637

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О. Я. Родькина

ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине «Теория информационных процессов и систем» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы

и технологии, без профиля

Нижний Новгород

2016

УДК

РодькинаО.Я./ Теория информационных процессов и систем [Электронный ресурс]: учеб. – метод. пос./ О.Я. Родькина; Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. - 13с. 1 электрон.опт. диск (CD-R)

Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Теория информационных процессов и систем». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению, приводится тематика расчётных работ.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Теория информационных процессов и систем» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля.

© О.Я. Родькина

© ННГАСУ. 2016.

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Теория информационных процессов и систем» предназначены для студентов третьего курса, обучающихся по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии, и содержат программу для проведения лекционных занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.

Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебнометодической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Теория информационных процессов и систем».

Целями освоения дисциплины «Теория информационных процессов и систем» являются формирование у студента, совместно с другими дисциплинами учебного плана и всеми формами образовательного процесса в университете, компетенций, знаний, умений и навыков, определяемых требованиями ФГОС ВО по направлению

09.03.02Информационные системы и технологии.

Влекциях излагается общая характеристика вопросов тем, даются практические примеры применения стандартов, осуществляется групповая работа студентов и преподавателя по разработке соответствующих разделов пояснительной записки по разработке программного обеспечения или информационных систем. Главной целью лекции является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.

На лекциях по дисциплине «Теория информационных процессов и систем» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса, способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.

Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.

Самостоятельная работа направлена на развитие компетенций дисциплины:

-ПК-1-способность проводить предпроектное обследование (инжиниринг) объекта проектирования, системный анализ предметной области, их взаимосвязей;

-ПК-5 - способность проводить моделирование процессов и систем;

-ПК-15 - готовность участвовать в работах по доводке и освоению информационных технологий в ходевнедрения и эксплуатации информационных систем

-ПК-18 - способность использовать технологии разработки объектов профессиональной деятельности, в областях: наука, техника, образование, бизнес, предпринимательство, коммерция, менеджмент, банковские системы, безопасность информационных систем, управление технологическими процессамии др.

- ПК-24 - способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований.

Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине:

-систематическая проработка лекций, основной и дополнительной литературы;

-выполнение расчётно-графической работы;

-подготовка к зачёту;

-подготовка к экзамену.

Содержание разделов дисциплины «Теория информационных процессов и систем» представлено в таблице 1.

Таблица 1. Содержание разделов дисциплины

На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с преподавателем различные вопросы по выполнению расчётно-графической работы

(РГР).

Рекомендуется проработать конспект лекций, затем повторить теоретический материал, пользуясь рекомендованной основной и дополнительной литературой. Если после этого остаются вопросы, рекомендуется выписать их и обратиться к преподавателю на консультациях или по электронной почте olgarodkina@gmail.com.

РГР предусмотрена в 5, 6 семестрах. Целями выполнения РГР при изучении дисциплины «Теория информационных процессов и систем» являются:

-самостоятельное углублённое изучение отдельных разделов курса;

-закрепление навыков работы с прикладными программами аналитической обработки данных и программирования, полученных в течение первых четырёх семестров.

Примеры заданий на РГР:

1.Составить имитационную модель производственной системы и провести исследование процессов управления производством с целью определения эффективных режимов ее функционирования

2.Прогнозирование на основе корреляционно-регрессионного анализа.

На основе имеющихся данных о характеристиках заданного объекта (системы, процесса), с помощью корреляционно-регрессионного анализа найти наилучшую модель для оценки требуемых параметров и определить их значения.

В течение курса со студентами проводятся индивидуальные и групповые консультации по вопросам выполнения РГР, а также по общетеоретическим вопросам, возникающим при самостоятельной работе студентов при подготовке к занятиям и выполнении РГР. Результатом выполнения РГР является пояснительная записка, описывающая проектирование приложения и программный код. При выставлении

оценки (от 2,0 до 5,0 баллов) за РГР оценивается способность студента анализировать объект исследования в рамках поставленной задачи, строить математическую модель и оценивать ее адекватность; подбирать методы решения и делать выводы на основе полученных результатов.

Студент допускается к зачёту, если он сдал все лабораторные работы и РГР. При подготовке к зачету после получения перечня вопросов рекомендуется:

1)внимательно прочитать материал лекций;

2)постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами, используя рекомендованную литературу;

3)просмотреть все лабораторные работы;

4)выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.

Перечень примерных вопросов, выносимых на зачёт:

∙Понятие «система» в теории систем.

∙Системный подход при исследовании и проектировании сложных объектов и процессов

∙Качественные и количественные методы описания сложных систем:

информационных систем (перечислить).

∙Качественные методы, использующиеся для описания сложных систем. Метод мозговой атаки

∙Качественные методы, использующиеся для описания сложных систем. Метод Дельфи

∙Качественные методы, использующиеся для описания сложных систем. Метод экспертных оценок

∙Уровни описания информационных систем. Знаково-лингвистический уровень и теоретико-множественное описание систем.

∙символический, или, иначе, лингвистический;

∙Уровни описания информационных систем. абстрактно-алгебраический и логико-математический.

∙Уровни описания информационных систем: динамически.

∙Уровни описания информационных систем: эвристический.

∙Кибернетический подход к описанию сложных систем

∙Агрегативный подход к описанию сложных систем.

∙Математические схемы для описания элементов сложных систем: булевы функции

∙Математические схемы для описания элементов сложных систем: высказывательные функции

∙Математические схемы для описания элементов сложных систем: сети Петри

∙Математические схемы для описания элементов сложных систем: конечные автоматы

∙Математические схемы для описания стохастических систем. Марковские процессы

∙Математические схемы для описания стохастических систем: системы массового обслуживания

∙Понятие информационных процессов. Схема связи

∙Способы передачи информации. Сообщения и сигналы

∙Способы количественной оценки информации

Показатели оценки по зачёту представлены в таблице 2.

В конце шестого семестра студенты сдают экзамен. Студент допускается к экзамену, если он сдал все лабораторные работы и РГР. При подготовке к экзамену после получения перечня вопросов рекомендуется:

1)внимательно прочитать материал лекций;

2)постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами, используя рекомендованную литературу;

3)выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.

Перечень примерных вопросов, выносимых на экзамен:

1.Основные задачи, решаемые теорией систем. Дайте определение понятию «система»

2.Основные определения теории систем: система, элемент, структура, связь, подсистема, состояние, внешняя среда, управление

3.Классификация ИС по виду формализованного аппарата (детерминированные, стохастические)

4.Классификация ИС по сложности структуры и поведения («хорошо» и «плохо» организованные, самоорганизующиеся)

5.Целостность и интегративность систем. Иерархичность.

6.Закономерности целеобразования и осуществимости ИС.

7.Системный подход в изучении и проектировании сложных систем

8.Понятие жизненного цикла информационной системы. Организационная система жизнедеятельности сложных систем.

9.Основные этапы цикла разработки информационной системы и их целевая продукция

10.Характерные черты современного проектирования. Сущность CASE-технологий

11.Математические схемы для описания элементов сложных систем: булевы функции

12.Математические схемы для описания элементов сложных систем: высказывательные функции

13.Математические схемы для описания элементов сложных систем: конечные автоматы

14.Математические схемы для описания элементов сложных систем: системы массового обслуживания

15.Математические схемы для описания элементов сложных систем: Марковские процессы

16.Статические модели для описания систем. Структурная схема

17.Использование графов для представления моделей (рассмотреть на примере нескольких типов структурных схем)

18.Теоретико-множественное описание информационных систем

19.Динамический подход, использующийся для описания сложных систем.

20.Кибернетический подход к описанию ИС. Процесс управления как информационный процесс

21.Агрегативное описание информационных систем

22.Понятие информации. Основные свойства информации

23.Количественная характеристика информации. Понятие энтропии в теории информации

24.Свойства энтропии

25.Количество информации как мера снятой неопределенности для некоторого объекта

26.Свойства количества информации

27.Дать определение понятиям «сообщение» и «сигнал». Типы сигналов.

28.Что называется системой связи (общая схема)

29.Дискретный источник сообщений с памятью. Избыточность дискретного источника сообщений

30.Пропускная способность дискретного канала связи

31.Производительность дискретного источника сообщений. Скорость передачи информации

32.Эффективное кодирование (понятие, основные идеи, примеры)

33.Теорема Шеннона для канала без шума

34.Алгоритм эффективного кодирования К.Шеннона-Н.Фано. Особенности и недостатки

35.Критерии оценки эффективности кода

36.Алгоритм эффективного кодирования Д. Хаффмена.

37.Теорема Шеннона для канала с шумом

38.Принцип помехоустойчивого кодирования. Понятие минимального кодового расстояния по Хэммингу

39.Алгоритм помехоустойчивого кодирования Хэммингу

40.Критерии оценки помехоустойчивости кодов.

Показатели оценки по зачёту представлены в таблице 3.