Учебный план (АОИ ПИ)

61

теорий, связанные с информатикой, понятия количества информации, типов систем счисления, структуры операционных систем, устройства файловых систем, основ архитектуры компьютера, способов представления алгоритмов, основных принципов структурного программирования

получение студентами навыков осуществления операций преобразования и математических операций над данными, представленными в разных системах счисления, представления алгоритмов, программирования на языке высокого уровня.

обучение студентов владению языками структурного программирования, математическим аппаратом систем счисления, навыками использования прикладных программ, навыками разработки и отладки программ на алгоритмических языках программирования.

3. Место дисциплины в структуре ООП:

Учебная дисциплина «Информатика и программирование» относится к базовой части профессионального цикла.

Для эффективного освоения дисциплины студент должен знать основные положения дисциплин: «Математический анализ», «Алгебра и геометрия»

Знания и навыки, полученные в процессе освоения дисциплины «Информатика и программирование», используются в дальнейшем при изучении дисциплин «Алгоритмы и структуры данных», «Математическая логика и теория алгоритмов», «Вычислительная математика», «Операционные системы и сети», «Базы данных», «Базы знаний», «Проектирование человеко-машинного интерфейса», «Тестирование программного обеспечения», «Компьютерная графика», «Объектно-ориентированный анализ и программирование», «Теория автоматов и формальных языков», «Разработка и анализ требований», «Функциональное и логическое программирование», «Бухгалтерские информационные системы», «Информационная безопасность», «Интегрированные CASE-средства».

4. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетен-

ций:

владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);

понимание основных концепций, принципов, теорий и фактов, связанных с информатикой (ПК-1);

умение готовить презентации, оформлять научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, публиковать результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях (ПК-5).

умение применять основы информатики и программирования к проектированию, конструированию и тестированию программных продуктов (ПК-10);

навыки использования различных технологий разработки программного обеспечения (ПК-16).

В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:

основные факты, концепции, принципы и теории, связанные с информатикой; понятие количества информации; типы систем счисления; структуру операционных систем; устройство файловых систем; основы архитектуры компьютера;

62

основные принципы структурного программирования.

Уметь:

работать с современными системами программирования;

осуществлять операции преобразования и математические операции над данными, представленными в разных системах счисления;

пользоваться текстовым интерфейсом пользователя; пользоваться файловыми менеджерами и архиваторами;

уметь представлять алгоритмы в виде блок-схем, псевдокода, диаграмм НассиШнайдермана, программ на языке высокого уровня.

Владеть:

языками процедурного программирования

навыками разработки и отладки программ на алгоритмических языках программирования.

навыками использования прикладных программ.

5. Содержание дисциплины. Основные разделы:

Теоретические основы информатики. Объект и предмет курса. Цели и задачи.

Содержание. Связь с другими дисциплинами. Информация в материальном мире. Данные. Основные виды обработки информации. Информация и управление, информационные процессы. Понятие информационных технологий. Основные понятия теории информации.

Вычислительная техника. История развития средств вычислительной техники. Состав вычислительной системы. Базовая аппаратная конфигурация

Представление данных в ЭВМ. Системы счисления. Двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная системы счисления. Двоичная арифметика. Биты. Байты. Слова. Структура памяти.

Операционные системы. Понятие ОС. Структура ОС. Файловая система. Интерфейс пользователя. Прикладное программное обеспечение. Файловые менеджеры. Архиваторы.

Алгоритмизация. Алгоритм, переменная, константа. Структурные алгоритмы. Конструкции структурного программирования. Способы представления алгоритмов. Основные приемы алгоритмизации (алгоритмы суммы, произведения; нахождение минимального и максимального значения; поиск элемента с заданным значением).

Программирование на языке Си. Семантика и синтаксис языка Си. Препроцессор языка Си. Производные типы данных. Сложные типы данных. Функции. Динамические структуры. Управление текстовым экраном. Управление графическим экраном. Итерационные процессы.

6. Виды учебной работы: лекции – 36 часов, лабораторные работы – 72 часа

7. Изучение дисциплины заканчивается экзаменом (1 семестр)

Аннотация дисциплины

«Алгоритмы и структуры данных»

1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 ЗЕТ (108 час.)

2. Цели и задачи дисциплины:

Развитие теоретических представлений и практических навыков работы с алгоритмами сортировки, поиска и численных методов решения нелинейных уравнений, интегрирования и методов оптимизации.

3. Место дисциплины в структуре ООП:

63

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла.

Для эффективного освоения дисциплины студент должен знать основные положения дисциплин: «Информатика и программирование», «Математический анализ», «Алгебра и геометрия»

Знания и навыки, полученные в процессе освоения дисциплины «Алгоритмы и структуры данных», используются в дальнейшем при изучении дисциплин «Математическая логика и теория алгоритмов», «Базы данных», «Организация баз данных», «Проектирование человеко-машинного интерфейса», «Тестирование программного обеспечения», «Компьютерная графика», «Объектно-ориентированный анализ и программирование», «Бухгалтерские информационные системы», «Проектирование и архитектура программных систем», «Конструирование программного обеспечения», «Функциональное и логическое программирование», «Интегрированные CASE-средства».

4. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетен-

ций:

владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);

понимание основных концепций, принципов, теорий и фактов, связанных с информатикой (ПК-1);

умение применять основы информатики и программирования к проектированию, конструированию и тестированию программных продуктов (ПК-10);

навыки использования различных технологий разработки программного обеспечения (ПК-16).

В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:

характеристики алгоритмов сортировки; различные виды сортировки;

алгоритмы поиска заданного значения в массиве данных; методы оптимизации;

Уметь:

осуществлять операции сортировки данных; осуществлять поиска данных по заданному ключу; решать оптимизационные задачи; определять вычислительную сложность алгоритмов

Владеть:

навыками разработки и отладки программ на алгоритмических языках программирования.

5. Содержание дисциплины. Основные разделы:

Простые сортировки. Сортировка выбором, сортировка вставками, сортировка обменом. Анализ эффективности сортировок. Понятие устойчивости и естественности сортировок. Способы улучшения алгоритмов сортировок.

Улучшенные сортировки на месте. Сортировка Шелла. Сортировка комбинированная. Сортировка пирамидальная. Сортировка Хоара. Анализ эффективности сортировок.

Сортировки слиянием. – Нисходящая и восходящая сортировки. Способы слияния. Прямое слияние. Абстрактное обменное слияние.

Поразрядные сортировки. LSD и MSD сортировки. Двоичная быстрая сортиров-

64

ка. Средства языка для программирования поразрядной быстрой сортировки.

Поиск. Общая задача поиска. Прямой поиск. Бинарный поиск. Интерполяционный поиск. Поиск подстроки в строке. Прямой поиск. Алгоритм Кнута. Алгоритм Боуера – Мура.

Очереди по приоритетам. Основные операции очереди. Неосновные операции над очередью. Способы представления очереди и их анализ. Биномиальная очередь. Сортирующие деревья степени 2. Алгоритмы построения биномиальной очереди. Добавление нового элемента. Удаление максимального элемента. Объединение двух очередей.

BST – деревья. Основные операции над деревьями – вставка элемента, поиск элемента, удаление элемента. Операции ротации. Понятия сбалансированности. Обходы дерева. AVL-деревья.

Численные методы. Численные методы решения нелинейных уравнений. Метод трапеции. Метод касательных. Метод секущих. Метод итерации. Численное интегрирование. Метод прямоугольников. Метод Симпсона. Метод трапеций. Методы оптимизации – методы поиска локального экстремума функции на заданном промежутке. Общий поиск. Метод дихотомии. Метод золотого сечения. Метод Фибоначчи. Метод сканирования.

6. Виды учебной работы: лекции -18 часов, лабораторные работы – 18 часов, практические работы—12 часов

7. Изучение дисциплины заканчивается зачетом (2 семестр)

Аннотация дисциплины

«Введение в программную инженерию»

1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 ЗЕТ (72 час.)

2. Цели и задачи дисциплины:

Формирование у студента осознания социальной значимости будущей профессии, мотивации к получению профессиональных знаний, понимания и освоения основных концепций и содержания программной инженерии как методологии индустриального проектирования прикладных программных продуктов.

3. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Введение в программную инженерию» относится к базовой части профессионального цикла.

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента должны соответствовать среднему уровню школьной подготовки.

Знания и навыки, полученные в процессе освоения дисциплины «Введение в программную инженерию», используются в дальнейшем при изучении дисциплин: «Проектирование и архитектура программных систем», «Тестирование программного обеспечения», «Разработка и анализ требований», «Управление программными проектами», «Конструирование программного обеспечения».

4. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетен-

ций:

владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

осознание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8);

понимание основных концепций, принципов, теорий и фактов, связанных с информатикой (ПК-1);

65

умение готовить презентации, оформлять научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, публиковать результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях (ПК-5).

В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:

историю университета и особенности организации образовательного процесса и научно-исследовательской деятельности;

организацию работ с библиографией и поиском научной литературы, периодики, электронных научно-образовательных ресурсов;

историю становления и современное состояние кибернетики и информатики как базовых областей знаний программной инженерии;

основные концепции, принципы и направления развития программной инжене-

рии;

основные этапы жизненного цикла промышленной разработки и области применения прикладных программных продуктов.

Уметь:

работать с научно-технической литературой;

ясно и конкретно излагать материал, связанный с будущей профессиональной деятельностью;

Владеть:

навыками подготовки презентаций.

5. Содержание дисциплины. Основные разделы:

1.Вводная часть. Особенности образовательного процесса и научноисследовательской работы в университете. Организация работ с библиографией, поиск научной литературы, периодики, электронных научно-образовательных ресурсов. Государственный образовательный стандарт и учебный план подготовки бакалавра по направлению «Программная инженерия». История и становление программной инженерии как методологии индустриального проектирования программного обеспечения

2.Базовые понятия и содержание. Отечественные зарубежные стандарты программной инженерии. Жизненный цикл , методы и технологии разработки прикладных программных продуктов Языки и системы программирования. Операционные системы, системы управления базами данных. Качество программного обеспечения. Информационная безопасность. Нормативно-правовое обеспечение программной инженерии. Управление программными проектами. Экономика программной инженерии. Маркетинг прикладных программных продуктов, основы организации бизнеса.

3.Приложения программной инженерии. Информационные технологии управления ресурсами предприятия (ERP-системы). Геоинформационные системы и технологии создания электронного генерального плана предприятия. Информационные технологии в банковском деле. Распределенная информационная система управления образовательной деятельностью университета

6. Виды учебной работы: лекции — 18 часов, практические занятия —18 часов

7. Изучение дисциплины заканчивается зачетом (1 семестр).

Аннотация дисциплины

«Операционные системы и сети»

1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 ЗЕТ (144 час.) 2. Цели и задачи дисциплины:

66

Формирование у студента профессиональных знаний по теоретическим основам построения и функционирования операционных систем и сетей. В результате изучения курса студент должен знать механизмы управление ресурсами и процессорами (в т.ч. параллельными); взаимодействие процессов в распределенных системах; проблемы монопольного использования разделяемых ресурсов в ядре системы; управление памятью.

Студент должен уметь работать с системными ресурсами конкретных операционных систем, реализовывать многопроцессные и многопоточные приложения и организовывать взаимодействие параллельных процессов; разрабатывать мониторы для различных ОС.

3. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла.

Для эффективного освоения дисциплины студент должен знать основные положения дисциплины «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации», «Информатика и программирование».

Знания и навыки, полученные в процессе освоения дисциплины «Операционные системы и сети», используются в дальнейшем при изучении дисциплин: «Архитектура вычислительных систем», «Разработка и анализ требований», «Компьютерная графика», «Разработка Интернет-приложений».

4. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетен-

ций:

готовность к использованию методов и инструментальных средств исследования объектов профессиональной деятельности (ПК-3);

готовность обосновать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнение экспериментов по проверки их корректности и эффективности (ПК- 4).

знакомство с архитектурой ЭВМ и систем (ПК-9); навыки использования операционных систем, сетевых технологий, средств раз-

работки программного интерфейса, применения языков и методов формальных спецификаций, систем управления базами данных (ПК-15);

В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:

теоретические основы архитектурной и программной операционных систем и

сетей;

основные стандарты информационно-коммуникационных систем и технологий;

Уметь:

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программные средст-

ва;

настраивать конкретные конфигурации операционных систем и сетей;

Владеть:

навыками работы в среде различных операционных систем и сетей, а также способами их администрирования;

методами проектирования, внедрения и организации эксплуатации ИС и ИКТ.

5. Содержание дисциплины. Основные разделы:

Основные понятия: архитектура фон Неймана, программное управление, операционная система, операционная среда, оболочка, история развития ОС, классификация ОС, ресурсы ОС, иерархическая и виртуальная машина, микропрограммирование, про-

67

цесс, поток, параллельные процессы, система прерываний.

Управление процессами: процесс и его состояния, переключение контекста, типы потоков, однопоточная и многопоточная модели процесса, планирование и диспетчеризация, классификация алгоритмов планирования, примеры алгоритмов планирования, приоритеты, динамическое повышение приоритета.

Управление параллельными процессами: проблемы взаимодействия процессов,

разделяемые ресурсы и их монопольное использование, взаимоисключение и синхронизация, способы реализации взаимоисключения: программный, аппаратный, с помощью семафоров, виды семафоров, семафоры Дейкстры, мониторы, сообщения, проблемы передачи сообщений параллельными процессами, сигналы, очереди сообщений, разделяемая память.

Взаимодействие процессов в распределенных системах: три состояния блоки-

ровки при передаче сообщений, обмен сообщениями, вызов удаленных процедур, взаимодействие по схеме клиент-сервер; взаимоисключение и синхронизация в распределенных системах.

Управление в сетях: администрирование сетей в современных ОС, настройка сетевого доступа рабочих станций, почтовых клиентов и Интернет.

6. Виды учебной работы: лекции -18 часов, лабораторные работы—36 часов

7. Изучение дисциплины заканчивается экзаменом (3 семестр)

Аннотация дисциплины

«Архитектура вычислительных систем»

1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 ЗЕТ (144 час.)

2. Цели и задачи дисциплины:

Формирование у студента профессиональных знаний по теоретическим основам построения архитектур вычислительных систем, их аппаратному и программному обеспечению.

Студент должен уметь работать с системными ресурсами конкретных вычислительных систем на высоко- и низкоуровневых языках программирования, реализовывать приложения для конкретных вычислительных платформ.

3. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла.

Для эффективного освоения дисциплины студент должен знать основные положения дисциплин: «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации», «Операционные системы и сети».

Знания и навыки, полученные в процессе освоения дисциплины «Архитектура вычислительных систем», используются в дальнейшем при изучении дисциплин: «Геоинформационные системы»

4. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетен-

ций:

готовность обосновать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнение экспериментов по проверки их корректности и эффективности (ПК- 4).

знакомство с архитектурой ЭВМ и систем (ПК-9).

навыки использования операционных систем, сетевых технологий, средств разработки программного интерфейса, применения языков и методов формальных специфи-

68

каций, систем управления базами данных (ПК-15).

В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:

теоретические основы архитектурной и программной организации вычислительных и информационных систем;

основные стандарты информационно-коммуникационных систем и технологий;

Уметь:

настраивать конкретные конфигурации операционных систем;

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программные средст-

ва;

Владеть:

навыками работы в среде различных операционных систем и способами их администрирования.

5. Содержание дисциплины. Основные разделы:

Пользовательский интерфейс операционной среды Windows. Управление ресурсами ОС: памятью, устройствами ввода-вывода, файлами. Программная модель микропроцессора: регистры, стек, пространство памяти.

Программирование системных ресурсов в ОС. Использование низкоуровневых и высокоуровневых языков программирования. Прерывания. Ассемблеры. Компиляторы. Трансляторы. Компоновщики. Отладчики.

Режимы работы микропроцессоров: реальный и защищенный режим. Структуры программ на языке ассемблер в различных режимах. Классификация команд ассемблера. Макросредства. Модульное программирование. Обработка прерываний в защищенном режиме. Создание Windows-приложений. Программирование устройства с плавающей точкой и MMX-технологии.

Связь низкоуровневых и высокоуровневых языков программирования. Ассемблерные вставки. Способы передачи параметров в процедуры и получение результатов от функций.

Статическое и динамическое связывание. Загрузчики. Объектные файлы. Динамические библиотеки. Механизмы подключения библиотек.

6. Виды учебной работы: лекции -18 часов, практические работы—36 часов

7. Изучение дисциплины заканчивается экзаменом (4 семестр)

Аннотация дисциплины

«Базы данных»

1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 ЗЕТ (180 час.)

2. Цели и задачи дисциплины:

Формирование у студентов профессиональных знаний и навыков в области проектирования, разработки и управления сложноструктурированными базами данных, их использование при разработке автоматизированных информационных систем.

3. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла. Для эффективного освоения дисциплины студент должен знать: основы организации баз данных, основы проектирования алгоритмов и структур данных, основные приемы проектирования че- ловеко-машинного интерфейса, основы теории множеств и применения теорикомножест-

69

венных операций, основные этапы проектирования и архитектуру программных систем. Предшествующими дисциплинами, формирующими начальные знания, являются:

«Организация баз данных» «Алгоритмы и структуры данных», «Дискретная математика», «Проектирование человеко-машинного интерфейса», «Проектирование и архитектура программных систем», «Информатика и программирование», «Объектноориентированный анализ и программирование», «Информационная безопасность».

Дисциплина является базовой для дисциплин «Базы данных», «Конструирование программного обеспечения», «Хранилища данных», «Базы знаний», «Управление программными проектами».

Материал, освоенный при изучении дисциплины, используется в дальнейшем в учебно-исследовательской и научно-исследовательской работе.

Знания, полученные в ходе изучения дисциплины, могут быть востребованы при подготовке выпускной квалификационной работы по направлению подготовки «Программная инженерия» для разработки базы данных проектируемой в ходе выполнения выпускной квалификационной работы автоматизированной информационной системы.

4. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетен-

ций:

способность к формализации в своей предметной области с учетом ограничений используемых методов исследования (ПК-2);

навыки использования операционных систем, сетевых технологий, средств разработки программного интерфейса, применения языков и методов формальных спецификаций, систем управления базами данных (ПК-15);

умение применять основные методы и инструменты разработки программного обеспечения (ПК-17).

В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:

основы построения языков манипулирования данными SQL и QBE; синтаксис основных операций языка SQL;

основные элементы и принципы построения моделей «Сущность-связь» (ERмоделей);

физическую организацию данных; принципы построения индексов; методы и средства защиты данных в БД;

архитектуру представления баз данных, файл-серверная и клиент-серверная архитектура;

методы построения распределенных баз данных; современные тенденции в развитии концепции баз данных.

объектно-ориентированных подход при организации баз данных.

Уметь:

производить моделирование предметной области, уметь строить для нее ERдиаграмму и отображать ER-диаграмму в схему реляционной базы данных;

разрабатывать все виды запросов на языке SQL;

разрабатывать информационные системы для работы со сложноструктурированными базами данных: экранные формы, отчеты, разрабатывать для конкретного применения все виды запросов в выбранном диалекте языка SQL;

строить индексы;

обеспечивать защиту данных средствами СУБД;

Владеть:

методикой проектирования баз данных на основе разработки ER-модели пред-

70

метной области.

как минимум одним средством автоматизированного проектирования ER-

диаграмм (Power Designer, Erwin и др.);

навыками разработки сложных баз данных и пользовательских приложений с использованием функциональных возможностей современных СУБД (MS Access, Oracle);

5. Содержание дисциплины. Основные разделы:

Реляционные языки

История развития языков манипулирования данными SQL и QBE. Стандарты и диалекты языка SQL. Синтаксис основных команд языка SQL. Бланк построителя запро-

сов QBE.

Моделирование данных с помощью ER-диаграмм

Основные понятия модели «Сущность-Связь» (ER-модели). Принцип нормализации ER-моделей. Дополнительные элементы ER-модели. Получение реляционной схемы данных из ER-диаграммы. Нотации ER-диаграмм. CASE-средства. Назначение и классификация CASE-средств. Обзор CASE-средств

Физическая структура данных Структура внешней памяти, методы организации индексов. Управление индексами.

Оптимизация работы с БД. Организация различных типов индексов (двоичный масочный индекс, кластерный индекс и др.).

Объектно-ориентированный подход к организации БД.

Общие понятия объектно-ориентированного подхода к БД. Манифесты объектноориентированных СУБД и СУБД 3-го поколения, 3-й манифест. Принципы организации объектно-ориентированного подхода к организации данных в СУБД Oracle.

Системы управления базами данных Системы управления базами данных 1-го поколения. Общие характеристики СУБД

1-го поколения. Системы управления базами данных 2-го поколения – реляционные СУБД. Системы управления базами данных 3-го поколения – объектно-ориентированные и объектно-реляционные СУБД.

6. Виды учебной работы: лекции –18 часов, лабораторные работы – 18 часов, курсовой проект – 18 часов

7. Изучение дисциплины заканчивается – экзаменом (5 семестр) и диф. зачетом (курсовой проект)

Аннотация дисциплины

«Проектирование человеко-машинного интерфейса»

1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 ЗЕТ (252 часа)

2. Цели и задачи дисциплины:

Основной целью дисциплины является получение студентами специальных знаний и представлений о способах и средствах разработки пользовательского интерфейса, требованиях к средствам отображения информации и ввода данных, методах и процедурах разработки и оценки взаимодействия «человек-компьютер».

3. Место дисциплины в структуре ООП:

Учебная дисциплина «Проектирование человеко-машинного интерфейса» относится к базовой части профессионального цикла.

Для эффективного освоения дисциплины студент должен знать основные положения дисциплин: «Информатика и программирование», «Алгоритмы и структуры данных».

Знания и навыки, полученные в процессе освоения дисциплины «Проектирование