Специальность 05.13.11

«Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов, систем и сетей»

В основу программы положены вузовские дисциплины: "Алгоритмические языки и программирование", "Теоретические основы ЭВМ", "Математическое обеспечение ЭВМ", "Персональные ЭВМ", "Современные технологии программирования", "Базы данных", "Математическое обеспечение систем искусственного интеллекта".

1. Модель ЭВМ фон-Неймана. Архитектуры современных ЭВМ

Основные принципы работы отдельных компонентов. Центральные процессоры. Каналы (устройства обмена) Иерархия и организация памяти ЭВМ. Запоминающие устройства с произвольной выборкой. Внешние запоминающие устройства. Стековая память. Организация и обработка прерываний от внешних устройств ЭВМ. Схема с общей шиной. Буферизация. Относительная адресация. Виртуальная память. Прямой доступ к памяти. Конвейеризация. Устройства ввода-вывода. Организация ввода-вывода. Векторные машины. Параллельные системы. Машины с архитектурой RISC. Транспьютерные системы. Многопроцессорные машины.

2. Персональные ЭВМ

Архитектура семейства микропроцессоров 286/586 (регистры, сегментация памяти, реальный и виртуальный режимы, защита памяти, шина, структура памяти, структура ввода/вывода, прерывания). Система команд и способы представления информации. Архитектура математического сопроцессора.

3. Программный интерфейс вычислительных систем

Программирование на машинном языке. Ассемблеры и макроассемблеры. Компиляторы. Система управления вводом/выводом. Спулинг. Языки высокого уровня. Интерпретаторы. Абсолютные и перемещающие загрузчики. Связывающие загрузчики и редакторы связей. Микропрограммы. Эмуляция. Микропрограммная поддержка.

4. Операционные системы

Функции ядра операционной системы. Управление заданиями и процессами. Понятие процесса, состояния процесса. Обработка прерываний.

Управление памятью, файловые системы. Концепции распределения памяти. Понятия оверлейного перекрытия, свопинга. Концепции виртуальной памяти. Понятие файла, организация файла, файловой системы. Блок управления файлом.

Управление внешними устройствами и связью. Принципы функционирования систем управления вводом/выводом. Поддержка систем программирования. Надежность, безопасность и защита. Понятие о режимах реального времени. Многозадачность. Составные части ОС MS DOS, UNIX, Windows 95. Загрузка ОС. Основные группы команд MS DOS, UNIX.

5. Парадигмы программирования

Процедурное, декларативное и объектно-ориентированное программирование. Логическое и функциональное программирование. (Принципы и сравнительная характеристика). Параллельное программирование. Абстракция данных.

6. Формальные языки и грамматики

Иерархия Хомского. Регулярные грамматики. Конечные автоматы. КС-грамматики и МП-автоматы. Алгоритмическая разрешимость проблем в автоматных и КС языках. Нисходящий и восходящий анализ.

7. Языки и системы программирования

Классификация трансляторов. Компиляторы и интерпретаторы. Макрогенераторы и препроцессоры. Лексический, синтаксический и семантический анализ. Системы построения компиляторов. Машинозависимая и машинонезависимая оптимизация. Генерация объектного кода, взаимодействия, объединение и загрузка. Межъязыковые интерфейсы.

8. Технологии программирования

Методы проектирования программ и систем. Технологии структурного программирования. Методы построения требований и спецификаций. Отладка, тестирование и верификация программ. Средства поддержки документирования и сопровождения. Современные технологии программирования. Понятие о CASE-технологии.

9. Логическое программирование в широком и узком смысле

Понятие формальной системы. Теоретические основы логического программирования. Логика 1-го порядка. Денотативная интерпретация. Общезначимость и логическое следствие. Эрбрановские модели логики 1-го порядка. Алгоритмы логического вывода, основанные на принципе резолюций. Синтаксис и семантики языка Пролог. Рекурсия в логическом программировании. Операция унификации. Динамические базы в Прологе.

10. Технология объектно-ориентированного программирования

Объектно-ориентированный анализ, объектно-ориентированное проектирование. Понятия абстракции данных, инкапсуляции, полиморфизма, наследования. Определение класса. Объект как представитель класса. Механизм наследования классов. Множественное наследование. Языки Smalltalk и C++, сравнительная характеристика.

11. Основы инженерии знаний. Экспертные системы

Представление знаний. Отношения. Объекты. Модель предметной области. Модели представления знаний. Продукционные системы. Семантические сети. Фреймы. Доска объявлений. Логические модели представления знаний. Компьютерная логика. Представление нечетких знаний. Базы знаний. Механизмы вывода. Структура, принципы организации и способы реализации экспертных систем. Свойства и характеристики ЭС. Средства разработки экспертных систем. Оболочки ЭС. Методы приобретения знаний.

12. Прогрессивные информационные технологии в обучении

Мультимедиа и гипермедиа. Дистанционное обучение. Гипертекстовые системы. Интернет как средство обучения. Искусственный интеллект и обучение. Когнитивная психология. Модели и системы обучения. Экспертно-обучающие системы. Компоненты интеллектуальных обучающих систем.

13. Информационно-вычислительные сети

Архитектура ИВС. Территориальные и локальные вычислительные сети. Алгоритмы и протоколы ИВС. Аппаратное обеспечение ИВС. Программное обеспечение ИВС. Распределенные операционные системы. Топология локальных вычислительных сетей. Структурная надежность и живучесть ИВС. Кодирование и защита информации в ИВС.

14. Системы управления базами данных

База данных. Банк данных. Логическая и физическая организация, архитектура баз данных. Методы физического хранения данных, поиск по ключу, методы доступа. Индексная, виртуальная. Страничная организации. Администратор баз данных. Логические модели данных. Сетевая и иерархическая модели.

Реляционная модель. Реляционное исчисление, алгебра. Основные понятия нормализации данных. Алгоритмы нормализации. Языки систем управления базами данных. Языки описания данных. Понятие запроса Языки манипулирования данными. Язык SQL. Понятие о распределенных и остевых базах данных. Сжатие, кодирование и шифровка данных.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дейтел Г. Введение в операционные системы. - Том 1,2. - М.: Мир. 1987
2. Кейслер С. Проектирование операционных систем для малых ЭВМ. - М: Мир, 1986
3. Локальные сети персональных компьютеров. Работа с сервером Novell NetWare. - М.: Диалог-МИФИ, 1995
4. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. - М.:Мир. 1980
5. Ульман Дж. Основы систем баз данных.- М.: Финансы и статистика, 1983
6. Подбельский В.В., Фомин С.С. Программирование на языке С. - М.: Финансы и статистика, 1998
7. Подбельский В.В. Язык C++.- М.: Финансы и статистика, 1998
8. Пол И. Объектно-ориентированное программирование с использованием C++. - Киев: "ДиаСофт Лтд", 1995
9. Искусственный интеллект: В 3 кн. М.: Радио и связь, 1990.
   Кн.1. Системы общения и экспертные системы. - 464 с.
   Кн.2. Модели и методы. - 304 с.
   Кн.3. Программные и аппаратные средства. - 368 с.
10. Экспертные системы для персональных компьютеров: методы, средства, реализации: Справ. пособие / В.С. Крисевич, Л.А. Кузьмич, А.М. Шиф и др. - Мн.: Вышэйшая школа, 1990.- 197 с.
11. Чень Ч., Ли Р. Математическая логика и автоматическое доказательство теорем.-М.: Наука, 1983.-360 с.
12. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог. - М.: Мир, 1989.-235 с.
13. Малпас Дж. Реляционный язык Пролог и его применение. - М.: Наука, 1990.
14. Хювенен Е., Сепиянен И. Мир Лиспа: Методы и системы программирования на языке Лисп. - М.: Мир, 1990.
15. Фуги К., Судзуки Н. Языки программирования и схемотехника СБИС.- М.: Мир, 1988.- 224 с.
16. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения: Пер. с англ.-М.: Конкорд, 1992.- 519 с.
17. Дюбуа Д., Прад А. Теория возможностей. Приложение к представлению знаний в информатике. - М.: Радио и связь, 1990.- 288 с.
18. Петрушин В.А. Экспертно-обучающие системы. Киев: Наук.думка, 1992.
19. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. - М.: Мир, 1989.
20. Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. В 2-х тт.- М.: Мир, 1978.
21. Хантер Р. Проектирование и конструирование компиляторов. - М.: Финансы и статистика, 1984.
22. Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс "человек - компьютер": Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 501с.
23. Блек Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 506 с.
24. Зиглер К. Методы проектирования программных систем. - М.: Мир, 1985. - 328 с.
25. Керниган Б.В., Пайк Р. UNIX - универсальная среда программирования: Пер. с англ.- М.: Финансы и статистика, 1992.- 304 с.
26. Брой М. Информатика. Основополагающее введение: В 4-х частях. - М.: Диалог-МИФИ, 1996.
27. Ашинянц Р.А., Боголюбов Д.П., Петров О.М. Логические методы в автоматизации обучения. - М.:МГАПИД 1996.
28. Боголюбов Д.П.. Шимко Н.А. Практическое введение в логическое программирование. - М.: МИЭМ, 1996.
29. Кальянов Г.Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение). - М.: "Лори", 1996.
30. Ашинянц Р.А. Логические методы в искусственном интеллекте. - М: МГ АЛИ, 1996.
31. Макетирование, проектирование и реализация диалоговых информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1993.
32. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC. - М.: Радио и связь: 1991.
33. Мейер Б., Бодуэн К. Методы программирования: В 2-х томах. - М.: Мир, 1982.