Программа общего курса "эвм и программирование"

1. Цели и задачи курса и его место в учебном процессе на факультете вмк

1.1. Цель преподавания курса

Усложнение решаемых человеком научно-технических и управленческих задач ведет к возрастанию сложности математических средств, развиваемых для анализа таких проблем. Основой для эффективного использования усложняющихся математических методов специалистами из проблемных областей является создание проблемно-ориентированных человеко-машинных систем, автоматизирующих процесс построения и анализа сложной математической модели объекта или явления (по описанию, представленному в терминах проблемной области). Проблемный специалист может эффективно пользоваться такой системой, не вдаваясь в вопросы программного воплощения соответствующих математических моделей и методов, как при написании программы на языке высокого уровня можно не знать способов трансляции этой программы в машинные команды. По существу такие системы создают некоторую новую проблемно-ориентированную (виртуальную) машину для проблемного специалиста, приспособленную для удобного описания объектов проблемной области и операций над этими объектами.

Цель данного курса состоит в изучении основных путей реализации математических методов моделирования и анализа в виде таких виртуальных машин.

1.2. Задачи изучения курса

Изучение курса включает освоение моделей и методов программного отображения на аппаратуру ЭВМ сложных математических моделей (отображающих объекты некоторой проблемной области и операции над ними), обеспечивающих создание виртуальных машин, в т.ч.

• методы представления математических структур, соответствующих сложным объектам (текстам, чертежам и т.п.), и операций над этими структурами;

• методы распределения ресурсов машины между модифицируемыми в процессе обработки структурами;

• методы фиксации шагов обработки как состояний в некотором фазовом пространстве (в результате чего преобразования могут рассматриваться как некоторые выкладки);

• методы указания структур, их частей и операций с помощью системы (виртуальных) обозначений.

1.3. Дисциплины, освоение которых необходимо при изучении данного курса

Курс опирается на материал одноименного вводного курса "ЭВМ и программирование", изучаемого в 1-2 семестрах и направленного на освоение ЭВМ как инструмента автоматизации исполнения алгоритмов обработки информации (общее представление об ЭВМ, понятие алгоритма, способы описания алгоритмов, программа на языке высокого уровня, пропуск задачи на ЭВМ, отладка).

При изучении курса предполагается знание учебного материала общего курса "Основы ЭВМ", дающего сведения о том, каким образом автоматизируется обработка информации на ЭВМ (универсальность вычислительной машины) и каковы пути расширения возможностей ЭВМ по реализации обработки информации. Студенты должны иметь представление о возможностях, которыми обладает аппаратура машин (архитектура ЭВМ) и ее программное расширение (системное обеспечение, работа в среде операционной системы).

В курсе используются основные понятия математической логики (логические переменные и операции двоичной логики), ряд понятий алгебры (алгебраические операции, циклическая группа), теория графов (орографы и их подграфы), дискретной математики (рекурсивные описания, конечные автоматы), понятия функций и математической структуры.