ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 05.13.11

ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
Утверждено
Постановление президиума
ВАК Беларуси
от "_13" 06_2003__ № 13/1
ПРОГРАММА–МИНИМУМ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 05.13.11
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН, КОМПЛЕКСОВ И
КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
Минск – 2002
УТВЕРЖДЕНО
Первый заместитель Министра
образования Республики Беларусь
_____________________А.И.Жук
"____"__________200__г.
УТВЕРЖДЕНО
Проректор по научной работе БГУИР
____________________Муравьев В.В.
"___"______________________2001г.
РЕКОМЕНДОВАНО
К УТВЕРЖДЕНИЮ
Экспертный совет № ____
(протокол от "__"______2001, №___)
Председатель экспертного совета
___________________
Разработчики
СОГЛАСОВАНО
Ярмолик В.Н., д.т.н., профессор,
Председатель совета ШИФР Д 02.15.04
зав. кафедрой ПОИТ БГУИР,
Ярмолик В.Н. ____________________
Бранцевич П.Ю., к.т.н., доцент
"___"_________________2001
кафедры ПОИТ БГУИР,
Быков Ю.В., к.т.н., доцент кафедры
ПОИТ БГУИР
Одобрено на заседании кафедры программного обеспечения
информационных технологий БГУИР
(протокол от "_2__"___05_____2001 г. №_20____)
_________________ Ярмолик В.Н.
Рецензенты (эксперты): научно-технический совет по информатике и
вычислительной технике
(протокол от «____» ________ 2001г. №____)
__________________________ Садыхов Р.Х.
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
I. Общие методические рекомендации
Целью изучения вопросов программы является подготовка специалистов в области
математического и программного обеспечения вычислительных машин, комплексов и
компьютерных сетей, способных самостоятельно решать задачи проектирования
программных систем различного уровня сложности, а также эффективно проводить научные
исследования в данной области.
II. Содержание курса
1. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СИСТЕМНОЕ
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Общая структура и основные функции операционной системы (ОС). Однозадачные,
многозадачные и многопользовательские ОС. Ядро ОС. Способы управления памятью в ОС.
Планирование процессов в многозадачных ОС. Файловая система ОС, способы повышения
производительности файловой системы. Управление процессором. Загрузка и связывание в
ОС. Пользовательский интерфейс ОС. Командные языки операционных систем. Вопросы
безопасности в операционных системах. Операционные системы реального времени.
Сетевые ОС. Современные ОС. Ассемблеры и технологии их разработки.
2. УСТРОЙСТВА ЭВМ
Микропроцессоры и микроконтроллеры. Видеоадаптеры. Порты ввода-вывода.
Системные шины. Оперативная память, виды оперативной памяти. Энергонезависимые
полупроводниковые запоминающие устройства. Способы записи информации на магнитные
носители. Способы записи информации на оптические носители. Организация прямого
доступа к памяти. Организация систем прерываний. Принтеры: виды принтеров и
управление ими. Плоттеры. Сканнеры. Сетевые адаптеры. Программируемые
полупроводниковые приборы с регулярной структурой, их виды, архитектура, технологии
конфигурирования.
3. ЯЗЫКИ И СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ,
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Языки
программирования,
грамматики
языков.
Классификация
языков
программирования. Классификация трансляторов: компиляторы, интерпретаторы.
Проектирование трансляторов. Императивное и декларативное программирование. Языки
функционального
и
логического
программирования.
Объектно-ориентированное
программирование. Объектно-ориентированный анализ. Объектно-ориентированные языки
программирования. Языки описания, моделирования и синтеза вычислительных систем.
Современные системы программирования и автоматизации процесса разработки
программных систем.
4. БАЗЫ ДАННЫХ, ЗНАНИЙ И ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ
Модели данных. Системы запросов. Способы и средства обеспечения целостности и
непротиворечивости баз данных. Защита данных. Санкционирование доступа к базам
данных. Языки манипулирования данными. Структура и функционирование СУБД.
Современные СУБД. Проектирование логических структур баз данных. CASE-средства,
используемые для разработки баз данных. Базы данных и Internet-технологии для работы с
ними. Администрирование баз данных. Распределенные базы данных. Информационнопоисковые системы (ИПС), особенности ИПС. Структуры данных ИПС. Моделирование
текстовых документов и изображений в ИПС. Оценки эффективности ИПС и методы ее
повышения. Архитектуры вычислительных систем, ориентированные на работу с базами
даных различных типов. Модели знаний. Приобретение знаний. Структура, принципы
организации и технологии разработки экспертных систем.
5. НАДЕЖНОСТЬ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Надежность аппаратуры вычислительных систем (ВС). Основные понятия.
Обеспечение надежности ВС на различных этапах жизненного цикла. Показатели
надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых систем. Технологии тестирования и
диагностики ВС. Методы повышения отказоустойчивости ВС. Проблема повышения
надежности и устойчивости программного обеспечения (ПО). Анализ причин появления
ошибок в ПО на всех этапах жизненного цикла ПО. Способы повышения надежности ПО.
Модели надежности ПО. Тестирование ПО. Методы тестирования ПО. Структурные методы
тестирования ПО. Функциональные методы тестирования ПО.
6. ВСТРОЕННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Типы встроенных вычислительных систем. Системы автоматизированного
проектирования программного и аппаратного обеспечения встроенных систем. Технологии
разработки встроенных систем различных типов. Техника отладки встроенных
вычислительных систем. Современные операционные системы, используемые во встроенных
вычислительных системах. Современные аппаратные средства, используемые для разработки
встроенных вычислительных систем.
7. ОРГАНИЗАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
Среды и каналы передачи данных. Аппаратные средства для организации
компьютерных сетей. Технологии проектирования локальных сетей. Протоколы сетей.
Глобальная сеть Internet: структура и политика. Протоколы Internet. Сервисные средства
Internet. Администрирование Web-серверов.
8. ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ
Алгебраические основы криптографии. Вероятностно-статистические модели
сообщений и их энтропийные свойства. Математические методы криптоанализа.
Математические модели современных криптографических систем. Современные методы
защиты программного обеспечения от копирования.
9. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ
Архитектуры параллельных вычислительных систем. Языки программирования,
используемые в параллельных вычислительных системах. Разработка компиляторов для
параллельных
вычислительных
систем.
Операционные
системы
параллельных
вычислительных систем. Параллельные алгоритмы, их виды, принципы разработки.
10. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Преобразования Фурье, Уолша, Хаара, алгоритмы их вычисления. Техника
программной и аппаратной реализации преобразований Фурье, Уолша, Хаара. Цифровая
фильтрация, алгоритмы фильтрации, архитектуры цифровых фильтров. Алгоритмы быстрых
преобразований сигналов в базисах Фурье, Уолша, Хаара. Задачи анализа и синтеза
сигналов. Виды сигналов и их особенности. Теоремы сдвига и корреляции, свертки,
линейности и комплексной сопряженности для временных последовательностей. Алгоритм
вычисления оценок ковариационной и взаимной ковариационной функций. Методы
вычисления авто и взаимного спектра мощности случайного процесса. Классификация
детерминированных и случайных процессов. Ортогональность сигналов. Теорема Парсеваля.
Изображение. Получение изображения. Метрические свойства для изображения.
Сегментация изображений посредством выделения границ области. Метод пространственной
области для предварительной обработки изображений. Сжатие данных. Задача
распознавания образов. Основные этапы распознавания. Принцип обучения в системах
распознавания. Классификация нейросетевых систем. Виды пороговых функций в нейросети.
Обучающий алгоритм для персептрона. Обобщенный алгоритм персептрона.
Классификаторы для распознавания 2-х, 3-х, 4-х, k классов образов по критерию
наименьшего среднеквадратичного расстояния. Нейронные сети Хопфилда, Хемминга. Сети
встречного распространения. Структура системы распознавания с применением
ортогональных преобразований.
11. МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЙ
ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Алгебраические основы помехоустойчивой бработки информации. Способы описания
линейных блоковых кодов. Методы и алгоритмы кодирования и декодирования линейных
блоковых кодов. Циклические коды. Алгоритмы кодирования и декодирования циклических
кодов. Арифметические коды, описание арифметических кодов, алгоритмы их кодирования
и декодирования. Сверточные коды, алгоритмы кодирования/декодирования сверточных
кодов. Алгоритмы сжатия информации. Модели каналов связи.
I11. Основная литература
А. Шоу, Логическое проектирование операционных систем, М., Мир, 1981
Г.Лорин, Х.М. Дейтел, Операционные системы, М. ФиС, 1984
К. Айден, Аппаратные средства РС, BHV, СПб, 1999
Г.Буч, Объектно-ориентированный анализ и проектирование, «Бином», 1998
А.В. Фролов, Г.В. Фролов, Локальные сети персональных компьютеров, М.
ДИАЛОГ-МИФИ, 1993.
6. Ю.А. Семенов, Протоколы и ресурсы Internet, М. РиС, 1996.
7. Ю.С. Харин, В.И. Берник, Г.В. Матвеев, Математические основы криптологии, Мн.,
БГУ
8. К. Дж. Дейт, Введение в системы баз данных, ДИАЛЕКТИКА, Киев-Москва, 1998
9. Ф. Хайес-Рот, Д. Уотермен, Д. Ленат, Построение экспертных систем, М., Мир 1987
10. Э. Озкарахан, Машины баз данных, М., Мир, 1989
11. Л. Бек, Введение в системное программирование, М., Мир, 1988
12. Г.И. Шпаковский, Организация параллельных ЭВМ и суперскалярных
процессоров, Мн., Белгосуниверситет, 1996
13. У. Питерсон, Э. Уэлдон, Коды, исправляющие ошибки, М., Мир, 1976
1.
2.
3.
4.
5.
14. В.В. Корнеев, А.В. Киселев, Современные микропроцессоры, М., Нолидж, 2000
15. Дж. Бендат, А.Пирсол, Прикладной анализ случайных данных, М., Мир, 1989
16. А.В. Фролов, Г.В. Фролов, Аппаратное обеспечение персонального компьютера, М.,
ДИАЛОГ-МИФИ, 1997.
17. Д.Грис, Конструирование компиляторов для цифровых вычислительных машин, М.,
Мир, 1975
1V. Дополнительная литература
1. А.Робачевский, Операционная система UNIX, BHV, СПб, 1999
2. Д. Уотермен, Руководство по экспертным системам, М., Мир, 1989.
3. А.А. Грушо, Е.Е. Тимонина, Теоретические основы защиты информации, М.,
Яхтсмен, 1996.
4. Э. Крол, Все об Internet, BHV, Киев, 1995
5. А.И. Змитрович, Базы данных, Мн., «Университетское», 1991
6. Э.А. Трахтенгерц, Компьютерная поддержка принятия решений, М.,
СИНТЕГ, 1998
7. Садыхов Р.Х., Чеголин П.М., Шмерко В.П., Методы и средства
обработки сигналов в дискретных базисах, Мн., 1987