Студентам ИТ / 1 РП_ИТ / РП ИТ ( 09.03.01) - 2 к - 2015

Информационные технологии автоматизированного управления.

1.Чем отличается автоматизированное управление состоянием ОУ от управления его структурой? Приведите наглядные примеры с управлением автомобилем.

2.Объясните на известном простом примере такие понятия, как: состояния, структура, управление, помехи ОУ. Что такое динамические переменные ОУ, параметры структуры?

3.Дайте содержательную трактовку линейного разностного уравнения регрессионно-авторегрессионного ОУ (1.1.2 пособия «Информационные технологии автоматизированного управления»).

4.Изобразите фазовую траекторию состояний ОУ, соответствующую линейной зависимости динамических переменных от времени, в фазовом пространстве, описываемом двумя / тремя динамическими переменными.

5.Приведите пример критерия среднеквадратичного отклонения для однопараметрического фазового пространства для линейной и квадратичной зависимостей динамической переменной от времени при различных структурных параметрах текущей и эталонной (плановой) траекторий (1.3.1 пособия «Информационные технологии автоматизированного управления»).

6.Как формализуются цели и целевые критерии управления? Приведите известный вам пример из области управления предприятием.

7.В чем отличие условно-оптимального и оптимального управлений?

8.Объясните отличия в экспертных подходах в подготовке принятия управленческих решений по эталонным ситуациям и состояниям,

воспользовавшись пп.1 4 и 5 8 (раздела 1.4 пособия «Информационные технологии автоматизированного управления»).

9.На примере рассмотренной задачи управления фондовым рынком обоснуйте выбор критериев управления (функционалов) по состояниям, т.е. определяемых лишь одними фазовыми траекториями ОУ.

10.Объясните смысл линеаризации участков фазовых траекторий ОУ на коротких интервалах времени. Зачем нужны БД и БЗ при управлении ОУ?

11.Что такое выборочные значения и как они связаны с генеральной совокупностью случайного экономического события?

12.Как связана выборочная вероятность или частость случайного экономического события с его теоретической вероятностью? Приведите содержательный пример.

13.Поясните природу помех в авторегрессионных моделях, описывающих динамику состояний экономических объектов.

14.Что такое статистически независимые события? Как математически описываются вероятности независимых событий?

15.Приведите наглядные примеры отношений на двух множествах из области экономики. Чем отличаются отношения, отображения, функции?

16.Объясните смысл нормального распределения. В чем его преимущества, недостатки?

41

17.Покажите на примере как вычисляются выборочные статистики: среднее значение, дисперсия, ковариация.

18.Как выглядит ковариационная матрица случайного экономического события, описываемого независимыми выборками?

19.Как выглядит ковариационная матрица двухпараметрического, трехпараметрического вектора состояния ОУ?

20.Поясните смысл несмещенности, эффективности и состоятельности статистических оценок экономических событий.

21.Как оценивается состоятельность индексных статистик?

22.Приведите пример статистик второго порядка, более высокого порядка. Как используются данные статистики в экономике?

23.Чем отличаются вероятностное и нечеткое описание неопределенностей ОУ?

24.На основании формул умножения вероятностей проведите вывод формул Байеса и поясните их смысл.

25.Приведите пример несовместных экономических событий. Объясните смысл полной формулы Байеса, описывающей апостериорную вероятность событий.

26.Объясните смысл использования нечетких функций принадлежности для описания неопределенностей состояний ОУ.

Информационные технологии автоматического управления.

1.В чем смысл отрицательной обратной связи?

2.Что такое система регулирования?

2.Чем отличается автоматическая система управления от автоматизированной?

3.Перечислите и объясните основные этапы синтеза систем управления. Какой основной принцип управления заложен в процесс синтеза?

4.Изложите алгоритм исследования динамики физической системы.

В чем заключается принцип подобия при моделировании физических систем?

5.Динамика каких систем описывается дифференциальными, а каких разностными уравнениями? Приведите примеры.

6.Каким свойствам удовлетворяет линейная система? Объясните эти свойства.

7.В чем смысл преобразований Лапласа для линейных динамических

систем?

8.Как определяется установившееся значение выхода линейной динамической системы?

9.Дайте определение передаточной функции линейной динамической системы. Приведите пример.

10.Что такое структурная схема линейной динамической системы?

11.Что такое сигнальный граф линейной динамической системы?

42

12.Приведите пример структуры и соответствующего сигнального графа. Зачем нужны сигнальные графы?

13.Объясните смысл формулы Мейсона для передаточной функции линейной динамической системы.

14.Что такое регуляторы плавного действия? Приведите пример.

15.Что такое релейные регуляторы? Зачем они нужны?

16.Что такое закон регулирования? Перечислите

17.известные Вам законы и объясните их.

18.В чем основные преимущества ПИД-регуляторов?

19.Изобразите графически отклик регуляторов на возмущение.

20.Какие критерии качества регулирования Вы знаете?

Объясните их смысл.

21.Что такое робастное управление? Приведите пример робастной системы управления.

22.Какими переходными характеристиками описывается переходная функция систем второго порядка? Приведите примеры.

23.Как связаны переходные характеристики системы второго порядка с

еефизическими параметрами. Как определяется частотная характеристика системы?

24.Какова реакция линейной системы на синусоидальное воздействие? Чему равен коэффициент усиления гармонического сигнала?

25.Как связаны между собой аргумент s преобразования Лапласа и

аргумент частотной характеристики линейной системы?

26. Каково назначение ЦАП и АЦП в цифровых системах управления? Изобразите функциональную схему одноконтурной цифровой системы

управления.

27.Что такое квантователь или ключ? Какое функциональное преобразование он осуществляет?

28.Как работает ЦАП? Изобразите функциональную схему ключа и фиксатора (экстраполятора нулевого уровня). Чему равна передаточная функция экстраполятора?

29.Как выражается z-преобразование сигнала?

30.Как построить z-преобразование передаточной функции разомкнутой дискретной системы?

31.Как определить отклик дискретной системы на единичный импульсный входной сигнал, на единичный ступенчатый входной сигнал?

32.Как определить устойчивость линейной непрерывной системы с обратной связью по ее непрерывной передаточной функции П(s)?

33.Как определить устойчивость линейной непрерывной системы с обратной связью по ее дискретной передаточной функции П(z)?

34.В чем принципиальная разница по устойчивости между дискретной и непрерывной системами второго порядка?

35.Как получить дискретную аппроксимацию цифрового регулятора?

36.Как получить уравнение непрерывной динамической системы в переменных ее состояния?

43

37.Как описывается в общем случае состояние линейной динамической системы в переменных ее состояния? Приведите векторное описание.

38.Приведите общий вид решения уравнения состояния.

39.Как определяется фундаментальная или переходная матрица состояния?

40.Выпишите вид линейного и нелинейного уравнений состояний в дискретно-разностной форме.

41.Объясните смысл и СКО метод идентификации дискретных моделей линейных систем.

42.Как провести оценку устойчивости дискретно-разностной модели линейной системы.

43.Приведите функциональную схему системы контроля

качества жидких сред по оптическому светорассеянию.

44.Приведите примеры корреляционных мер сходства. Чем они отличаются?

45.В чем заключаются методы спектральной компьютерной квалиметрии?

46.Какие методы получения спектральных данных Вы знаете?

47.Что лежит в основе теории спектрального анализа?

48.Почему спектры многокомпонентных веществ, находящихся в конденсированном состоянии, носят нечеткий размытый характер?

49.Какие две проблемы спектральной компьютерной квалиметрии Вы

знаете?

50.Объясните смысл построения экспертных правил в компьютерной квалиметрии.

Информационные технологии прогнозирования состояний объектов управления.

1.В чем смысл прогнозирования состояний ОУ по его динамической

модели.

2.Объясните смысл помех, описываемых сезонной, циклической и стохастической компонентами вектора состояний ОУ.

3.Объясните модель парной линейной регрессии.

4.Объясните модель множественной линейной регрессии.

5.Чему равно математическое ожидание для стационарной авторегрессии первого порядка при отличном от 1 выборочном коэффициенте корреляции?

6.Как определяются параметры стационарной авторегрессии второго порядка?

7.Какой моделью обычно описывают коррелированную стохастическую переменную?

8.Чем отличаются оперативное и стратегическое прогнозирование?

9.Какой из регрессионных анализов является самым простым и надежным для отражения тенденций в стратегическом прогнозировании?

44

10.Какие критерии используют для оценивания адекватности регрессионных моделей?

11.Какими критериями пользуются для оценивания степени близости регрессионных моделей к фактическим данным?

12.В каких случаях используется прогнозирование состояний экономических объектов на основе их стохастических моделей?

13.Какие функции называются предикторами?

14.Какому закону подчиняется совместное распределение двух случайных величин?

15.Что такое условное распределение случайной величины?

16.Как определяется маргинальное распределение случайной величины?

17.Как определяется функция регрессии?

18.Как определяется полная ошибка случайной величины Y, статистически связанной со случайной величиной X?

19.Каков вид регрессии при нормальном законе распределения случайных величин X и Y?

20.Объясните смысл оптимального стохастического прогноза.

21.Дайте определение корреляционного отношения.

22.Что служит показателем отклонения регрессионной зависимости от линейной зависимости?

23.Каков вид зависимости предиктора, описываемого множественной линейный регрессией?

24.Каков вид зависимости предиктора, описываемого нелинейный регрессией?

Информационные технологии защиты информации.

1.Опишите современное атакующие информационное оружие.

2.Для чего служат парольные взломщики и как они применяются?

3.Что такое DNS-сервер. Опишите алгоритм создания ложного DNSсервера.

4.Опишите основные функции, которые имеются в современных брандмауэрах.

5.Покажите связь между потребностями пользователей Интернета и применением различных служб для их удовлетворения.

6.Опишите политики безопасности брандмауэра. Какая из них предпочтительней?

7.Расскажите о различных методах формирования межсетевого экрана.

8.Какие методы являются основными для криптографической защиты.

9.Охарактеризуйте основные алгоритмы шифрования.

10..Укажите недостатки и преимущества симметричного и несимметричного алгоритмов шифрования.

11.Опишите практическую реализацию стандарта шифрования данных

DES.

12.Расскажите принцип работы криптоалгоритма PGP.

45

11.Материально-техническая база необходимая для осуществления

образовательного процесса по дисциплине

Кафедра располагает материально-технической базой, соответствующей действующим санитарно-техническим нормам и обеспечивающей проведение всех видов теоретической и практической подготовки, предусмотренных учебным планом бакалавриата, а также эффективное выполнение научно-исследовательских работ.

Для проведения лабораторных работ и самостоятельных занятий используются специализированные учебные классы, оснащенные компьютерной техникой, аудиовизуальной техникой для презентаций, необходимым программным обеспечением, электронными учебными пособиями и законодательно–правовыми и нормативными поисковыми системами, имеющими выход в глобальную сеть (таблица 11.1).

46

12. ПРОВЕДЕНИЕ ОБУЧЕНИЯ И ТЕКУЩЕЙ АТТЕСТАЦИИ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ НОЗОЛОГИЙ ИНВАЛИДОВ И ЛИЦ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ ЗДОРОВЬЯ

Выбор методов обучения инвалидов определяется особенностями восприятия учебной информации студентов-инвалидов и студентов с ограниченными возможностями здоровья. Учебные материалы могут быть предоставлены в различных формах так, чтобы инвалиды с нарушением слуха получали информацию визуально, с нарушениями зрения – аудиально (например, с помощью программ-синтезаторов речи) или с помощью телеинформационных устройств.

Форма проведения текущей аттестации для студентов-инвалидов устанавливается с учетом индивидуальных психофизических особенностей (устно, письменно на бумаге, письменно на компьютере, в форме тестирования и т.п.). При необходимости студенту-инвалиду предоставляется дополнительное время для подготовки ответа на зачете или экзамене.

Студент-инвалид имеет право воспользоваться помощью тьютора для персонального сопровождения во время прохождения текущей аттестации.

47

13. ГЛОССАРИЙ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ

В таблицах 13.1, 13.2 приведены основные термины и определения, изучаемые в дисциплине «Информационные технологии».

Таблица 13.1

Основные термины и определения информационных технологий

Информационные технологии автоматизированного управления

ОУ – объект управления (любые финансовые, производственные и коммерческие предприятия или их объединения, соответствующие им действия или операции (как на микро, так и макро уровнях), а также процессы (последовательность операций) на системном уровне).

S – вектор состояния ОУ (набор параметров, определяющих динамику основных показателей ОУ).

P – вектор структурных параметров ОУ (набор параметров, определяющих внутренние и внешние связи ОУ без их иерархии).

C – вектор управления ОУ (набор параметров, определяющих поток данных (управления), связанных с материальными, финансовыми и информационными ресурсами).

H – вектор неконтролируемых возмущений (помех).

РАР-объекты – регрессионно-авторегрессионные объекты (объекты, описываемые разностными дифференциальными уравнениями общего вида).

Фазовое пространство состояний – пространство, образованное компонентами вектора состояний объекта.

Фазовая траектория – последовательность положений вектора состояний объекта в фазовом пространстве.

Трубка траекторий – серия траекторий, соответствующая при наличии помех заданному управлению.

Оптимальное управление – управление, соответствующее целевым и ограничительным критериям.

Условно-оптимальное управление – управление, осуществляемое при использовании усредненных функциональных критериев или иных ограничениях.

ППР – подготовка принятия решений. ЛПР – лицо, принимающее решения.

Вероятность – числовая мера теоретического правдоподобия случайного события (гипотетически при бесконечном числе испытаний).

Частость – числовая мера (выборочная вероятность) эмпирического правдоподобия случайного события (при конечном числе испытаний).

– квантор объединения множеств (операции +, ИЛИ).– квантор пересечения множеств (операция *, И).

– квантор принадлежности множеству.

– символ «следует».

– множество не содержащее ни одного элемента (пустое множество).

A – отрицание события А.

Несовместные события – события, которые не могут произойти одновременно.

Г – гипотеза (одно из событий, образующих полную группу несовместных событий). Статистика / статистики – функция / функции от наблюдений.

S – среднее значение (центральное, наиболее вероятное) вектора состояния.

48

COV – ковариационная матрица.– дисперсия.

Выборка – последовательность независимых одинаково распределенных случайных величин.

Генеральная совокупность – всевозможные значения случайной величины. Несмещенные оценки – оценки, выборочные средние которых равняются

теоретическим математическим ожиданиям, полученным при использовании генеральной совокупности.

Эффективная оценка – оценка, имеющая минимально возможную дисперсию. Состоятельная оценка – оценка, дающая точные значения для больших выборок,

независимо от входящих в них конкретных наблюдений.

– коэффициент корреляции (величина, описывающая меру линейной связи между двумя случайными величинами).

SkX – коэффициент асимметрии (коэффициент, описывающий степень асимметрии, скоса распределения плотности вероятностей случайной величины).

eX – коэффициент эксцесса (коэффициент, описывающий остроту/ пологость симметричного распределения плотности вероятностей случайной величины).

Информационные технологии автоматического управления

X(s) – образ Лапласа входного сигнала x(t) линейной системы. Y(s) – образ Лапласа выходного сигнала y(t) линейной системы. E(s) – образ Лапласа ошибки регулирования, E(s) = X(s) – Y(s). G(s) – передаточная функция разомкнутой линейной системы

(объекта управления), G(s) = Y(s) / X(s) .

R(s) – передаточная функция цепи обратной связи.

П(s) – передаточная функция замкнутой линейной системы,

П(s) = G(s) /[1 + R(s) G(s)] .

(t) – ступенчатая функция Хевисайда,

(t) = 0 для t < 0 и (t) = 1 для t 0.

(t) – импульсная функция Дирака,

(t) = для t = 0 и (t) = 0 для t 0.

G(j ) – частотная характеристика линейной системы,

G(j ) = G(s = j ).

ТЕХ – технологии.

ТО – технологический объект (любые производственные операции, а также процессы (последовательность операций) на системном уровне).

ТОП – технологическая операция. ТП – технологический процесс.

, – метрические и неметрические меры сходства.

– частость – числовая мера (выборочная вероятность) эмпирического правдоподобия случайного события (при конечном числе испытаний).

Информационные технологии прогнозирования

Seast – сезонный компонент помехи Ht. Sirct – циклический компонент помехи Ht. Et – стохастический компонент помехи Ht. M Et – математическое ожидание помехи. СКО – среднеквадратичное отклонение.

DW – критерий независимости (Дарбина-Уотсона). RS – критерий нормальности случайных остатков.

49

R2– критерий детерминации (множественной корреляции), характеризующий долю

вариации зависимой переменной, объясняемой линейной регрессионной моделью. TS – статистика (Стьюдента).

F – статистика (Фишера).

Pr(x, y) – совместное распределение двух случайных величин X и Y.

Pr(y x) – условное распределение случайной величины Y (распределение Y при условии, что X = x).

rY(x) – функция регрессии Y на X.

2

YX

50