МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Современные проблемы информатики и вычислительной техники

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра вычислительной техники и электроники
Направление подготовки09.04.01. Информатика и вычислительная техника
ПрофильНейроинформационные технологии и робототехнические системы
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план09_04_01_НТиРС-2-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 32
самостоятельная работа 49
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 15
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 14 14 14 14
Сам. работа 49 49 49 49
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.т.н., доцент, Скурыдин Ю.Г.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент, Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Современные проблемы информатики и вычислительной техники

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 09.04.01 Информатика и вычислительная техника (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 г. № 918)

составлена на основании учебного плана:
09.04.01 Информатика и вычислительная техника
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра вычислительной техники и электроники

Протокол от 08.06.2020 г. № 79/19-20
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.ф-м.н., Пашнев Владимир Валентинович, доц., зав. кафедрой "Вычислительной техники и электроники"


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра вычислительной техники и электроники

Протокол от 08.06.2020 г. № 79/19-20
Заведующий кафедрой к.ф-м.н., Пашнев Владимир Валентинович, доц., зав. кафедрой "Вычислительной техники и электроники"


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Целью курса «Современные проблемы информатики и вычислительной техники» является углубление общего информационного образования и информационной культуры студентов, применительно к самым последним исследованиям в области IT.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.02

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-4 Способен применять на практике новые научные принципы и методы исследований;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.методологию поиска и систематизации информации, а также методологию получения новых знаний на ее основе и методологию передачи этих знаний окружающим,
методологию выявления роли науки в развитии цивилизации, ее отдельных компонентов, определяющих развитие составных частей человеческого общества,
технологию отделения научного знания от лженаучных представлений,
методологию обучения ок-ружающих современному научному знанию, естественно-научные, социальные и профессиональные аспекты информатизации общества,
основные проблемы,
сопровождающие процессы информатизации,
основы философии и методологии совокупности наук,
использующих IT-технологии для решения своих задач,
место и роль IT-технологий в формировании новых научных знаний
3.2.Уметь:
3.2.1.находить и систематизировать информацию,
получать на ее основе новые знания и передавать их окружающим,
выявлять роль науки в развитии цивилизации, ее отдельных компонентов, определяющих развитие составных частей человеческого общества,
отделять научное знание от лженаучных представлений,
обучать окружающих современному научному знанию,
полностью самостоятельно приобретать знания в предметной области, использовать их для решения задач в рамках собственной про-фессиональной деятельности,
передавать знания окружающим, определять философские аспекты и методологию совокупности наук, использующих IT-технологии для ре-шения своих задач,
определять место и роль IT-технологий в формировании новых научных знаний
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.обобщения и систематизации информации,
получения на ее основе новых знаний и их передачи окружающим,
выявления роли науки в развитии цивилизации, ее отдельных компонентов,
определяющих развитие составных частей человеческого общества,
отделения научного знания от лженаучных представлений,
обучения окружающих современному научному знанию,
самостоятельного сбора, обобщения, преобразования и передачи информации в рамках глобальных и локальных процессов информатизации,
определения философских аспектов и методологии совокупности наук, использующих IT-технологии для решения своих задач,
определения места и роли IT-технологий в формировании новых научных знаний

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение. Краткий обзор проблемных направлений в информатике
1.1. Интеллектуальные системы Метаданные Технологии кодирования и сжатия данных Тенденции в проектировании систем Автоматизированные системы Элементная база вычислительной техники Лекции 3 2 Л2.6, Л1.1, Л2.12, Л2.7
1.2. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 5 ОПК-4 Л1.1, Л2.12, Л2.7, Л2.13
Раздел 2. Системы искусственного интеллекта и их роль в становлении информационного общества
2.1. Семантический Web, Метаданные, Модель метаданных RDF, Язык RDFS, Дублинское ядро, Языки онтологий, Язык OWL, Web-2.0 Лекции 3 2 Л2.14, Л1.1, Л2.15, Л2.4
2.2. Практическая работа №1 Практические 3 1 ОПК-4 Л1.1, Л2.15
2.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 6 Л1.1, Л2.15, Л2.16, Л2.4
Раздел 3. Метаданные и онтологии
3.1. Способы представления знаний, Введение в управление знаниями, Data Mining, Задачи обработки текстовой информации, Классификация, Кластеризация, Метод ближайшего соседа, Метод анализа иерархий, Онтологии, Средства построения онтологий, IDEF5, Системы управления знаниями, Онтологическая СУЗ Лекции 3 1 Л2.6, Л1.1, Л2.4
3.2. Практическая работа №2 Практические 3 2 ОПК-4 Л1.1, Л2.4
3.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 4 Л2.6, Л1.1, Л2.11, Л2.4
Раздел 4. Основы применения эволюционных методов
4.1. Эволюционные методы, Простой генетический алгоритм, 3.4. Генетическое программирование, Метод комбинирования эвристик, Примеры применения генетических методов Лекции 3 1 Л1.1, Л2.5, Л2.17, Л2.1, Л2.9
4.2. Практическая работа №3 Практические 3 1 ОПК-4 Л1.1, Л2.7, Л2.18, Л2.3, Л2.17
4.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 6 Л1.1, Л2.17, Л2.9
Раздел 5. Методы кодирования и сжатия данных
5.1. Информация, Количество информации, Информационная энтропия, Коэффициент избыточности сообщения, Кодирование информации, Теоремы Шеннона, Коды для текстовых документов, Моментальные коды, Сжатие данных, Методы сжатия и форматы данных, Методы MPEG, Вейвлеты, Вейвлет-преобразование Лекции 3 2 Л1.1, Л2.11
5.2. Практическая работа №4 Практические 3 2 ОПК-4 Л1.1, Л2.11
5.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 5 Л1.1, Л2.11
Раздел 6. Синергетика и информатика
6.1. Теории эволюции, Динамические системы, Термодинамическая энтропия, Диссипативные структуры, Хаос, Хаотические системы, Бифуркации, Фракталы, Самоорганизация, Синергетика, Теория катастроф Лекции 3 2 Л1.1, Л2.8
6.2. Практическая работа №5 Практические 3 1 ОПК-4 Л1.1, Л2.8
6.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 6 Л1.1, Л2.8
Раздел 7. Основы проектирования систем
7.1. Развитие систем управления предприятиями, Системы управления бизнес-процессами, Архитектурное проектирование систем, Объектно-ориентированное программирование. Компонентно-ориентированные технологии, Сетевые службы, Сервис-ориентированная архитектура, Разработка, управляемая моделями, Рефакторинг, Паттерны проектирования, Метамодель Методика IDEF0, Методика IDEF3, UML, Meta-Object Facility, Методика проектирования информационных систем на основе UML, Структурные диаграммы UML 2.0, Поведенческие диаграммы UML 2.0, Описание процессов с помощью ARIS eEPC, XML Metadata Interchange, Преобразование диаграммы классов UML в XML Schema Лекции 3 2 Л1.1, Л2.5, Л2.17
7.2. Практическая работа №6 Практические 3 2 ОПК-4 Л1.1
7.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 4 Л1.1
Раздел 8. Автоматизированные системы
8.1. Суперкомпьютеры XXI века Тенденции в развитии вычислительных систем Протокол IPv6 Интернет-2 Мультиплексирование по длинам волн (WDM) LDAP Технологии Grid Архитектуры Grid Спецификации WSRF Лекции 3 2 Л1.1, Л2.10, Л2.2
8.2. Практическая работа №7 Практические 3 1 ОПК-4 Л1.1, Л2.10, Л2.2
8.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 4 Л1.1, Л2.2
Раздел 9. Перспективы развития информационных технологий и систем
9.1. Суперкомпьютеры XXI века Тенденции в развитии вычислительных систем Протокол IPv6 Интернет-2 Мультиплексирование по длинам волн (WDM) LDAP Технологии Grid Архитектуры Grid Спецификации WSRF Лекции 3 2 Л1.1, Л2.10, Л2.2
9.2. Практическая работа №8 Практические 3 2 ОПК-4 Л1.1, Л2.17, Л2.10, Л2.2
9.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 4 Л1.1, Л2.17, Л2.10, Л2.2
Раздел 10. Перспективы развития элементной базы информационных систем
10.1. Нанотехнологии Графен Углеродные нанотрубки, память на углеродных нанотрубках Лекции 3 2 Л1.1, Л2.10, Л2.2
10.2. Практическая работа №9 Практические 3 2 ОПК-4 Л1.1, Л2.10, Л2.2
10.3. Изучение дополнительной литературы Сам. работа 3 5 Л1.1, Л2.10, Л2.2
Раздел 11. Аттестация
11.1. Зачет 3 27 ОПК-4

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Способы представления знаний
Введение в управление знаниями
Data Mining
Задачи обработки текстовой информации
Классификация
Кластеризация
Метод ближайшего соседа
Метод анализа иерархий
Онтологии
Средства построения онтологий
Системы управления знаниями
Онтологическая СУЗ
Семантический Web
Метаданные
Модель метаданных RDF
Язык RDFS
Дублинское ядро
Языки онтологий
Язык OWL
Web-2.0
Эволюционные методы
Простой генетический алгоритм
Генетическое программирование
Метод комбинирования эвристик
Примеры применения генетических методов
Информация, количество информации, информационная энтропия
Коэффициент избыточности сообщения
Кодирование информации
Теоремы Шеннона
Сжатие данных, методы сжатия и форматы данных
Вейвлеты, вейвлет-преобразование
Теории эволюции
Динамические системы
Термодинамическая энтропия
Диссипативные структуры, хаос, хаотические системы
Бифуркации
Фракталы
Самоорганизация
Синергетика
Теория катастроф
Развитие систем управления предприятиями
Системы управления бизнес-процессами
Архитектурное проектирование систем
Объектно-ориентированное программирование
Компонентно-ориентированные технологии
Сетевые службы
Сервис-ориентированная архитектура
Паттерны проектирования
Методика проектирования информационных систем на основе UML
Интегрированные среды разработки приложений
Интеграция приложений
Интеграция АСУП/АСУТП
Тенденции в развитии вычислительных систем
Протокол IPv6
Интернет-2
Мультиплексирование по длинам волн
Технологии Grid
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Искусственный интеллект при решении задач в промышленности
Проект системы управления знаниями
Проект информационно-обучающей системы
Языки ме5таданных и их применение в системах управления знаниями
Классификация и кластерный анализ в системах анализа данных
Применение нечеткой логики к задаче анализа речи
Проект системы электронного бизнеса
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Блок тематических контрольно-тестовых заданий в системе Moodle
Итоговый (курсовой) тест в системе Moodle

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Федосеев С.В. Современные проблемы прикладной информатики [Электронный ресурс]: Хрестоматия М.: Евразийский открытый институт, 2011 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Болодурина И., Волкова Т. Проектирование компонентов распределенных информационных систем [Электронный ресурс]: Учебное пособие Оренбург: ОГУ, 2012 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.2 Войтович И.Д., Корсунский Д.М. Наноэлектронная элементная база информатики. Качественно новые направления [Электронный ресурс]: Учебная литература для вузов М.: ИНТУИТ, 2016 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.3 Павлов С.И. Системы искусственного интеллекта Ч. 2 [Электронный ресурс]: Учебное пособие Томск: ТГУСУР, 2011 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.4 Добров Б.В., Иванов В.В., Лукашевич Н.В., Соловьев В.Д. Онтологии и тезаурусы : модели, инструменты, приложения [Электронный ресурс]: Учебное пособие М.: ИНТУИТ, 2009 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE" biblioclub.ru
Л2.5 Грекул В.И., Денищенко Г.Н., Коровкина Н.Л. Проектирование информационных систем [Электронный ресурс]: Учебное пособие М.: ИНТУИТ, 2005 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.6 Кудинов Ю. И., Пащенко Ф. Ф. Основы современной информатики: учеб. пособие для вузов СПб.: Лань, 2009
Л2.7 Исакова А.И., Исакова М.Н. Информационные технологии [Электронный ресурс]: Учебное пособие Томск: Эль Контент. ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2012 biblioclub.ru
Л2.8 Шапиро С.В. Основы синергетики: Учебное пособие Уфа: УГУЭС, 2012 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE" biblioclub.ru
Л2.9 Яхъяева Г.Э. Основы теории нейронных сетей [Электронный ресурс]: Учебная литература для вузов М.: ИНТУИТ, 2016 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.10 Войтович И.Д., Корсунский Д.М. Наноэлектронная элементная база информатики на основе полупроводников и ферромагнетиков [Электронный ресурс]: Учебная литература для вузов М.: ИНТУИТ, 2016 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.11 Казаков В.А., Тельнов Ю.Ф. Проектирование систем управления знаниями [Электронный ресурс]: Учебное пособие М.: Евразийский открытый институт, 2011 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.12 Губарев В.В. Информатика : прошлое, настоящее, будущее [Электронный ресурс]: Учебное пособие М.: РИЦ "Техносфера", 2011 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE" biblioclub.ru
Л2.13 Ракитов А.И. Философия компьютерной революции [Электронный ресурс]: Научная литература М.: Директ-Медиа, 2013 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.14 Глухих И.Н. Интеллектуальные информационные системы: учеб. пособие для высш. проф. образования М.: Академия, 2010
Л2.15 Смолин Д. В. Введение в искусственный интеллект: Конспект лекций М.: Физматлит, 2007 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.16 Емельянов В. В., Курейчик В.В., Курейчик В. М. Теория и практика эволюционного моделирования [Электронный ресурс]: М.: Физматлит, 2003 // "Электронная библиотечная система ONLINE" biblioclub.ru
Л2.17 Сотник С.Л. Проектирование систем искусственного интеллекта [Электронный ресурс]: Профессиональная литература М.: ИНТУИТ, 2007 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE", 2 biblioclub.ru
Л2.18 Павлов С.И. Системы искусственного интеллекта. Ч. 1: Учебное пособие Томск: ТГУСУР, 2011 // ЭБС "Университетская библиотека ONLINE" biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Современные проблемы информатики и вычислительной техники portal.edu.asu.ru
Э2 курс в Мудле Современные проблемы информатики и вычислительной техники portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
LibreOffice
Условия использования: https://ru.libreoffice.org/about-us/license/
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Образовательный портал АлтГУ, ресурс http://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1395
Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Для эффективного изучения практической части дисциплины «Современные проблемы информатики и вычислительно техники» настоятельно рекомендуется:
систематически выполнять подготовку к практическим занятиям по предложенным преподавателем темам;
своевременно выполнять практические задания, подготавливать доклады или рефераты.
выполнять контрольное тестирование в системе Moodle
выполнить итоговое тестирование в системе Moodle