Основы информатики и программирования

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Операционные системы Пояснительная записка Содержание дисциплины Системный анализ и проектирование Пояснительная записка Содержание дисциплины Внутренняя целостность системы Примерный перечень лабораторных работ Освоить методы: парных сравнений, последовательных сравнений, взвешивания экспертных оценок, предпочтения, ранга, полного попарн Принципы решения неструктуризованных проблем Проектирование баз данных и знаний. И.Г. Орешко Е.Н. Унучек Пояснительная записка Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ. Раздел 2. РАЗРАБОТКА БД КАК ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ. Иерархические модели Сетевая модель данных Раздел 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ЗНАНИЙ Раздел 4. ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ ... Полное содержание

Подобный материал:

• В курсе информатики основной школы, 96.17kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине высокоуровневые методы информатики и программирования, 435.89kb.
• Программа курса по выбору «Основы программирования» (6-8 классы,, 35.37kb.
• «Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования на языке Gambas», 318.06kb.
• Урок на тему «Решение логических задач с помощью электронных таблиц ms excel\ Раздел, 149.53kb.
• Поэтапном формировании у студентов следующих знаний, умений и владений: основы алгоритмизации,, 25.99kb.
• Программа курса " Азы программирования", 26.19kb.
• Курс: 2 Саранск 2007 а рассмотрено и одобрено на заседании предметной (цикловой) комиссии, 168.43kb.
• Курс Методы визуального программирования при разработке системного программного обеспечения., 30.14kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины высокоуровневые методы информатики и программирования, 533.39kb.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-015/тип.


^ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности -40 01 02-02 Информационные системы

и технологии (в экономике)


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

А.В. Будник, преподаватель кафедры программного обеспечения информационных технологий Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук


Рецензенты:

Кафедра математического обеспечения АСУ Учреждения образования «Белорусский государственный университет» (протокол № 10 от 26.05.2003 г.);

Кафедра информационных технологий в управлении Учреждения образования «Белорусский государственный экономический университет» (протокол № 5 от 03.01.2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 15 от 10.02.2003 г.);


Научно-методическим советом по специальности -40 01 01 Информационные системы и технологии (по направлениям) УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 3 от 27.05.2003 г.)


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности.


^

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная программа «Операционные системы» разработана для специальности -40 01 02-02 Информационные системы и технологии (в экономике) высших учебных заведений.

Целью дисциплины является изучение теоретических основ построения и функционирования операционных систем, а также их моделирование.

В результате освоения материала курса студент должен:

знать:

• механизмы функционирования операционных систем;
  
• понятие процесса как средства описания функционирования любой операционной системы;
  
• режимы функционирования операционных систем;
  
• аппаратно-программные и информационные ресурсы вычислительной системы;
  
• модели операционных систем для получения их основных характеристик;
  

уметь:

• моделировать различные типы операционных систем и процессы, протекающие в них;
  
• работать с конкретной ОС для ПЭВМ;
  
• осуществлять генерацию и реконфигурацию конкретной ОС;
  
• использовать механизм прерываний в прикладных программах.
  

Базовыми дисциплинами для изучения курса «Операционные системы» являются «Высшая математика» и «Основы информатики и программирования». Знания и навыки, полученные студентами по курсу «Операционные системы», используются в дисциплинах «Языки программирования для разработки сетевых приложений», «Системный анализ и проектирование информационных систем», «Сетевые информационные технологии», «Интеллектуальные информационные системы в экономике», «Проектирование распределенных информационных систем».

Программа рассчитана на объем 68 учебных часов: лекций – 34 часа, лабораторных работ – 34 часа.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


ВВЕДЕНИЕ


Понятие этапа развития ЭВМ. Основные идеи построения ЭВМ разных поколений; поколения операционных систем (Linux, Unix, Windows).

Определение операционной системы, состав и функции операционной системы. Основные типы операционных систем: однопрограммная (однозадачная) ОС, система последовательной (однопрограммной) пакетной обработки, мультипрограммные системы (пакетной обработки, разделения времени, реального времени). Мультипроцессорная обработка.

Тема 1. ПРОЦЕССЫ И ПОТОКИ

Понятия «процесс» и «поток», создание процессов и потоков, описатель процесса (потока), состояния потока, переход потока из состояния в состояние; операции над потоками (процессами). Планирование и диспетчеризация потоков, вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования. Алгоритмы планирования, основанные на квантовании (циклическое планирование (RR); многоуровневые очереди с обратными связями (ТМ); квантование с предпочтением потоков, интенсивно обращающихся к вводу-выводу; планирование по принципу SRT). Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах; динамические, статические, относительные и абсолютные приоритеты. Смешанные алгоритмы планирования. Планирование в системах реального времени. Моменты перепланировки.

Назначение и типы прерываний (внешние, внутренние и программные прерывания); состояние процессора. Механизм прерываний; приоритеты прерываний и маскирование прерываний. Программные прерывания. Диспетчеризация и приоритизация прерываний в ОС. Системные вызовы; схемы обработки системных вызовов; режимы выполнения системных вызовов.

Синхронизация процессов и потоков: необходимость синхронизации и гонки, понятие «критическая секция», задачи синхронизации (взаимного исключения, «производитель–потребитель», «читатели–писатели», «клиент–официант», «обедающие философы»). Средства синхронизации потоков одного процесса: на основе использования системы прерываний, блокирующие переменные и семафоры. Синхронизирующие объекты ОС для синхронизации потоков разных процессов (объект-поток, объект-процесс, объект-файл, системные семафоры, мьютексы, события, сигналы, сообщения).

Тупиковые ситуации и подходы к их разрешению: понятие тупика, условия возникновения тупиков, подходы к разрешению проблемы тупиков (предотвращение, обход, распознавание); дисциплины предотвращения тупиков; алгоритм банкира для обхода тупиковых ситуаций; граф запросов и распределения ресурсов в алгоритмах обнаружения тупиков.


Тема 2. УПРАВЛЕНИЕ ПАМЯТЬЮ

Функции ОС по управлению памятью. Типы адресов (символьные имена, виртуальные адреса и физические адреса), виртуальное адресное пространство, способы структуризации виртуального адресного пространства, подходы к преобразованию виртуальных адресов в физические. Классификация методов распределения памяти.

Алгоритмы распределения памяти без использования внешней памяти: распределение памяти фиксированными разделами (с общей и с отдельными очередями); распределение памяти динамическими разделами; распределение памяти перемещаемыми разделами (фрагментация памяти, сжатие памяти).

Мультипрограммирование со свопингом. Виртуальная память: основные концепции; страничная, сегментная и сегментно-страничная организации виртуальной памяти.

Иерархия запоминающих устройств. Хэш-память, принцип действия хэш-памяти. Хэширование данных.


Тема 3. ВВОД–ВЫВОД И ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА

Задачи ОС по управлению файлами и устройствами.

Многослойная модель подсистемы ввода-вывода: общая схема, менеджер ввода-вывода, многоуровневые драйверы, специальные файлы.

Логическая организация файловой системы: цели и задачи файловой системы, типы файлов, иерархическая структура файловой системы, имена файлов, монтирование, атрибуты файлов, логическая организация файла.

Физическая организация файловой системы: диски, разделы, секторы, кластеры; физическая организация и адресация файла (физическая организация FAT, физическая организация s5 и ufs, физическая организация NTFS).

Файловые операции: два способа организации файловых операций; открытие файла; обмен данными с файлом; блокировки файлов; стандартные файлы ввода-вывода, перенаправление вывода.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Особенности современного этапа развития операционных систем (Linux, Unix, Windows) .


Примерный перечень лабораторных работ

1. Комплекс моделей управления памятью.
   
2. Программные прерывания.
   
3. Обслуживание дисков.
   
4. Модели операционных систем. Сети очередей ожидания (сеть Джексона).
   
5. Модели операционных систем. Система с разделением времени.
   
6. Комплекс моделей обработки взаимных блокировок.
   
7. Команды и командные файлы.
   

Примерный перечень компьютерных программ

(или другой информации, необходимого оборудования и т.п.)


ППЭВМ типа IBM PC АТ и выше; ОС Windows 9x и выше; интерпретирующая система имитационного моделирования GPSS/PC.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Сетевые операционные системы /В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. – СПб.: Питер, 2001.
   
2. Соловьёв Г.Н., Никитин В.Д. Операционные системы ЭВМ: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. "ЭВМ, системы, комплексы и сети" и "Автоматизированные системы обработки информации и управления". – М.: Высш.шк., 1989.
   
3. Краковяк С. Основы организации и функционирования ОС ЭВМ: Пер. с фр. – М.: Мир, 1988.
   
4. Крылов Е.В., Типикин Н.Г. Принципы построения операционных систем: Учеб. пособие по курсу "Операционные системы" – Обнинск: ИАТЭ, 1997.
   
5. Столлингс В. Операционные системы. – М.: Изд. дом «Вильямс», 2002.
   
6. Кейлингерт П. Элементы операционных систем. Введение для пользователей: Пер. с англ. – М.: Мир, 1985.
   
7. Богумирский Б.С. Руководство пользователя ПЭВМ: В 2 ч. – СПб.: Ассоциация OILKO,1992.
   

Дополнительная

1. Дейтел Г. Введение в операционные системы: В 2 т.: Пер. с англ. – М.: Мир,1987.
   
2. Лорин Г., Дейтел Х.М. Операционные системы: Пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1984.
   
3. Кейслер С. Основы проектирования ОС для малых ЭВМ: Пер. с англ. – М.: Мир, 1986.
   
4. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. – М.: Инфра-М, 1998.
   
5. Операционная система ОС ЕС: Справ. изд-е /В.П.Данилочкин, В.В.Митрофанов, Б.В.Одинцов, Г.В.Пеледов. – М.: Финансы и статистика, 1988.
   
6. Гранже М., Менсьё Ф. OS/2: принципы построения и установка: Пер. с фр. – М.: Мир, 1991.
   
7. Касаткин А.И. Профессиональное программирование на языке Си. Управление ресурсами: Справ. пособие. – Мн.: Выш.шк., 1992.
   
8. Грибанов В.П. и др. Операционные системы. – М.: Финансы и статистика, 1990.
   
9. Фодор Ж. и др. Операционные системы от РС до PS/2. – М.: Мир, 1992.
   
10. Бахарев И.А., Горлин А.И. Операционные системы. – М.: Знание, 1986.
    
11. Толковый словарь по вычислительным системам/Под ред. В. Иллингуорта и др.: Пер. с англ. А.К. Белоцкого и др.; Под ред. Е.К. Масловского. – М.: Машиностроение, 1989.
    
12. Севернёв А.М. Операционные системы: Метод. пособие для выполнения лаб. работ по курсу "Операционные системы" для студ. спец. 53 01 02 "Автоматизированные системы обработки информации и управления". – Мн.: БГУИР, 2002.
    
13. Шоу А. Логическое проектирование операционных систем. – М.: Мир, 1981.
    
14. Вычислительные комплексы, системы и сети: Учебник для вузов/ А.М. Ларионов, С.А. Майоров, Г.И. Новиков. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987.
    
15. Костин А.Е., Шаньгин В.Ф. Организация и обработка структур данных в вычислительных системах: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1987.
    
16. Руководство по архитектуре IBM PC AT /Ж.К. Голенкова, А.В.Заблоцкий, М.Л. Мархасин и др.; Под общ. ред. М.Л. Мархасина. – Мн.: ООО “Консул”, 1992.
    
17. Фридмен М., Ивенс Л. Проектирование систем с микрокомпьютерами: Пер. с англ. – М.: Мир, 1986.
    
18. Воробьёв В.И. Математическое обеспечение ЭВМ в науке и производстве. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988.
    
19. Шпаковский Г.И. Архитектура параллельных ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. – Мн.: Университетское, 1989.
    
20. Скляров В.А. Программное и лингвистическое обеспечение персональных ЭВМ. Системы общего назначения: Справ. пособие. – Мн.: Выш. шк., 1992.
    
21. Джермейн К. Программирование на IBM/360: Пер.с англ. – М.: Мир, 1983.
    
22. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989.
    
23. Богумирский Б.С. Эффективная работа на IBM PC в среде Windows 95. – СПб.: Питер, 1997.
    
24. Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. – СПб.: Питер, 2002.
    
25. Кастер Х. Основы WINDOWS NT и NTFS: Пер. с англ. – М.: Изд. отдел «Русская редакция» ТОО “Channel Trading Ltd.”, 1996.
    

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-016/тип.


^ СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности -40 01 02-02 Информационные системы

и технологии (в экономике)


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

Е.Н. Живицкая, доцент кафедры экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук


Рецензенты:

Кафедра дискретной математики и алгоритмики Учреждения образования «Белорусский государственный университет» (протокол № 9 от 02.06. 2003 г.);

Кафедра информатики и вычислительной техники Государственного образовательного учреждения «Институт подготовки научных кадров» Национальной академии наук Беларуси (протокол № 5 от 23.01.2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 15 от 10.02.2003 г.);


Научно-методическим советом по специальности -40 01 01 Информационные системы и технологии (по направлениям) УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 3 от 27.05.2003 г.)


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Учебная программа «Системный анализ и проектирование информационных систем» разработана для специальности -40 01 02-02 Информационные системы и технологии (в экономике) высших учебных заведений.

Дисциплина «Системный анализ и проектирование информационных систем» обеспечивает формирование у студентов системных понятий и навыков, преодоление недостатков узкой специализации, усиление междисциплинарных связей, развитие диалектического видения мира, системного мышления, без которых невозможно эффективное использование информационных технологий.

Цель изучения данной дисциплины – овладение знаниями и навыками системного анализа и системного подхода при решении ряда прикладных задач производственно–хозяйственной деятельности.

В результате изучения дисциплины «Системный анализ и проектирование информационных систем» студенты должны:

знать:

• понятие системы;
  
• понятие модели;
  
• системно-теоретическое и математическое описание систем;
  
• основные положения теории систем;
  
• понятие декомпозиции и агрегирования систем;
  
• понятия системного анализа и системного подхода;
  
• методы приобретения знаний для систем поддержки принятия решений;
  
• методы и процедуры принятия решений;
  

уметь характеризовать:

• основные системно-теоретические задачи;
  
• системный анализ как методологию решения проблем;
  

уметь анализировать методы и процедуры принятия решений;

приобрести навыки:

• решения структуризованных проблем;
  
• решения слабоструктуризованных проблем;
  
• решения неструктуризованных проблем.
  

Программа рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 34 часа, лабораторных занятий – 34 часа.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Тема 1. ПРЕДМЕТ И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Предмет и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами.


Тема 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПИСАНИЕ СИСТЕМ

Понятие системы. Развитие системных представлений. Системность практической деятельности. Системность и алгоритмичность. Системность познавательной деятельности. Системность как всеобщее свойство материи.


Тема 3. СИСТЕМЫ. МОДЕЛИ СИСТЕМ

Первое определение системы. Модель «черного ящика». Модель состава системы. Модель структуры системы. Второе определение системы. Структурная схема системы. Динамические модели систем. Функционирование и развитие. Типы динамических моделей. Общая математическая модель динамики. Стационарные системы.


Тема 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМ

Внутреннее описание. Внешнее описание. Описание систем с конечным числом состояний. Энтропия и потенциальная функция. Множества и отношения.


Тема 5. ОСНОВНЫЕ СИСТЕМНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ

Управляемые и неуправляемые динамические системы. Идентификация. Ограничения. Оптимизация. Стохастические системы.


Тема 6. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ СИСТЕМ

Глобальные свойства системы. Эксцентриситет. Образ.  Гомотопия.  Сложность. Устойчивость. Катастрофы и адаптируемость.


Тема 7. СИГНАЛЫ В СИСТЕМАХ

Случайный процесс - математическая модель сигналов. Моделирование конкретных реализаций. Частотно-временное представление сигналов. Дискретное представление сигналов.


Тема 8. ЭНТРОПИЯ И КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ

Понятие неопределенности. Энтропия и ее свойства. Дифференциальная энтропия. Фундаментальное свойство энтропии случайного процесса. Количество информации. Количество информации как мера снятой неопределенности. Количество информации как мера соответствия случайных процессов. Свойства количества информации. Единицы измерения энтропии и количества информации. Количество информации в индивидуальных событиях.


Тема 9. ДЕКОМПОЗИЦИЯ СИСТЕМ

Модели систем как основание декомпозиции. Алгоритмизация процесса декомпозиции. Компромиссы между полнотой и простотой. Алгоритм декомпозиции.


Тема 10. АГРЕГИРОВАНИЕ, ЭМЕРДЖЕНТНОСТЬ,

^ ВНУТРЕННЯЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ СИСТЕМЫ

Эмерджентность как результат агрегирования. Виды агрегирования. Конфигуратор. Агрегаты-операторы. Агрегаты-структуры.

Тема 11. МЕТОДЫ И ПРОЦЕДУРЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Принятие решений на основе метода Монте-Карло. Принятие решений на основе метода «эффективность–стоимость». Принятие решений в условиях риска и неопределенности. Анализ и оптимизация решений на основе эконометрических моделей. Анализ и принятие решений на основе методов кластерного анализа и распознавания. Процедуры представления и обработки знаний с использованием нечетких множеств.


Тема 12. МЕТОДЫ ПРИОБРЕТЕНИЯ ЗНАНИЙ ДЛЯ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Приобретение знаний: постановка задачи и основные методы. Многомерное шкалирование. Иерархическая кластеризация. Обучение экспертных систем по набору примеров.


Тема 13. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОДОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

13.1. Системный анализ в структуре современных системных исследований. Классификация проблем по степени их структуризации. Принципы решения хорошо структуризованных проблем. Принципы решения неструктуризованных проблем. Принципы решения слабоструктуризованных проблем. Основные этапы и методы СА. Система предпочтений ЛПР и системный подход к процессу принятия решений.

13.2. Методология решения хорошо структуризованных проблем.

13.3 Методология решения неструктуризованных проблем. Классификация и общая характеристика методов экспертных оценок. Принципы формализации эвристической информации. Метод парных сравнений. Метод последовательных сравнений. Метод взвешивания экспертных оценок. Метод предпочтения. Метод ранга. Метод полного попарного сопоставления. Ранжирование проектов методом парных сравнений. Ранжирование критериев по их важности методом Перстоуна. Поиск наилучшей альтернативы на основе принципа Кондорсе. Поиск результирующего ранжирования на основе Кемени–Снелла. Выбор рациональной структуры системы методом экспертных оценок. Энтропийная оценка согласованности экспертов.

13.4. Методология решения слабо структуризованных проблем. Категория целей в системном анализе. Структуризация конечной цели в виде дерева целей. Особенности построения целевых комплексных программ. Основные методы научно-технического прогнозирования. Поиск новых технических решений на основе морфологического анализа. Проектирование систем с использованием системных принципов. Организация экспериментов с использованием системных принципов. Переоценка альтернатив на основе байесовского подхода. Процедура структуризации проблемы в виде дерева решений. Выбор оптимальной стратегии на основе байесовской теории решений. Критерий для оптимизации решений в условиях риска и неопределенности. Выбор рациональной стратегии с использованием многих критериев.

13.5. Основы принятия решений при многих критериях. Постановка задачи векторной оптимизации и классификация многокритериальных методов. Принцип согласованного оптимума В. Парето. Приемы поиска паретооптимальных решений. Общая технологическая схема принятия решений при многих критериях. Циклы проектирования и уровни оптимизации сложных технических систем. Структурная оптимизация систем как процесс принятия решений. Метод ФСА (функционально-стоимостного анализа). Метод комлексной оценки структур. Методика многокритериального выбора рациональных структур. Структурная оптимизация локальной информационно-вычислительной сети. Принятие решений в процессе системного проектирования. Схема информационного взаимодействия при формировании облика системы. Сущность задач системного проектирования и природа многоканальности. Методика сравнительной оценки двух структур по степени доминирования. Методика структурного анализа с использованием функций полезности. Интерактивная процедура идентификации предпочтений ЛПР на множестве частных критериев. Методика для экспресс-анализа структур при многих критериях (оперативного анализа структур). Методика скаляризации векторных оценок для ранжирования структур. Отсев неперспективных структур в процессе их проверки на перспективность. Современные тенденции в области системного анализа. Принципы организации систем поддержки принятия решений. Состояние проблемы и перспективы системных исследований.


^ Примерный перечень лабораторных работ


В таблице приведен примерный перечень лабораторных работ с указанием цели каждой работы.


Перечень лабораторных работ

№	Название работы	Цель работы
1	2	3
1	Методы и процедуры принятия решений	Ознакомиться с процедурами принятия решений на основе метода «эффективность–стоимость», Монте-Карло, методов кластерного анализа и распознавания, методов принятия решений в условиях риска и неопределенности, методов анализа и оптимизации решений на основе эконометрических моделей
2	Методы приобретения знаний для систем поддержки принятия решений	Ознакомиться с многомерным шкалированием, иерархической кластеризацией и обучением экспертных систем

Окончание таблицы

1	2	3
3	Принципы решения слабоструктуризованных проблем	Ознакомиться с основными методами научно-технического прогнозирования и поиска новых технических решений на основе морфологического анализа
4	Принципы решения слабоструктуризованных проблем	Освоить проектирование систем с использованием системных принципов, организацию экспериментов с использованием системных принципов, переоценку альтернатив на основе байесовского подхода, процедуру структуризации проблемы в виде дерева решений, выбор оптимальной стратегии на основе байесовской теории решений
5	Принципы решения неструктуризованных проблем	^ Освоить методы: парных сравнений, последовательных сравнений, взвешивания экспертных оценок, предпочтения, ранга, полного попарного сопоставления
6	^ Принципы решения неструктуризованных проблем	Освоить методы: ранжирования проектов методом парных сравнений, ранжирования критериев по их важности методом Перстоуна, поиска наилучшей альтернативы на основе принципа Кондорсе
7	Принципы решения неструктуризованных проблем	Освоить методы: поиска результирующего ранжирования на основе метода Кемени–Снелла, выбора рациональной структуры системы методом экспертных оценок, энтропийной оценки согласованности экспертов
8	Основы принятия решений при многих критериях	Изучить методы принятия решений в процессе системного проектирования

ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ

1. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. – М.: Логос, 2000.
   
2. Эддоус М., Стэнсфилд Р. Методы принятия решений. – М.: Юнити, 1997.
   
3. Литвак Б.Г. Разработка управленческого решения. – М.: Дело, 2000.
   
4. Саати Т., Кепес К. Аналитическое планирование. Организация систем. М.: Радио и связь, 1991.
   
5. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. – М.: Радио и связь, 1993.
   
6. Марков Л.Н. Анализ и процедуры принятия решений. – Мн.: Ин-т управления и предпринимательства, 2001.
   
7. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. – М.: Синтег, 1998.
   
8. Железко Б.А., Морозевич А.Н. Теория и практика построения информационно-аналитических систем поддержки принятия решений. – Мн.: Армита-Маркетинг, Менеджмент, 1999.
   
9. Таха Х.А. Введение в исследование операций. – М.: Изд. дом «Вильямс», 2001.
   
10. Дубров А.М., Лагоша Б.А., Хрусталев Е.Ю. Моделирование рисковых ситуаций в экономике и бизнесе. – М.: Финансы и статистика, 1999.
    
11. Грачева М.В. Анализ проектных рисков. – М.: ЗАО «Финстатинформ», 1999.
    
12. Грабовый П.Г. Риски в современном бизнесе. – М.: Аланс, 1994.
    
13. Ларичев О.И., Мошкович Е.М. Качественные методы принятия решений. – М.: Наука-Физматгиз, 1996.
    
14. Кини Р.А., Райфа Х. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. – М.: Радио и связь, 1981.
    
15. Харин Ю.С., Малюгин В.И., Кирлица В.В. и др. Основы имитационного и статистического моделирования. – Мн.: ДизайнПРО, 1997.
    
16. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. –М.: Наука, 1985.
    

Дополнительная

1. Гаврилова Т.А., Червинский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб.: Питер, 2000.
   
2. Железко Б.А., Морозевич А.Н. Информационно-аналитические системы поддержки принятия решений. – Мн.: НИУ, 1999.
   
3. Карданская Н.Л. Принятие управленческого решения. – М.: Юнити, 1999.
   
4. Князевская Н.В., Князевский В.С. Принятие рискованных решений в экономике и бизнесе. – М.: Контур, 1998.
   
5. Мазур И.И., Шапиро В.Д. и др. Управление проектами: Справочник для профессионалов. – М.: Высш. шк., 2001.
   

Утверждаю

Председатель УМО по образованию

в области информатики и радиоэлектроники

29.10.2004.

Регистрационный № ТД – 40-070 /тип.


^ ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ И ЗНАНИЙ.


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности 1-40 01 02

Информационные системы и технологии (по направлениям)

по направлению 1- 40 01 02-02

Информационные системы и технологии (в экономике)


Согласовано:

Учебно-методическое объединение вузов

Республики Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

25.10.2004..


Составители:

В.Н. Комличенко, зав. кафедрой экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук, доцент;

^ И.Г. Орешко, ассистент кафедры экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»;

^ Е.Н. Унучек, инженер кафедры экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»;


Рецензенты:

Кафедра информатики и вычислительной техники Института подготовки научных кадров НАН Беларуси (протокол № 5 от 23.01. 2003 г.),

Дискретной математики и алгоритмов Белорусского государственного университета (протокол № 3 от 23.09.2004)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой

Кафедрой экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 3 от 20.09.2004)


Научно-методическим советом по специальности 1-40 01 01 Информационные системы и технологии (по направлениям) УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 12.10.2004)


Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова

^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Основной задачей курса является введение в проблематику проектирования развитых моделей баз данных и знаний, как основы разработки современных информационных систем. В курсе излагаются фундаментальные принципы разработки распределенных моделей баз данных и знаний, архитектурные основы, некоторые алгоритмы и методы организации СУБД (организация внешней памяти, управление транзакциями, журнализация и восстановление баз данных и т.д.). Рассматриваются расширенные возможности и перспективы языка SQL. Отмечаются специфические особенности механизмов, используемых в наиболее распространенных современных серверах баз данных. Рассматриваются подходы к организации "постреляционных" баз данных (ненормализованных реляционных баз данных, баз сложных объектов, объектно-ориентированных баз данных и т.д.).

В достаточной мере уделяется внимание как вопросам классической инженерии знаний, так и представления данных и знаний в новых развивающихся объектно-ориентированных и других моделях. Рассматриваются проекты и исследования, относящиеся к так называемым системам баз данных следующего поколения; основные принципы организации систем объектно-ориентированных баз данных; системы баз данных, основанные на правилах, включая активные и дедуктивные базы данных.

Целесообразно чтения данного курса после дисциплин изучающих основы баз данных.

В результате освоения курса студент должен:

знать:

• основы разработки современных информационных систем;
  
• проектирование баз данных и знаний;
  
• вопросы инженерии знаний;
  
• принципы организации объектно-ориентированных баз данных;
  

уметь характеризовать:

• жизненный цикл, методы разработки и использования баз данных и знаний;
  
• значимость баз данных и знаний в информационных системах и технологиях;
  
• особенности современного этапа развития СУБД и БЗ;
  
• роль и значимость моделирования и проектирования баз данных и знаний;
  
• тенденции и перспективы развития СУБД и БЗ;
  

уметь анализировать:

• корректность и эффективность постановок задач на проектирование систем;
  
• обоснованность и эффективность выбора методов и средств, предлагаемых для разработки информационных приложений;
  
• реализуемость и эффективность проектных решений;
  
• модели и программные реализации существующих баз данных, знаний и информационных систем;
  

приобрести навыки:

• проведения функционального и информационного анализа рассматриваемых задач;
  
• логического и физического моделирования баз данных и баз знаний;
  
• навыки разработки средств и методов эффективной работы с данными в информационных системах.
  
• разработки баз данных для архитектуры клиент-сервер;
  
• использования современных технологий для решения прикладных задач;
  
• организации и использования знаний при проектировании и разработке информационных систем.
  

Программа рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 34 часов, лабораторных работ – 34 часов.


^ Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ.


Тема 1.1 ПРЕДМЕТ И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основные понятия и определения. История развития информационных систем и технологий баз данных (БД), файловые системы, БД и базы знаний (БЗ). БД и БЗ как основа разработки информационных систем. Системы управления базами данных (СУБД), основные функции СУБД. Иерархические системы. Сетевые системы. Реляционные и постреляционные системы. Системы, основанные на знаниях. Базы знаний. Экспертные системы. Хранилища данных и знаний.


^ Раздел 2. РАЗРАБОТКА БД КАК ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ.


Тема 2.1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ

Программные системы. Понятие жизненного цикла разработки программных продуктов. Стандарты и технологии разработки. Качество программных продуктов и процессов реализации. Базовые принципы проектирования программных систем. Концептуальные основы объектно-ориентированного проектирования.


Тема 2.2 КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ

Информационное обеспечение программных систем. Информационное моделирование. БД как основа информационного обеспечения программных систем. Использование БД в экономических информационных системах. Основные этапы разработки БД. Стратегическое планирование БД. Контроль управления. Риски и издержки. Общие принципы проектирования баз данных. Концептуальное, логическое и физическое моделирование. Понятие жизненного цикла БД. Выделение основных абстракций и разработка концептуальных сущностей. Концептуальная модель: средства и методы представления ее представления


Тема 2.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЯЦИОННЫХ БД

Эволюция моделей представления данных в БД, абстракции, методы организации, основные концепции и термины. Использование реляционной алгебры и реляционного исчисления в проектировании и обслуживании БД. Методы и средства реляционного подхода в проектных решениях по информационному обеспечению систем. Логическое проектирование, формирование сущностей, нормализация, методы преобразование концептуальной модели в реляционную. Семантическое моделирование данных: структурный подход и ER-диаграммы. Инструментальные системы и средства моделирования. Языковые средства представлений предметной области, манипулирования и управления данными в СУБД.


Тема 2.4 ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЕРАРХИЧЕСКИХ И СЕТЕВЫХ БД

^ Иерархические модели: основные понятия и определения. Представление и обработка данных. Связь иерархической модели с понятиями концептуальной архитектурой. Преобразования отношений. Методы доступа к данным. Языки манипулирования данными.

^ Сетевая модель данных: Основные понятия и определения. Представление данных. Связь сетевой модели с концептуальной архитектурой. Преобразование отношений. Записи и наборы. Обработка наборов данных. Модели и наборы CODASYL. Условия целостности данных.


Тема 2.5 ФИЗИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И АДМИНИСТРИРОВАНИЕ БД

Физическая модель и физический доступ к данным. Факторы влияющие на быстродействие доступа к данным. Реализация логических отношений и преобразование моделей БД. Организация ключей и индексов. Преобразование моделей. Оптимизация запросов.

Задачи и функции и администратора БД. Целостность, Защита и восстановление БД.


Тема 2.6 СУБД В АРХИТЕКТУРЕ КЛИЕНТ/СЕРВЕР И РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СУБД.

Особенности проектирования БД для клиент/серверной архитектуры. Разработка серверных и клиентских приложений. Распределенная СУБД. Особенности проектирования. Разработка распределенных запросов. Обработка распрУправление данными клиент/серверной архитектуры Концептуальная архитектура современной БД и СУБД. Основные принципы и методы функционирования. Транзакция. Управление транзакциями, сериализация и методы сериализации транзакций. Вопросы целостности и разрешения конфликтов. Методы восстановления сбоев. Физическая согласованность БД.


Тема 2.7 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ SQL ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ

Современные языковые средства и их возможности. Средства определения схемы БД. Использование SQL при решении прикладных задач. Встроенный SQL. Понятие дескриптора и курсора. Явные и неявные курсоры. Использование курсоров внутри управляющих блоков. Обновляемые курсоры и транзакции. Компиляторы SQL. Проблемы оптимизации. Темпоральные запросы. Статический и динамический SQL. Особенности динамического связывания запросов и выполнения блоков динамическго SQL. Разработка процедур для выполнения вызовов хранимой подпрограммы. Native SQL и сравнение с динамическим SQL. Возможности NDS. Встроенные объекты БД. Исключительные ситуации. Предопределенные и пользовательские исключительные ситуации. Обработка исключительных ситуаций. Триггеры базы данных и схем пользователя. Использования триггеров для управления доступом пользователей к базе данных. Автономные транзакции в триггерах. Использование SQL для работы со встроенными объектами БД.


Тема 2.8 ОБЪЕККТНО-ОРИЕТИРОВАННЫЕ СУБД

Объектно-ориентированные модели данных. Языки программирования объектно-ориентированных баз данных. Языки запросов объектно-ориентированных баз данных. Примеры объектно-ориентированных СУБД. Системы баз данных, основанные на правилах. Активные базы данных. Дедуктивные базы данных. Основные объекты и абстракции дедуктивных БД. Ограничения для пользовательских SQL процедур. Зависимые процедуры и их сопровождение. Использование хранимых функций в SQL запросах. Автономные транзакции. Правила распространения автономных транзакций. Использование функций с автономными транзакциями в SQL запросах. Постреляционные СУБД. Классы и базы данных. Объектные таблицы. Другие возможности объектно-ориентированных БД.


Тема 2.9 ТРЕХЗВЕННЫЕ И ДРУГИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КЛИЕНТ-СЕРВЕРНЫЕ АРХИТЕКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Трехзвенная архитектура. Реализация информационных систем в трехзвенной архитектуре. Использование сетевых языков программирования и перспективных технологий реализации многозвенных систем для разработки распределенных информационных систем. Средства построения многозвенных информационных систем в Java. Пакеты Java.sql и стандарт JDBC (Java Data Base Connectivity) для организации доступа к БД. Организация доступа в Java к БД. БД для разработки WEB-приложений.


^ Раздел 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ЗНАНИЙ


Тема 3.1 ЗНАНИЯ. ОСНОВЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ, ФОРМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ, ОСНОВАННЫХ НА ЗНАНИЯХ

Знания. Использование знаний. Знания как метаданные. Представление знаний как этап разработки СОЗ. Процедуральные и декларативные знания. Архитектура систем знаний. Общие сведения о СОЗ. Разделение знаний и процедур их обработки. Структура СОЗ. Методы приобретения, инженерия и обработка знаний. Логика предикатов 1- и 2-го порядка. Модельная истинность и непротиворечивость. Разрешимость и полнота. Многоуровневая логика предикатов. Псевдофизические и временные логики. Нечеткая и вероятностная логика.


Тема 3.2 КЛАССИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ

Продукции. Общая структура правил. Архитектура продукционных систем. Модель доски объявлений. Управление выводом и разрешение конфликтов. Семантические сети. Однородные и неоднородные сети. Иерархические сети. Формализация сети (графы, гиперграфы, квазиграфы). Моделирование ассоциативной памяти. Механизмы поиска информации. Графическое и формализованное представление сложных сетей.


Тема 3.3 ФРЕЙМЫ

Основные абстракции и структура фрейма. Фреймы прототипы и экземпляры. Вложенные фреймы. Представление семантических и процедурных знаний фреймовыми моделями. Демоны. Базовые операции над фреймами. Фреймы и объектно-ориентированный подход.


Тема 3.3 ОБРАБОТКА ЗНАНИЙ

Основные методы и механизмы обработки знаний. Стратегии поиска в системах основанных на знаниях. Нечеткие множества в системах основанных на знаниях. Слияние баз знаний с современными базами данных. Экспертные системы, структура, механизмы вывода, использование и перспективы.


^ Раздел 4. ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ


Тема 4.1 КОНЦЕПЦИЯ ХРАНИЛИЩ ДАННЫХ

Понятие и обобщенная архитектура хранилища данных. Доступ к информации. Открытые системы и хранилища данных. Концептуальная, логическая и физическая архитектура хранилища. Основные абстракции. Методы разработки моделей. Уровни детализации. Время. События. Анализ схем. Методы построения многомерных моделей данных. Корпоративная модель данных.


Тема 4.3 РЕПОЗИТОРИЙ МЕТАДАННЫХ

Понятие метаданных. Модель использования. Проектные и рабочие метаданные. Размерностная модель метаданных. Типы метаданных: описывающие действия над данными, местоположение ресурсов системы хранилища данных, сущности, взаимодействие с хранилищем данных, временные аспекты функционирования и др. Метаданные многопредметных областей.


Тема 4.4 КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ И ЛОГИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ

Основные принципы. Метапринципы. Архитектурные принципы. Принципы построения данных, запросов, рабочих хранилищ, метаданных, масштабируемости управления хранилищем и др. Виртуальное хранилище данных. Семантическая интеграция предметных областей. Управление запросами к предметным областям. Монолитное хранилище. Стандартные архивы данных. Методы и средства разработки логических моделей.


Тема 4.5 ФИЗИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ

Физическая память. Базы данных. Аппаратное обеспечение сервера баз данных. Операционные системы. Сервер запросов и сервер приложений. Сети и средства взаимодействия. Промежуточный уровень и его программное обеспечение. Развертывание архитектуры. Преобразование данных.


Тема 4.6 ДОСТУП К ДАННЫМ

Выбор средств доступа к данным. ODBC и другие интерфейсы доступа к данным. Типы потребителей и критерии выбора поставщика информации. Распределение информации. Доступ с помощью Web. Программные средства СППР. Управление запросами. Методы доступа к данным: нейронные сети, генетический алгоритм, кластеризация и классификация, деревья решений, статистические методы и другие методы. Оперативная аналитическая обработка данных. Извлечение знаний.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.

№	Название работы
	Моделирование систем с использованием языка UML
	Моделирование систем с использованием стандартов серии IDEF.
	Проектирование объектно-ориентированных баз данных с использованием специализированных сред.
	Разработка DTD и XSD схем для XML
	Разработка приложений для анализа многомерных данных на основе OLAP
	Проектирование и разработка продукционных баз знаний
	Разработка алгоритмов извлечения знаний
	Использование интеллектуальных систем для решения экономических задач

ЛИТЕРАТУРА.


ОСНОВНАЯ:

1. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 320 с.

2. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. - М.: Финансы и стати-стика, 1989. - 351 с.

3. Боуман Д, Эмерсон С., Дарновски М. Практическое руководство по SQL. - Киев: Диалектика, 1997.

4. Васкевич Д. Стратегии клиент/сервер. - Киев: Диалектика, 1997.

5. Грабер М. Справочное руководство по SQL. - М.: Лори, 1997. - 291 с.

6. Дейт К. Введение в системы баз данных //6-издание. - Киев: Диалектика, 1998. - 784 с.

7. Гери Хансен, Джэймс Хансен. Базы данных: разработка и управление: Пер. с англ. – М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 1999 –704 с.: ил.

8. Злуф М.М. Query-by-Example: язык баз данных //СУБД. - 1996. - №3. - С.149-160.

9. Кузнецов С.Д. Введение в системы управления базами данных //СУБД. - 1995. - №1,2,3,4, 1996. - №1,2,3,4,5.

10. Ладыженский Г.М. Системы управления базами данных - коротко о главном //СУБД. - 1995. - №1,2,3,4.

11. Оззу М.Т., Валдуриз П. Распределенные и параллельные системы баз данных //СУБД. - 1996. - №4. - С.4-26.

12. Фролов А.В., Фролов Г.В. Базы данных в интернет: практическое руководство по созданию Web-приложений с базами данных. – М.:Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2000.-432 с.

13. Х. Уэно, Т.Кояма, Т.Окамото, Б.Мацуби, М. Исидзука Представление и использование знаний: Пер. с япон. /Под ред.Х.Уэно, М.Исидзука. – М.: Мир, 1989. – 220 с.

14. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем: Учебник для вузов. - Издательство: Питер. 2001 г 384 стр.,

15. В. Дюк, А. Самойленко Data Mining: учебный курс.- Издательство: Питер, 2001 г. с. 368.

16. Филиппов В. А. Интеллектуальный анализ данных: методы и средства .- Издательство: Едиториал УРСС, 2001.

17. Джордж Люгер Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем .- Издательство: Вильямс., 2003 г.. 864 с.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ


18. Эдуард Андреевич Якубайтис . Электронная гипертекстовая база знаний : Учеб. пособие / Финансовая акад. при Правительстве Рос. Федерации, Междунар. центр дистанц. Обучения, 1998г

19. Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1995. - 208 с.

20. Мейер М. Теория реляционных баз данных. - М.: Мир, 1987. - 608 с.

21. Беренсон Х., Бернштейн Ф., Грэй Д., Мелтон Д., О"Нил Э., О"Нил П. Критика уровней изолированности в стандарте ANSI SQL //СУБД. - 1996. - №2. - С.45-60.

22. Гилуа М.М. Множественная модель данных в информационных системах. - М.: Наука, 1992.

23. Дейт К. Руководство по реляционной СУБД DB2. - М.: Финансы и статистика, 1988. - 320 с.

24. Грабер М. Введение в SQL. - М.: Лори, 1996. - 379 с.

25. Кузнецов С.Д. Стандарты языка реляционных баз данных SQL: краткий обзор //СУБД. - 1996. - №2. - С.6-36.

26. Кузнецов С.Д. Операционные системы для управления базами данных //СУБД. - 1996. - №3. - С.95-102.

27. Кузнецов С.Д. Дубликаты, неопределенные значения, первичные и возможные ключи и другие экзотиче-ские прелести языка SQL //СУБД. - 1997. - №3. - С.77-80.

28. Кузнецов С.Д. Неопределенная информация и трехзначная логика //СУБД. - 1997. - №5. - С.65-67.

29. Кириллов В.В. Структуризованный язык запросов (SQL). - СПб.: ИТМО, 1994. - 80 с.

30. Озкарахан Э. Машины баз данных и управление базами данных. - М.: Мир, 1989.

31. Пржиялковский В. В. Абстракции в проектировании БД //СУБД. - 1998. - №1. - С.90-97.

32. Тиори Т., Фрай Д. Проектирование структур баз данных. В 2 кн., - М.: Мир, 1985. Кн. 1. - 287 с.: Кн. 2. - 320 с.

33. Хаббард Д. Автоматизированное проектирование баз данных. - М.: Мир, 1984. - 294 с.

34. Цаленко М.Ш. Моделирование семантики в базах данных. - М.: Наука, 1988.

35. Чамберлин Д.Д., Астрахан М.М., Эсваран К.П., Грифитс П.П., Лори Р.А., Мел Д.В., Райшер П., Вейд Б.В. SEQUEL 2: унифицированный подход к определению, манипулированию и контролю данных //СУБД. - 1996. - №1. - С.144-159.

36. Чаудхари С. Методы оптимизации запросов в реляционных системах //СУБД. - 1998. - №3. - С.22-36.

37. Чен П. Модель "сущность-связь" - шаг к единому представлению о данных //СУБД. - 1995. - №3. - С.137-158.

34. ANSI X3.135-1992, American National Standart for Information Systems - Database Language - SQL, November, 1992.

38. Astrahan M.M., System R: A Relational Approach to Data Base Management //ACM Transactions on Data Base Systems. - 1976. - V1, 97, June.

39. Codd E.F. Relation Model of Data for Large Shared Data Banks //Comm. ACM. - 1970. - V.13, №.6. - P.377-383. (Имеется перевод: Кодд Е.Ф. Реляционная модель данных для больших совместно используемых банков данных //СУБД. - 1995. - №1. - С.145-160.)

40. Codd E.F. Normalized Data Base Structure: A Brief Tutorial //Proc. of 1971 ACM-SIGFIDET Workshop on Data Description, Access and Control.- N.-Y.: ACM. - 1971. - P.1-17.

41. Codd E.F. A data base sublanguage founded on the relational calculus //Proc. ACM-SIGFIDET/ - 1971. - Workshop, San Diego, Calif., Nov. P.35-68.

42. Codd E.F. Further Normalization of the Data base Relational Model //Data Base Systems.- N.J.: Prentice-Hall, 1972. - P.33-64.

43. Codd E.F. Recent investigations in relational data base systems //Proc. IFIP Congress. - 1974. - North-Holland Pub. Co., Amsterdam. - P.1017-1021.

44. Codd E.F. Extending the Database Relation Model to Capture More Meaning. //ACM Transaction on Database Systems. 1979.- V.4, №4. - P.397-434. (Имеется перевод: Кодд Е.Ф. Реляционная модель данных для больших совместно используемых банков данных //СУБД. - 1996. - №5-6., а также: omsk.su/personal/~sas/DBMS/96_5/source/163.php">

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-018/тип.


^ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И МЕТОДЫ

ОПТИМИЗАЦИИ В ЭКОНОМИКЕ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности -40 01 02-02 Информационные системы

и технологии (в экономике)


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составители:

А.К. Синицын, профессор кафедры вычислительных методов и программирования Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор физико-математических наук;

^ В.П. Шестакович, старший преподаватель кафедры вычислительных методов и программирования Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»


Рецензенты:

Кафедра дискретной математики и алгоритмики Учреждения образования «Белорусский государственный университет» (протокол № 9 от 02.06 2003 г.);

Кафедра вычислительной техники Учреждения образования «Белорусский государственный аграрный технический университет» (протокол № 8 от 21.02.2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 15 от 10.02.2003 г.);


Научно-методическим советом по специальности -40 01 01 Информационные системы и технологии (по направлениям) УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 3 от 27.05.2003 г.)


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Базовая программа «Вычислительные методы и методы оптимизации в экономике» разработана для специальности -40 01 02-02 Информационные системы и технологии (в экономике) высших учебных заведений.

Целью изучения дисциплины является освоение основных алгоритмов вычислительной математики и задач оптимизации в экономике, изучение современных методов их решения, получение практических навыков алгоритмизации и программирования, подготовка студентов к использованию современных компьютеров и базовых технологий в качестве инструмента для решения практических задач в своей предметной области.

Подготовка современного специалиста по экономическим специальностям требует уверенного владения возможностями, предоставляемыми компьютерными технологиями. Решение сложных экономических задач приводит к необходимости моделирования и оптимизации на ЭВМ таких задач. В настоящем курсе наряду с основными методами численного анализа изучаются современные методы условной и безусловной оптимизации функций многих переменных. В результате изучения дисциплины «Вычислительные методы и методы оптимизации в экономике» студенты должны освоить наиболее эффективные и часто используемые на практике численные методы, используемые при решении экономических задач, уметь выполнять алгоритмизацию и программирование методов решения экономических задач; приобрести навыки уверенной работы на персональном компьютере при решении экономических задач, научиться использовать имеющееся программное обеспечение. По основным разделам курса приводятся экономические приложения. Материалы данного курса используются в дисциплинах «Исследование операций в экономике», «Экономико-математические методы и модели», «Высшая математика».

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов и рассчитана на объем 64 учебных часа. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 32 часов, лабораторных работ – 16 часов, практических занятий - 16 часов.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. Основы численных методов


Тема 1. Что такое численные методы (введение)


Тема 2. Применение элементов линейной алгебры в экономике. Решение систем линейных алгебраических уравнений. Метод простой итерации, метод Зейделя, метод Гаусса, метод квадратного корня, метод прогонки. Обратная матрица. Собственные значения и собственные векторы

^ Тема 3. Аппроксимация функций. Интерполяция, среднеквадратичное приближение, ортогональные многочлены, метод наименьших квадратов


Тема 4. Методы численного дифференцирования и интегрирования. Формулы средних, трапеций, Симпсона, Гаусса


Тема 5. Решение нелинейных уравнений. Методы дихотомии, простой итерации, Ньютона, Вегстейна, парабол


Тема 6. Применение аппарата дифференциальных и разностных уравнений в экономике. Численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Решение задачи Коши. Метод Эйлера, методы Рунге–Кутта, Адамса. Решение краевой задачи. Метод стрельбы, метод прогонки


Раздел 2. Методы оптимизации функций


Тема 1. Постановка задач оптимизации, их классификация


Тема 2. Методы нахождения минимума функции одной переменной: метод дихотомии, золотого сечения, Фибоначчи, последовательного перебора, парабол


Тема 3. Методы нахождения безусловного минимума функции многих переменных


Тема 4. Методы нулевого порядка: метод покоординатного спуска, метод Хука – Дживса, метод Розенброка, метод

Нелдера – Мида


Тема 5. Методы первого порядка: метод спуска по градиенту, метод сопряженных градиентов Флетчера – Ривса


Тема 6. Методы с переменной метрикой: метод

Давидона – Флетчера – Пауэлла (ДФП)


Тема.7. Условная минимизация функций. Метод штрафных функций (МШФ), метод барьерных функций

^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ


Раздел 1. Основы численных методов

1. Составление и отладка программ реализации алгоритмов решения систем линейных алгебраических уравнений. Алгоритмы метода Гаусса, прогонки, квадратного корня, простой итерации, Зейделя.
   
2. Составление и отладка программ нахождения собственных значений матрицы.
   
3. Составление и отладка программ по методам аппроксимации функций. Алгоритмы интерполяции и метода наименьших квадратов.
   
4. Составление и отладка программ по формулам численного дифференцирования и интегрирования. Алгоритмы методов средних, трапеций, Симпсона, Гаусса.
   
5. Составление и отладка программ по методам решения нелинейных уравнений. Алгоритмы дихотомии, простой итерации, Ньютона, секущих, Вегстейна, квадратичной параболы.
   
6. Составление и отладка программ по методам решения дифференциальных уравнений. Алгоритмы методов Эйлера, Рунге–Кутта, Адамса.
   
7. Решение краевой задачи для одномерного уравнения методом сеток.
   

Раздел 2. Методы оптимизации функций

1. Составление и отладка программ нахождения минимума функции одной переменной. Алгоритмы методов золотого сечения, последовательного спуска, квадратичной и кубической параболы.
   

2. Составление и отладка программ нахождения минимума функции многих переменных. Алгоритмы методов покоординатного последовательного перебора, Розенброка, спуска по градиенту, ДФП.
   

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1. Калиткин Н.Н. Численные методы. – М.: Наука, 1978.
   
2. Красс М.С. Математика для экономических специальностей. – М.: Инфра-М, 1999.
   
3. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырный П.И. Вычислительные методы. – М.: Наука. Т.1,1976. Т.2,1977.
   
4. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырный П.И. Начала теории вычислительных методов. Уравнения в частных производных. –М.: Наука и техника,1986.
   
5. Волков Е.А. Численные методы. – М.: Наука, 1982.
   
6. Самарский А.А. Введение в численные методы. – М.: Наука, 1982.
   
7. Марчук Г.И., Агошков В.И. Введение в проекционно-сеточные методы. – М.: Наука, 1981.
   
8. Банди Б. Методы оптимизации. – М.: Радио и связь, 1988.
   
9. Винн P., Холден К. Введение в прикладной эконометрический анализ. –M.: Финансы и статистика, 1981.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. –М.: Наука, 1980.
   
2. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. –М.: Наука, 1980.
   
3. Бахвалов Н.С. Численные методы. – М.: Наука, 1975.
   
4. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. – М.: Физматгиз. Т. 1, 1962. Т. 2, 1970.
   
5. Ногин В.Д., Протодьяконов И.О., Евлампиев И.И. Основы теории оптимизации. – М.: Высш. шк., 1986.
   
6. Турчак Л.И. Основы численных методов. – М.: Наука, 1987.
   
7. Синицын А.К., Навроцкий А.А. Практикум по курсу «Алгоритмы вычислительной математики». – Мн: БГУИР, 2002.
   

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-019/тип.


ЭКОНОМЕТРИКА


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности -40 01 02-02 Информационные системы

и технологии (в экономике)


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

С.А. Поттосина, доцент кафедры экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат физико-математических наук


Рецензенты:

Ю.С. Харин, заведующий кафедрой статистического анализа данных Учреждения образования «Белорусский государственный университет», профессор, доктор физико-математических наук;

^ Кафедра дискретной математики и алгоритмики Учреждения образования «Белорусский государственный университет» (протокол № 9 от 02.06. 2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 15 от 10.02.2003 г.);


Научно-методическим советом по специальности -40 01 01 Информационные системы и технологии (по направлениям) УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 3 от 27.05.2003 г.)


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Учебная программа «Эконометрика» разработана для специальности -40 01 02 02 Информационные системы и технологии (в экономике) высших учебных заведений. Она предусматривает лекционный материал, практические занятия и лабораторные работы по данной дисциплине. Целью изучения дисциплины являются: получение знаний и приобретение навыков по построению математических эконометрических моделей. Задачи изучения дисциплины - освоение методов идентификации эконометрических моделей и оценивания на основе данных временных рядов экономических данных. Для изучения дисциплины необходимо усвоение таких дисциплин, как “Теория вероятностей и математическая статистика”, “Экономико-математические модели и методы”. Программа составлена в соответствии с требованиями общеобразовательного стандарта и рассчитана на объем 64 часа. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекции – 32 часа, практические занятия – 16 часов, лабораторные работы – 16 часов.