2 Цель и задачи государственного экзамена
Целью государственного экзамена по специальности является определение соответствия знаний, умений и навыков студентов по комплексу учебных дисциплин требованиям ГОС ВПО и установление уровня подготовки студентов к выполнению выпускной квалификационной работы (ВКР) и решению профессиональных задач по различным видам профессиональной деятельности, регламентированным ГОС ВПО.
Задачами государственного экзамена являются:
оценка степени усвоения студентами теоретических положений общих математических дисциплин, общепрофессиональных дисциплин, специальных дисциплин и дисциплин специализации;
оценка умений применять полученные знания и приобретенные навыки для решения конкретных задач при выполнении ВКР и последующей профессиональной деятельности.
3 Содержание государственного экзамена
Государственный экзамен по специальности 230104 проводится в форме собеседования членов государственной экзаменационной комиссии (ГЭК) со студентом по подготовленной им индивидуальной работе к государственному экзамену (индивидуальной экзаменационной работе).
Индивидуальная экзаменационная работа позволяет отобразить понимание студентом темы ВКР, содержания основных видов обеспечений разрабатываемой в ВКР автоматизированной системы (информационного, математического, программного, технического), что характеризует уровень подготовки студента к выполнению ВКР.
Тема индивидуальной экзаменационной работы соответствует теме ВКР инженера, сформулированной руководителем ВКР.
Задание на индивидуальную экзаменационную работу выдается студенту руководителем направления подготовки в начале преддипломной практики. Задание содержит следующий перечень вопросов, подлежащих разработке:
формализованное описание объекта автоматизированной системы проектирования (технологической подготовки производства, поддержки принятия решений при проектировании, обучения проектированию, расчетов и инженерного анализа или др.);
постановка задачи синтеза автоматизированной системы;
разработка функциональной структуры программного комплекса для заданной автоматизированной системы;
разработка структуры и обоснование выбора средств создания информационного обеспечения автоматизированной системы;
разработка структуры и обоснование выбора методов синтеза и анализа математического обеспечения автоматизированной системы;
разработка структуры интерфейсов пользователей автоматизированной системы;
обоснование выбора и характеристика системного и прикладного программного обеспечения автоматизированной системы;
обоснование выбора и характеристика средств технического обеспечения автоматизированной системы;
формирование исходных данных для тестирования программного комплекса автоматизированной системы.
Задание подписывается заведующим кафедрой.
Шаблон задания приведен в приложении Б.
Решение перечисленных задач осуществляется с использованием знаний, умений и навыков, полученных студентом на учебных дисциплинах, включенных в следующие модули, соответствующие видам обеспечений и технологии разработки систем автоматизированного проектирования (САПР):
модуль «Информационное обеспечение САПР»;
модуль «Математическое обеспечение САПР»;
модуль «Программное обеспечение САПР»;
модуль «Техническое обеспечение САПР»;
модуль «Модели, методы и средства синтеза и анализа САПР».
Распределение изученных студентом общих математических дисциплин, общепрофессиональных дисциплин, специальных дисциплин и дисциплин специализации по модулям учебных дисциплин приведено в таблице 1.
Таблица 1 – Распределение дисциплин по учебным модулям
Название модуля |
Индекс дисциплины |
Название дисциплины |
Информационное обеспечение САПР |
ЕН.Ф.2 |
Информатика |
ОПД.Ф.10 |
Базы данных |
|
ОПД.Ф.12 |
Методы и средства защиты компьютерной информации |
|
ОПД.Ф.3 |
Метрология, стандартизация и сертификация |
|
Математическое обеспечение САПР |
ЕН.Ф.1.3 |
Дискретная математика |
ЕН.Ф.1.4 |
Математическая логика и теория алгоритмов |
|
СД.Ф.6 |
Геометрическое моделирование в САПР |
|
ДС.Ф.3 |
Математическое моделирование химико-технологических процессов |
|
СД.Ф.3 |
Модели и методы анализа проектных решений |
|
ОПД.Р.2 |
Планирование исследований и анализ экспериментальных данных |
|
ЕН.В2.2 |
Методы обработки данных научных исследований |
|
ЕН.В2.1 |
Методы оптимизации |
|
ДС.Ф.4 |
Теория принятия решений |
|
ДС.Ф.2 |
Проектирование химико-технологических систем |
|
ОПД.Ф.7 |
Основы теории управления |
|
Программное обеспечение САПР |
ОПД.Ф.9 |
Операционные системы |
ОПД.В2.1 / ОПД.В2.2 |
Технологии программирования / Технологии разработки программного обеспечения |
|
СД.Ф.2 |
Лингвистическое и программное обеспечение САПР |
|
ФТД.4 |
Операционная система UNIX |
|
ФТД.3 |
Объектно-ориентированный язык программирования JAVA |
|
ФТД.6 |
Технология проектирования сложных программных систем |
|
ФТД.2 |
Сетевые технологии |
|
Техническое обеспечение САПР |
ОПД.Ф.8 |
Организация ЭВМ и систем |
ОПД.Ф.11 |
Сети ЭВМ и телекоммуникации |
|
ДС.Ф.5 |
Робототехнические системы |
|
ФТД.5 |
Управляющие вычислительные комплексы |
|
Модели, методы и средства синтеза и анализа САПР |
ДС.Ф.1 |
Основы разработки автоматизированных систем |
СД.Ф.4 |
Разработка САПР |
|
СД.Ф.5 |
Интеллектуальные подсистемы САПР |
|
СД.Ф.7 |
Автоматизация конструкторского и технологического проектирования |
|
ДС.Ф.6 |
Проектирование дискретных систем |
|
ФТД.1 |
Надежность, эргономика и качество автоматизированных систем |
4 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ОБ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЕ
Отчет об индивидуальной экзаменационной работе содержит следующие структурные элементы:
Титульный лист;
Задание на индивидуальную экзаменационную работу;
1 Формализованное описание объекта автоматизированной системы. Постановка задачи синтеза автоматизированной системы;
2 Функциональная структура программного комплекса;
3 Структура и характеристика информационного обеспечения;
4 Структура и характеристика математического обеспечения;
5 Структура и характеристика интерфейсов пользователей;
6 Структура и характеристика программного обеспечения;
7 Характеристика технического обеспечения;
8 Характеристика исходных данных для тестирования программного комплекса;
9 Выводы;
Список использованных источников.
Шаблон титульного листа отчета об индивидуальной экзаменационной работе приведен в приложении А. Титульный лист подписывают студент, выполнивший работу, председатель и члены ГЭК.
В разделе 1 приводится формализованное описание объекта автоматизированной системы как объекта проектирования (изучения, исследования или др.) в соответствии с темой ВКР, формулируется задача синтеза автоматизированной системы соответствующего вида (САПР, автоматизированная система технологической подготовки производства, система поддержки принятия решений при проектировании, автоматизированная обучающая система, АСНИ или др.). Формализованное описание представляется в виде совокупности векторов входных, варьируемых и выходных (параметров состояния, критериальных показателей) параметров объекта. Для каждого параметра дается его условное обозначение (идентификатор), название, единица измерения.
В разделе 2 приводится рисунок, отображающий функциональную структуру программного комплекса для синтезируемой автоматизированной системы, и дается краткое описание назначения всех модулей программного комплекса. На рисунке модули, подсистемы и пользователи программного комплекса соединяются стрелками, отображающими направления внешних и внутренних потоков данных. Рядом со стрелками наносятся условные обозначения соответствующих параметров объекта, введенные в разделе 1.
В разделе 3 приводятся:
название предметной области базы данных программного комплекса;
инфологическая модель описания данных;
обоснование выбора СУБД;
даталогическая модель описания данных с указанием используемых типов, размеров, форматов данных, отношений, первичных/вторичных ключей;
характеристика знаний об объекте автоматизированной системы, используемых для решения задачи проектирования (изучения, исследования или др.);
обоснование выбора модели представления знаний;
структура базы знаний (базы правил), например, базы правил выбора оборудования, базы правил компоновки и размещения оборудования при синтезе производственной линии, базы знаний нештатных ситуаций процесса проектирования, причин их возникновения и рекомендаций по устранению, базы правил оценки знаний обучаемого;
обоснование выбора среды разработки базы знаний.
В разделе 4 приводятся:
характеристика структуры и параметров геометрической макромодели объекта автоматизированной системы (или геометрических макромоделей элементов объекта);
допущения о структуре и режимах функционирования объекта автоматизированной системы, позволяющие обосновать структуру и параметры функциональной математической модели объекта;
система уравнений математического описания объекта автоматизированной системы, позволяющая для заданных входных и варьируемых параметров объекта рассчитать его параметры состояния и критериальные показатели;
обоснование выбора метода (методов) решения функциональной математической модели;
графическое (в виде блок-схемы) и вербальное (лингвистическое) описание алгоритма устойчивого решения функциональной математической модели и расчета критериальных показателей объекта автоматизированной системы при заданных входных, варьируемых параметрах объекта и коэффициентах модели;
характеристика критериев проверки адекватности геометрической и функциональной моделей реальному объекту.
В разделе 5 указываются категории пользователей программного комплекса автоматизированной системы (конечный пользователь: проектировщик, обучаемый, исследователь или др.; администратор: разработчик, инженер по знаниям, инструктор или др.), и приводятся UML-диаграммы вариантов использования для каждой категории пользователей.
В разделе 6 приводятся:
обоснование выбора операционной системы, под управлением которой функционирует программный комплекс;
обоснование выбора средств разработки компонентов программного обеспечения (модулей геометрического моделирования, вычислений и/или логического вывода, построения 2D, 3D графиков и/или формирования интеллектуальных советов, интерфейсов пользователей и др.) и программного интерфейса для интеграции компонентов информационного и программного обеспечений в единый программный комплекс;
трехуровневая структура программного обеспечения (верхний уровень – системное программное обеспечение, средний уровень – прикладное программное обеспечение, нижний уровень – проблемно-ориентированное программное обеспечение) в виде рисунка;
характеристика проблемно-ориентированного программного обеспечения, представляемая в виде таблицы 2.
Таблица 2 – Характеристика проблемно-ориентированного программного обеспечения
Показатель |
Значение |
Среда разработки |
|
Технология программирования |
|
Язык программирования |
|
Количество входных переменных |
|
Количество внутренних переменных |
|
Количество выходных переменных |
|
Размерность системы конечных уравнений |
|
Количество классов, структур |
|
Количество функций |
|
СУБД |
|
Модель описания данных |
|
Количество записей в базе данных |
|
Объем базы данных, Кб |
|
Модель представления знаний |
|
Количество записей (правил) в базе знаний |
|
Объем базы знаний, Кб |
|
Размер исполняемого файла, Кб |
|
Время расчета и визуализации результатов, мс |
|
В разделе 7 приводится обоснование выбора и характеристика технических средств автоматизированной системы, включая средства вычислительной техники (ЭВМ, периферийные устройства), технические средства обработки информации. Минимальные системные требования представляются в виде таблицы 3.
Таблица 3 – Минимальные системные требования
Показатель |
Значение |
Тип ЭВМ |
|
Тактовая частота процессора, МГц |
|
Объем оперативной памяти, Кб |
|
Объем внешней памяти, Кб |
|
Состав и характеристика периферийных устройств ЭВМ |
|
Состав и характеристика технических средств обработки информации |
|
Операционная система |
|
Прикладное программное обеспечение, необходимое для функционирования программного комплекса |
|
В разделе 8 приводятся исходные данные для тестирования программного комплекса, представляемые в виде таблицы, содержащей названия, значения и единицы измерения параметров структуры и режима функционирования объекта, коэффициентов математической модели и параметров метода решения модели. Например, если объектом автоматизированной системы является химико-технологический процесс, то таблица исходных данных содержит следующие группы параметров:
геометрические параметры технологического оборудования;
параметры физико-химических свойств перерабатываемых веществ (материалов);
технологические (режимные) параметры процесса;
эмпирические коэффициенты математической модели (например, кинетические параметры химических реакций, коэффициенты реологической модели материала, коэффициенты молекулярной диффузии, коэффициенты теплоотдачи и др.);
параметры метода решения математической модели (например, начальные шаги расчета модели по пространственным координатам и/или времени, предельно допустимая погрешность расчета, максимальное число делений шагов пополам).
В разделе 9 приводятся выводы по работе, содержащие краткую характеристику выполненных этапов разработки программного комплекса, описание задач дальнейшей разработки и перспектив развития программного комплекса.
В разделе «Список использованных источников» приводятся библиографические описания литературных источников, электронных ресурсов по описанию объекта автоматизированной системы, моделей, методов и средств разработки САПР, использованных для подготовки отчета об индивидуальной экзаменационной работе.
Отчет об индивидуальной экзаменационной работе должен быть оформлен в соответствии с требованиями соответствующих государственных стандартов и стандартов предприятия:
ГОСТ 7.32–2001 СИБИД. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления;
СТП СПбГТИ(ТУ) 006–2009 КС УКДВ. Подготовка и оформление авторских текстовых оригиналов для издания;
ГОСТ 8.417–2002 ГСИ. Единицы величин;
СТП СПбГТИ(ТУ) 2.055.005–79 КС УКДВ. Единицы физических величин;
ГОСТ 19.701–90 ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения;
ГОСТ 7.1–2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления;
ГОСТ 7.12–93 СИБИД. Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила;
ГОСТ 7.11–2004 СИБИД. Библиографическая запись. Сокращение слов и словосочетаний на иностранных европейских языках;
ГОСТ 7.82–2001 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов. Общие требования и правила составления;
Р 01–2007 КС УКДВ. Библиографическое описание документа. Примеры оформления.