Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое объединение вузов по образованию в области информационной безопасности сборник примерных программ учебных дисциплин по направлению подготовки (специальности)
Вид материала | Документы |
- Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое, 5418.2kb.
- Ступности (государственной, воинской, транснациональной и иной) мы будем, 86.46kb.
- Лекция по теме № Условия конкретного преступления, 298.33kb.
- Расписание занятий на цикле сертификационного усовершенствования для интернов, 88.88kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 653.58kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 657.68kb.
- Общая характеристика работы Актуальность темы, 398.26kb.
- Рекомендации по организации профилактической работы, направленной на предупреждение, 1352.37kb.
- История исторической науки, 496.22kb.
- Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации Государственное, 408.11kb.
5.2. 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 | ||
1. | Физика | Х | Х | Х | Х | Х | Х |
2. | Теория вероятностей и математическая статистика | Х | Х | Х | Х | Х | Х |
3. | Численные методы | Х | Х | Х | Х | Х | Х |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Все-го |
1. | Действительные функции и пределы. | 18 | 18 | - | - | 24 | 60 |
2. | Функции многих действительных переменных. | 18 | 18 | - | - | 12 | 48 |
3. | Интегральное исчисление. | 36 | 36 | - | - | 36 | 108 |
4. | Основные понятия теории функций комплексной переменной. | 12 | 12 | - | - | 8 | 32 |
5. | Дифференциальные уравнения. | 12 | 12 | - | - | 8 | 32 |
6. | Элементы теории функциональных рядов. | 12 | 12 | - | - | 20 | 44 |
6. Лабораторный практикум
Не предусмотрен
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
не предусмотрены
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
- Демидович Б.П.. Задачи и упражнения по математическому анализу для втузов. М., АСТ, 2003.
- Краснов М.Л. Функции комплексного переменного. Операционное исчисление. Теория устойчивости. Задачи и упражнения. М., КомКнига, 2006.
- Петровский И.Ю. Лекции по теории обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: ФМЛ, 2009.
- Фихтенгольц Г.М.. Основы математического анализа, т.т. 1, 2. М., ФМЛ, 2005.
б) дополнительная литература
- Свешников А.Г., Тихонов А.Н. Теория функций комплексного переменного.- М.: Наука, 2004.
- Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Функции комплексного переменного. Задачи и примеры с подробными решениями. М., КомКнига, 2003.
- Васильев А. Maple 8. Серия: Самоучитель. Изд-во: Вильямс, 2003.
- Курбатова Е. А. Matlab 7. Серия: Самоучитель. Изд-во: Вильямс, 2006.
- Поршнев С.В. Mathematica 7. Серия: Основы работы и программирования. Изд-во: Бином, 2006.
в) программное обеспечение:
пакеты прикладных математических программ MATHLAB, MATHEMATICA или MAPLE для выполнения домашнего задания по второму разделу учебной дисциплины.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
вузовские электронно-библиотечные системы учебной литературы.
база научно-технической информации ВИНИТИ РАН
Электронно-библиотечная система должна обеспечивать возможность индивидуального доступа каждого обучающегося из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
компьютерный класс для выполнения домашних заданий с использованием пакетов прикладных программ.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Рекомендуемые модули внутри дисциплины:
Модули соответствуют разделам дисциплины.
Образовательные технологии, а также примеры оценочных средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации:
Примерным учебным планом на изучение курса отводится 432 часа в первом, втором и третьем семестрах. При этом 252 часа используется для аудиторных занятий. В конце первого и второго семестров целесообразно предусмотреть зачёты, в конце третьего семестра - экзамен. На подготовку к экзамену по ФГОС и примерному учебному плану выделяется дополнительно 36 часов. При изучении дисциплины целесообразно провести по одной контрольной работе и выдать по одному домашнему заданию в каждом семестре. Для выполнения домашних заданий выделяется по 10 часов самостоятельной работы и по 2 часа на защиту в рамках практических занятий. При разработке домашнего задания можно рекомендовать обучаемым использовать пакеты прикладных математических программ MAPLE, MATHEMATICA или MATHLAB. Представляется полезным ориентировать обучаемых на использование в самостоятельной работе вузовских электронно-библиотечных систем учебной литературы и базы научно-технической информации ВИНИТИ РАН через сеть Интернет.
При проведении занятий по учебной дисциплине рекомендуется следовать и традиционным технологиям, в частности, в каждом разделе курса выделять наиболее важные моменты и акцентировать на них внимание обучаемых.
Предлагается:
При чтении лекций по всем разделам программы иллюстрировать теоретический материал большим количеством примеров, что позволит сделать изложение наглядным и продемонстрировать обучаемым приёмы решения задач.
При изучении всех разделов программы добиться точного знания обучаемыми основных исходных понятий и фактов теории.
На практических занятиях по первому, второму, третьему и шестому разделам постоянно обращать внимание обучаемых на прикладное значение дифференциального, интегрального исчисления и теории рядов, на необходимость уверенного овладения соответствующим аппаратом.
При изучении четвёртого раздела дисциплины необходимо подчёркивать качественное отличие свойств исходных понятий предела, производной и интеграла от свойств соответствующих понятий в теории функций действительной переменной.
При изучении пятого раздела дисциплины подробно остановиться на важности теории дифференциальных уравнений для построения математических моделей при изучении многих процессов.
Рекомендуемый перечень тем практических занятий:
Действительная прямая. Верхние и нижние грани числовых множеств. Открытые и замкнутые множества.
Пределы числовых последовательностей.
Числовые ряды.
Пределы функций.
Дифференцируемые функции.
Приложения дифференциального исчисления функций одной действительной переменной.
Функции нескольких переменных.
Неопределенные интегралы.
Определенные интегралы.
Несобственные интегралы.
Кратные, криволинейные и поверхностные интегралы.
Приложения интегрального исчисления.
Пределы и производные функций в комплексной области.
Интегралы функций комплексной переменной.
Функциональные ряды.
Степенные ряды.
Тригонометрические ряды Фурье.
Интеграл и преобразование Фурье.
Рекомендуемый перечень тем домашней работы (задания):
Исследование и построение графиков функций с помощью методов дифференциального исчисления.
Нахождение неопределенных интегралов.
Несобственные интегралы.
Дифференцирование функций нескольких переменных.
Исследование функций нескольких переменных на условный и безусловный экстремум.
Исследование функциональных рядов на равномерную сходимость.
Рекомендуемый перечень тем контрольных работ:
Вычисление пределов последовательностей.
Вычисление пределов функций.
Неопределенные интегралы.
Приложения определенных интегралов.
Исследование сходимости числовых и функциональных рядов.
Предел, непрерывность и дифференцируемость функций комплексной переменной.
Разработчики: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
«ДИСКРЕТНАЯ МАТЕМАТИКА»
Рекомендуется для направления подготовки
090303 Информационная безопасность автоматизированных систем
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011
1. Цели и задачи дисциплины
Дисциплина "Дискретная математика" реализует требования федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 090303 “Информационная безопасность автоматизированных систем”.
Целью дисциплины является ознакомление обучающихся с основами общей комбинаторики, теории графов, теории кодирования и теории автоматов.
Дисциплина "Дискретная математика" относится к числу фундаментальных математических дисциплин в силу отбора изучаемого материала и его важности для подготовки специалиста.
Задачи дисциплины:
воспитание у студентов математической и технической культуры,
четкое осознание необходимости и важности математической подготовки для специалиста технического профиля,
ознакомление с основными объектами и методами дискретной математики, а также их приложениями для решения различных задач, требующих применения вычислительных средств,
развитие навыков обращения с дискретными конструкциями и умения строить математические модели объектов и процессов, с которыми имеет дело бакалавр в ходе своей профессиональной деятельности.
Таким образом, дисциплина "Дискретная математика" является неотъемлемой составной частью профессиональной подготовки по направлению подготовки 090303 “Информационная безопасность автоматизированных систем”. Вместе с другими дисциплинами математического и естественнонаучного цикла изучение данной дисциплины призвано формировать специалиста, и в частности, вырабатывать у него такие качества, как:
строгость в суждениях,
творческое мышление,
организованность и работоспособность,
дисциплинированность,
самостоятельность и ответственность.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Дискретная математика» относится к числу дисциплин базовой части математического и естественнонаучного цикла.
Для успешного усвоения данной дисциплины необходимо, чтобы студент владел знаниями, умениями и навыками, сформированными в процессе изучения дисциплин:
«Математический анализ» – основы теории пределов и действительных функций одного переменного;
«Алгебра и геометрия» – основы общей и линейной алгебры.
Знания, полученные студентами в ходе изучения дисциплины "Дискретная математика", используются при изучении дисциплин:
Математическая логика и теория алгоритмов
Теория вероятностей и математическая статистика
Теория информации
Технологии и методы программирования
Криптографические методы защиты информации
Сети и системы передачи информации,
Техническая защита информации,
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способность понимать социальную значимость своей будущей профессии, цели и смысл государственной службы, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности в области обеспечения информационной безопасности и защиты интересов личности, общества и государства, готовностью и способностью к активной состязательной деятельности в условиях информационного противоборства (ОК-5);
способность логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь на русском языке, готовить и редактировать тексты профессионального назначения, публично представлять собственные и известные научные результаты, вести дискуссии (ОК-7);
способность к логическому мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению информации, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач и выбору путей их решения на основании принципов научного познания (ОК-9);
способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1);
способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2);
способность применять методологию научных исследований в профессиональной деятельности, в том числе в работе над междисциплинарными и инновационными проектами (ПК-5).
способность осуществлять поиск, изучение, обобщение и систематизацию научно-технической информации, нормативных и методических материалов в сфере своей профессиональной деятельности (ПК-9);
способность применять современные методы исследования с использованием компьютерных технологий (ПК-10);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
основы комбинаторного анализа;
метод включения-исключения; производящие функции;
основные понятия теории автоматов;
основные понятия и алгоритмы теории графов;
основные дискретные структуры: конечные автоматы, графы, комбинаторные структуры;
методы перечисления для основных дискретных структур;
основные методы оптимального кодирования источников информации и помехоустойчивого кодирования каналов связи;
Уметь:
применять стандартные методы дискретной математики и теории автоматов для решения профессиональных задач;
решать задачи периодичности и эквивалентности для конечных автоматов;
применять аппарат производящих функций и рекуррентных соотношений для решения перечислительных задач;
решать оптимизационные задачи на графах;
Владеть:
навыками построения дискретных моделей при решении профессиональных задач;
навыками применения языка и средств дискретной математики;
навыками решения комбинаторных и теоретико-графовых задач.
навыками применения математического аппарата для решения прикладных теоретико-информационных задач;
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет ___8___ зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
3 | 4 | | | ||
Аудиторные занятия (всего) | 180 | 102 | 78 | | |
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 90 | 54 | 36 | | |
Практические занятия (ПЗ) | 84 | 44 | 40 | | |
Семинары (С) | - | - | | | |
Лабораторные работы (ЛР) | - | - | - | | |
Контрольные работы | 6 | 4 | 2 | | |
Самостоятельная работа (всего) | 70 | 40 | 30 | | |
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | - | - | - | | |
Расчетно-графические работы | - | - | - | | |
Реферат | - | - | - | | |
Другие виды самостоятельной работы | 70 | 40 | 30 | | |
Вид промежуточной аттестации (зачет) | 2 | Зачет (2) | - | | |
Вид итоговой аттестации (экзамен) | 36 | - | Экзамен (36) | | |
Общая трудоемкость часы зачетные единицы | 288 | 144 | 144 | | |
8 | 4 | 4 | | |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Основы комбинаторики
Тема № 1. Введение.
Краткие сведения из истории возникновения и развития комбинаторики, теории графов, теории кодирования и теории автоматов. Приложения, в которых используются методы дискретной математики.
Предмет курса. Принципы построения и изучения курса. Краткое содержание. Роль и место курса в формировании специалистов в области информационной безопасности.
Рекомендации по изучению курса, самостоятельной работе и литературе. О формах контроля и отчетности при изучении курса.
Тема 2. Основы комбинаторики.
Понятие выборки. Выборки упорядоченные и неупорядоченные. Размещения, сочетания (с повторениями и без повторений), перестановки. Число размещений, сочетаний и перестановок конечного множества.
Сочетания с повторениями. Число двоичных векторов длины t+l, содержащих t нулей и l единиц. Количество целочисленных решений системы х1 + х2 +…+ хn = r, хi ≥аi, где n ≥ 1, аi – целые числа.
Биномиальные коэффициенты и их свойства (симметрия, сложение, вынесение за скобки, замена индексов). Формула бинома Ньютона и следствия из нее. Треугольник Паскаля.
Формула бинома Ньютона. Тождество Вандермонда. Полиномиальные коэффициенты: определение, значение, приложение.
Порождение сочетаний. Алгоритм «Сочетания», алгоритм «Сочетания добавлением / изъятием одного элемента», алгоритм «(n,r) – сочетания в лексикографическом порядке».
Определение и число перестановок из элементов n-множества. Алгоритмы порождения перестановок: «Индуктивный» и «Транспозиция».
Декартово произведение n множеств, его мощность. Число подмножеств n-множества. Число инъективных и биективных отображений n-множества в m-множество и условие их существования.
Тема 3. Бинарные отношения.
Бинарные отношения, их число, виды, примеры. Разбиение множества на классы эквивалентных элементов. Число отношений эквивалентности на множестве из n элементов. Числа Белла.
Число отношений эквивалентности ранга k. Число подстановок, имеющих ровно k циклов. Числа Стирлинга первого и второго рода.
Тема 4. Метод включения-исключения.
Принцип включения-исключения. Формулы для числа булевых функций, существенно зависящих от всех переменных. Число сюръективных отображений n-множества в m-множество и условие его существования.
Число элементов, обладающих точно m свойствами и не менее чем m свойствами из n данных свойств. Число подстановок, имеющих точно m неподвижных элементов. Число подстановок без неподвижных элементов.
Тема 5. Метод производящих функций.
Виды производящих функций. Формулы обращения. Применение производящих функций к решению рекуррентных уравнений.
Метод рекуррентных соотношений. Числа Фибоначчи. Решение линейных рекуррентных соотношений.
Раздел 2. Элементы теории графов
Тема 6. Основные понятия теории графов
Основные понятия теории графов, способы задания, примеры, маршруты и связность. Теорема Эйлера. Следствия.
Компоненты связности. Зависимость между числом вершин, ребер и компонент связности в графе.
Тема 7. Эйлеровы и гамильтоновы графы
Эйлеровы графы. Критерии для неорграфов и орграфов быть эйлеровыми. Алгоритм построения эйлерова цикла и его обоснование.
Маршруты и связность в ориентированном графе. Критерии эйлеровости для ориентированного графа. Последовательность де Брейна и граф Gmn (V,E). Доказать существование ориентированного эйлерова цикла в графе Gmn (V,E).
Гамильтоновы графы. Теорема Дирака.
Алгоритм “длина” и алгоритм “путь”. Число путей заданной длины.
Тема 8. Деревья
Деревья. Эквивалентные определения деревьев. Существование у всякого связного графа покрывающего его дерева. Алгоритм Краскала нахождения минимального остовного дерева.
Теорема Кирхгофа. Теорема Кэли (о числе покрывающих деревьев полного неориентированного графа).
Тема 9. Метрические характеристики графа
Метрические характеристики графа. Понятие изоморфизма.
Тема 10. Укладки и раскраски
Плоские и планарные графы. Укладка графа в пространство. Грани плоского графа. Свойства плоских укладок. Формула Эйлера о числе вершин, ребер и граней плоского графа. Следствия. Непланарность графов К5 и К33. Задача о трех домах и трех колодцах. Критерий планарности (Понтрягина-Куратовского). Непланарность графа Петерсена.
Вершинная к-раскраска графа. Алгоритм последовательной раскраски.
Раздел 3. Элементы теории кодирования
Тема 11. Основные понятия
1.Основные понятия теории кодирования. Алфавитное и равномерное кодирование. Префиксный код. Достаточный признак взаимнооднозначности алфавитного кодирования.
Общая схема метода Фано. Свойства оптимального кода. Средняя длина кода. Построение кода Хаффмена.
Тема 12. Линейные коды
Понятие линейного кода. Теорема о числе слов линейного (n,k)- кода. Порождающая и проверочная матрицы линейного (n,k)-кода и их связь. Система проверочных соотношений.
Систематический код. Теоремы о каноническом виде порождающей и проверочной матриц. Нахождение кодового слова линейного кода по сообщению и порождающей матрице.
Код с повторением, его линейность, порождающая и проверочная матрицы. Код с проверкой на четность и его линейность. Порождающая и проверочная матрицы кода с проверкой на четность.
Кодовое расстояние. Нахождение расстояния линейного кода. Коды, исправляющие ошибки. Теорема о числе ошибок, исправляемых кодом.
Декодирование линейного кода. Метод максимума правдоподобия. Нахождение вектора ошибок и лидеров смежных классов. Стандартное расположение для кода.
Свойства синдрома. Алгоритм декодирования по синдрому.
Тема 13. Коды Хэмминга и циклический
Двоичный код Хэмминга, исправляющий одну ошибку. Декодирование кода Хэмминга.
Понятие циклического кода. Задание циклического кода с помощью порождающего многочлена. Порождающая и проверочная матрицы циклического кода.
Раздел 4. Конечные автоматы
Тема 14. Основные понятия теории автоматов.
Определение автомата Мили. Частные виды автоматов.
Подавтомат, гомоморфизмы автоматов.
Эквивалентность в автоматах.
Память автомата. Свойства автоматов с конечной памятью. Оценки памяти.
Тема 15. Линейные автоматы над конечным полем.
Конечные поля и их задание.
Определение и общие свойства линейных автоматов. Автономные линейные автоматы.
Эквивалентность состояний в линейном автомате.
Память линейных автоматов
Тема 16. Эксперименты по распознаванию состояний автоматов.
Классификация экспериментов. Диагностические эксперименты. Дерево преемников. Диагностическое дерево. Простые и кратные диагностические эксперименты. Установочные эксперименты. Установочное дерево. Простые установочные эксперименты.
Тема 17. Эксперименты по распознаванию автоматов.
Общая задача распознавания автомата.
Распознавание автоматов известного класса.
Задача распознавания повреждений.
Сильносвязные автоматы. Распознавание сильносвязных
автоматов.
Распознавание линейных двоичных автоматов.
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | … | ||
1 | Математическая логика и теория алгоритмов | + | + | | | | | | | |
2. | Теория вероятностей и математическая статистика | + | + | | | | | | | |
3 | Теория информации | + | | + | | | | | | |
4. | Криптографические методы защиты информации | + | + | + | + | | | | | |
5 | Сети и системы передачи информации | | + | + | | | | | | |
6 | Технологии и методы программирования | + | + | | | | | | | |
7 | Техническая защита информации | + | | + | | | | | | |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Семин. | Лаб. зан. | Конт. Раб. | СР | Все-го |
1 | Основы комбинаторики | 26 | 20 | | | 2 | 20 | 68 |
2 | Элементы теории графов | 28 | 24 | | | 2 | 20 | 74 |
3 | Элементы теории кодирования | 20 | 22 | | | 2 | 16 | 60 |
4 | Конечные автоматы | 16 | 20 | | | | 14 | 50 |
6. Лабораторный практикум
Лабораторный практикум не предусмотрен
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовой проект (работа) не предусмотрен.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
8.1. Основная литература
- Яблонский С. В. Введение в дискретную математику. – М.: Наука, 2004.
- Асанов М.О., Баранский В.А., Расин В.В. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.
- Ф.А. Новиков. Дискретная математика для программистов. – СПб.: Питер, 2002.
- Гаврилов Г.П., Сапоженко А.А. Сборник задач по дискретной математике. – М.: Наука, 2000.
- Глухов М.М. Алгебра и аналитическая геометрия. – М.: Гелиос-АРВ, 2004.
8.2. Дополнительная литература
- Иванов Б.И. Дискретная математика. – М., Физматлит, 2007.
- Палий И.А. Лекции по дискретной математике. – Изд-во СИБАДИ, 2007.
- Соболева Т.С., Чечкин А.В. Дискретная математика с элементами математической информатики К. 1-2, – М., 2005.
- Галкина В.А. Дискретная математика: комбинаторная оптимизация на графах. – М.: Гелиос-АРВ, 2003.
- Нефедов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики. М., Изд. МАИ, 1993.
8.3. Программное обеспечение
не предусмотрено
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
вузовские электронно-библиотечные системы учебной литературы.
база научно-технической информации (например, ВИНИТИ РАН)
Электронно-библиотечная система должна обеспечивать возможность индивидуального доступа для каждого обучающегося из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
компьютерный класс для выполнения домашних заданий с использованием универсальных математических пакетов прикладных программ из расчета одно рабочее место на двух студентов.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Лекция является одним из важнейших видов учебных занятий. Ее основное назначение – дать систематизированные основы научных знаний по дисциплине, раскрыть содержание, закономерности и тенденции развития изучаемого предмета, рекомендовать методику применения теоретических знаний на практике, сконцентрировать внимание обучаемых на наиболее сложных и узловых вопросах, стимулировать их активную познавательную деятельность, формировать творческое мышление и потребность в самообразовании.
Лектор должен свободно владеть материалом. Зачитывание текста лекции по подготовленным материалам не рекомендуется. Не рекомендуется давать материал для конспектирования под диктовку, за исключением формулировок ключевых выводов. Рекомендуется проверять качество конспектирования обучаемыми лекционного материала.
В случае слабой проработки студентами материалов предыдущих лекций, следует обращать особое внимание на напоминание пройденного материала и необходимость самостоятельной подготовки к лекциям.
При чтении лекции следует обращать особое внимание на межпредметные связи и акцентировать внимание на соответствующих вопросах, затрагиваемых в других дисциплинах. Для этого лектор по данной дисциплине должен поддерживать тесный рабочий контакт с теми преподавателями, сведения из дисциплин которых он использует. Для укрепления межпредметных связей и согласования дидактических единиц различных дисциплин соответствующие вопросы включаются в повестку дня заседаний методических секций по циклам дисциплин, а наиболее важные вопросы выносятся на заседания учебно-методического семинара кафедры по инициативе преподавателей.
Практическое занятие имеет целью научить обучаемых применять теоретические знания при решении практических задач. Это групповое занятие студентов под руководством преподавателя, направленное на выработку и закрепление профессиональных умений и навыков.
Во время проведения практического занятия рекомендуется обратить особое внимание на активизацию самостоятельной работы студентов над задачами. Рекомендуется практиковать выдачу обучаемым для самостоятельной работы текущих домашних заданий, частичный разбор их решений на практических занятиях и постоянный контроль их выполнения.
По мере возможности следует практиковать проведение практических занятий с использованием средств вычислительной техники в специализированных классах.
В качестве средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов рекомендуются:
Индивидуальные долгосрочные задания. Студенту предлагается самостоятельно решить некоторые задачи, которые не задавались в виде домашнего задания. По итогам выполнения индивидуального долгосрочного задания преподаватель выставляет студенту дополнительную оценку.
Проведение на практических занятиях письменных 10 минутных контрольных опросов для всех студентов.
В соответствии со спецификой ВУЗа в процессе преподавания дисциплины методически целесообразно в каждом разделе выделить наиболее важные темы и акцентировать на них внимание обучаемых.
Текущий контроль усвоения знаний осуществляется путем выполнения трех контрольных работ, проверки выполнения домашнего задания, опросов на практических занятиях.
Примерным учебным планом на изучение дисциплины отводятся два семестра. В конце первого семестра в качестве промежуточного контроля предусмотрен зачёт. В конце второго семестра в качестве итогового контроля предусмотрен экзамен. На подготовку и сдачу экзамена в соответствии с ФГОС ВПО и примерным учебным планом выделяется 36 часов. Целесообразно осуществлять проведение экзамена в форме устного опроса по билетам. В билет целесообразно включать не менее двух теоретических вопросов.
Примерный перечень тем домашних заданий:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разработчики: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЛОГИКА И ТЕОРИЯ АЛГОРИТМОВ
Рекомендуется для направления подготовки
090303 Информационная безопасность автоматизированных систем
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011
1. Цели и задачи дисциплины
Дисциплина "Математическая логика и теория алгоритмов" реализует требования федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 090303 “Информационная безопасность автоматизированных систем”, содействует фундаментализации образования, формированию мировоззрения и развитию логического мышления.
Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с основами математической логики и теории алгоритмов, методами оценки сложности алгоритмов и построения эффективных алгоритмов, а также обеспечение фундаментальной подготовки в одной из важнейших областей современной математики.
Задачами дисциплины являются:
– формирование научного мировоззрения, понимания широты и универсальности методов математической логики, умения применять эти методы в решении прикладных задач,
– развитие творческого мышления, математической грамотности, способности критически анализировать собственные рассуждения и самостоятельно их корректировать,
– воспитание математической культуры, которая предполагает четкое осознание необходимости и важности математической подготовки для специалиста в области компьютерной безопасности,
ознакомление с основными объектами математической логики, а также их приложениями для решения различных задач, требующих применения вычислительных средств,
выработка навыков обращения с дискретными конструкциями и умения строить математические модели объектов и процессов, с которыми имеет дело специалист в ходе своей профессиональной деятельности.
Таким образом, дисциплина "Математическая логика и теория алгоритмов" является неотъемлемой составной частью профессиональной подготовки по направлению подготовки 090303 “Информационная безопасность автоматизированных систем”. Изучение данной дисциплины призвано формировать специалиста, и в частности, вырабатывать у него такие качества, как:
строгость в суждениях,
творческое мышление,
организованность и работоспособность,
дисциплинированность,
самостоятельность и ответственность.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина "Математическая логика и теория алгоритмов" относится к числу дисциплин базовой части математического и естественнонаучного цикла. Дисциплина основывается на знаниях, полученных при изучении дисциплин
«Математический анализ» – основы теории пределов и действительных функций одного переменного;
«Алгебра и геометрия» – основы общей и линейной алгебры,
«Дискретная математика» – основы комбинаторики и теории графов.
Знания, полученные при изучении дисциплины "Математическая логика и теория алгоритмов", используются при изучении дисциплин
Технологии и методы программирования,
Безопасность систем баз данных,
Криптографические методы защиты информации,
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способность понимать социальную значимость своей будущей профессии, цели и смысл государственной службы, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности в области обеспечения информационной безопасности и защиты интересов личности, общества и государства, готовностью и способностью к активной состязательной деятельности в условиях информационного противоборства (ОК-5);
способность логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь на русском языке, готовить и редактировать тексты профессионального назначения, публично представлять собственные и известные научные результаты, вести дискуссии (ОК-7);
способность к логическому мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению информации, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач и выбору путей их решения на основании принципов научного познания (ОК-9);
способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1);
способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2);
способность применять методологию научных исследований в профессиональной деятельности, в том числе в работе над междисциплинарными и инновационными проектами (ПК-5).
способность осуществлять поиск, изучение, обобщение и систематизацию научно-технической информации, нормативных и методических материалов в сфере своей профессиональной деятельности (ПК-9);
способность применять современные методы исследования с использованием компьютерных технологий (ПК-10);
В результате изучения дисциплины студент должен
Знать
основные понятия математической логики и теории алгоритмов;
язык и средства современной математической логики,
представления булевых функций и способы минимизации формул;
типовые свойства и способы задания функций многозначной логики.
различные подходы к определению алгоритма и доказательства алгоритмической неразрешимости отдельных массовых задач,
подходы к оценкам сложности алгоритмов,
методы построения эффективных алгоритмов,
возможности применения общих логических принципов в математике и профессиональной деятельности,
Уметь
находить и исследовать свойства представлений булевых и многозначных функций формулами в различных базисах;
оценивать сложность алгоритмов и вычислений;
классифицировать алгоритмы по классам сложности.
применять методы математической логики и теории алгоритмов к решению задач математической кибернетики,
Владеть
навыками использования языка современной символической логики;
навыками применения методов и фактов теории алгоритмов, относящимися к решению переборных задач.
навыками упрощения формул алгебры высказываний и алгебры предикатов
навыками составления программ на машинах Тьюринга
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет ___5___ зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
5 | 6 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 102 | 50 | 52 |
В том числе: | | | |
Лекции | 50 | 24 | 26 |
Практические занятия (ПЗ) | 48 | 24 | 24 |
Коллоквиумы | - | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | - | - | - |
Контрольные работы (КР) | 4 | 2 | 2 |
Самостоятельная работа (всего) | 40 | 20 | 20 |
В том числе: | | | |
Курсовой проект (работа) | - | - | - |
Домашнее задание (ДЗ) | - | - | - |
Реферат | - | - | - |
Другие виды самостоятельной работы | 40 | 20 | 20 |
Вид промежуточной аттестации (зачет) | 2 | Зачет (2) | - |
Вид итоговой аттестации (экзамен) | 36 | - | Экзамен (36) |
Общая трудоемкость часы зачетные единицы | 180 | 72 | 108 |
5 | 2 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины