Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебные материалы ИКНТ 1-8 семестры / 7 семестр / Б3.ДВ6.1 Основы и системный анализ информационно управляющих процессов

.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
541.87 Кб
Скачать

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

1. Цели и результаты изучения дисциплины

1.1. Цели изучения дисциплины

Представления:

Об основных проблемах моделирования систем и обработке информационно управляющих процессов, а также понимание того, что использование аппаратных и программных средств только тогда эффективно, когда их применение обосновано расчетами, а алгоритмы и программы оптимальны.

Знания:

По вопросам построения и обработке моделей информационных процессов и систем с заданными параметрами и методов их обработки.

Умения:

Реализовывать на практике решать вопросы моделирования и обработки информационно управляющих процессов.

Навыки:

Самостоятельного решения вопросы моделирования и обработки информационно управляющих процессов с заданными параметрами и имитационного моделирования систем, а также исследования характеристик информационных потоков в технических системах.

Изучение курса ставит перед собою следующие задачи:

расширение знаний в области современных тенденций обработки информационно управляющих процессов; формирование умений реализовывать на практике методы и способы обработки

процессов и сигналов различного типа; развитие умений работать в конкурентной среде, используя теоретические и

практические навыки получения оптимальных результатов; овладение методологиями анализа и синтеза технологических объектов и информационных ресурсов;

освоение профессиональных навыков работы с аппаратными и программными средствами; умение самостоятельно демонстрировать и развивать практические навыки в

области информационно управляющих процессов.

В результате изучения курса «Основы и системный анализ информационно управляющих процессов» студент должен:

знать

технологии обработки информационно управляющих процессов;

международные и национальные стандарты в данных областях; методологии анализа и синтеза при решение данного круга задач;

уметь

применять знание теории методов и способов обработки информации для решения профессиональных задач жизненного цикла автоматизации производства; разрабатывать и анализировать оптимальные методы и способы обработки информационных сигналов и процессов;

вводить в жизненный цикл решения данных задач инновационные технологии;

Стр. 2 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

владеть

приемами разработки достижения оптимальных результатов в рамках ограниченных ресурсов априорной и экспериментальной информации, методами анализа качества функционирования вычислительных структур и сетей, методами синтеза новых инфраструктур, навыками разработки инновационных решений, типовыми операциями построения оптимальных структур, навыками работы в средах вычислительных ресурсов;

социально - личностные качества обучающегося:

организованность, ответственность, сосредоточенность, коммуникабельность, активность, гражданственность, патриотизм.

1.2. Результаты обучения (компетенции) выпускника, в формирование которых вносит вклад освоение дисциплины

Код

Результат обучения (компетенция) выпускника ООП

ОК-1 владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, умение логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь

ОК-2 готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе; знание принципов и методы организации и управления малыми коллективами; способность находить организационно-управленческие решения в нестандартных ситуациях и готов нести за них ответственность

ОК-3 понимание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности

ОК-4 способность научно анализировать социально значимые проблемы и процессы, умение использовать на практике методы гуманитарных, экологических, социальных и экономических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности

ОК-5 умение применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для интеллектуального развития, повышения культурного уровня, профессиональной компетенции, сохранения своего здоровья, нравственного и физического самосовершенствования

ОК-6 владение широкой общей подготовкой (базовыми знаниями) для решения практических задач в области информационных систем и технологий

ОК-7 умение критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков

ОК-8 осознание значения гуманистических ценностей для сохранения и развития современной цивилизации; готовность принять нравственные обязанности по отношению к окружающей природе, обществу, другим людям и самому себе

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

ПК-2 способность проводить техническое проектирование

ПК-6 способность оценивать надежность и качество функционирования объекта проектирования

Стр. 3 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

ПК-12 способность разрабатывать средства реализации информационных технологий (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные)

ПК-13 способность разрабатывать средства автоматизированного проектирования информационных технологий

ПК-30 готовность проводить сборку информационной системы из готовых компонентов

1.3. Планируемые результаты освоения дисциплины Планируемые результаты изучения дисциплины, обеспечивающие достижение

цели изучения дисциплины «Основы и системный анализ информационно управляющих процессов» и её вклад в формирование результатов обучения (компетенций) выпускника ООП (при разработке раздела использован раздел 7 ФГОС ВПО):

знание основных понятий, методов общения с информационными системами, методов и моделей обработки информации, в частности, выбор оптимальных методов и способов обработки ;

умение применять математические методы (в частности, методы математической логики, статистической обработки данных) для решения типичных задач обработки информации в информационных системах с доведением решения до практически приемлемого результата с использованием стандартного программного обеспечения;

умение ориентироваться в математическом аппарате в области интеллектуальных информационных систем, работать с профессиональной литературой, подобрать, интерпретировать и оценить необходимую информацию;

– умение разрабатывать структуру информационной системы, рационально использовать существующие методы и прикладное программное обеспечение, а также разрабатывать новые методы в соответствии с заданием;

– учебные умения, позволяющие с высокой степенью самостоятельности осваивать новые математические методы и модели, используемые в области обработки процессов и сигналов различного вида.

2. Место дисциплины в ООП

Место дисциплины в структуре ООП

Согласно ФГОС ВПО по направлениям 230400 «Информационные системы и технологии» и 220100 "Системный анализ и управление" (квалификация (степень) «бакалавр»). «Основы и системный анализ информационно управляющих процессов» – рекомендованная в ФГОС дисциплина профессиональной части цикла Б.3.

Дисциплину «Основы и системный анализ информационно управляющих процессов» студенты изучают в 7-м семестре.

Изучение дисциплины опирается на знания в области математики (включая функциональный анализ и теорию вероятностей), информационных технологий (общий уровень владения компьютером, технология программирования), освоенные студентами на предшествующих этапах обучения.

Результаты изучения дисциплины используются при изучении дисциплин профессионального цикла Б.3 (теоретические основы электроники и электроника, электроника и схемотехника и др.).

Кроме того, результаты изучения дисциплины используются при подготовке к контрольным работам (раздел 7 ФГОС ВПО).

3. Распределение трудоёмкости освоения дисциплины по видам

Стр. 4 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

учебной работы

3.1. Виды учебной работы

Виды учебной работы

 

Трудоемкость

 

 

 

 

ач/нед

ач/сем

 

 

 

 

 

 

Лекции

 

 

 

 

 

Лабораторные занятия

 

 

 

 

 

Практические занятия, семинары

 

2

36

 

 

 

 

в том числе аудиторные занятия в интерактивной форме

 

36

 

 

 

 

Самостоятельная работа

 

36

 

 

 

в том числе творческая проблемно-ориентированная самостоятельная

8

работа

 

 

 

 

 

 

 

Экзамены (подготовка во время сессии, сдача)

 

 

 

 

 

Общая трудоемкость освоения дисциплины

в академических часах:

72

 

в зачетных единицах:

2.00

3.2. Формы контроля

 

 

Формы контроля

 

Количество

 

 

 

 

 

Текущий контроль

 

 

 

 

 

Контрольные работы (КРаб), шт.

 

4

 

 

 

 

 

Коллоквиумы (Кк), шт.

 

 

 

 

 

 

Расчетно графические работы (РГР), шт.

 

 

 

 

 

 

Рефераты (Реф), шт.

 

 

 

 

 

 

Курсовые проекты (КП), шт.

 

 

 

 

 

 

Курсовые работы (КР), шт.

 

 

 

 

 

 

Промежуточная аттестация

 

 

 

 

 

Зачёты (З), шт.

 

1

 

 

 

 

 

Экзамены (Э), шт.

 

 

 

 

 

4. Содержание и результаты обучения

4.1. Разделы дисциплины и виды учебной работы

 

Темы

ПЗ

СРС

 

 

 

 

1.

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

1.1.

Введение

2

2

 

 

 

 

2.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ И СИГНАЛОВ В ИНФОРМАЦИОННО

 

 

УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМАХ

 

 

 

 

 

 

2.1.

Дискретные и непрерывные сигналы и процессы

2

2

 

 

 

 

2.2.

Детерминированные и стохастические процессы и сигналы

2

2

 

 

 

 

2.3.

Квантование

4

4

 

 

 

 

3.

ВЕРОТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ

 

 

 

 

 

3.1.

Математическое ожидание и дисперсия

2

2

 

 

 

 

3.2.

Корреляционная и ковариационная функции

2

2

 

 

 

 

3.3.

Экспертные оценки и анализ чувствительности

2

2

 

 

 

 

Стр. 5 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

3.4.

Частотный анализ

 

 

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

4.

МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1.

Моделирование детерминированных процессов

1

 

1

 

 

 

 

 

 

4.2.

Моделирование стохастических процессов

3

 

3

 

 

 

 

 

 

4.3.

Анализ ограниченной выборки данных

6

 

6

 

 

 

 

 

 

 

5.

Планирование эксперимента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.

Методы планирования

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.

Факторный анализ

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Итого по видам учебной работы, ач

36

 

36

 

 

 

 

 

 

 

Итого по видам учебной работы, зет

1.00

 

1.00

 

 

 

 

 

 

Общая трудоемкость освоения, ач / зет

72 / 2.00

 

 

 

 

 

 

 

4.2. Содержание разделов и результаты изучения дисциплины

 

 

 

 

Темы, разделы

 

 

Результаты освоения дисциплины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ВВЕДЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1. Введение

 

 

 

Знания на уровне понятий, определений,

 

 

Вероятностно-статистические

формулировок. Исторические аспекты развития

методы обработки информации

и

методов и способов обработки информационных

планирование эксперимента.

 

процессов. Знания на уровне моделей и методов.

 

 

 

 

 

 

 

Влияние технического прогресса на программные и

 

 

 

 

 

 

 

аппаратные средства при решении такого рода

 

 

 

 

 

 

 

 

задач. Умения в решении задач. Строить модели и

 

 

 

 

 

 

 

определять компоновку информационных

 

 

 

 

 

 

 

 

процессов для решения задач поиска и обработки

 

 

 

 

 

 

 

информации, а также управления.

 

 

 

2. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ И СИГНАЛОВ В ИНФОРМАЦИОННО

 

УПРАВЛЯЮЩИХСИСТЕМАХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.

Дискретные

и

Знания на уровне понятий, определений,

 

непрерывные

сигналы

и

формулировок. Виды информационно

 

 

 

процессы

 

 

 

 

 

управляющих процессов и сигналов. Знания на

 

Непрерывные, кусочно-

 

уровне моделей и методов. Математическое

 

непрерывные и цифровые сигналы и

представление различного рода процессов и

 

процессы.

Единичный

импульс.

сигналов. Их свойства. Умения в решении задач.

Единичный скачок.

Периодическая

Строить модели и определять компоновку

 

и

 

 

непериодическая

информационных процессов для решения задач

последовательность.

 

 

 

поиска и обработки информации, а также

 

 

 

 

 

 

 

 

управления.

 

 

 

 

2.2.

Детерминированные

и

Знания на уровне понятий, определений,

 

стохастические

процессы

и

формулировок. Виды информационно

 

 

 

сигналы

 

 

 

 

 

управляющих процессов и сигналов. Знания на

 

Классификация

процессов

и

уровне моделей и методов. Математическое

 

сигналов.

Их

свойства.

Решение

представление различного рода процессов и

 

практических

задач с

учетом

сигналов и их свойства. Умения в решении задач.

особенностей

 

исследуемых

Строить модели и определять компоновку

 

(моделируемых,

 

используемых)

информационных процессов для решения задач

процессов.

Стационарность

поиска и обработки информации, а также

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр. 6 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

широком и узком смысле слова) и управления. нестационарность. Эргодичность и не эргодичность. Законы распределения.

2.3. Квантование

 

 

Знания на уровне понятий, определений,

Квантование

по

уровню

и

формулировок. Виды информационно

времени. Цифровой сигнал. Теорема

управляющих процессов и сигналов. Виды

Шеннона-Котельникова-Найквиста.

дискретизации. Знания на уровне моделей и

Период

 

дискретизации.

методов. Математическое представление

Восстановление

сигналов

и

различного рода процессов и сигналов и их

процессов.

 

Равномерная,

свойства. Квантование и восстановление

адаптивная

и

стохастическая

процессов. Умения в решении задач. Строить

дискретизации.

 

 

 

модели и определять компоновку информационных

 

 

 

 

 

процессов для решения задач поиска и обработки

 

 

 

 

 

информации, а также управления. Определение

 

 

 

 

 

характеристик сигналов с помощью аналоговой,

 

 

 

 

 

цифро-аналоговой и цифровой аппаратуры и

 

 

 

 

 

средств вычислительной техники.

3. ВЕРОТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ

3.1.

 

Математическое

Знания на уровне понятий, определений,

ожидание и дисперсия

 

 

формулировок. Цель использования вычисляемых

Вычисление

числовых

и

характеристик. Знания на уровне моделей и

функциональных

характеристик.

методов. Математическое представление

Доверительный интервал. Средне-

определяемых характеристик процессов. Умения в

квадратическое

 

отклонение.

решении задач. Строить модели и определять

Центрированные

процессы

и

компоновку информационных процессов для

сигналы.

 

 

 

 

решения задач поиска и обработки информации, а

 

 

 

 

 

также управления. Определение характеристик

 

 

 

 

 

сигналов с помощью аналоговой, цифро-

 

 

 

 

 

аналоговой и цифровой аппаратуры и средств

 

 

 

 

 

вычислительной техники.

3.2.

Корреляционная

и

Знания на уровне понятий, определений,

ковариационная функции

 

формулировок. Цель использования вычисляемых

Определение

и

оценивание

характеристик. Знания на уровне моделей и

вычисляемых

характеристик.

методов. Математическое представление

Нормированная

корреляционная

определяемых характеристик процессов. Умения в

функция. Цифровой фильтр.

 

решении задач. Строить модели и определять

 

 

 

 

 

компоновку информационных процессов для

 

 

 

 

 

решения задач поиска и обработки информации, а

 

 

 

 

 

также управления. Определение характеристик

 

 

 

 

 

сигналов с помощью аналоговой, цифро-

 

 

 

 

 

аналоговой и цифровой аппаратуры и средств

 

 

 

 

 

вычислительной техники.

3.3. Экспертные

оценки

и

Знания на уровне понятий, определений,

анализ чувствительности

 

формулировок. Цель использования вычисляемых

Группирование данных. Отбор

характеристик. Знания на уровне моделей и

экспертов.

Принятие

решения.

методов. Математическое представление

Понятие чувствительности. Модели

определяемых характеристик процессов. Умения в

и примеры расчетов.

 

 

решении задач. Строить модели и определять

 

 

 

 

 

 

Стр. 7 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

 

 

 

 

 

компоновку информационных процессов для

 

 

 

 

 

решения задач поиска и обработки информации, а

 

 

 

 

 

также управления. Определение характеристик

 

 

 

 

 

сигналов с помощью аналоговой, цифро-

 

 

 

 

 

аналоговой и цифровой аппаратуры и средств

 

 

 

 

 

вычислительной техники.

 

 

 

3.4. Частотный анализ

 

Знания на уровне понятий, определений,

Ортогональные

полиномы.

формулировок. Цель использования вычисляемых

Функции

Уолша.

Преобразование

характеристик. Знания на уровне моделей и

Фурье. Временное и частотное

методов. Математическое представление

прореживание.

Спектральные

определяемых характеристик процессов. Умения в

характеристики. Вибродиагностика

решении задач. Строить модели и определять

турбоагрегатов.

 

 

 

компоновку информационных процессов для

 

 

 

 

 

решения задач поиска и обработки информации, а

 

 

 

 

 

также управления. Определение характеристик

 

 

 

 

 

сигналов с помощью аналоговой, цифро-

 

 

 

 

 

аналоговой и цифровой аппаратуры и средств

 

 

 

 

 

вычислительной техники.

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ

 

 

 

4.1.

 

Моделирование

Знания на уровне понятий, определений,

детерминированных процессов

 

формулировок. Виды информационно

Графики,

 

таблицы,

управляющих детерминированных процессов и

итерационные

 

алгоритмы.

сигналов. Знания на уровне моделей и методов.

Периодические и непериодические

Математическое представление различного рода

сигналы.

 

 

 

 

процессов и сигналов. Их свойства. Умения в

 

 

 

 

 

решении задач. Строить модели и определять

 

 

 

 

 

компоновку информационных процессов для

 

 

 

 

 

решения задач поиска и обработки информации, а

 

 

 

 

 

также управления.

 

 

 

 

4.2.

 

Моделирование

Знания на уровне понятий, определений,

стохастических процессов

 

формулировок. Виды информационно

Равномерный,

нормальный

и

управляющих стохастических процессов и

экспоненциальный

 

законы

сигналов. Знания на уровне моделей и методов.

распределения. Метод Неймана.

Математическое представление различного рода

Аддитивная, мультипликативная

и

процессов и сигналов. Их свойства. Умения в

смешанная модели. Алгебраические

решении задач. Строить модели и определять

преобразования

и

метод

компоновку информационных процессов для

суммирования.

Модель

с

решения задач поиска и обработки информации, а

произвольным

 

законом

также управления.

распределения.

 

Цифровая

 

фильтрация.

 

 

 

 

4.3.

Анализ

ограниченной

Знания на уровне понятий, определений,

выборки данных

 

 

 

формулировок. Виды законов распределения

Группирование

 

 

информационно управляющих стохастических

экспериментальных

 

данных.

процессов и сигналов. Знания на уровне моделей и

Проверка гипотезы о виде их

методов. Математическое представление

распределения. Исключение грубых

различного рода процессов и сигналов. Их

погрешностей.

 

Нормально

свойства. Умения в решении задач. Решать задачи

распределенный закон.

 

 

поиска и обработки информации, а также

 

 

 

 

 

 

Стр. 8 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

 

 

 

 

 

 

 

управления.

 

 

 

5. Планирование эксперимента

 

 

 

 

 

 

 

5.1. Методы планирования

 

Знания на уровне понятий, определений,

 

Сбор

данных.

Стратегическое

формулировок. Исторические аспекты развития

и

тактическое

планирование.

методов и способов планирования

Определение

 

 

количества

информационных процессов. Знания на уровне

экспериментов.

Однофакторный

моделей и методов. Влияние технического

эксперимент.

 

 

 

 

прогресса на программные и аппаратные средства

 

 

 

 

 

 

 

при решении такого рода задач. Умения в решении

 

 

 

 

 

 

 

задач. Строить планы и определять компоновку

 

 

 

 

 

 

 

информационных процессов для решения задач

 

 

 

 

 

 

 

поиска и обработки информации, а также

 

 

 

 

 

 

 

управления.

 

5.2. Факторный анализ

 

Знания на уровне понятий, определений,

 

Основные

понятия

и

формулировок. Основные понятия и определения

определения.

Схема

решения

методов и способов планирования

интерполяционной

 

задачи.

информационных процессов. Знания на уровне

Построение

плана

эксперимента.

моделей и методов. Влияние технического

Полный

факторный

экспертный.

прогресса на возможности решения такого рода

Неполный факторный эксперимент.

задач. Умения в решении задач. Строить планы и

Регрессионный анализ результатов.

определять компоновку информационных

Оптимизация планов эксперимента.

процессов для решения задач поиска и обработки

 

 

 

 

 

 

 

информации, а также управления.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Образовательные технологии

В преподавании курса используются традиционные образовательные технологии:

лекции,

практические занятия.

Программой предусмотрены практические занятия. В начале занятия студентам демонстрируется презентация с теоретическим материалом (20-30 минут). Затем студенты приступают к выполнению индивидуальных заданий.

Кроме того, в рамках курса предусмотрено 4 контрольных работы по разделам 3-5.

Стр. 9 из 31

01.04.2012 21:44

Rich text editor, text_content, press ALT 0 for help.

http://license.stu.neva.ru/programs/print/printprograms_code.php

.

Занятия в активной и интерактивной формах

Занятия в интерактивной форме

Объём,

ач

 

 

 

На каждом занятии диалог со студентами проходит в интерактивной форме.

36

Студенты имеют возможность вести диалог с преподавателем на протяжении

 

всего занятия. 108

 

6. Лабораторный практикум

 

Не предусмотрен

 

Стр. 10 из 31

01.04.2012 21:44