Geum.ru

Республики Беларусь «24»

Вид материалаПояснительная записка

Содержание


Тема 1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ
Тема 2. МЕТОДЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ В КРИПТОГРАФИИ
Тема 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЧИСЕЛ И ПОЛЕЙ ГАЛУА
Тема 4. ГЕНЕРИРОВАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ И ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ
Тема 1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
Тема 2. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР КЛАССИЧЕСКИХ ШИФРАТОРОВ
Тема 3. DES - СТАНДАРТ ШИФРОВАНИЯ ДАННЫХ
Тема 4. ПОТОКОВЫЕ КРИПТОСИСТЕМЫ
Тема 5. КРИПТОСИСТЕМЫ С ОТКРЫТЫМ КЛЮЧОМ
Тема 6. АУТЕНТИЧНОСТЬ И ЦЕЛОСТНОСТЬ ДАННЫХ
Тема 7. ЦИФРОВАЯ СИГНАТУРА
Тема 8. ГЕНЕРИРОВАНИЕ, ХРАНЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КЛЮЧЕЙ
Примерный перечень лабораторных работ
Организация и функционирование эвм
С.В. Абламейко
Рекомендована к утверждению в качестве типовой
Пояснительная записка
Тема 2. МЕТОДЫ МИНИМИЗАЦИИ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
Примерный перечень лабораторных работ
Стандартизация и сертификация программного обеспечения
...
Полное содержание
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
^

Тема 1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ


Основополагающие идеи К. Шеннона о мере информации и абсолютно секретной криптосистеме. Понятие энтропии и ее использование как меры информации. Избыточность данных. Применение основ теории информации для взлома систем защиты данных.

^

Тема 2. МЕТОДЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ В КРИПТОГРАФИИ


Шенноновские модели криптосистем. Асимптотические свойства стационарного источника дискретных сообщений. Энтропийная устойчивость случайных символьных последовательностей. Теоретико-информационные оценки стойкости симметричных криптосистем.


^ Тема 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЧИСЕЛ И ПОЛЕЙ ГАЛУА

Простые и составные числа. Алгоритм Евклида. Бинарный алгоритм. Сравнения. Линейные сравнения. Теорема Ферма. Функция Эйлера, теорема Эйлера. Теория полей Галуа. Вычисления в полях Галуа.


^ Тема 4. ГЕНЕРИРОВАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ И ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Генераторы случайных чисел. Мультипликативный конгруэнтный генератор псевдослучайных чисел. М-последовательности. Генераторы М-последовательностей на базе регистров с линейными обратными связями (Linear Feedback Shift Register (LFSR)). Нелинейные LFSR.


Раздел 2. ЗАЩИТА ДАННЫХ

^

Тема 1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ


Основные концепции защиты данных. Конфиденциальность и секретность данных. Целостность и аутентичность данных. Шифрование и дешифрирование данных. Определение основных компонентов криптографической системы зашиты данных. Криптосистемы защиты данных с открытым ключом.

^

Тема 2. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР КЛАССИЧЕСКИХ ШИФРАТОРОВ


Шифраторы, основанные на перестановках. Шифратор типа железнодорожная изгородь. Шифраторы, основанные на простейших алгоритмах подстановки. Шифратор Цезаря. Шифраторы, основанные на аффинных преобразованиях. Полиномиальные шифраторы. Гомофонные шифраторы. Шифратор Била. Полиалфавитные шифраторы. Шифратор Виженера. Современная роторная машина. Одноразовый блокнот. Шифратор Вермана.


^ Тема 3. DES - СТАНДАРТ ШИФРОВАНИЯ ДАННЫХ

Система шифрования LUCIFER. Описание алгоритма DES. Шифрование и дешифрирование.Формирование ключей. Анализ S-блоков. Применение DES в различных режимах: ЕСВ, СВС, OFB и СРВ. Тройной и двойной DES.

Огражденный DES.


^

Тема 4. ПОТОКОВЫЕ КРИПТОСИСТЕМЫ


Синхронные потоковые криптосистемы. Генерирование ключей с использованием LFSR. Самосинхронизирующиеся криптосистемы. Размножение ошибок в самосинхронизирующихся криптосистемах.

^

Тема 5. КРИПТОСИСТЕМЫ С ОТКРЫТЫМ КЛЮЧОМ


Открытая система распределения ключей Дефи и Хелмана. Криптосистема типа рюкзак Меркле и Хелмана. Riverst-Shamir-Adeiman (RSA) -криптосистема.

^

Тема 6. АУТЕНТИЧНОСТЬ И ЦЕЛОСТНОСТЬ ДАННЫХ


Защита данных от случайных ошибок при их передаче. Алгоритмы аутентификации данных. Схема аутентификации Эйгельмана. Аутентификация Smart Card. Аутентификация владельца Smart Card.


^ Тема 7. ЦИФРОВАЯ СИГНАТУРА

Цифровая сигнатура для случая криптосистем с открытым ключом. Схема быстрой цифровой сигнатуры Шамира. Схемы сжатия данных для получения цифровой сигнатуры.

^

Тема 8. ГЕНЕРИРОВАНИЕ, ХРАНЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КЛЮЧЕЙ


Иерархия ключей. Главный ключ. Ключи шифрования ключей. Сеансовые ключи. Центр распределения ключей. Протоколы распределения ключей. Идентификация по персональным характеристикам.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  1. Изучение криптографических систем, основанных на методе подстановки.
  2. Изучение криптографических систем потокового типа.
  3. Стандарт криптографических систем (DES ).
  4. Криптографические системы с открытым ключом.
  5. Криптографические системы типа роторная машина.
  6. Изучение системы PGP.


ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

  1. Харин Ю.С., Берник В.И., Матвеев Г.В. Математические основы
    криптологии. - Мн.: БГУ, 1999.
  2. Герасименко В.А., Малюк А.А. Основы защиты информации: Учеб.
    пособие. - М.: МИФИ, 1997.
  3. Жельников В. Криптография от папируса до компьютера.- М.: ABF,1996.
  4. Романец Ю.В., Тимофеев П.А., Шаньгин В.Ф. Защита информации в
    компьютерных системах и сетях. - М.: Радио и связь, 1999.
  5. Виноградов В.В. Основы теории чисел. - М.: Наука, 1981.
  6. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. В 3 т. Получисленные
    методы: Пер. с англ. - М.: Мир, 197Г
  7. Жельников B.C. Криптография от папируса до компьютера. - М.: ABF, 1997.
  8. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. - М.:
    Иностранная литература, 1963.
  9. Блейхут Р. Теория и практика кодов, кодирующих ошибки. -М.: Мир, 1986.
  10. Лидл Р., Нидеррайтер Т. Конечные поля. -М.: Мир, 1988.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
  1. Denning, Dorothy Elizabet, Cryptography and Data Security, Addison-Wesley
    Publishing Company, Inc. 1982.
  2. D.W.Davies, W.L.Price, Security for Computer Networks: An Introduction to
    Data Security in Teleprocessing and Electronic Funds Transfer. Second Edition.
    John Wiley & Sons Ltd. 1989.



Утверждена

Министерством образования Республики Беларусь

« 24 » июня 2001 г.

Регистрационный №ТД-152/тип


^ ОРГАНИЗАЦИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЭВМ


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 01 01 «ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»


Составитель:

А.Т. Пешков — доцент кафедры программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук, доцент.


Рецензенты:

А.А. Прихожий заведующий кафедрой программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Белорусской государственной политехнической академии, доктор технических наук, профессор;

^ С.В. Абламейко - заведующий лабораторией обработки и распознавания

изображений Института технической кибернетики Национальной академии

наук Беларуси, доктор технических наук, профессор.


^ Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета, протокол (№ 5 от 16 октября 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).


Согласована с:

Учебно- методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования; Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Типовая программа «Организация и функционирования ЭВМ» разработана для студентов специальности Т 10.02.00 «Программное обеспечение информационных технологий». Данная дисциплина является одной из первых специальных технических дисциплин, изучаемых студентами вышеуказанной специальности. Она предусматривает изучение вопросов, связанных с арифметическими и логическими основами ЭВМ, синтезом отдельных узлов и устройств ЭВМ, структурной организацией и взаимодействием компонентов ЭВМ в процессе её функционирования. Целью преподавания дисциплины является научить студента работать с технической документацией, связанной с ЭВМ, эффективно использовать при написании программ все особенности отдельных компонентов ЭВМ.

Программа дисциплины составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на 70 часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций- 50 часов, практических занятий- 20 часов.

Изучив данную дисциплину, студент должен:

иметь представление:
  • о структурной организации ЭВМ;
  • о системах счисления и способах кодирования информации;
  • об основах алгебры логики и теории цифровых автоматов.
    знать и уметь использовать:
  • методы перехода из одной системы счисления в другую,
  • методы выполнения арифметических операций в процессоре;
  • методы минимизации логических схем и синтеза основных устройств ЭВМ.
    владеть:
  • методами минимизации логических выражений;
  • методами синтеза цифровых автоматов.
    иметь навыки:

- обработки информации, представленной в различных системах счисления
при различных способах кодирования;

- синтеза операционных устройств;
  • синтеза устройств управления с жесткой логикой и микропрограммного
    принципа.


Раздел 1. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВМ


Тема 1. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

Двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная, двоично-десятичная. Переход из одной системы счисления в другую. Кодирование символьной и цифровой информации.


Тема 2.АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВМ

Двоичная арифметика. Прямой, обратный и дополнительный коды. Выполнение арифметических операций над двоично-десятичными кодами.


Тема 3. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЕЛ С ФИКСИРОВАННОЙ И ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ

Арифметика с плавающей точкой. Логический, циклический и арифметический сдвиги.


Раздел 2. ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВМ


Тема 1. ЭЛЕМЕНТЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ

Логические переменные и функции. Базовые системы. Логические функции. Законы и правила алгебры Буля.

^

Тема 2. МЕТОДЫ МИНИМИЗАЦИИ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ


Минимизация методом Квайна. Минимизация с использованием карт Карно.


Тема 3. СИНТЕЗ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ

Функционально полные системы логических функций. Синтез логических схем по логическим выражениям с использованием различных базисов.


Тема 4. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ (ЦА)

Способы задания цифровых автоматов. Синтез цифровых автоматов.


Раздел 3. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ


Тема 1. БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭВМ

Элементы ЭВМ. Комбинационные схемы. Накапливающие схемы ЭВМ.


Тема 2. ПРОЦЕССОР ЭВМ

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Состояние АЛУ. Микрооперации. Алгоритмы реализации операций в АЛУ.


Тема 3. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Синтез устройств управления с жесткой логикой. Микропрограммный принцип построения устройств управления.


Тема 4. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА(ЗУ) ЭВМ

Иерархия запоминающих устройств в ЭВМ. Оперативная память. Постоянные ЗУ. Способы адресации к ЗУ. Организация памяти ЭВМ.


Тема 5. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭВМ

Перспективы развития ЭВМ.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  1. Системы счисления.
  2. Операции над двоичными кодами.
  3. Арифметика с плавающей точкой.
  4. Минимизация логических функций.
  5. Синтез цифровых автоматов.
  6. Синтез функциональных схем.
  7. Принцип микропрограммного управления.


ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ
  1. МикроЭВМ, микропроцессоры и основы программирования./ Под ред.
    А.Н.Морозевича.- Мн.: Выш. шк., 1990.
  2. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы.- М.:
    Энергоатомиздат, 1985.
  3. Сергеев Н.П., Вашкевич Н.А. Основы вычислительной техники.- М.: Высш.
    шк., 1988.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Алтухов Е.А., Рыбалко Л.А., Савченко B.C. Основы информатики и вычислительной техники.-М.: Высш. шк.,1992.


Утверждена

Министерством образования Республики Беларусь

«24» июня 2001 г.

Регистрационный № ТД -153/ тип


^ СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 01 01 «ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

^ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»


Составитель:

Л.А. Глухова - доцент кафедры программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.


Рецензенты:

Г.П. Апарин - ведущий научный сотрудник Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, кандидат технических наук, доцент;

Н.В. Шкут - доцент кафедры численных методов и программирования Белорусского государственного университета, кандидат физико-математических наук.


^ Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от 16 октября 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).


Согласована с:

Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования; Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Типовая программа по курсу «Стандартизация и сертификация программного обеспечения» разработана для студентов специальности «Программное обеспечение информационных технологий». Она предусматривает перечень основных вопросов, подлежащих изучению по данному предмету.

Целью дисциплины является обучение студентов правилам сертификации программ и их стандартизации, позволяющим существенно повысить качество разрабатываемых программных средств.

Материал курса использует знания, полученные студентами при изучении дисциплин «Основы алгоритмизации и программирования», «Конструирование программ и языки программирования», «Объектно-ориентированное программирование», «Базы данных, знаний и экспертные системы».

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов и рассчитана на объем 35 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 20 часов; лабораторных работ - 15 часов.

В результате освоения курса «Стандартизация и сертификация программного обеспечения» студент должен: знать:
  • теоретические основы прогноза и управления качеством программных средств
    при их проектировании;
  • теоретические основы оценки качества разработанных программных средств;
  • правила сертификации программных продуктов;

- действующие стандарты на программное обеспечение, программную
документацию и их качество;

уметь характеризовать:
  • качество исследуемого программного средства;
    уметь анализировать:
  • результаты оценки качества исследуемого программного средства;
  • соответствие исследуемого программного средства действующим стандартам;
    приобрести навыки:

оценки качества программных средств по основным характеристикам качества;

- выполнения прогноза качества и управления качеством программ в процессе
их разработки.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Тема 1. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И СЕРТИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (ПО)

Цели и задачи курса. Жизненный цикл программ. Особенности разработки сложных программных продуктов. Метрики оценки качества.

Стандарты оценки качества ПО. Характеристики качества ПО. Модели количественной оценки качества ПО. Сертификация ПО.

^

Тема 2. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ


Планирование проектирования ПО. Прогноз и управление качеством ПО. Перспективы автоматизации оценки качества ПО.


^ Тема 3. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Стандартизация технологий проектирования программного обеспечения. Системы автоматизации проектирования ПО как средство стандартизации ПО и управления качеством ПО.

Стандартизация программной документации. Единая система программной документации. Классификация и основное содержание.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  1. Разработка программ оценки сложности ПО на базе отдельных метрик
    размера программ.
  2. Разработка программ оценки сложности ПО на базе отдельных метрик

сложности потока управления программ.
  1. Разработка программы оценки сложности ПО на базе отдельных метрик
    сложности потока данных программ.
  2. Разработка программ оценки сложности ПО на базе отдельных метрик

стилистики и понятности программ.
  1. Разработка программ оценки сложности ПО на базе отдельных метрик
    использования языков программирования и технологических средств.
  2. Разработка программ оценки качества ПО по отдельным характеристикам
    качества программ.


ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ
  1. ГОСТ 28195-89. Оценка качества программных средств. Общие положения.
  2. ГОСТ 28806-90. Качество программных средств. Термины и определения.
  3. Единая система программной документации.
  4. Стандарты ISO 9000. - Белгосстандарт.
  5. Боэм Б., Браун Дж., Каспар X. и др. Характеристики качества программного обеспечения. - М.: Мир, 1981.
  1. Изосимов А.В., Рыжко А.Л. Метрическая оценка качества программ. - М.:
    МАИ, 1989.
  2. Липаев В.В. Об аттестации и сертификации программных средств // PC
    Magazin. 1992. №5.
  1. Осовецкий Л.Г., Штрик А.А. Фактографическая сертификация программных
    средств вычислительной техники // УСиМ. 1991, № 2.
  2. Проектирование пользовательского интерфейса на персональных

компьютерах: Стандарт фирмы ЮМ / Под ред. М.Дадашова. - М.: Мир, 1992.

Ю.Ткалич Т.А. Стандартизация оценки качества информационных техноло­гий II 1нфарматызацыя адукацьп. 1998. № 5.

11.ISO/IEC 9126. Information technology - Software product evaluation - Quality characteristics and guidelines for their use. // Computer Week. 1996. № 5, 6, 25.

12.Harrison W. Applying Software Complexity Metrics to Program Maintenance // Computer. -1982. V.15.№9.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
  1. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами
    приложений на C++. - М.: Бином, 1999.
  2. Вендров A.M. CASE-технолопш. Современные методы и средства

проектирования информационных систем. - rum.ru. - 1998.

3. Грищенко В.Н. Вопросы формализации основных понятий для оценки

качества программных средств // УСиМ. 1993. № 5.

4. Зиглер К. Методы проектирования программных систем. - М.: Мир, 1985.

5. Кинг Д. Создание эффективного программного обеспечения. - М.: Мир,
1991.

Дополнительные учебно-методические разработки по лабораторным занятиям в данной программе не приведены и указываются при составлении рабочих программ.


Утверждена

Министерством образования Республики Беларусь

«24» июня 2001 г.

Регистрационный № ТД -154 / тип


^ СОВРЕМЕННЫЕ ГЛАВЫ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 01 01 «ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ


Составитель:

Ю.В. Быков - доцент кафедры программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук, доцент.


Рецензенты:

С.А. Абламейко - заведующий лабораторией обработки и распознавания

изображений Института технической кибернетики Национальной академии

наук Беларуси, доктор технических наук, профессор;

^ В.Н. Папкович - доцент кафедры ПОВТ и АС Белорусской государственной

политехнической академии.


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 5_от 16 октября 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).


Согласована с:

Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования; Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Базовая программа «Специальные главы высшей математики» разработана для студентов специальности «Программное обеспечение информационных технологий». Она предусматривает перечень основных вопросов, подлежащих изучению по данному предмету.

Целью дисциплины является изучение математического аппарата, используемого при разработке программного обеспечения вычислительных систем различного назначения (телекоммуникационных систем, систем диагностики технических объектов и других), методов и алгоритмов кодирования, декодирования и сжатия информации, передаваемой в вычислительных сетях, современных эвристических методов и алгоритмов поиска решений

Изучение курса предполагает наличие у студентов знаний, полученных при изучении дисциплин «Высшая математика», «Основы алгоритмизации и программирования», «Конструирование программ и языки программирования».

Материалы курса используются в дальнейшем при изучении дисциплин «Элементы теории информации», «Защита информации».

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 60 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 50 часов, лабораторных работ - 10 часов.

В результате освоения курса «Современные главы высшей математики» студент должен:

знать:

- теоретические основы алгебры, основные принципы решения задач надежного
хранения и передачи информации;

уметь анализировать:

- системы хранения и передачи информации с точки зрения их надежности и
отказоустойчивости;

приобрести навыки:

- разработки эффективного программного обеспечения для контроля
работоспособности информационных систем.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ОСНОВЫ АЛГЕБРЫ


Группы. Кольца. Поля. Подгруппы и фактор группы. Векторные пространства и линейные алгебры. Матрицы. Идеалы, классы вычетов и кольцо классов вычетов. Идеалы и классы вычетов целых чисел. Идеалы многочленов и классы вычетов. Поля Галуа.


^ Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОДОВ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ ОШИБКИ


Линейные коды. Матричное описание линейных блоковых кодов. Функции комплексного переменного. Анализ кодов в частотной области. Коды Хэмминга. Коды Рида-Маллера. Циклические коды. Коды Боуза-Чоудхури-Хоквингема. Сверточные коды.


^ Раздел 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ И СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА РЕШЕНИЙ


Понятия информации и энтропии источника сообщений. Методы сжатия информации. Эвристики. Табу поиска решений. Моделирование отжига. Генетические алгоритмы.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  1. Коды Хэмминга.
  2. Циклические коды.
  3. Коды Рида-Маллера.
  4. Эвристические алгоритмы поиска решений.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ И НЕОБХОДИМОГО ОБРУДОВАНИЯ

  1. Класс ЭВМ, объединенных в сеть с многозадачной операционной системой
    типа UNIX или WINDOWS NT.
  2. Система программирования для разработки программ для многозадачной
    операционной системы на алгоритмическом языке типа C/C++.


ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ
  1. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки.- М.: Мир ,1976.
  2. Берлекэмп Э. Алгебраическая теория кодирования.- М.: Мир, 1971.
  3. Мак-Уильяме Ф., Слоэн Т. Теория кодов, исправляющих ошибки.- М.:
    Связь, 1979.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
  1. Галлагер Р. Теория информации и надежная связь.- М.: Сов. радио, 1974.
  2. Змитрович Д. И. Интеллектуальные информационные системы.- Мн.:
    ТетраСистемс, 1997.



Утверждена

Министерством образования Республики Беларусь

« 24 » июня 2001 г.

Регистрационный № ТД -155 / тип


^ ТЕОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И СТРУКТУР


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 01 01 «ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

^ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»


Составители:

П.Ю. Бранцевич - доцент кафедры программного обеспечения

информационных технологий Белорусского государственного университета

информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук;

^ Д.В. Сурков - доцент кафедры программного обеспечения информационных

технологий Белорусского государственного университета информатики и

радиоэлектроники;

^ К.В. Сурков - доцент кафедры программного обеспечения информационных

технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники.

^ Под общей редакцией П.Ю. Бранцевича.


Рецензенты:

Н.В. Шкут - доцент кафедры численных методов и программирования Белорусского государственного университета; кандидат физико-математических наук;

^ Г.П. Апарин ведущий научный сотрудник лаборатории обработки и распознавания изображений Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, кандидат технических наук, доцент.


^ Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от 16 октября 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).


Согласована с:

Учебно- методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования; Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Типовая программа «Теория вычислительных процессов и структур» разработана для студентов специальности «Программное обеспечение информационных технологий» и других родственных специальностей. Она предусматривает перечень основных вопросов, подлежащих изучению по данному предмету. Целью дисциплины является изучение: принципов и задач по организации и управлению вычислительными процессами; основных структурных подходов к построению вычислительных машин и систем; языков программирования, ориентированных на решение задач управления вычислительными процессами.

Задачи дисциплины состоят в формировании базовых знаний в области методов и алгоритмов управления вычислительными процессами и ресурсами, структурных решений вычислительных машин и систем, принципов программного управления процессами в многозадачных операционных системах типа UNIX, WINDOWS и т.п.

Изучение курса предполагает наличие у студентов знания принципов работы ЭВМ, навыков алгоритмизации и программирования на алгоритмическом языке типа Си, Модула, а также работы с ОС ЭВМ на уровне, достаточном для отладки и выполнения программ. Базируется на сведениях, полученных студентами при изучении курсов «Основы алгоритмизации и программирования», «Конструирование программ и языки программирования», «Организация и функционирование ЭВМ».

Материалы курса используются далее в курсах «Системное программное обеспечение», «Архитектура вычислительных систем», «Системы управления базами данных». «Надежность вычислительных процессов», в дисциплинах, установленных Советом университета.

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов и рассчитана на объем 75 аудиторных учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций 45 часов, лабораторных работ - 30 часов, курсовой проект.

В результате освоения курса «Теория вычислительных процессов и структур» студент должен: знать:

- понятия, определения, постановки задач и способы их решения из предметной
области теории вычислительных процессов;

средства для организации работы с процессами в многозадачных операционных системах;
  • типовые структуры построения вычислительных машин и систем;
    уметь анализировать:
  • системы и способы межпроцессорного взаимодействия;
  • структурные решения средств вычислительной техники;
    приобрести навыки:



- разработки программ с функциями организации межпроцессорного взаимодействия для многозадачных операционных систем.


^ Раздел 1. УПРАВЛЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ ПРОЦЕССАМИ В МНОГОЗАДАЧНОЙ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ


Тема 1. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА МНОГОЗАДАЧНОЙ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Структура файловой системы. Владельцы файлов. Управление правами доступа в файловой системе. Атрибуты файлов. Доступ к внешним устройствам вычислительной машины. Формат исполняемого файла. Управление свойствами файлов. Системные средства для управления файловой системой.


^ Тема 2. СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ В МНОГОЗАДАЧНОЙ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Типы процессов. Атрибуты процессов. Создание и управление процессами.

Перегрузка процессов. Взаимодействие процессов, каналы, сигналы. Системные средства для управления свойствами процессов. Основы разработки программ в многозадачной операционной системе. Ограничения для процессов. Пользователи системы, атрибуты пользователя.


Раздел 2. ТЕОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

^

Тема 1. ПОНЯТИЕ ПРОЦЕССА, СВОЙСТВА, КЛАССИФИКАЦИЯ


Понятие процесса в вычислительной системе. Классификация процессов. Состояния процесса. Отношения между процессами. Процессы и ресурсы. Взаимодействие процессов.


^ Тема 2. ЗАДАЧА ВЗАИМНОГО ИСКЛЮЧЕНИЯ

Постановка задачи. Варианты решения с использованием переменных состояния. Семафоры, применение семафоров. Обобщенная задача взаимного исключения.


^ Тема 3. ЗАДАЧА «ПРОИЗВОДИТЕЛИ-ПОТРЕБИТЕЛИ» И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ

Постановка задачи. Решение задачи для неограниченного буфера. Решение задачи для ограниченного буфера. Применение общих и двоичных семафоров. Взаимодействие через переменные состояния.

^

Тема 4. РЕСУРС. АЛГОРИТМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ


Понятие ресурса, свойства, классификация. Проблема тупиков. Алгоритм банкира. Применение алгоритма банкира.


^

Тема 5. МОНИТОРЫ КАК СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ


Определение, целевое назначение. Структура и правила использования. Монитороподобные средства синхронизации.


^ Раздел 3. СТРУКТУРЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И СИСТЕМ


Системы типа «одиночный поток команд, одиночный поток данных». Параллельные процессоры. Системы типа «одиночный поток команд, множественный поток данных». Системы типа «множественный поток команд, множественный поток данных». Векторные машины. Системы с операционным конвейером. Мультипроцессорные системы. Систолические структуры. Транспьютер, базовая структура и концепция. Гарвардская архитектура вычислительных машин.


Раздел 4. ОСНОВЫ ЯЗЫКА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО

^ ПРОГРАММИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ

ПРОЦЕССАМИ ОККАМ


Структурные элементы языка. Процессы, синхронизация процессов. Параллелизм при разработке модульных программ.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  1. Изучение технологии построения программных средств для
    многозадачной операционной системы, работа с файловой системой.
  2. Применение системных вызовов порождения и перегрузки процессов.
  3. Взаимодействие процессов через файлы, управление порождением
    процессов.

Взаимодействие процессов посредством сигналов. Взаимодействие процессов через каналы.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ


1.Проектирование системы поддержания функционирования параллельных процессов при обработке данных в многозадачной операционной системе. 2.Разработка средств управления функционированием параллельных процессов для однозадачной операционной системы. Исследование взаимодействия процессов в системах реального времени.
  1. Исследование взаимодействия процессов в системах реального времени.


^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ Т НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ


1. Класс ЭВМ, объединенных в сеть с многозадачной операционной системой типа UNIX, Windows.

  1. Система программирования для разработки программ для многозадачной
    операционной системы на алгоритмическом языке типа Си, Модула.
  2. Устройства ввода и аналого-цифрового преобразования информации.


ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ
  1. Дийкстра Э. Взаимодействие последовательных процессов. В 2 кн. Языки
    программирования. -М.: Мир, 1972.
  2. Компьютеры на СБИС. Кн. 1. Мотоока Т., Томита С. и др..- М.: Мир, 1988.
  3. Вальковский В.А., Малышкин В.Э. Элементы современного
    программирования и суперЭВМ. - Новосибирск: Наука, 1990.
  4. Транспьютеры. Архитектура и программное обеспечение. -М.:Радио и связь,
    1993.
  5. Дансмур М., Дейвис Г. Операционная система UNIX и программирование
    на языке СИ. -М.: Радио и связь, 1989.
  6. Робачевский A.M. Операционная система UNIX. -СПб.: BHV - Санкт-
    Петербург, 1997.
  7. Чан Т. Системное программирование на C++ для UNIX: Пер. с англ. - Kith,
    Издательская группа BHV, 1997.
  8. Петерсен P. LINUX: руководство по операционной системе: Пер. с англ.- KMt?g?
    Издательская группа BHV, 1997.
  9. Джоунз Г. Программирование на языке Оккам. - М.: Мир, 1989.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
  1. Дейтел Р. Введение в операционные системы. 1-2т. - М.:Мир, 1987.
  2. Кейслер С. Проектирование операционных систем для малых ЭВМ. -
    М.:Мир, 1986.
  3. Немет Э., Снайдер Г., Сибасс С., Хейн Т.Р. UNIX: руководство системного
    администратора : Пер. с англ. - Киев, BHV, /996.
  4. Топхем Д., Чыонг Х.В. Юникс и Ксеникс: Пер. с англ. - М,: Мир, 1988.
  5. Керниган Б.В., Пайк P. UNIX - универсальная среда программирования:
    Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1992.
  6. Вишняков В.А. Организация вычислительных процессов ЭВМ и систем. -
    Мн.:Выш. шк., 1988.
  7. Краковяк С. Основы организации и функционирования ОС ЭВМ. - М.: Мир,
    1988.
  8. Калверт Ч. Программирование в Windows: Освой самостоятельно за 21
    день.-М.: БИНОМ, 1995.
  9. Кастер X. Основы Windows NT и NTFS. - М.: Изд. отд. «Рус. Ред.» ТОО
    «Channel Trading Ltd. », 1996.

10. Райли Д. Использование языка Модула-2: Вводный Курс. - М.: Мир, 1993.