
- •1. Обработка геопространственных данных
- •1.1 Дискретная математика и анализ данных
- •1.1.1 Множества, подмножества и операции над ними. Логические переменные и операции над ними. Описание операций над множествами с помощью логических операций.
- •1.1.2 Отношения на множествах. Основные понятия и определения. Однородные отношения. Отношения эквивалентности и порядка. Отношения на базах данных. Замыкание отношения.
- •1.1.3 Основные понятия и определения теории графов. Маршруты, циклы, связность. Виды графов и операции над графами. Орграфы и бинарные отношения. Деревья.
- •1.1.4 Линейные отображения и преобразования. Ортогональные (унитарные) и самосопряженные линейные преобразования. Свойства преобразований ( ). Сингулярное разложение матриц.
- •1.1.5 Модели измерений. Фундаментальная система измерений и их решения. Анализ ошибок измерений.
- •1.1.6 Операторные уравнения. Нахождение псевдорешения. Обусловленность слау.
- •1.1.7 Общий подход к приближению функций. Интерполяция по Лагранжу. Метод Ньютона для разделенных разностей. Интерполяция сплайнами.
- •1.1.8 Аппроксимация функций по методу наименьших квадратов.
- •1.1.9 Разложение функции в ряд Фурье. Преобразование Фурье.
- •1.1.10 Линейные физические системы. Их описание через интеграл свертки.
- •1.1.11 Основы математической статистики. Оценка математического ожидания, дисперсии, коэффициента корреляции.
- •1.1.12 Случайные процессы и их описания.
- •1.1.13 Стационарные и эргодические случайные процессы и их характеристики.
- •1.2 Дистанционное зондирование Земли
- •1.2.1 Разрешающая способность аэрофотоизображений. Функция передачи изображения аэрофотоснимка.
- •1.2.2 Радоилокационные методы и системы дзз.
- •1.2.3 Сканерные методы съёмки местности. Сканерные съёмочные системы ипрз.
- •1.3 Геоинформационые системы
- •1.3.1 Геоинформационная система. Определение термина.
- •1.3.2 Аппаратные средства гис.
- •2. Современные методы и технологии защиты информации
- •2.1 Криптографическая защита информации
- •2.1.1 Основные понятия и определения криптографии. Классификация криптографических систем, примеры.
- •Симметричные:
- •Асимметричные:
- •2.1.2 Симметричные криптосистемы. Пример применения симметричных криптосистем. Примеры симметричных алгоритмов шифрования.
- •4. Блочные шифры.
- •2.1.3 Ассиметричные криптосистемы. Применение ассиметричных криптосистем. Примеры ассиметричных алгоритмов шифрования.
- •2.1.4 Криптографические протоколы. Основные понятия. Примеры криптографических протоколов.
- •2.1.5 Области применения криптографических методов защиты информации.
- •2.2 Защита информационных процессов в компьютерных системах
- •2.2.1 Определение компьютерных систем. Предмет и объект защиты. Понятие информации. Ценность информации.
- •2.2.2 Угрозы безопасности информации в компьютерных системах. Каналы утечки информации. Случайные и преднамеренные угрозы. Методы противодействия.
- •2.2.3 Угрозы компьютерным сетям. Способы противодействия и выявление атак. Построение надёжных вычислительных сетей.
- •2.2.4 Угрозы программному обеспечению. Защита по. Методы исследования по. Противодействие взлому программного обеспечения.
- •2.3 Теория информационной безопасности и методы защиты нформации
- •2.3.1 Современная концепция информационной безопасности.
- •2.3.2 Классификация конфиденциальной информации по видам тайны и степени конфиденциальности.
- •2.3.3 Источники виды и методы дестабилизирующего воздействия на защищаемую информацию.
- •2.3.4 Классификация и общие характеристики научных методов обработки данных в области информационной безопасности.
- •2.3.5 Уязвимость информации, анализ и управление рисками при организации информационной безопасности.
- •2.3.6 Базовые стандарты обеспечения информационной безопасности.
- •2.3.7 Методологические основы построения систем защиты информации
- •2.3.8 Оценка надёжности безопасности информационных систем и ресурсов.
- •2.4 Правовая защита информации.
- •2.4.1 Назначение и структура правового обеспечения защиты информацию
- •2.4.2 Правовые основы деятельности подразделений защиты информации
- •2.4.3 Основные законодательные акты, правовые нормы и положения.
- •2.4.4 Правовое регулирование взаимоотношений администрации и персонала в области защиты информации.
- •2.4.5 Правовые проблемы с защитой прав обладателей собственности на информацию и распоряжением информацией.
- •Глава 3. Пользование информационными ресурсами
- •2.5 Организационная защита информации
- •2.5.1 Принципы, силы и средства организационной защиты информации.
- •2.5.2 Организация подготовки и проведения совещаний и заседаний по конфидециальным вопросам.
- •2.5.3 Организация аналитической работы по предупреждению утечки конфиденциальной информации.
- •2.5.4 Направления и методы работы с персоналом, обладающим конфиденциальной информацией.
- •2.6 Защита и обработка конфиденциальных документов
- •2.6.1 Организация процесса подготовки и издания конфиденциальных документов.
- •2.6.2 Организация защищенного документооборота. Порядок рассмотрения и исполнения конфиденциальных документов.
- •2.6.3 Проверки наличия конфиденциальных документов.
- •2.6.4 Порядок подготовки к передаче и передача конфиденциальных документов в ведомственный архив.
- •2.6.5 Организация учета конфиденциальных документов.
- •2.6.6 Организация конфиденциального делопроизводства. Система доступа к конфиденциальным документам.
- •2.6.7 Классификация и систематизация конфиденциальных документов
- •2.7 Инженерно-техническая защита информации
- •2.7.1 Виды информации, демаскирующие признаки объектов защиты, источники и носители информации, защищаемой техническими средствами.
- •2.7.2 Классификация и структура технических каналов утечки информации; основные способы и принципы работы средств наблюдения объектов.
- •2.7.3 Системный подход к инженерно-технической защите информации.
- •2.7.4 Принципы моделирования объектов защиты и технических каналов утечки информации.
- •2.7.5 Способы и принципы работы средств защиты информации от наблюдения, подслушивания и перехвата.
- •2.8 Программно-аппаратная защита информации
- •2.8.1 Программные и аппаратные средства защиты информации.
- •2.8.2 Системы обнаружения атак. Особенности сетевых систем обнаружения атак.
- •2.8.3 Системы обнаружения атак. Особенности систем обнаружения атак на уровне узла.
- •2.8.4 Электронная цифровая подпись (эцп)
- •2.8.5 Вредоносный код. Защита от вредоносного кода.
- •2.8.6 Компьютерные вирусы как особый класс разрушающих программных воздействий (рпв). Классификация и методы противодействия.
- •2.8.7 Методы и средства ограничения доступа к компонентам эвм.
- •2.9 Комплексная система защита информации на предприятии
- •2.9.1 Комплексная система обеспечения иб.
- •2.9.2 Комплексная защита безопасности компьютерных систем обработки данных.
- •2.9.3 Корпоративные и интегральные методы и средства ксзи.
- •2.9.4 Аудит и проектирование ксзи.
- •2.9.5 Организация ксзи на предприятии.
- •2.9.6 Интеллектуализация ксзи.
- •2.9.7 Оценка надёжности безопасности ксзи.
- •2.9.8 Планирование бюджета на ксзи.
- •2.10 История и современная система защиты информации в России
- •2.10.1 Формирование системы защиты информации в ссср в 20-е гг.
- •2.10.2 Правовые основы защиты информации в Российской империи в XIX в.
- •2.10.3 Совершенствование системы защиты информации в ссср в 50-60 - е гг.
- •2.10.4 Организация защиты коммерческой тайны в Российской империи в XIX в.
- •2.10.5 Совершенствование системы защиты информации в ссср в 70 – 80 е гг.
- •2.10.6 Реорганизации органов защиты информации в рф в современных условиях, их причины и значение.
- •2.10.7 Современная система органов защиты информации.
- •2.10.8 Совершенствование законодательства по вопросам предупреждения шпионажа и разглашения государственной тайны в Российской империи в XX в.
- •2.11 Системы защиты информации в ведущих зарубежных странах
- •2.11.1 Организация системы защиты информации в Великобритании.
- •2.11.2 Организация системы защиты информации в Германии и Франции.
- •Раздел 2 особенной части Уголовного кодекса фрг “измена Родине и угроза внешней безопасности“ включает две группы составов преступлений:
- •2.12 Организация и управление службой защиты информации
- •2.12.1 Место и роль службы защиты информации в системе защиты информации.
- •2.12.2 Организационные основы и принципы деятельности службы.
- •2.12.3 Принципы, методы и технология управления службой.
- •3. Экология и бжд
- •3.1. Экология
- •3.1.1 Биосфера и её основные характеристики.
- •3.1.2 Живое вещество планеты, его свойства.
- •3.1.3 Основы учения в.И. Вернадского о ноосфере.
- •3.1.4 Принципы функционирования экосистем, их значение для поддержания динамического равновесия.
- •3.1.5 Сущность и содержание «парникового эффекта».
- •3.1.6 Киотский протокол, перспективы его реализации.
- •3.1.7 Кислотные дожди и их воздействие на окружающую среду.
- •3.1.8 Разрушение озонового слоя, образование «озоновых дыр».
- •3.2 Безопасность жизнедеятельности
- •3.2.1 Опасные и вредные факторы окружающей среды, их взаимосвязь и взаимообусловленность.
- •3.2.2 Чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера, их классификация.
- •3.2.3 Основные положения федерального закона «о защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
- •Глава I. Общие положения
- •Глава II. Полномочия органов государственной власти рф, органов государственной власти субъектов рф и омсу в области защиты населения и территорий от чс
- •Глава III. Государственное управление в области защиты населения и территорий от чс
- •Глава IV. Права и обязанности граждан рф в области защиты населения и территорий от чс и социальная защита пострадавших
- •Глава V. Подготовка населения в области защиты от чс
- •Глава VI. Порядок финансового и материального обеспечения мероприятий по защите населения и территорий от чс
- •Глава VII. Государственная экспертиза, надзор и контроль в области защиты населения и территорий от чс
- •Глава VIII. Международные договоры рф в области защиты населения и территорий от чс
- •Глава IX. Заключительные положения
- •3.2.4 Система подготовки населения рф к защите от чс.
- •4 Экономика
- •4.1 Экономика и организация производства
- •4.1.1 Понятие организации, ее жизненный цикл, общие характеристики.
- •4.1.2 Старая и новая системы взглядов на управление.
- •4.1.3 Менеджер как основная фигура менеджмента. Концепции лидерства, роли и стили руководителей.
- •4.1.4 Основные функции менеджмента (организация, планирование, организация персонала).
- •4.1.5 Основные элементы внешней и внутренней среды.
- •4.1.6 Цели и задачи в системе современного менеджмента (миссия организации, понятие «цели» и понятие «задачи», «дерево цели»).
- •4.1.7 Организационные структуры органов управления фирмой (линейная, линейно-штабная, функциональная, матричная, дивизиональная).
- •4.1.8 Новые организационные формы в структуре экономики России (группы, союзы, корпорации).
- •4.1.9 Организационно-правовые формы юридических лиц.
- •4.1.10 Микро и макроэкономика. Предприятие и фирма.
- •4.1.11 Акционерные общества и объединения предприятий.
- •4.1.12 Активы предприятия (материальные и нематериальные). Финансовые отношения предприятия.
- •4.1.13 Определение основных и оборотных фондов, основные показатели уровня использования основных фондов.
- •4.1.14 Экономико-математические методы (основные понятия, определение, классификация).
- •4.1.15 Издержки условно-постоянные и условно-переменные.
- •4.1.16 Себестоимость (понятие, структура). Основные и накладные расходы. Затраты прямые и косвенные.
- •4.1.17 Ценообразование, функции и виды цен.
- •4.1.18 Прибыль и рентабельность. Процесс получения чистой прибыли.
- •4.1.19 Налоги, сборы, акцизы, пошлины.
- •4.1.20 Понятие износа основных фондов. Задача амортизации. Методы расчета амортизации.
- •4.1.21 Основные аспекты космической деятельности и международные организации по космосу.
- •4.1.22 Специфика космических исследований и их текущее состояние.
- •4.1.23 Структура Росавиакосмоса. Роль ран в организации космической деятельности.
- •4.1.24 Ракета-носители России. Космодромы России и мира.
- •4.1.25 Задачи и обобщенные структуры командно-измерительного комплекса, центра управления полетом, командно-измерительного пункта.
- •4.1.26 Организация космической деятельности в сша.
- •4.1.27 Основополагающие документы по космическому праву.
1.1.8 Аппроксимация функций по методу наименьших квадратов.
Постановка задачи аппроксимации по МНК. Условия наилучшего приближения.
Если набор экспериментальных данных получен со значительной погрешностью, то интерполяция не только не требуется, но и нежелательна! Здесь требуется построить кривую, которая воспроизводила бы график исходной экспериментальной закономерности, т.е. была бы максимально близка к экспериментальным точкам, но в то же время была бы нечувствительна к случайным отклонениям измеряемой величины.
Введем
непрерывную функцию
для аппроксимации дискретной зависимости
.
Будем считать, что
построена по условию наилучшего
квадратичного приближения,
если:
(1)
Весу
для i-й
точки придают смысл точности измерения
данного значения: чем больше
,
тем ближе аппроксимирующая кривая
«притягивается» к данной точке. В
дальнейшем будем по умолчанию полагать
для всех точек.
Рассмотрим случай линейной аппроксимации:
(2)
,
где
– произвольные базисные
функции,
– неизвестные коэффициенты,
.
Если число коэффициентов аппроксимации
взять равным числу узлов, то
среднеквадратичная аппроксимация
совпадет с интерполяцией Лагранжа, при
этом, если не учитывать вычислительную
погрешность,
.
Если
известна экспериментальная (исходная)
погрешность данных
,
то выбор числа коэффициентов, то есть
величины
,
определяется условием:
(3)
Иными
словами, если
,
число коэффициентов аппроксимации
недостаточно для правильного
воспроизведения графика экспериментальной
зависимости. Если
, многие коэффициенты в (2) не будут иметь
физического смысла.
Для решения задачи линейной аппроксимации в общем случае следует найти условия минимума суммы квадратов отклонений для (2). Задачу на поиск минимума можно свести к задаче поиска корня системы уравнений:
(4)
Подстановка (2) в (1), а затем расчет (4) приведет в итоге к следующей системе линейных алгебраических уравнений:
Далее
следует решить полученную СЛАУ
относительно коэффициентов
.
Для решения СЛАУ обычно составляется
расширенная матрица коэффициентов,
которую называют матрицей
Грама,
элементами которой являются скалярные
произведения базисных функций и столбец
свободных коэффициентов:
После того как с помощью, например, метода Гаусса найдены коэффициенты , можно построить аппроксимирующую кривую или вычислить координаты заданной точки. Таким образом, задача аппроксимации решена.
Аппроксимация каноническим полиномом.
Выберем
базисные функции в виде последовательности
степеней аргумента
:
Расширенная матрица Грама для степенного базиса будет выглядеть следующим образом:
Особенность вычислений такой матрицы (для уменьшения количества выполняемых действий) состоит в том, что необходимо сосчитать только элементы первой строки и двух последних столбцов: остальные элементы заполняются сдвигом предшествующей строки (за исключением двух последних столбцов) на одну позицию влево. В некоторых языках программирования, где отсутствует быстрая процедура возведения в степень, пригодится алгоритм расчета матрицы Грама, представленный далее.
Выбор
базисных функций в виде степеней
не является оптимальным
с точки зрения достижения наименьшей
погрешности. Это является следствием
неортогональности выбранных базисных
функций. Свойство ортогональности
заключается в том, что для каждого типа
полинома существует отрезок
,
на котором обращаются в нуль скалярные
произведения полиномов разного порядка:
Если
бы базисные функции были ортогональны,
то все недиагональные элементы матрицы
Грама были бы близки к нулю, что увеличило
бы точность вычислений, в противном
случае при
определитель матрицы Грама очень быстро
стремится к нулю, т.е. система становится
плохо обусловленной.
Аппроксимация ортогональными классическими полиномами.
Представленные ниже полиномы, относящиеся ко многочленам Якоби, обладают свойством ортогональности в изложенном выше смысле. То есть, для достижения высокой точности вычислений рекомендуется выбирать базисные функции для аппроксимации в виде этих полиномов.
1. Полиномы Чебышева.
Определены
и ортогональны на
,
с весом
.
В интервал ортогональности всегда можно
вписать область определения исходной
функции с помощью линейных преобразований.
Строятся следующим образом (рекуррентная формула):
2. Полиномы Лежандра.
Определены и ортогональны на , с весом .
Строятся следующим образом (рекуррентная формула):
Сглаживание и линейная регрессия.
Рассмотрим несколько наиболее простых с точки зрения программной реализации случаев аппроксимации (сглаживания).
1. Линейная регрессия.
В
случае линейного варианта МНК (линейная
регрессия)
можно сразу получить значения коэффициентов
и
по следующим формулам:
2. Линейное сглаживание по трём точкам.
3. Линейное сглаживание по пяти точкам.