Программа дисциплины \"Теория информационных процессов и систем\" icon

Программа дисциплины "Теория информационных процессов и систем"



Смотрите также:



Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования Московской области

«Международный университет природы, общества и человека «Дубна»


Филиал «Угреша»




УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

____________ С.В. Моржухина

«___» _______________20__г.




ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

"Теория информационных процессов и систем"


по специальности 230201

"Информационные системы и технологии"


Форма обучения: заочная


Уровень подготовки: специалист

Курс (семестр):4 (8)


Дзержинский, 2011 г.

Программа дисциплины "Теория информационных процессов и систем" по специальности 230201 "Информационные системы и технологии": Учебная программа. Давидсон Г.И.. – Филиал «Угреша» Университета «Дубна», 2011.

^ Автор программы:

Давидсон Геннадий Иосифович, кандидат технических наук, кафедра МНТ


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и учебным планом по направлению подготовки (специальности)


230200 /230201 " Корпоративные информационные системы "


Программа рассмотрена на заседании кафедры МНТ

Протокол заседания № _____ от «____» ________________ 20__ г.


Заведующий кафедрой

________________ / профессор, д.т.н. Балоян Бабкен Мушегович /


Рецензент: _________________________________________________________________

(ученая степень, ученое звание, Ф.И.О., место работы, должность)


ОДОБРЕНО

Директор филиала «Угреша»


___________________ / профессор, д.т.н. Балоян Бабкен Мушегович /


«____» _________ 20__ г.


Руководитель библиотечной системы ___________________ /_______________/

(подпись) (ФИО)

^ Выписка из ГОС ВПО

по специальности 230201 – Информационные системы и технологии

(№ государственной регистрации 761 тех/сп от 23.12.2005 г.)



ОПД.Ф.05

Теория информационных процессов и систем

Основные задачи теории систем; краткая историческая справка; терминология теории систем; понятие информационной системы; системный анализ; качественные и количественные методы описания информационных систем; кибернетический подход; динамическое описание информационных систем; каноническое представление информационной системы; агрегатное описание информационных систем.

Операторы входов и выходов; принципы минимальности информационных связей агрегатов; агрегат как случайный процесс; информация и управление.

Модели информационных систем; синтез и декомпозиция информационных систем; информационные модели принятия решений; возможность использования общей теории систем в практике проектирования информационных систем.

170



Аннотация

Дисциплина "Теория информационных процессов и систем" является дисциплиной федерального компонента государственного образовательного стандарта подготовки инженеров и направлена на формирование комплекса научно-технических знаний, освоение которых поможет сформировать у будущих инженеров целостное представление о принципах построения и функционирования сложных информационных систем.

Для усвоения содержания программы студенты должны владеть материалом, излагаемом в курсах "Информатика", "Информационные технологии" и "Основы теории управления".

В программе особое внимание уделено основным положениям теории информации и теории оптимальных процессов. По разделам "Теория систем" и "Проектирование информационных систем" излагаются только базовые понятия, которые детально рассматриваются в дисциплинах "Теория больших систем", "Корпоративные информационные системы" и "Проектирование информационных систем" к изучению которых студент будет подготовлен при освоении материала настоящей дисциплины.

По каждому разделу дисциплины проводится тестирование, по результатам которого формируется рейтинговая оценка работы студента в семестре. Итоговая оценка формируется на экзамене.


^ Цель и задачи дисциплины

Цель курса состоит в формировании комплекса знаний в области теории информационных процессов и систем и практических навыков по применению формальных моделей для описания информационных процессов и систем.

Задачи курса:

    • изучение основных понятий общей теории систем и теории информационных процессов;

    • изучение методов оценки количества информации и теоретических положений передачи информации по каналам связи;

    • изучение теории оптимальных процессов;

    • изучение методов и моделей формального описания информационных систем.



Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате освоения дисциплины студент должен:

  • знать основные понятия и определения информационных процессов и информационных систем, способы описания их структуры.

  • уметь проводить формальный анализ и синтез информационных процессов и систем с применением математических моделей расчета и оптимизации.

  • иметь представление о возможностях различных формальных методов анализа, синтеза и оптимизации и их месте в проектировании информационных процессов и систем.

^ Объем дисциплины и виды учебной работы

Таблица 1

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

8

^ Общая трудоемкость дисциплины

170

170

Аудиторные занятия

18

18

Лекции

10

10

Практические занятия (ПЗ)

8

8

Лабораторные работы (ЛР)







^ Самостоятельная работа

152

152

Курсовой проект (работа)







Реферат (эссе)







Контрольная работа (тестирование)







^ Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен

экзамен


Разделы (темы) дисциплины и виды занятий

Таблица 2

№ раздела

Содержание учебного материала (дидактические единицы)


Лекции

ПЗ

ЛР

СРС

Раздел 1.

Теория систем

Тема 1.1 Основные задачи теории систем.Краткая историческая справка. Терминология теории систем

Тема 1.2 Понятие информационной системы (ИС). Классификация систем. Формальные определения.

Тема 1.3 Модели информационных систем.

2



2






8


8

4

Раздел 2.

Описание ИС

Тема 2.1. Системный анализ

Тема 2.2. Качественные и количественные методы описания ИС. Кибернетический подход.

Тема 2.3 Динамическое описание ИС. Каноническое представление ИС

2



2





12


20


16

Раздел 3.

Теория оптимальных процессов

Тема 3.1 Теория оптимальных процессов и систем. Общая постановка задачи. Условия оптимальности.

Тема 3.2 Теория оптимальных процессов и систем Классические методы.

Тема 3.3 Принцип максимума Понтрягина

Тема 3.4 Динамическое программирование

Тема 3.5 Статистически оптимальные системы.

4



2






8


12

12

12

8

Раздел 4.

Агрегатное описание ИС

Тема 4.1. Операторы входов и выходов. Операторы переходов.

Тема 4.2. Агрегативная система. Схемы сопряжения. Принципы минимальности информационных связей агрегатов.

Тема 4.3. Кусочно-линейный агрегат. Агрегат как случайный процесс.

2



2






8


4


4

Раздел 5.

Проектирование ИС

Тема 5.1. Возможность использования общей теории систем в практике проектирования ИС.

Тема 5.2 Синтез и декомпозиция информационных систем.

Тема 5.3 Информация и управление. Количественные методы определения информации. Информационные модели принятия решений.












4


4


8


^ Содержание лекционного курса

Таблица 3

№ п/п

Содержание лекции

Лекция 1


Основные задачи теории систем.. Количественные методы: лингвистический, теоретико-множественный, абстрактно-алгебраический, топологический, логико-математический, теоретико-информационный, динамический, эвристический. Признаки классификации систем. Семантическая модель информационной системы. Каноническое представление системы. Общее понятие информации. Пропускная способность информационной системы.

Лекция 2


Понятие оптимальности. Общая постановка задачи оптимального управления. Необходимые и достаточные условия оптимальности. Классические методы. Уравнение Эйлера-Лагранжа. Теория Гамильтона-Якоби

Лекция 3

Принцип максимума Понтрягина. Постановка задачи. Необходимые условия оптимального программного управления. Задача о максимальном быстродействии. Динамическое программирование. Функциональное уравнение Беллмана.

Лекция 4

Гауссовский процесс. Марковский процесс. Белый шум. Математическое ожидание. Дисперсия. Корреляционная функция. Спектральная плотность. Их свойства. Статистически оптимальная линейная система.

Лекция 5

Математическая модель взаимодействия элементов сложной системы. Определение агрегата. Алгоритм функционирования агрегата. Кусочно-линейный агрегат. Агрегативная система. Схемы сопряжения.


^ Тематика семинаров

Таблица 4а

№ п/п

№ раздела (темы)

Содержание семинаров



Раздел 1

Тестирование 1. Анализ результатов



Раздел 2

Тестирование 2. Анализ результатов



Раздел 3

Тестирование 3. Анализ результатов



Раздел 4

Тестирование 4. Анализ результатов



Лабораторный практикум

Таблица 4б

№ п/п

№ раздела (темы)

Наименование и содержание лабораторных работ







Не предусмотрено


^ Виды самостоятельной работы студентов

Таблица 5

№ п/п

Вид работы, литературные источники

Тема 1.3

Сравнить пятикомпонентную модель информационного взаимодействия и опорную модель взаимодействия открытых систем. Подготовка к тестированию по разделу 1 в объеме лекционного материала по темам 1.1 – 1.3. Провести анализ результатов тестирования и повторно ответить на вопросы.

Тема 2.1


Провести функциональное исследование выражение для энтропии по Шеннону. Определить энтропию в задачах о взвешивании.

Тема 2.2


Решить задачи о пропускной способности бинарного и m-арного каналов связи и проанализировать результат.

Решить задачи 1-5. (см. лекции по теме 2.2) Подготовка к тестированию по разделу 2 в объеме лекционного материала по темам 2.1 – 2.2. Провести анализ результатов тестирования и повторно ответить на вопросы

Тема 3.1

Найти стационарные точки в задачах на безусловный и условный экстремумы. Исследовать найденные решения на экстремум.

Тема 3.2

Найти экстремали. Найти экстремали в задачах о кратчайшей линии и брахистохроне. Найти решение изопериметрической задачи.

Тема 3.3

Найти решение задач о максимальном быстродействии. Построить линии переключения

Тема 3.4

Решить задачи с использованием функционального уравнения Беллмана

Тема 3.5

Найти корреляционную функцию и спектральную плотность на выходе системы при заданном сигнале на входе.

Подготовка к тестированию по разделу 3 в объеме лекционного материала по темам 3.1 – 3.5

Тема 4.4


Учебная группа как агрегат.

Подготовка к тестированию по разделу 3 в объеме лекционного материала по темам 4.1 – 4.4



Учебно-методическое обеспечение дисциплины


Базовый учебник

1 Подчукаев В.А. Теория информационных процессов и систем: учеб. пособие для вузов.– М:. Гардарики, 2007. – 207 с.

Основная литература

2 Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.– М.: Наука, 1978. – 399 с.

Дополнительная литература

3 Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Учеб. пособие для вузов.– 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 496 с.

4 Кузин Л.Т. Основы кибернетики: Учеб. пособие для студентов втузов. – М.: Энергия, 1973. –504 с.


^ Авторские методические разработки

5 Лекции по курсу "Теория информационных процессов и систем"


Технические и электронные средства обучения, иллюстрированные материалы

не предусмотрено


^ Формы текущего, промежуточного и итогового контроля


Текущий контроль

Контроль за выполнением заданий, рекомендованных в качестве самостоятельной работы.

^ Промежуточный контроль

Тестирование

Контрольный опрос

Итоговый контроль

Экзамен проводится в устной форме по билетам, состоящим из двух теоретических вопросов с учетом рейтинговой оценки работы студента в течение семестра.

^ Методика формирования результирующей оценки

Промежуточный контроль проводится в форме тестов и контрольных опросов. Результаты промежуточного контроля оцениваются в баллах и сводятся в рейтинговую ведомость. Максимальная оценка результатов тестирования – 14 баллов, контрольного опроса – 24 балла. По итогам семестра при шести этапах промежуточного контроля максимальная оценка может достигать 80 баллов (4х14+2х12). Преподаватель по итогам работы студента в семестре может увеличить или уменьшить эту оценку в пределах 5 баллов. При получении максимальной оценки студент допускается к экзамену с предварительной (рейтинговой) оценкой «хорошо», при получении от 60 до 79 баллов – «удовлетворительно» и менее 60 баллов – «неудовлетворительно».


Примеры вопросов, включаемых в тесты


  1. Информационные процессы – это (выбрать один):

1.1. Процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения данных.

1.2. Процессы сбора, преобразования, накопления, хранения, поиска и распространения информации.

1.3. Процессы формирования информационных ресурсов.

1.4. Процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации.


  1. Информационная система – это (выбрать все, что подходит):

2.1. Организационно упорядоченная совокупность документов и информационных технологий.

2.2. Система предназначенная для сбора, обработки и распространения информации в целях управления

2.3. Организационно упорядоченная совокупность документов и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы

2.4. Совокупность элементов ввода, обработки, переработки, хранения, поиска, вывода и распространения информации, находящихся в отношениях и связях между собой и составляющих определенную целостность


  1. Единичный акт информационного взаимодействия – это:

4.1. Прием информационных кодов.

4.2. Интерпретации принятых кодов.

4.3. Реализация полученной информации.

4.4. Все из вышеперечисленного.

4.5. Ничего из вышеперечисленного.


  1. Система – это (выбрать один):

5.1. Комплекс элементов находящихся во взаимодействии

5.2. Формальная взаимосвязь между наблюдаемыми признаками и свойствами

5.3. Любая сущность, состоящая из взаимосвязанных частей

5.4. Все из вышеперечисленного

5.5. Ничего из вышеперечисленного


  1. Подсистема – это (выбрать один):

6.1. Простейшая неделимая часть системы.

6.2. Совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции.

6.3. Множество связей между элементами системы.

6.4. Множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени.


  1. Устойчивость системы – это (выбрать один):

7.1. Способность системы сохранять свое состояние сколь угодно долго

7.2. Способность системы возвращаться в состояние равновесия

7.3. Способность системы переходить из одного состояния в другое

7.4. Способность системы сохранять целостность.


  1. Семантическая модель системы – это

8.1.

8.2. S=(Х, Y, Z, H, G)

8.3. S=<a, b, P0(a, b )>

8.4. S=(РL, RO, RJ, EX, PR, DT, SV, RD, EF)


  1. На абстрактно-алгебраическом уровне система - это:

9.1. Множество правильных высказываний.

9.2. Отношение, определенное на декартовом произведении множеств

9.3. Собственное подмножество декартова произведения множеств

9.4.


  1. Динамическая система задана уравнением , тогда это:

10.1. Система автономная.

10.2. Система неавтономная

10.3. Система диссипативная

10.4. Система автоколебательная


Перечень вопросов, выносимых на экзамен


  1. Подходы к определению количества информации.

  2. Количество информации: энтропийный подход.

  3. Количество информации: алгоритмический и комбинаторный подходы.

  4. Количество информации: семантический и прагматический подходы.

  5. Понятие информационного взаимодействия: пятикомпонентная модель.

  6. Виды процессов преобразования сигналов, их сущность.

  7. Стадии проектирования больших систем.

  8. Формальные представления понятия "система": автоматическое регулирование, автоматическое управление, организационные системы.

  9. Основные понятия теории систем: элемент, подсистема, структура, связь.

  10. Основные понятия теории систем: состояние, поведение, модель.

  11. Основные понятия теории систем: равновесие, устойчивость, развитие, цель.

  12. Динамические системы. Семантическое определение.

  13. Динамические системы. Каноническое представление.

  14. Классификация систем. Признаки классификации.

  15. Большие и сложные системы.

  16. Источники сообщений. Понятие избыточности информации.

  17. Пропускная способность канала связи. 1-я теорема Шеннона.

  18. Пропускная способность бинарного канала с помехами.

  19. Пропускная способность m-арного канала с помехами. 2-я теорема Шеннона.

  20. Случайные процессы и их характеристики.

  21. Понятие агрегата. Определение.

  22. Виды операторов выходов и переходов агрегата.

  23. Пример функционирования агрегата.

  24. Оптимальные процессы. Уравнение Эйлера-Лагранжа.

  25. Принцип максимума. Функция Гамильтона.

  26. Задача о максимальном быстродействии. Пример.

  27. Динамическое программирование. Принцип оптимальности. Постановка задачи.

  28. Функциональное и дифференциальное уравнения Беллмана.

  29. Задача о кратчайшем пути.

  30. Задача о рюкзаке.


Тематика курсовых проектов или курсовых работ,

(если курсовые работы предусмотрены учебным планом)

Не предусмотрено

Тематика рефератов, эссе,

Не предусмотрено

Тематика выпускных квалификационных работ

Не предусмотрено


^ Методические рекомендации для студентов

    • подготовку к тестированию проводить с использованием базового учебника [1], основного учебника[2] (тест 4) и конспектов лекций [5];

    • при анализе результатов тестирования использовать публикации в периодической печати и Интернет-ресурсы с обязательными ссылками на источник. Используемые источники, необходимо согласовать с преподавателем.


Методические рекомендации для преподавателей

    • при изложении основного материала широко использовать утвержденные и находящиеся в процессе разработки отечественные и зарубежные стандарты;

    • промежуточный контроль теоретических знаний проводить в виде тестирования с последующим анализом характерных ошибок.





Скачать 178,38 Kb.
Дата конвертации12.05.2013
Размер178,38 Kb.
ТипПрограмма дисциплины
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы