В результате изучения дисциплины студент должен - основные задачи информатизации в науке и образовании;

- основные модели анализа и интерпретации данных;

- примеры компьютерных систем поддержки принятия решений;

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc - принципы создания и алгоритмы функционирования систем компьютерной графики;

- основные источники информации в электронном виде, принципы организации поиска информации на электронных носителях;

- основы дистанционного образования.

- формулировать задачи анализа и интерпретации данных, осуществлять выбор метода решения задачи, решать простейшие задачи идентификации и прогнозирования;

- применять компьютерные системы поддержки принятия решений в практических задачах;

- работать с электронными источниками информации, владеть различными приемами организации информационного поиска;

- формировать курсы дистанционного обучения на основе готовых материалов.

Дисциплина включает следующие разделы:

Информационные технологии в научных исследованиях и разработках.

Решаемые задачи.

Обзор компьютерных методов и технологий анализа и интерпретации данных.

Первичная обработка данных эксперимента. Идентификация, прогнозирование.

Обзор возможностей компьютерных систем поддержки принятия решений.

Экспертные системы. Компьютерные системы формального вывода.

Применение компьютерной графики в научных исследованиях.

Компьютерные гипермедиа и мультимедиа системы.

Локальные и глобальные компьютерные сети.

Поиск научно-технической информации в Интернет.

Электронные библиотеки. Поиск в электронных библиотеках, форматы файлов.

Электронные издания. Специфика использования и публикации.

Электронные базы данных и знаний.

Патентные базы данных. Организация патентного поиска.

Серверы новостей и конференции по направлениям.

Видеоконференции.

Распределенные базы данных.

Интеграция ресурсов Интернет с распределенными базами данных.

Дистанционное обучение, технологии и средства.

М.2.Б.2 Аннотация учебной программы дисциплины «Современные проблемы информатики и вычислительной техники»

Цель: формирование у будущего разработчика современных автоматизированных информационных систем (АИС) понимания проблем А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc проектирования АИС, системного подхода к их решению. Одной из отличительных особенностей дисциплины является акцентирование внимания студентов на системных вопросах проектирования сложных систем.

Задачи: закрепление знаний в области системотехники, изучение методов имитационного моделирования сложных систем и подходов к их структурному синтезу, освоение методик проектирования сложных систем и их интеграции на основе CALS-технологий, понимание взаимосвязи современных проблем АИС с историей их развития в предшествующие годы.

Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла образовательной программы магистра. Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах: «Информатика», «Методы оптимизации», «Моделирование систем», «Сети ЭВМ и телекоммуникации». Дисциплина является предшествующей для написания магистерской диссертации.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

- способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

- способен проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5);

- применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1);

- разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web, CALS технологий (ПК-3);

- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: этапы жизненного цикла промышленной продукции, основы CALS-технологий;

автоматизированных систем проектирования и управления; языки, модели и методы анализа и синтеза проектных решений на системном уровне проектирования;

Уметь: разрабатывать имитационные модели производственных и бизнес-процессов; формулировать задачи оптимизации проектных решений;

Владеть: языками функционального (типа IDEF) и имитационного (типа GPSS) моделирования.

Дисциплина включает следующие разделы:

Автоматизированные информационные системы;

Моделирование систем;

Структурный синтез и принятие проектных решений;

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc Введение в CALS-технологии.

Лабораторный практикум включает работы по освоению методик концептуального проектирования IDEF, языков и методик имитационного моделирования систем, генетических методов поиска проектных решений.

М.2.Б.3 Аннотация учебной программы дисциплины «Вычислительные системы и сетевые технологии»

Цели и задачи дисциплины: получение теоретических и практических навыков по разработке и освоению вычислительных систем (ВС) и вычислительных комплексов (ВК), включая системы высокой производительности, высокой готовности, системы балансировки нагрузки и используемых при этом сетевых технологий и оборудования.

существующих и перспективных вычислительных систем и комплексов, методов организации и планирования решения задач и обмена данными при параллельных вычислениях на однородных и неоднородных вычислительных системах и ВК, методов распределения задач по узлам вычислительной сети, способов построения систем высокой готовности и балансировки нагрузки, современных сетевых технологий и оборудования.

Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла образовательной программы магистра.

Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах:

«Организация ЭВМ и систем», «Сети ЭВМ и телекоммуникации», «Операционные системы». Студент должен знать архитектуры однопроцессорных ЭВМ, каналы передачи данных, функции операционных систем. Дисциплина является предшествующей для изучения дисциплины «Современные проблемы информатики и вычислительной техники» и написания магистерской диссертации.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

- применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и ИТ (ПК-1);

- формирование технических заданий и участие в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);

- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7).

В результате изучения дисциплины студент должен:

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc Знать: архитектуры современных параллельных вычислительных систем, методы планирования решения задач на однородных и неоднородных вычислительных системах, архитектуры систем высокой готовности и балансировки нагрузки, современные сетевые технологии, используемые в ВС и ВК.

Уметь: Осуществлять анализ структурной и функциональной схемы вычислительных систем с целью определения структурных параметров этих систем, оптимизировать время решения задач на однородных и неоднородных вычислительных системах. Строить и конфигурировать системы высокой готовности и балансировки нагрузки. Проводить анализ параметров вычислительных сетей.

Владеть: навыками создания и использования программных комплексов анализа и синтеза структур ВС и планирования решения задач на ВС.

Дисциплина включает следующие разделы:

- Введение;

- Архитектуры высокопроизводительных систем и комплексов;

- Организация параллельных вычислений;

- Определение загрузки процессоров;

- Организация систем высокой готовности;

- Организация систем балансировки нагрузки;

- Сетевое оборудование и сетевые технологии;

- Анализ сетей с различным сетевым оборудованием;

- Анализ распределенных систем.

Цикл лабораторных работ посвящен организации параллельных вычислений, оценкам числа процессоров и времени решения задач, оценке параметров сетей и сетевого оборудования.

М.2.В.1 Аннотация учебной программы дисциплины Целью преподавания дисциплины является изучение архитектуры основных типов современных микроконтроллеров и микропроцессоров общего назначения, способов проектирования микропроцессорных систем на их основе, организации обработки и обмена данными в системе.

В результате изучение данной дисциплины студент должен:

Знать современное состояние и основные направления развития микропроцессорной техники, архитектурные особенности RISC- и CISCпроцессоров и микроконтроллеров, способы организации многокристальных микропроцессорных систем, требования к разработке документации по аппаратным и программным средствам.

Уметь по заданным условиям применения выбрать аппаратные средства, наиболее полно отвечающие техническим требованиям, А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc разрабатывать концептуальную модель микропроцессорной системы, применять средства моделирования и отладки, разрабатывать схемные и программные компоненты систем, организовать взаимодействие компонентов в системе.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

- формирование технических заданий и участие в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);

- выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации (ПК-5);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7);

- разрабатывать микропроцессорные системы (МПС) управления для заданных прикладных областей, разрабатывать принципиальные схемы МПС, включая сопряжение со стандартными интерфейсами и аналоговыми схемами, разрабатывать программное обеспечение МПС (ПСК-7).

Основные разделы дисциплины:

- Архитектура МПС, организация подсистем обработки данных и устройств связи центрального процессора с внешней средой. Разделение функций управления и обработки: арбитры шины и сопроцессоры Основные задачи и методы проектирования МПС.

- Однокристальные встраиваемые микро-ЭВМ и микроконтроллеры, промышленные контроллеры.

- Микроконтроллеры (МК) семейства МК 51. Организация памяти, подсистем ввода/вывода и прерываний. Режимы работы и программирование встроенных периферийных устройств.

- Описание системы команд микроконтроллера МК 51, примеры программирования типовых процедур. Проектирование систем управления и обработки данных на базе МК-51. Микроконтроллеры с RISC-архитектурой.

Контроллеры семейства AVR ATmega. Особенности архитектуры, организация памяти, портов ввода/вывода, режимы работы и программирование встроенных периферийных устройств.

- Система команд микроконтроллера ATmega.

- Однокристальные микропроцессоры общего назначения. Краткая характеристика разных типов процессоров с CISC-архитектурой.

- Микропроцессоры семейства i80X86. Базовая модель регистров общего назначения 16- и 32-разрядных процессоров. Реальный режим.

Понятие логического, эффективного и физического адресов. Управление памятью.

- Защищенный режим процессоров i80X86. Формирование адреса в защищенном режиме. Организация защиты в 16- и 32-разрядных А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc процессорах, атрибуты защиты. Переключение и защита задач. Особенности организации прерываний в защищенном режиме.

- Страничная организация и сегментация памяти. Особенности управления памятью в страничном режиме. КЭШ-память первого уровня, буфер ассоциативной трансляции TLB, типы КЭШ - памяти Реализация способов доступа и обновления КЭШ - памяти в процессорах i80X86.

- Общая характеристика процессоров пятого поколения P5.

Особенности архитектуры, организация конвейерной обработки, назначение и организация буфера BTB. Технология MMX.

- Архитектурные особенности микропроцессоров Pentium Pro, P II,III,IV, Celepon. Способы повышения производительности: двойная независимая шина, дополнительные исполнительные устройства, особенности циклов шины.

- Концептуальная модель процессоров P6. Способы повышения производительности. Основные преимущества и проблемы реализации систем на процессоре P6. Многоядерные микропроцессоры.

- Мультимикропроцессорные системы, типовые структуры, области их применения. Транспьютерные и систолические системы. Обобщенная архитектура параллельных систем.

- Средства разработки и отладки МПС. Сигнатурные и логические анализаторы, программные и внутрисхемные эмуляторы, оценочные платы и системы отладки.

При изучении дисциплины «Микропроцессорные системы»

используются дополнительные сведения из соответствующих разделов следующих курсов - «Теория автоматов», «Организация ЭВМ и систем», «Операционные системы», «Схемотехника».

М.2.В.2 Аннотация учебной программы дисциплины «Программирование многопроцессорных систем»

Цель дисциплины: изучение технологий создания программ для параллельных многопроцессорных вычислительных архитектур.

Задачи: рассмотреть типовые архитектуры многопроцессорных вычислительных систем и комплексов (ВС и ВК), принципы создания параллельных алгоритмов и программ, основные технологии создания программ для многопроцессорных ВС с общей памятью и ВК с передачей сообщений, инструментальные средства поддержки программирования многопроцессорных архитектур.

Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла образовательной программы. Изучение данной дисциплины базируется на курсах: «Информатика», «Математическая логика и теория алгоритмов», «Программирование на языках высокого уровня», «Машинноориентированные языки», «Операционные системы», «Организация ЭВМ», «Сети и телекоммуникации». Студент должен знать универсальные языки А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc программирования и машинно-ориентированные языки, основные архитектуры вычислительных машин, систем и комплексов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать общие принципы создания и оценки параллельных алгоритмов и программ, основные технологии параллельного программирования, их применение для различных архитектур многопроцессорных систем;

уметь создавать программы для многопроцессорных систем с общей памятью, включая графические сопроцессоры, и многопроцессорных (многомашинных) комплексов с передачей сообщений.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

Дисциплина включает следующие разделы:

- Классификация многопроцессорных вычислительных систем и комплексов. Виды параллелизма.

- Проблемы cоздания параллельных программ. Оценка достижимого параллелизма.

- Методика создания параллельных алгоритмов и программ.

- Технологии программирования систем с общей памятью (потоки ОС, OpenMP).

- Технологии программирования графических ускорителей.

- Технологии программирования систем с передачей сообщений.

- Общая характеристика MPI.

- Оценка коммуникационной сложности программ.

- Способы коммуникации в MPI.

- Понятие о реконфигурируемых системах.

- Совместное использование технологий параллельного программирования.

- Автоматизация создания параллельных программ.

М.2.В.3 Аннотация учебной программы дисциплины Целью преподавания дисциплины «Технология программирования»

является изучение процессов проектирования программного обеспечения, использования декомпозиции и абстракции при проектировании, методологии объектно-ориентированного программирования, методов тестирования и отладки программного обеспечения, документирования и оценки качества программных систем, проектирования интерфейсов пользователя, изучение инструментальных средств разработки.

В результате изучения данной дисциплины студент должен знать современные процессы разработки программ, способы декомпозиции программных систем, основы объектного подхода к анализу, проектированию и программированию систем, типовые проектные решения, способы тестирования, документирования и оценки качества программного А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc обеспечения, назначение и возможности инструментальных средств разработки.

В результате изучения данной дисциплины студент должен уметь:

- организовывать процесс разработки;

- выполнять постановку задачи, анализ требований;

- выполнять проектирование и разработку системы;

- применять объектный подход на разных этапах разработки;

- применять типовые проектные решения;

- выполнять декомпозицию систем;

- создавать и применять тесты;

- оценивать и улучшать качество программного кода;

- разрабатывать пользовательские интерфейсы;

- создавать программную документацию;

- использовать различные инструментальные средства разработки программ.

Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла образовательной программы магистра.

Изучение дисциплины «Технология программирования» базируется на знаниях, полученных студентами в курсах «Информатика», « Программирование на языках высокого уровня», «Операционные системы», «Сети ЭВМ и телекоммуникации», «Моделирование», «Системный анализ», «Теория автоматов», «Базы данных».

Знания, полученные студентами в данном курсе, используются при подготовке магистерской диссертации.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и программных средств ВТ (ПК-4);

- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7);

- знать особенности МП семейств, разрабатывать МПС управления для заданных прикладных областей, разрабатывать принципиальные схемы МПС, включая сопряжение со стандартными интерфейсами и аналоговыми схемами, разрабатывать ПО МПС. (ПСК-7);

- знать протоколы современных вычислительных сетей, разрабатывать и сопровождать сетевое программное обеспечение системного и прикладного назначения (ПСК-8).

Основные разделы дисциплины:

Технологии разработки программ.

Введение в быструю разработку и принципы экстремального программирования (XP).

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc Анализ требований к проекту. Введение в прецедентный анализ.

Базовые понятия объектной технологии. Класс, объект, инкапсуляция.

Классификация на примере моделирования предметной области проекта. Моделирование с использованием диаграмм UML.

Проектирование архитектуры системы.

Быстрое проектирование. Базовые принципы объектного проектирования. Выполнение начальных этапов проектирования.

Тестирование программного обеспечения. Понятие о рефакторинге.

Шаблоны (паттерны) проектирования.

Разработка пользовательского интерфейса и СУБД с использованием шаблонов.

Размещение проекта на нескольких вычислительных узлах.

Унифицированный процесс разработки (UP).

Средства визуального программирования и проектирования. CASEсредства.

Инструментарий совместной разработки.

Инструментарий параллельного программирования.

М.2.В.4 Аннотация учебной программы дисциплины «Системы искусственного интеллекта»

Цель: подготовка магистров к созданию и применению интеллектуальных автоматизированных информационных систем.

Задачи: формирование умений и навыков по следующим направлениям деятельности построение моделей слабоструктурированных приложений, решение задач проектирования и управления на основе методов искусственного интеллекта, разработка программного обеспечения на языке Пролог.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: модели представления и методы обработки знаний, системы принятия решений.

Уметь: разрабатывать математические модели процессов и объектов, методы их исследования, выполнять их сравнительный анализ.

Владеть: способами формализации интеллектуальных задач с помощью языков искусственного интеллекта.

Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла образовательной программы магистра. Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах: «Методы оптимизации», «Теория принятия решений», «Сети ЭВМ и телекоммуникации».

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1) А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc - выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации (ПК-5).

Дисциплина включает следующие разделы:

Представление знаний в интеллектуальных системах;

Исчисление предикатов первого порядка;

Языки искусственного интеллекта;

Экспертные системы;

Нейронные сети.

М.2.В.5 Аннотация учебной программы дисциплины Цель дисциплины – дать студенту систематизированные знания о схемотехнике современных спецпроцессоров, основах синтеза аппаратурных алгоритмов и реализации алгоритмов в виде спецпроцессоров.

В результате изучения дисциплины студент должен:

ЗНАТЬ современное состояние и основные направления развития спецпроцессоров, особенности схемотехники специализированных вычислителей, основные аппаратурные алгоритмы и способы решения задач цифровой обработки сигналов и линейной алгебры;

УМЕТЬ использовать современные методы и средства разработки спецпроцессоров, синтезировать аппаратурно-ориентированные алгоритмы для решения задач цифровой обработки сигналов и линейной алгебры на основе известных методов, реализовывать аппаратурные алгоритмы, производить оценку производительности и аппаратурной сложности разработанных устройств.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

- знать особенности МП семейств, разрабатывать МПС управления для заданных прикладных областей, разрабатывать принципиальные схемы МПС, включая сопряжение со стандартными интерфейсами и аналоговыми схемами, разрабатывать ПО МПС (ПСК-7);

- знать архитектуры высокопроизводительных ВС и комплексов, создавать высокопроизводительные вычислительные системы и комплексы на базе базовых компонентов, разрабатывать программное обеспечение высокопроизводительных вычислительных систем и их системное программное обеспечение, применять пакеты программ и библиотеки для решения заданных классов задач на высокопроизводительных вычислительных системах и комплексах (ПСК-9).

Успешное обучение студента по дисциплине "Спецпроцессоры" обеспечивается успешным освоением студентом следующих дисциплин:

"Математический анализ", "Теория автоматов", "Организация ЭВМ и систем", "Схемотехника", "Микропроцессорные системы".

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла образовательной программы магистра.

Основные разделы дисциплины:

Классификация спецпроцессоров. Основные задачи, решаемые спецпроцессорами.

Схемотехника вычислительных устройств.

Методы "цифра за цифрой" для вычисления иррациональных и трансцендентных функций.

Класс алгоритмов дискретных линейных преобразований (ДЛП).

Явные и неявные алгоритмы ДЛП.

Задача решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ).

Использование реконфигурируемых специализируемых вычислительных устройств.

Понятие о сигнальных процессорах. Особенности архитектуры.

Применение сигнальных процессоров.

М.2.В.6 Аннотация учебной программы дисциплины Целью преподавания дисциплины является изучение принципов оценки и обеспечения параметров ЭВМ, комплексов сетей и составляющих их узлов.

В результате изучение данной дисциплины студент должен ЗНАТЬ:

- принципы оценки параметров надежности узлов, устройств, систем ЭВМ без учета восстановления;

- математические модели оценки параметров надежности ЭВМ, систем с восстановлением;

- методы тестирования ЭВМ и систем;

- варианты схемной реализации способов резервирования.

Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла образовательной программы магистра.

При изучении дисциплины «Отказоустойчивые системы»

используются дополнительные сведения из соответствующих разделов следующих курсов - «Теория вероятности, математическая статистика и случайные процессы», «Моделирование систем».

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и программных средств ВТ (ПК-4);

- знать особенности МП семейств, разрабатывать МПС управления для заданных прикладных областей, разрабатывать принципиальные схемы МПС, включая сопряжение со стандартными интерфейсами и аналоговыми схемами, разрабатывать ПО МПС (ПСК-7);

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc - знать протоколы современных вычислительных сетей, разрабатывать и сопровождать сетевое программное обеспечение системного и прикладного назначения (ПСК-8);

- знать архитектуры высокопроизводительных ВС и комплексов, создавать высокопроизводительные вычислительные системы и комплексы на базе базовых компонентов, разрабатывать программное обеспечение высокопроизводительных вычислительных систем и их системное программное обеспечение, применять пакеты программ и библиотеки для решения заданных классов задач на высокопроизводительных вычислительных системах и комплексах (ПСК-9).

Основные разделы дисциплины:

Основные понятия надежности, критерии безотказности.

Оценка параметров надежности для систем без восстановления с параллельно-последовательным резервированием.

Оценка параметров надежности для систем со сложной структурой без восстановления.

Имитационные модели оценки параметров надежности сложных систем без восстановления.

Мажоритарное резервирование.

Резервирование с восстановлением.

Методы оценки вероятности безотказной работы для систем с восстановлением.

Пороговое резервирование.

Гибридное резервирование.

Компактное тестирование.

Диагностические тестирования. Эквивалентные неисправности.

Управляемость и наблюдаемость схем при тестировании. Методы тестопригодного проектирования.

Способы поиска неисправных блоков – функциональный, средней точки, время – вероятность, инженерные способы диагностики.

М.2.В.7 Аннотация учебной программы дисциплины «Междисциплинарный курсовой проект»

Междисциплинарный курсовой проект (МКП) является первым этапом выполнения магистерской диссертации и соответствует тематике магистерской диссертации.

Целью дисциплины подготовка магистрантов к выполнению и защите магистерской диссертации.

Задачами дисциплины являются:

- ознакомление с требованиями к магистерской диссертации, составу документации и ГОСТами;

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc - выполнение междисциплинарного курсового проекта по теме магистерской диссертации;

- защита междисциплинарного курсового проекта В состав МКП входят следующие разделы:

- Пояснительная записка с описанием результатов предпроектных исследований по теме МКП, полученными при анализе прототипа в 1 и 2-м семестрах обучения по этой дисциплине.

- Техническое задание на проектирование по ГОСТ -34;

- Технический проект;

- Рабочий проект;

- Титульные листы ко всем вышеуказанным разделам проекта.

Защита МКП осуществляется каждым студентом индивидуально перед комиссией, назначаемой кафедрой. В случае подготовки коллективного проекта особое внимание уделяться разделам, разработанным защищающимся студентом лично.

Общекультурные компетенции - способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

- использует на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

- самостоятельно приобретает с помощью информационных технологий и использует в практической деятельности новые знания и умения, в новых областях не связанных со сферой деятельности (ОК-6).

Профессиональные компетенции – - применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1).

М.2.ДВ.1.1 Аннотация учебной программы дисциплины «Реконфигурируемые вычислительные системы»

Цель преподавания дисциплины: познакомить магистрантов с вычислительными системами, допускающими изменение аппаратной конфигурации под определенные задачи или классы задач – реконфигурируемыми вычислительными системами (РВС), – способами их построения и использования.

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc Задачи дисциплины: рассмотреть историю и перспективы развития РВС, способы построения и виды РВС, структуры РВС, элементную базу и компоненты РВС; рассмотреть программные средства для поддержки РВС, включая системные средства, САПР, языки программирования РВС различного уровня; рассмотреть примеры применения РВС.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

- знать архитектуры высокопроизводительных вычислительных систем и комплексов, создавать высокопроизводительные вычислительные системы и комплексы (ВВСиК), разрабатывать ПО ВВС и их СПО, применять пакеты программ и библиотеки для решения заданных классов задач на ВВСиК (ПСК-9).

Дисциплина входит в часть дисциплин по выбору профессионального цикла образовательной программы магистра.

Основные разделы дисциплины:

Понятие о реконфигурируемых вычислительных системах (РВС).

Варианты построения РВС.

Структура РВС. Аппаратное обеспечение РВС.

Программируемые логические интегральные схемы.

Языки описания аппаратуры.

Способы программирования РВС.

Понятие о структурно-процедурных вычислениях.

Языки программирования РВС.

Средства автоматизации программирования РВС.

Задачи, решаемые на РВС.

М.2.ДВ.1.2 Аннотация учебной программы дисциплины Целью дисциплины является краткое введение в теорию машинного представления и цифровой обработки информации – периодической дискретизации, двоичной свертки, цифровой фильтрации и быстрому преобразованию Фурье (БПФ), а также рассмотрение основных принципов построения цифровых сигнальных процессоров.

Дисциплина входит в часть дисциплин по выбору профессионального цикла образовательной программы магистра.

В результате изучение данной дисциплины студент должен:

знать основы математического аппарата, применяемого при построении цифровых систем для обработки дискретных сигналов, основные алгоритмы цифровой обработки сигналов (ЦОС), особенности архитектуры сигнальных процессоров;

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc уметь применять основные положения теории ЦОС при реализации базовых алгоритмов цифровой обработки (КИХ- и БИХ- фильтрация, БПФ) на DSP-процессорах.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и программных средств ВТ (ПК-4);

- выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации (ПК-5);

- знать особенности МП семейств, разрабатывать МПС управления для заданных прикладных областей, разрабатывать принципиальные схемы МПС, включая сопряжение со стандартными интерфейсами и аналоговыми схемами, разрабатывать ПО МПС (ПСК-7).

Основные разделы и дисциплины:

Основы анализа сигналов: классификация сигналов, спектральный и корреляционный анализ, случайные сигналы.

Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование, частота Найквиста, спектр дискретного сигнала, теорема Котельникова.

Импульсная характеристика, определение функций двоичной свертки и цифровых фильтров с импульсной характеристикой конечной и бесконечной длины (КИХ- и БИХ-фильтрация).

Общие сведения о дискретном преобразовании Фурье и алгоритмах БПФ.

Особенности архитектуры и принципы организации обработки информации в сигнальных процессорах (DSP-процессорах).

Обобщенная архитектура DSP-процессора.

М.2.ДВ.2.1 Аннотация учебной программы дисциплины «Программное обеспечение компьютерных сетей»

Цель дисциплины - изучение основ протоколов взаимодействия вычислительных систем в локальных и глобальных вычислительных сетях, архитектуры современного сетевого программного обеспечения.

Задачи дисциплины : изучение межсетевых, транспортных и прикладных протоколов стека TCP/IP, основных реализаций данного стека, программного интерфейса сокетов, программного обеспечения для безопасного обмена данными в вычислительных сетях.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать современное состояние и основные направления развития системного сетевого программного обеспечения, основные технологии распределенной обработки информации и программирования приложений, работающих в локальных и глобальных вычислительных сетях;

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc уметь создавать приложения, исполняемые параллельно в рамках процессов и потоков, правильно организовывать взаимодействие и синхронизацию параллельных процессов, создавать приложения, работающие в распределенной информационной среде; разрабатывать сетевое программное обеспечение с применением программного интерфейса сокетов, применять при разработке протоколы безопасного сетевого взаимодействия;

Успешное обучение студента по данной дисциплине обеспечивается "Программирование на языках высокого уровня", "Системное программное обеспечение", "Организация ЭВМ и систем", "Сети ЭВМ и телекоммуникации".

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и программных средств ВТ (ПК-4);

- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7);

- разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web, CALS технологий (ПК-3);

- знать протоколы современных вычислительных сетей, разрабатывать и сопровождать сетевое программное обеспечение системного и прикладного назначения (ПСК-8).

Дисциплина входит в часть дисциплин по выбору профессионального цикла образовательной программы магистра.

Основные разделы дисциплины:

Общая характеристика современного системного и прикладного сетевого программного обеспечения, перспектив и основных направлений его развития.

Мультизадачность и параллельное программирование средствами операционной системы.

Основы стека TCP/IP, архитектура сетевого взаимодействия;

Сетевой протокол IPv4; маршрутизация в локальных и глобальных вычислительных сетях;

Направленная, групповая и широковещательная передача;

Основы протокола IPv6;

Транспортные протоколы TCP и UDP;

Концепция сокетов. Программный интерфейс сокетов;

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc Доменная система имен DNS;

Прикладные протоколы стека TCP/IP; протокол telnet;

Прикладной протокол FTP;

Системы электронной почты; прикладные протоколы SMTP, POP3, IMAP4;

Программные интерфейсы безопасного сетевого взаимодействия OpenSSL и Microsoft Crypto API;

Использование удостоверяющих центров и цифровых сертификатов X509;

Разработка сетевого программного обеспечения с применением безопасных протоколов SSL и TLS.

Лабораторный практикум включает работы по разработке клиента и сервера прикладной сетевой программы, изучению прикладных протоколов стека TCP/IP, разработке сетевых программ, обменивающихся по безопасным сетевым протоколам.

М.2.ДВ.2.2 Аннотация учебной программы дисциплины Целью дисциплины является изучение основ передачи информации в компьютерных сетях и протоколов передачи.

Задачами дисциплины являются изучение основных понятий компьютерных сетей передачи данных, принципов построения компьютерных сетей, организации модели OSI, организации различных стеков протоколов, изучение основных протоколов стека TCP|IP.

Курс основан на материале дисциплин «Сети ЭВМ и телекоммуникации», «Организация ЭВМ»

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- проектирование, монтаж, наладка и сопровождение вычислительных сетей и систем телекоммуникаций (ПСК-9);

многопроцессорных систем (ПСК-11).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: области применения протоколов передачи информации, принципы их работы, область их применения, способы их использования и особенности реализации.

Уметь: использовать существующие протоколы передачи данных для создания автоматизированных систем, способных передавать данные через современные IP-сети.

Владеть: навыками применения протоколов передачи данных при разработке распределенных автоматизированных систем.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc - способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

- разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web, CALS технологий (ПК-3);

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и программных средств ВТ (ПК-4);

- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7);

- знать протоколы современных вычислительных сетей, разрабатывать и сопровождать сетевое программное обеспечение системного и прикладного назначения (ПСК-8).

Дисциплина включает следующие разделы:

Основы теории сетей передачи данных;

Описание уровней модели OSI;

Стек протоколов TCP/IP;

Основные протоколы стека TCP/IP.

М.2.ДВ.3.1 Аннотация учебной программы дисциплины «Моделирование на высокопроизводительных вычислительных Целью дисциплины является изучение основ использования высокопроизводительных вычислительных систем для задач моделирования и подготовка к работе с современными высокопроизводительными вычислительными комплексами.

Задачами дисциплины являются изучение основных понятий крупномасштабного компьютерного моделирования, принципов построения современных высокопроизводительных вычислительных систем, наиболее используемых распределенных вычислительных комплексов, способов первичного создания крупномасштабных компьютерных моделей, основных этапов проведения крупномасштабного вычислительного эксперимента, алгоритмов визуализации и форматов хранения сверхбольших объемов научных данных.

Дисциплина входит в часть дисциплин по выбору профессионального цикла программы магистра. Е изучение базируется на курсах «Информатика», «Операционные системы», «Организация ЭВМ и систем», «Системное программное обеспечение».

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- разработка, настройка и эксплуатация высокопроизводительных вычислительных систем и распределенных вычислительных комплексов А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc (ПСК-12);

высокопроизводительных вычислительных систем и комплексов (ПСК-13).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: области применения высокопроизводительных вычислительных систем, историю их развития, понятия параллельного программирования, структуру и принципы работы основных распределенных вычислительных комплексов, способы первичного создания крупномасштабных компьютерных моделей, методы преобразования, хранения и визуализации научных данных.

Уметь: использовать высокопроизводительные вычислительные системы для решения прикладных задач, классифицировать высокопроизводительные вычислительные системы по их структуре, составу и назначению, выбирать способ построения крупномасштабной компьютерной модели наиболее адекватный решаемой задаче.

Владеть: навыками проектирования крупномасштабного вычислительного эксперимента с использованием современных систем препроцессорной обработки данных, навыками визуализации результатов вычислительного эксперимента с использованием современных систем научной визуализации.

Дисциплина включает следующие разделы:

Области применения высокопроизводительных вычислительных систем;

Тенденции построения современных высокопроизводительных вычислительных систем и комплексов;

Требования надежности, доступности и отказоустойчивости, предъявляемые к распределенным вычислительным комплексам;

Виды обеспечения высокопроизводительных вычислительных систем;

суперкомпьютерных систем;

Вычислительно ядро приложения, инструментарий для написания прикладных параллельных программ;

Стандарты в области разработки прикладных программ для распределенных вычислительных комплексов;

Технические средства суперкомпьютеров: вычислительные устройства, иерархия памяти, система ввода-вывода, интерконнект;

Параллельные методы и программные системы решения сложных вычислительно-трудоемких задач ;

Технологии распределенных вычислений и GRID-технологии;

Визуализация результатов крупномасштабного вычислительного эксперимента, технологии анализа и визуализации данных ;

вычислительного эксперимента в конкретных прикладных областях;

Практика разработки прикладных параллельных программ;

Принципы построения “открытых” систем разработки прикладных А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc программ для высокопроизводительных вычислительных комплексов;

Классификация и обзор современных высокопроизводительных вычислительных систем.

Лабораторный практикум включает работы по изучению базовых основ практического использования систем разработки прикладных параллельных проектирования, проведения и визуализации крупномасштабных вычислительных экспериментов (SALOME, OpenFOAM, ParaView).

М.2.ДВ.3.2 Аннотация учебной программы дисциплины «Научная визуализация в компьютерном моделировании»

Цель: освоение студентами понятий вычислительная графика, знакомство с моделями представления цвета, основными системами обработки изображений, компьютерного зрения и научной визуализации.

Для успешного изучения курса студенту необходимо знание курсов общей физики, математического анализа, алгебры и геометрия, информатики, программирования на языках высокого уровня, иметь опыт работы на вычислительном кластере.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: методы визуального представления информации, математические основы геометрического моделирования, особенности восприятия растровых изображений, методы квантования и дискретизации изображений, системы кодирования цвета, алгоритмы растрирования и геометрические преобразования;

Владеть: методами геометрического моделирования, технологиями обработки графических данных, методами использования технических средств компьютерной графики и современными средствами программирования и создания трехмерных моделей объектов;

Уметь: применять на практике алгоритмы компьютерной графики, использовать возможности технических средств компьютерной графики с применением трехмерных геометрических моделей объектов, иметь представление о графическом конвейере, обеспечивающем визуализацию 3D-сцен.

Курс содержит следующие разделы:

Роль графики в научной визуализации и моделировании Моделирование цвета в графике. Основы аппаратной реализации графического конвейера: геометрический и пиксельный шейдеры.

Программируемость.

Изучение систем научной визуализации. Понятие о графических API (DirectX, OpenGL) и шейдерных языках (GLSL, MS HLSL).

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc Вычислительная геометрия. Алгоритмы локального освещения.

Понятие глобального освещения, модели и методы его реализации.

Распараллеливание вычислений и на различных уровнях: в графических процессорах; многоядерных центральных процессорах; в кластерах и сетях.

М.3. ПРАКТИКИ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Научно-исследовательская практика является заключительной частью подготовки студентов и подготовительной стадией к выполнению магистерской диссертации. Она проводится по окончании 5 курса обучения (первый курс магистратуры) и направлена на закрепление и углубление полученных знаний, приобретение навыков практической работы, а также сбор практических материалов по магистерской диссертации.

Срок прохождения практики 4 недели.

Целью практики является непосредственная практическая подготовка к самостоятельной работе по специальности; сбор материалов по магистерской диссертации, углубление и закрепление теоретических знаний, приобретение опыта практической работы.

В ходе прохождения научно-исследовательской практики студент должен выполнить следующие задачи:

- ознакомиться со структурой объекта практики, характеристикой его подразделений;

- выявить основные потребности в автоматизации;

- использовать методы получения информации и ее обобщения;

- использовать методы, основы и основные приемы исследовательской деятельности;

- осуществить сбор, обобщение и систематизацию материалов для магистерской диссертации в соответствии с темой.

За период прохождения практики студент получает дополнительные теоретические и практические знания по новым вопросам автоматизации деятельности предприятий и организаций, основным вопросам проектирования автоматизированных систем, расчетам экономической эффективности от внедрения моделей, методов и программных продуктов, предлагаемых в магистерской диссертации.

Научно-исследовательская практика направлена на формирование следующих компетенций:

Общекультурные компетенции – организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ОК- 7);

Профессиональные компетенции – - на основе знания педагогических приемов принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений по профилю направления «Информатика и вычислительная техника» (ПК-2);

- разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web и САLS-технологий (ПК-3);

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и/или программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7).

Производственная практика является заключительной частью подготовки студентов и подготовительной стадией к выполнению магистерской диссертации. Она проводится по окончании 5 курса обучения (первый курс магистратуры) и направлена на закрепление и углубление полученных знаний, приобретение навыков практической работы, а также сбор практических материалов по магистерской диссертации.

Срок прохождения практики 4 недели.

Целью практики является непосредственная практическая подготовка к самостоятельной работе по специальности; сбор материалов по магистерской диссертации, углубление и закрепление теоретических знаний, приобретение опыта практической работы.

В ходе прохождения производственной практики студент должен выполнить следующие задачи:

- ознакомиться со структурой объекта практики, характеристикой его подразделений;

- выявить основные потребности в автоматизации;

- использовать методы получения информации и ее обобщения;

- использовать методы, основы и основные приемы исследовательской деятельности;

- осуществить сбор, обобщение и систематизацию материалов для магистерской диссертации в соответствии с темой.

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc За период прохождения практики студент получает дополнительные теоретические и практические знания по новым вопросам автоматизации деятельности предприятий и организаций, основным вопросам проектирования автоматизированных систем, расчетам экономической эффективности от внедрения моделей, методов и программных продуктов, предлагаемых в магистерской диссертации.

Производственная практика направлена на формирование следующих компетенций:

Общекультурные компетенции – организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ОК- 7);

Профессиональные компетенции – - на основе знания педагогических приемов принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений по профилю направления «Информатика и вычислительная техника» (ПК-2);

- разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web и САLS-технологий (ПК-3);

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и/или программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7).

Педагогическая практика направлена на приобретение практических навыков проведения учебных занятий в Волгоградском государственном техническом университете.

Целью практики является приобретение практических навыков подготовки и проведения учебных занятий в высших учебных заведениях.

В ходе прохождения педагогической практики студент должен выполнить следующие задачи:

- государственный образовательный стандарт и рабочий учебный план по одной из основных образовательных программ;

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc - учебно-методическую литературу, лабораторное и программное обеспечение по рекомендованным дисциплинам учебного плана;

- организационные формы и методы обучения в высшем учебном заведении;

- проведение практических и лабораторных занятий со студентами по рекомендованным темам учебных дисциплин;

- проведение пробных лекций в студенческих аудиториях под контролем преподавателя по темам, связанным с научноисследовательской работой магистранта.

В результате прохождения практики магистрант должен:

- государственный образовательный стандарт и рабочий учебный план одной из основных образовательных программ, реализуемых на факультете электроники и вычислительной техники;

- учебно-методическую литературу, лабораторное и программное обеспечение по дисциплине учебного плана, выбранной в рамках педагогической практики;

- организационные документы, формы и методы ведения учебного процесса в высшем учебном заведении;

- виды и формы учебно-методических материалов, используемых в учебном процессе в вузе.

- собирать и систематизировать учебно-методические материалы;

- готовить и проводить практические и лабораторные занятия со студентами.

Педагогическая практика направлена на формирование следующих профессиональных компетенций:

- на основе знания педагогических приемов принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений по профилю направления «Информатика и вычислительная техника» (ПК-2).

А_230100_68_5_о_п_ФЭВТ.doc