Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем



Скачать 204,1 Kb.
Дата08.06.2015
Размер204,1 Kb.
ТипРабочая программа

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»


Институт информатики и телематики (ИИТ)

Кафедра программного обеспечения вычислительной техники и

автоматизированных систем
Утверждаю:

Директор (декан)

Института информатики и телематики

Швец С.В.

_________________________
СД.Ф.5. «Теория вычислительных процессов»
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем

Курс ______3______

Учебный план набора _____________

Форма обучения ______очная______


Общая трудоемкость дисциплины по ГОС ВПО: 100 часов

____________

1. Рабочая программа составлена в соответствии с ГОС ВПО по направлению подготовки (специальности)__230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем___________________________________________________________ (код и наименование)

утвержденного _________________________________________________

(дата)


2. Разработчик рабочей программы

______________________ ______ПОВТиАС_____ _________________ _Гребенщиков Н.Н.

(должность) (кафедра) (подпись) (ФИО)

3. УТВЕРЖДЕНА на заседании кафедры

_____________________________________________________________________________

(наименование кафедры)

___________________________ протокол № ___

(дата)




Зав. кафедрой

_______________________________/_________________________

(подпись) (ФИО)

4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с выпускающими кафедрами: СООТВЕТСТВУЕТ действующему учебному плану




Зав. выпускающей кафедрой

__________________________/_________________________

(подпись) (ФИО)

___________________________

(дата)

5. В рабочую программу внесены изменения и дополнения на заседании кафедры ____________________________________протокол № ___ ___________________________

(дата)


Зав. кафедрой

_______________________________/_________________________

(подпись) (ФИО)

Пояснительная записка

1.1. Цели учебной дисциплины

Выпускник будет:



иметь представление: о проблемах и направлениях развития теории вычислительных процессов, новых способах их формального описания и верификации; об основных тенденциях развития способов задания семантики программ, их формальной спецификации и верификации;

знать: формальные модели основных вычислительных процессов и структур, принципы и способы их технической реализации, методы управления процессами и синхронизации, протоколы взаимодействия объектов, методы анализа структур и процессов; основные классы схем программ, используемых при конструировании языков программирования;

уметь: применять математические модели и методы для анализа, расчета и оптимизации детерминированных и случайных процессов; формализованным образом описывать поставленные задачи.

1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Выпускник должен знать:



  • формальные модели основных вычислительных процессов и структур;

  • методы управления процессами и синхронизации;

  • методы анализа структур и процессов;

Выпускник должен уметь решать задачи, соответствующие его квалификации; уметь осуществлять виды профессиональной деятельности: научно-методическую, социально-педагогическую, воспитательную, культурно-просветительскую, управленческую.

1.3. Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника

Учебная программа разработана на основе учебного плана специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем.

Дисциплина «Теория вычислительных процессов» общим объемом 100 час. изучается в течение одного семестра.

Освоение дисциплины способствует достижению выпускниками понимания сути вычислительных процессов, методов управления и анализа.

В структуре изучаемой дисциплины выделяются следующие основные темы: схемы программ, процессы, сети Петри, параллельно взаимодействующие процессы, проблема тупиков, семантическая теория программ, методы доказательства правильности программ.

Программой дисциплины предусмотрено чтение лекций, проведение практических занятий, выполнение реферата. В ходе изучения данной дисциплины студент слушает лекции, посещает практические занятия, занимается индивидуально, готовит самостоятельно реферат.

Дисциплина завершается экзаменом в шестом семестре. При этом к экзамену студент должен представить реферат.

1.4. Организационно-методический план

Вид учебной работы

Кол-во

часов


№ семестров по учебному плану

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I. Аудиторная:


































лекции

36
















36













практические занятия

18
















18













Итого:

54
















54













II. Внеаудиторная:


































проработка и повторение лекционного материала и материала учебных пособий

14
















14













реферат

20
















20













контрольная работа

8
















8













Итого:

46
















46













III. Промежуточный и (или) итоговый контроль по дисциплине (экзамен)

10
















10













Общая трудоемкость дисциплины

100
















100














1.5. Структура учебно-методического комплекса дисциплины

п/п


Составляющие УМКД

Информация об издании

Автор, название, место издания, изд-во, год издания

Место хранения (нахождения)

1

Программный элемент

1.1

Рабочая программа учебной дисциплины

Гребенщиков, Н.Н. Теория вычислительных процессов и структур. Учебная программа учебной дисциплины. – Абакан: ХГУ им. Н.Ф.Катанова, 2007 (электронная версия)

Кафедра ПОВТиАС

2

Теоретический элемент

2.1

Учебник (основной)

  1. Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы: Пер. с англ. – М.:Мир, 1989. – 264 с.

  2. Непомнящий В.А., Рякин О.М. Прикладные методы верификации программ/ Под ред. А.П.Ершова. – М.:Радио и связь, 1988. – 256 с.

  3. Пратт Т., Зелковиц М. Языки программирования: разработка и реализация/ Под общей ред. А.Матросова. – СПб.: Питер, 2002. – 688 с.

  4. Котов В.Е., Сабельфельд В.К. Теория схем программ. – М.: Наука, 1991. – 248 с.

  5. Котов В.Е. Сети Петри. – М.: Наука, 1984. – 160 с.




Библиотека

2.2

Учебники (дополнительные)

  1. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 264 с.

  2. Системное программное обеспечение / А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. – СПб.: Питер, 2002. – 736 с.

  3. Лавров С.С. Программирование. Математические основы, средства, теория. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 320 с.

  4. Бентли Дж. Жемчужины программирования. 2-е издание. – СПб.: Питер, 2002 с.

  5. Бейбер. Р.Л. Программное обеспечение без ошибок: Пер. с англ. / Под ред. Д.И.Правикова. – М.: Джон Уайли энд Санз, Радио и связь, 1996. – 176 с.

  6. Дейкства Э. Дисциплина программирования. – М.: Издательство «Мир», 1978. – 276 с.

  7. Андерсон Р. Доказательство правильности программ: Пер. с англ. – М.:Мир, 1982. – 168 с.




Библиотека

3

Практический элемент

3.1

Практикум







3.2

Хрестоматия







4

Методико-технологический элемент

4.1

Методические рекомендации по изучению дисциплины







4.2

Методические рекомендации по выполнению рефератов, контрольных, курсовых работ








2. Структура и содержание дисциплины

Дидактические единицы ГОС ВПО по дисциплине СД.Ф.5. «Теория вычислительных процессов»

Специальность 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем

Семантическая теория программ; схемы программ, методы формальной спецификации и верификации; модели вычислительных процессов; взаимодействие процессов; протоколы и интерфейсы; асинхронные процессы; сети Петри: принципы построения, алгоритмы поведения, способы реализации, области применения.



2.1. Тематический план учебной дисциплины

Наименование разделов и тем курса

Количество часов

Всего

Аудиторные занятия

Самостоятельная работа

лекции

лабораторные

практические

Тема 1. Схемы программ

34

8

-

6

10

Тема 2. Процессы

11

3

-

2

6

Тема 3. Сети Петри

11

3

-

2

6

Тема 4. Параллельные взаимодействующие вычислительные процессы

13

5

-

2

6

Тема 5. Проблема тупиков и методы борьбы с ними

15

7

-

2

6

Тема 6. Семантическая теория программ

13

5

-0

2

6

Тема 7. Методы доказательства правильности программ

13

5

-

2

6

ИТОГО

100

36




18

46


2.2. Содержание теоретических разделов дисциплины

«Теория вычислительных процессов»

Тема 1. Схемы программ.

Понятие схемы программ. Класс стандартных схем программ. Графовая, линейная формы стандартной схемы. Интерпретация стандартных схем. Протокол выполнения программы. Главные свойства стандартных схем.

Рекурсивные схемы. Трансляция схем программ. Линейные унарные рекурсивные схемы. Схемы с процедурами. Трансляция рекурсивных схем в схемы с процедурами. Частичная трансляция схем с процедурами.

Обогащенные схемы. Класс счетчиковых схем, класс магазинных схем, класс схем с массивами. Трансляция обогащенных схем.

Структурированные схемы. Трансляция структурированных схем в стандартные.
Тема 2. Процессы.

Основные понятия. Граф существования процесса. Свойства и классификация процессов.



Тема 3. Сети Петри.

Основные определения: граф сети Петри, маркировка, выполнение сети, множество достижимости.

Сети Петри для моделирования. Особенности сетей Петри.

Анализ сетей Петри. Задачи анализа сетей Петри: безопасность, ограниченность, сохранение, активность, достижимость и покрываемость.



Тема 4. Параллельные взаимодействующие вычислительные процессы.

Независимые и взаимодействующие вычислительные процессы. Критические интервалы. Взаимное исключение.

Средства синхронизации и связи. Блокировка памяти. Семафоры Дейкстры. Мьютексы. Задача «поставщик/потребитель». Задача «читатели/писатели». Мониторы Хоара. Почтовые ящики. Конвейеры и очереди сообщений.
Тема 5. Проблема тупиков и методы борьбы с ними.

Понятие тупиковой ситуации. Повторно используемые и потребляемые ресурсы. Модель Холта. Причины возникновения тупиковых ситуаций. Формальные модели для изучения проблемы тупиковых ситуаций: сети Петри, вычислительные схемы, модели пространства состояний системы. Методы борьбы с тупиками: предотвращение тупиков, обход тупиков, обнаружение тупика.


Тема 6. Семантическая теория программ.

Семантика языка программирования. Методы формального определения семантики. Атрибутивные грамматики. Операционная семантика. Денотационная семантика. Аксиоматическая система Хоара.


Тема 7. Методы доказательства правильности программ.

Верификация программ. Метод индуктивных утверждений. Правила верификации Хоара. Анализ завершения последовательных программ. Метод Флойда. Метод счетчиков.



2.3. Содержание практических разделов дисциплины (семинарские занятия, практикумы, лабораторные работы, курсовые работы и т.д.)

Практические занятия (18 час.)

Математическая индукция. Доказательство правильности блок-схем программ. (1 час)

Метод индуктивных утверждений. Формализация доказательства с помощью индуктивных утверждений. (1 час)

Стандартные схемы программ (Графовая и линейная формы представления ССП, интерпретация, протокол выполнения программы) (2 часа)

Трансляция схем программ (2 часа)

Обогащенные схемы (2 часа)

Сети Петри (моделирование процессов сетями Петри) (2 часа)

Параллельные взаимодействующие процессы (2 часа)

Тупиковые ситуации (Сети Петри – как модель для изучения проблемы тупиковых ситуаций) (2 часа)

Верификация последовательных программ (1 час)

Верификация рекурсивных программ (1 час)

Доказательство правильности программ, написанных на языках программирования. (1 часа)

Доказательство правильности рекурсивных программ. (1 часа)
2.4. Программа самостоятельной познавательной деятельности студента

Самостоятельная работа студента (46 час.)

Целью выполнения самостоятельной работы студентами является расширение и закрепление знаний и умений, приобретённых в процессе аудиторной работы,

На самостоятельную работу могут выноситься задания, которые требуют дополнительного времени на разработку за пределами практических работ.

В целом самостоятельная работа студента (СРС) при изучении курса, состоит из следующих компонентов:



ПрЛ –проработка материалов прослушанных лекций;

ПрСИ – проработка учебных материалов по темам, предлагаемым к самостоятельному изучению;

ПрПЗ – проработка материалов прошедшего практического занятия;

ПрЛЗ – проработка материалов прошедшего лабораторного занятия;

Ч – чтение рекомендованной учебно-методической литературы из приведенного списка;

ПИР – поиск и проработка материалов из Интернет-ресурсов;

ДЗ – выполнение домашних заданий;

Р – написание реферата по предложенным темам;

РГЗ – написание расчетно-графической работы;

ПТЭ – подготовка к тестированию и экзамену

Формы контроля освоения учебного материала и результатов самостоятельной работы студентов:



ВТ – входное тестирование

КР – контрольная работа

ИТ – итоговое тестирование
Карта самостоятельной работы студента по дисциплине


Наименование тем и

разделов

Вид СРС

Форма контроля

Труд-ть, час.

Тема 1. Схемы программ

ПрЛ, ПрПЗ, Р

Проверка Р, КР

10

Тема 2. Процессы

ПрЛ, ПрПЗ, Р

Проверка Р

6

Тема 3. Сети Петри

ПрЛ, ПрПЗ, Р

Проверка Р, КР

6

Тема 4. Параллельные взаимодействующие вычислительные процессы

ПрЛ, ПрПЗ, Р

Проверка Р, КР

6

Тема 5. Проблема тупиков и методы борьбы с ними

ПрЛ, ПрПЗ, Р

Проверка Р

6

Тема 6. Семантическая теория программ

ПрЛ, ПрПЗ, Р

Проверка Р, КР

6

Тема 7. Методы доказательства правильности программ

ПрЛ, ПрПЗ, Р

Проверка Р

6

Итого







46


2.5. Текущий и итоговый контроль результатов изучения дисциплины

Контрольные работы по дисциплине «Теория вычислительных процессов»
При изучении курса «Теория вычислительных процессов» проводится 3 рубежные контрольные работы по следующим разделам курса:

  • Схемы программ. Графовая, линейная формы стандартных схем программ. Трансляция схем программ.

  • Параллельные взаимодействующие процессы. Тупиковые ситуации, методы борьбы с тупиками.

  • Доказательство правильности последовательных программ.


Реферат по дисциплине «Теория вычислительных процессов»

При выполнении и оформлении реферата студент должен следовать следующим правилам:



  1. Титульный лист реферата включает тему, фамилию, инициалы студента, шифр, курс, группу, номер варианта задания, дисциплину, дату сдачи преподавателю (Приложение 1).

  2. Реферат оформляется на ПК в текстовом редакторе.

  3. Излагать информацию подробно, аккуратно, без сокращения слов, текст сопровождать ссылками на используемую литературу.

  4. В конце работы приводится список использованной литературы.

Контрольные работы, выполненные с нарушением изложенных выше правил, возвращаются для доработки.

3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

3.1. Перечень рекомендуемой литературы

Основная:

  1. Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы: Пер. с англ. – М.:Мир, 1989. – 264 с.

  2. Непомнящий В.А., Рякин О.М. Прикладные методы верификации программ/ Под ред. А.П.Ершова. – М.:Радио и связь, 1988. – 256 с.

  3. Пратт Т., Зелковиц М. Языки программирования: разработка и реализация/ Под общей ред. А.Матросова. – СПб.: Питер, 2002. – 688 с.

  4. Котов В.Е., Сабельфельд В.К. Теория схем программ. – М.: Наука, 1991. – 248 с.

  5. Котов В.Е. Сети Петри. – М.: Наука, 1984. – 160 с.

Дополнительная:

  1. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 264 с.Системное программное обеспечение / А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. – СПб.: Питер, 2002. – 736 с.

  2. Лавров С.С. Программирование. Математические основы, средства, теория. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 320 с.

  3. Бентли Дж. Жемчужины программирования. 2-е издание. – СПб.: Питер, 2002 с.

  4. Бейбер. Р.Л. Программное обеспечение без ошибок: Пер. с англ. / Под ред. Д.И.Правикова. – М.: Джон Уайли энд Санз, Радио и связь, 1996. – 176 с.

  5. Дейкства Э. Дисциплина программирования. – М.: Издательство «Мир», 1978. – 276 с.

  6. Андерсон Р. Доказательство правильности программ: Пер. с англ. – М.:Мир, 1982. – 168 с.


5. Перечень ключевых слов (основных понятий и терминов)


Cхема программ

Класс стандартных схем программ

Графовая форма стандартной схемы

Протокол выполнения программы

Рекурсивная схема

Трансляция схем программ

Линейная унарная рекурсивная схема

Схема с процедурами

Структурированная схема

Процесс


Граф существования процесса

Сеть Петри

Вычислительный процесс

Независимый вычислительный процесс

Взаимодействующий вычислительный процесс

Критический интервал

Взаимное исключение.

Средства синхронизации и связи

Блокировка памяти

Семафор Дейкстры




Мьютекс

Задача «поставщик/потребитель»

Задача «читатели/писатели»

Монитор Хоара

Почтовый ящик

Конвейер сообщений

Очередь сообщений

Тупиковая ситуация

Ресурс

Модель Холта



Семантическая теория программ

Семантика языка программирования

Атрибутивная грамматика

Операционная семантика

Денотационная семантика

Аксиоматическая система Хоара

Верификация программ

Метод индуктивных утверждений

Правила верификации Хоара

Метод счетчиков




Похожие:

Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconРеферат по отечественной истории
Студента идо тпу 1 курса,специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconРабочая программа для студентов специальности 090105. 65 «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем»
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 090105. 65 «Комплексное обеспечение информационной безопасности...
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconПрограммам специальности: 090104 «Комплексная защита объектов информатизации» 090105 «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем»
Мифи на 2-ой и последующие курсы (перевод), на 2-ое высшее образование, по программам специальности
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconРабочая учебная программа для студентов специальности 010503. 65 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»
Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа учебной дисциплины «Математика: Алгебра и теория чисел» для специальности...
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconРабочая программа для направления (специальности, специализации) 550200 «Автоматизация и управление»
Рабочая программа учебной дисциплины «Линейная алгебра и аналитическая геометрия» предназначена для студентов первого курса факультета...
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconРабочая программа дисциплины «Дискретная математика»
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры "Информационная безопасность автоматизированных систем"
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconРабочая программа дисциплины «Математическая логика и теория алгоритмов»
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры "Информационная безопасность автоматизированных систем"
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconПрограмма дисциплины "Философия" составлена в соответствии с требованиями федерального компонента к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра и дипломированных специалистов по циклу "Общие гуманитарные и социально-экономические
Компьютерная безопасность"с и 090105. 65 "Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем очной формы...
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconУроку Содержательная линия «Программное обеспечение информационных технологий» дисциплины «Информатика и икт»
Содержательная линия «Программное обеспечение информационных технологий» дисциплины «Информатика и икт» в большей своей части носит...
Рабочая программа дисциплины для специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем iconЗа разработку и внедрение в системе Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления комплексной системы управления производством
Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления комплексной системы управления производством, материальными...
Разместите кнопку на своём сайте:
docs.likenul.com


База данных защищена авторским правом ©docs.likenul.com 2015
обратиться к администрации
docs.likenul.com