режимы функционирования систем, взаимосвязь ее элементов и т.п.);
проводить самостоятельное тестирование по изученным разделам, готовить свои тестовые варианты контрольных вопросов и варианты ответов на них.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ

Эффективность учебного процесса зависит от того, как методически выстроен курс и какие инновационные методы используются при преподавании дисциплины. В современном обществе на первый план выходят новые информационные технологии, которые сейчас являются неотъемлемой частью любого образовательного процесса.

При изложении лекционного материала необходимо использовать современные средства мультимедиа, которые позволяют в наглядной и удобной форме представить учебный материал. Для этого преподаватель должен подготовить слайды или презентации для наиболее важных частей курса и с помощью технических средств проецирования отображать их на экране.

Одним из наиболее популярных направлений в преподавании является дистанционное обучение, которое позволяет организовать учебный процесс с использованием информационных и телекоммуникационных технологий. Дистанционное обучение может существенно повысить уровень знаний студента при условии его заинтересованности в углубленном изучении дисциплины, а также хорошей самоорганизации и владении компьютерными технологиями.

Составной частью образовательных технологий дистанционного обучения является индивидуальное тестирование по заданным дисциплинам учебного плана, которое позволяет выявить пробелы в знаниях и обратить внимание обучаемого на наиболее сложные разделы или темы. На кафедре прикладной математики и вычислительной техники разработана автоматизированная система тестирования знаний студентов, которая построена по модульному принципу и позволяет преподавателю легко проводить наполнение базы вопросов без знания специфических языков программирования. В ее состав введен модуль с тестовыми вопросами по дисциплине «Надежность информационных систем». С помощью данной системы можно проводить независимое тестирование студентов как непосредственно на занятиях (используя локальную сеть с выходом на FTP-сервер СГАСУ), так и через Internet. Каждый студент, имея уникальный идентификатор, может сформировать «свой» список тестовых вопросов по выбранным разделам и после их решения отправить протокол прохождения теста для учета статистики.

Моделирование оказывается очень удобным инструментом исследования информационных систем, так как позволяет уже на этапе проектирования системы рассмотреть все возможные варианты ее использования, используя различные модели и варьируя их параметрами добиваться того, чтобы системы обладали набором требуемых характеристик и чтобы эти характеристики обеспечивали высокое качество функционирования. Поэтому в качестве индивидуальных заданий наиболее одаренным студентам может быть предложена задача разработать небольшую автоматизированную систему, позволяющую синтезировать систему произвольной конфигурации с возможностью настройки параметров ее элементов. Для этого в системе должна быть предусмотрена «база» моделей, которая может легко расширяться, а также средства визуализации, позволяющие изучить динамические характеристики системы.

ВАРИАНТЫ ТЕСТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОНТРОЛЯ
ОСТАТОЧНЫХ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

Дисциплина «Надежность информационных систем»

Студент группы __________

Вариант I

Вопрос 1	Выберите правильное определение отказа объекта	Балл
	это событие, состоящее в достижении объектом предельного состояния
	это событие, состоящее в нарушении исправности объекта
	это событие, состоящее в нарушении работоспособности объекта

Blog

Рабочая программа по дисциплине «Надежность информационных систем» (наименование дисциплины)

Содержание

Итого на всю дисциплину