ТАВТ.Лекции&Файлы.Скворцов.09.04.2013 / рабочая программа ТА
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования "Вятский государственный университет"
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УМР ФГБОУ ВПО "ВятГУ"
_____________ /__________________/
"_____" _________________ 20 ____ г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
|
"Теория автоматов" |
Квалификация |
Бакалавр |
выпускника |
|
Направление |
23010062 |
шифр |
|
подготовки |
Информатика и вычислительная техника |
|
|
|
наименование |
|
23010062 |
|
шифр |
Профиль |
Информатика и вычислительная техника |
наименование |
|
|
Дневная первое высшее основная программа |
|
форма обучения |
Кафедра-разработчик |
Кафедра Электронных вычислительных машин |
УМКД |
|
Выпускающая |
Кафедра Электронных вычислительных машин |
кафедра |
Киров, 2011 г.
|
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ УМК по дисциплине |
|
|
"Теория автоматов" |
|
Квалификация |
Бакалавр |
|
выпускника |
||
Направление |
23010062 |
|
шифр |
||
подготовки |
Информатика и вычислительная техника |
|
|
||
|
наименование |
|
|
23010062 |
|
Профиль |
шифр |
|
Информатика и вычислительная техника |
||
|
||
|
наименование |
УМКД разработан на основе заказа от выпускающей кафедры
Кафедра Электронных вычислительных машин ЭВМ
от "_____" _________________ 20 _____ г.
Разработчики |
|
|
|
|
|
|
Мельцов Василий Юрьевич |
||
УМКД |
дата |
подпись |
степень, звание, ФИО |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дата |
подпись |
степень, звание, ФИО |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дата |
подпись |
степень, звание, ФИО |
||||
Сроки разработки УМКД выдержаны |
|
|
|
|
|||||
Зав. кафедрой |
|
|
|
|
|
|
|
||
ЭВМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дата |
подпись |
степень, звание, ФИО |
||||||
ведущей дисциплину |
|
|
|
|
|
|
|
||
УМКД соответствует требованиям ФГОС ВПО |
|
|
|
|
|||||
Председатель методсовета |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дата |
подпись |
степень, звание, ФИО |
||||
факультета |
|
|
|
|
|
|
|
||
УМКД соответствует запросам и требованиям работодателей |
|
||||||||
Зав. кафедрой |
|
|
|
|
|
|
|
||
ЭВМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дата |
подпись |
степень, звание, ФИО |
||||||
выпускающей |
|
|
|
|
|
|
|
||
УМКД соответствует общей концепции ООП |
|
|
|
|
|||||
Декан |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дата |
подпись |
степень, звание, ФИО |
||||
выпускающего |
|
|
|
|
|
|
|
||
факультета |
|
|
|
|
|
|
|
||
УМКД внесен в реестр |
"_____" ___________________ 20 ___ г. |
№ _____________ |
|||||||
Специалист по ОИС |
|
|
|
|
|
|
|
||
дата |
подпись |
ФИО |
|
АННОТАЦИЯ |
|
|
к рабочей программе по дисциплине |
|
|
"Теория автоматов" |
|
Квалификация |
Бакалавр |
|
выпускника |
||
Направление |
23010062 |
|
шифр |
||
подготовки |
Информатика и вычислительная техника |
|
|
||
|
наименование |
|
|
23010062 |
|
Профиль |
шифр |
|
Информатика и вычислительная техника |
||
|
||
|
наименование |
|
Трудоемкость |
|
|
дисциплины, час |
288 |
|
Трудоемкость |
|
|
дисциплины, ЗЕТ |
9 |
Дисциплина входит в учебный цикл: Б3 - Профессиональный цикл
Дисциплина входит в модуль ООП:
Обеспечивающие (предшествующие) дисциплины
Информатика, Математическая логика и теория алгоритмов, Программирование
Обеспечиваемые (последующие) дисциплины
Микропроцессорные системы, Организация ЭВМ и систем, Проектирование микропроцессорных систем, Проектирование ЭВМ, Теория игр, Методы научно-технического творчества, Системное программное обеспечение, Разработка модулей системного программного обеспечения
Цель дисциплины
Изучение основных положений теории абстрактных и структурных автоматов, методов синтеза прикладных цифровых автоматов, а также изучение основ теории алгоритмов и теории формальных грамматик
Задачи дисциплины
•ознакомление с основными способами задания абстрактных автоматов
•изучение основных этапов синтеза автоматов
•изучение канонического метода проектирования структурных автоматов
•изучение методов логического и технического проектирования прикладных цифровых автоматов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования
•ознакомление с основными способами создания формальных языков в заданном классе грамматик
Комментарий
Клепиков Алексей Юрьевич (педагогическая работа) - читает лекции в 4 семестре
Характеристика формируемых компетенций
Компетенция ОК-1
владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее
достижения
Знает |
Умеет |
Владеет |
элементы теории абстрактных автоматов; |
выбирать способ описания абстрактного |
методом взаимной транспозиции для |
основные типы абстрактных управляющих |
автомата; строить конечные автоматы для |
моделей Мили и Мура; методами |
автоматов; основные этапы абстрактного |
распознавания случайной |
минимизации абстрактных автоматов; |
синтеза конечных автоматов; методики |
последовательности символов |
алгоритмами перехода от |
перехода от алфавитного оператора к |
|
недетерминированного конечного автомата |
абстрактному автомату; основы теории |
|
к детерминированному |
формальных грамматик; классификацию |
|
|
формальных языков по Хомскому. |
|
|
Компетенция ОК-10
использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы
математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
Знает |
Умеет |
Владеет |
терминологию, основные определения, |
синтезировать по заданному автоматному |
навыками математического и |
теоремы и законы абстрактной и |
отображению конечный автомат в |
компьютерного моделирования работы |
структурной теории автоматов; основные |
заданном структурном базисе; |
управляющего и операционного устройства |
этапы структурного синтеза конечных |
пользоваться стандартами ЕСКД при |
ЭВМ в соответствии с техническим |
автоматов; канонический метод |
синтезе схем микропрограммных |
заданием; навыками создания формальных |
структурного синтеза; методы построения |
управляющих автоматов; уметь |
языков в заданном классе грамматик |
минимальных автоматов; элементы теории |
реализовать взаимные переходы МСА – |
|
алгоритмов |
ЛСА – ГСА |
|
Компетенция ПК-6
обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности
и эффективности
Знает |
Умеет |
Владеет |
основные этапы логического и |
использовать методы логического и |
навыками синтеза и отладки работы |
технического проектирования конечных |
технического проектирования прикладных |
прикладных цифровых автоматов базе |
автоматов; методы построения |
цифровых автоматов на базе стандартных |
стандартных пакетов автоматизированного |
минимальных автоматов; основные |
пакетов автоматизированного |
проектирования; основными методами |
методы устранения гонок |
проектирования; обосновывать |
устранения гонок в структурных автоматах |
|
принимаемые проектные решения; |
|
|
осуществлять выбор логических элементов |
|
|
при проектировании вычислительных |
|
|
устройств; выполнять оценку аппаратных |
|
|
затрат при проектировании устройств |
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования "Вятский государственный университет"
УТВЕРЖДАЮ
Декан выпускающего факультета
_____________ /__________________/
"_____" _________________ 20 ____ г.
|
Рабочая программа по дисциплине |
|
|
"Теория автоматов" |
|
Квалификация |
Бакалавр |
|
выпускника |
||
Направление |
23010062 |
|
шифр |
||
подготовки |
Информатика и вычислительная техника |
|
|
||
|
наименование |
|
|
23010062 |
|
Профиль |
шифр |
|
Информатика и вычислительная техника |
||
|
||
Трудоемкость |
наименование |
|
|
||
дисциплины, час |
288 |
|
Трудоемкость |
|
|
дисциплины, ЗЕТ |
9 |
Киров, 2011 г.
Разработчики
УМКД
|
|
|
|
Мельцов Василий Юрьевич |
|
|
|
|
|
дата |
|
подпись |
|
степень, звание, ФИО |
|
|
|
|
|
дата |
|
подпись |
|
степень, звание, ФИО |
|
|
|
|
|
дата |
|
подпись |
|
степень, звание, ФИО |
Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры
Кафедра Электронных вычислительных машин
протокол № _____________ от "______" ______________________ 20 ___ г.
Зав. кафедрой
ЭВМ |
|
|
|
|
|
|
дата |
|
подпись |
|
степень, звание, ФИО |
||
ведущей дисциплину |
|
|
|
|
|
|
Рабочая программа согласована с выпускающей кафедрой
Кафедра Электронных вычислительных машин
протокол № _____________ от "______" ______________________ 20 ___ г.
Зав. кафедрой
ЭВМ |
|
|
|
|
|
|
дата |
|
подпись |
|
степень, звание, ФИО |
||
выпускающей |
|
|
|
|
|
|
Концепция курса
Курс «Теория автоматов» является одним из важнейших в подготовке бакалавров по направлению 230100.62 «Информатика и вычислительная техника», вне зависимости от выбранной программы обучения. Он является базовым для профиля 230100.62.01 – Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, поскольку при создании и программного обеспечения и аппаратного обеспечения компьютерной техники используются методы абстрактного и структурного синтеза автоматов, методы минимизации и синхронизации проектируемых устройств и пакетов программ.
Курс формирует у обучающегося знания, умения и навыки в области изучения способов описания абстрактных автоматов, взаимной транспозиции автоматов Мили и Мура, выбора оптимальной структурной схемы устройства и кодирования его входных и выходных сигналов для реализации на нём требуемого алгоритма с минимальными временными затратами. К наиболее важным вопросам обучения следует отнести: изучение методов синтеза микропрограммных управляющих автоматов, изучение методов минимизации аппаратурных затрат при проектировании реализующих автоматов, а также изучение основ теории формальных грамматик. Большое внимание уделяется методикам перехода от алфавитного оператора к абстрактному автомату и особенностям реализации алгоритмов с помощью машины Тьюринга. Для успешного освоения курса студент должен обладать знаниями в области фундаментальных естественнонаучных дисциплин: информатики, математической логики и теории алгоритмов, а также навыками, полученными при изучении базовой профессиональной дисциплины бакалавриата - программирование. Знания, полученные в ходе освоения данного курса необходимы для последующего изучения базовых специальных дисциплин направления: схемотехника, микропроцессорные системы, системное программное обеспечение.
Концепция курса предусматривает широкое применение активных методов обучения. Так, практически каждое занятие лекционного типа представляет собой проблемную лекцию, посвященную совместному с обучающимися решению определенной проблемы. Весь лекционный курс обеспечен презентациями, позволяющими лучше усвоить материал. При выполнении лабораторных работ обучающимся предлагаются инструментальные комплексы и имитационные модели различных блоков и модулей вычислительных систем.
Также в рамках курса активно применяются возможности дистанционных образовательных технологий. Бакалавры имеют возможность пройти проверочные тесты, подключившись как удалённые пользователи Интернет к серверу кафедры ЭВМ по выданным им паролям. На сайте Интернет-университета информационных технологий (http:||intuit.ru) размещены теоретические материалы по некоторым темам курса, обучающие и контрольные тесты по отдельным разделам, успешное прохождение которых поможет студентам более качественно подготовиться к сдаче экзамена по данной дисциплине.
Цель и задачи, решаемые дисциплиной
Цель дисциплины
Изучение основных положений теории абстрактных и структурных автоматов, методов синтеза прикладных цифровых автоматов, а также изучение основ теории алгоритмов и теории формальных грамматик
Задачи дисциплины
•ознакомление с основными способами задания абстрактных автоматов
•изучение основных этапов синтеза автоматов
•изучение канонического метода проектирования структурных автоматов
•изучение методов логического и технического проектирования прикладных цифровых автоматов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования
•ознакомление с основными способами создания формальных языков в заданном классе грамматик
Положение дисциплины в структуре ООП
Дисциплина входит в учебный цикл: Б3 - Профессиональный цикл
Дисциплина входит в модуль ООП:
Обеспечивающие (предшествующие) дисциплины
Информатика, Математическая логика и теория алгоритмов, Программирование
Обеспечиваемые (последующие) дисциплины
Микропроцессорные системы, Организация ЭВМ и систем, Проектирование микропроцессорных систем, Проектирование ЭВМ, Теория игр, Методы научно-технического творчества, Системное программное обеспечение, Разработка модулей системного программного обеспечения
Требования к компетенциям учащегося, необходимым для освоения дисциплины (предшествующие
дисциплины)
Компетенция ОК-11
Информатика
осознает сущность и значение информации в развитии современного общества; владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации
Знает |
Умеет |
Владеет |
системы счисления и правила перевода |
выполнять преобразования чисел из одной |
правилами построения логичеcких формул |
чисел; формы и форматы представления |
системы счисления в другую для |
по таблицам истинности, приведения их к |
чисел в ЭВМ; законы булевой алгебры и |
десятичной, двоичной, восьмеричной и |
нормальным формам – ДНФ и КНФ, в том |
основные логические базисы |
шестнадцатеричной систем счисления |
числе и совершенным формам |
Компетенция ОК-8
Математическая логика и теория алгоритмов
осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной
деятельности
Знает |
Умеет |
Владеет |
Историю развития математической логики |
Использовать исчисления для получения |
Приемами анализа поведение модели в |
и общей теории алгоритмов |
новых истинных выражений |
рамках формальных исчислений |
Формализованные языки логических, |
Записать алгоритмы в терминах |
Методами минимизации алгоритмов, их |
матричных и граф-схем алгоритмов |
операторных схем |
декомпозиции и объединения |
Популярные алгоритмические системы и |
Представить алгоритм любой сложности в |
Методом резолюций для однозначного |
основные заключительные тезисы, |
терминах алгоритмических систем |
определения выводимости логических |
принципы и утверждения |
|
формул |
Компетенция ПК-11
Информатика
инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем
Знает |
Умеет |
Владеет |
методы минимизации булевых функций; |
применять знание арифметических и |
навыками разработки функциональных |
способы оценки сложности и |
логических основ вычислительной техники |
устройств ЭВМ |
быстродействия логических схем; |
при разработке функциональных узлов |
|
алгоритмы выполнения арифметических |
ЭВМ |
|
операций в ЭВМ; методы синтеза |
|
|
комбинационных схем |
|
|
Компетенция ПК-2
Математическая логика и теория алгоритмов
осваивать методики использования программных средств для решения практических задач
Знает |
Умеет |
Владеет |
основные понятия и методы |
использовать их при решении задач в |
способами выстраивать логическую |
математической логики и теории |
практической информатике |
последовательность шагов для получения |
алгоритмов |
использовать знания и навыки для |
правильного вывода |
основные алгоритмические и формальные |
определения разрешимости проблем и |
различными подходами к определению |
логические системы |
уровня сложности анализируемых |
алгоритма |
методы минимизации и объединения |
алгоритмов |
представлением о современном состоянии |
алгоритмов в рамках операционных схем |
применять общие логические принципы в |
и перспективных направлениях развития |
|
математике и специальных науках |
дисциплины в информатике и |
|
|
вычислительной технике |
Программирование
Требования к компетенциям учащегося, необходимым для освоения дисциплины (предшествующие
дисциплины)
осваивать методики использования программных средств для решения практических задач
Знает |
Умеет |
Владеет |
Основные этапы решения задачи на ЭВМ. |
Применить методы алгоритмизации |
Методами пошаговой детализации при |
Способы записи алгоритмов. Стандарт |
типовых задач. Выполнить постановку |
проектировании алгоритмов. Способами |
SAA/CUA. Приёмы алгоритмизации |
задачи. Строить схемы алгоритмов задач |
описания стандартных типов данных. |
типовых задач. Назначение и возможности |
Выполнить спецификацию программы. |
Навыками разработки программ |
интегрированной системы Turbo Pascal 7.0. |
Ставить задачу и разрабатывать алгоритм |
Методами описания схем сложных |
Критерии качества программ. Базовые |
её решения. Умеет использовать систему |
алгоритмов. Языком высокого уровня |
типы данных |
TP 7.0 как инструмент программирования. |
Pascal. Способами структурирования |
Отображение структур данных памяти |
Задать текстовый и графический режимы |
программ. Навыками отладки программ |
ЭВМ. Связь алгоритма со структурами |
работы программы. Структурировать |
Методами работы с данными. Навыками |
данных. Операторную часть системы TP |
программу и толково использовать |
работы с ЭВМ в условиях вычислительной |
7.0. Способы организации |
комментарии. Оценивать степень |
сети под управлением операционной |
разветвляющихся, циклических |
соответствия применяемых программных |
системы Windows |
вычислительных процессов, диалога с |
средств уровню автоматизации и |
|
пользователем |
обработки данных |
|
Новые языковые примитивы, учитывающие |
|
|
концепции баз данных. Способы задания |
|
|
пользователем собственных типов данных. |
|
|
Методы отладки и решения задач на ЭВМ |
|
|
в различных режимах |
|
|
Компетенция ПК-3
Программирование
разрабатывать интерфейсы "человек - электронно-вычислительная машина"
Знает |
Умеет |
Владеет |
Операции с файлами и записями. |
Программно обрабатывать массивы и |
Последовательным и прямым доступами к |
Процедуры и функции для работы с |
записи. Использовать файловую систему |
файлам. Навыками работы с |
файлами данных. Способы формирования |
Windows |
реляционными таблицами данных. |
собственных баз данных. Стандартные |
Разрабатывать объекты и классы |
Начальными навыками логического |
компоненты визуальной среды |
пользователей. Использовать иерархию |
мышления |
Динамические структуры данных. |
объектов библиотеки Turbo Vision для |
Языком Object Pascal. Навыками и |
Динамическое распределение памяти. |
создания гибкого и целостного интерфейса |
приёмами разработки: перекрывающихся |
Способы конструирования модульной |
прикладной программы с пользователем. |
окон с изменяемыми размерами, |
структуры программы. Объекты и правила |
Разрабатывать интерфейс «человек-ЭВМ» |
выпадающего меню, диалоговых окон |
объектно-ориентированного |
Использовать библиотеку классов Object |
Навыками создания окон: сортировки, |
программирования. |
Windows. Выполнить настройку среды |
поиска, фильтрации, простых запросов; |
Объектно-ориентированную технику |
визуального программирования Delphi. |
формирования экранных результатных |
программирования, включая |
Создать файл программы. Оценить |
форм |
наследование, использование указателей |
качество программной продукции |
|
и динамических переменных. Способы |
|
|
создания windows-приложений в среде |
|
|
Delphi. Критерии качества программного |
|
|
продукта |
|
|
Компетенция ПК-6
Информатика
обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности
Знает |
Умеет |
Владеет |
Типовую методику проектирования |
Выполнить экспериментальную проверку |
Методикой интерпретации результатов |
отдельных блоков системы |
работоспособности отдельных блоков |
экспериментов |
Методы построения математических |
системы |
Методами проверки корректности и |
моделей изучаемых процессов |
Анализировать результативность |
обоснованности предлагаемых вариантов |
Методы обоснования проектных решений |
принимаемых решений |
решений |
на современном техническом уровне |
На основе результатов |
Умением доказать корректность и |
|
экспериментальных проверок доказывать |
эффективность принятых проектных |
|
обоснованность принятых проектных |
решений |
|
решений |
|