РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2019 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Вычислительная техника и автоматизированные системы управления"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1Б.В.ОД "Теоретические основы информационных и компьютерных технологий"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО 3+ по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии

Программа академического бакалавриата

Информационные системы и технологии на транспорте

Квалификация выпускника "Бакалавр"

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель Осипова Наталья Робертовна предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.В.ОД "Теоретические основы информационных и компьютерных технологий" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Вычислительная техника и автоматизированные системы управления".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

к.т.н., доц. Рыбалко И. П., доцент. каф. "ПОВТ и АС", ДГТУ.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БВОД_Теоретические о и и к т_Б_09.03.02_во_123_ВТиАСУ_п35001_41828.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Теоретические основы информационных и компьютерных технологий".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 09.08.2017 № 15.

Целью дисциплины "Теоретические основы информационных и компьютерных технологий" является расширение и углубление подготовки в составе других базовых и вариативных дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных, профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом и профилем подготовки "Информационные системы и технологии на транспорте".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к освоению дисциплин "Защита информации", "Информационная безопасность", "Математические модели и методы моделирования";

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемый результат освоения дисциплины Планируемый результат освоения Образовательной программы

Знает: основные понятия и элементы математической логики, дискретной математики, элементы теории алгоритмов, элементы теории множеств, алгебраические операции и структуры, элементы теории графов

Умеет: применять методы математического анализа и моделирования при разработке информационных систем

Имеет навыки: использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

ОПК-2 - способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

Знает: теоретические основы информационных и компьютерных технологий, принципы построения и структура помехоустойчивых и криптостойких информационных систем

Умеет: осуществлять математическую и информационную постановку задач по обработке информации, использовать алгоритмы обработки информации для различных приложений

Имеет навыки: проводить сбор, анализ научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по информационным и компьютерным технологиям

ПК-22 - способностью проводить сбор, анализ научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования

Место дисциплины 1Б.В.ОД "Теоретические основы информационных и компьютерных технологий" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1Б Образовательной программы. Дисциплина входит в состав вариативной части (В.ОД).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Информатика и программирование", "Математика".

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 4 года. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 4 года очное бакалавриат.

Обозначение-аббревиатура учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: АИБ.

Дисциплина реализуется в 1, 2, 3 семестрах.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Общая трудоемкость данной дисциплины 12 зачетных единиц (432 часа), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 182 часа.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
1 2 3
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 160 160 64 48 48
Лекции (Лек) 96 96 32 32 32
Лабораторные работы (Лаб)          
Практические, семинары (Пр) 64 64 32 16 16
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
22 22 8 5 9
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 196   63 55 78
Контрольная работа (К)          
Реферат (Р)          
Расчетно-графическая работа (РГР)          
Курсовая работа (КР) 40       40
Курсовой проект (КП)          
Самоподготовка 156   63 55 38
Контроль, всего и в т.ч. 54   9 36 9
Экзамен (Экз) 36     36  
Зачет (За) 18   9   9
Общая трудоемкость, часы 432 182 144 144 144
Зачетные единицы (ЗЕТ) 12   4 4 4

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 1

1. Логика высказываний. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

1.1. Логические операции: 1) Элементарные высказывания 2) Логические операции и базисы 3) Булев базис.

1.2. Функции алгебры логики: 1) Многозначные логические функции 2) Бинарные логические функции 3) Нечеткие логические функции.

1.3. Формулы алгебры логики: 1) Равносильность формул 2) Дизъюнктивные формы 3) Конъюнктивные формы 4) Совершенные нормальные формы.

1.4. Минимизация булевых функций: 1) Метод неопределенных коэффициентов 2) Минимизация по картам Карно 3) Минимизация переключательных схем.

2. Логика предикатов. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

2.1. Алгебра предикатов: 1) Понятие предиката 2) Логические операции над предикатами 3) Кванторные операции.

2.2. Формулы логики предикатов: 1) Понятие формулы логики предикатов 2) Равносильность формул 3) Общезначимость и выполнимость формул.

3. Нечеткая логика. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

3.1. Нечеткие логические функции: 1) Нечеткие высказывания 2) Нечеткие функции 3) Нечеткие предикаты.

3.2. Нечеткие логические операции: 1) Отрицание нечетких высказываний 2) Конъюнкция нечетких высказываний 3) Дизъюнкция нечетких высказываний 4) Нечеткая импликация и нечеткий логический вывод (продукция).

4. Модальные логики. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

4.1. Модальная и темпоральная логики: 1) Модальные высказывания 2) Модальные связки 3) Темпоральные модальности.

5. Формальные теории и системы. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

5.1. Исчисление высказываний: 1) Формулы исчисления высказываний 2) Аксиомы исчисления высказываний.

5.2. Выводимость формул исчисления высказываний: 1) Выводимость из совокупности формул 2) Правила выводимости.

5.3. Формальные теории: 1) Аксиоматические формальные теории 2) Язык первого порядка 3) Доказательство в формальной теории 4) Модель формальной теории.

6. Элементы теории алгоритмов. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

6.1. Алгоритм как рекурсивная функция: 1) Разрешимость множеств 2) Перечислимость множеств 3) Примитивно-рекурсивные функции 4) Тезисы Черча.

6.2. Машина Тьюринга: 1) Архитектура машины Тьюринга 2) Программа для машины Тьюринга 3) Тезис Тьюринга.

6.3. Вычислительная сложность алгоритмов: 1) Неветвящиеся программы 2) Определение сложности алгоритма.

6.4. Эффективность алгоритмов: 1) Классы алгоритмов Р и NP 2) NP- полные задачи 3) Стратегия дублирования.

Семестр № 2

7. Элементы теории множеств. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

7.1. Теоретико-множественные операции: 1) Спецификации и диаграммы Венна 2) Дополнение, объединение и пересечение множеств 3) Разность и симметричекая разность множеств.

7.2. Свойства теоретико-множественных операций: 1) Закон двойного дополнения 2) Коммутативность, ассоциативность, дистрибутивность 3) Законы де Моргана, для пустого и универсального множеств, для дополнений.

7.3. Нечеткие операции: 1) Нечеткие подмножества 2) Функция принадлежности 3) Дополнение, объединение, пересечение, разность, произведение, сумма.

7.4. Свойства нечетких операций: 1) Законы для операций дополнения, пересечения и объединения 2) Законы для суммы, произведения и дополнения 3) Метрики нечетких подмножеств.

8. Отношения на множествах. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

8.1. Бинарные отношения: 1) Булева матрица смежности 2) Операции с булевыми матрицами 3) Дополнение, объединение и перечесение.

8.2. Свойства бинарных отношений: 1) Рефлексивность, транзитивность, симметричность, антисимметричность 2) Отношение эквивалентности 3) Отношение порядка.

8.3. Нечеткие отношения: 1) Операции над нечеткими отношениями 2) Свойства нечетких отношений 3) Отношения нечеткого порядка и эквивалентности.

9. Функции и отображения. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

9.1. Классы функций и их свойства:: 1) Образы и прообразы 2) Композиция отображений 3) Сюрекция, инъекция, биекция.

9.2. Комбинаторные функции: 1) Размещения 2) Перестановка 3) Сочетания.

10. Алгебраические операции и структуры. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

10.1. Свойства операций: 1) Коммутативность, ассоциативность, дистрибутивность 2) Нейтральные, симметричные и регулярные элементы.

10.2. Фундаментальные алгебраические структуры: 1) Алгебры с одной бинарной операцией 2) Алгебры с двумя бинарными операциями 3) Матричная алгебра.

10.3. Конечные поля: 1) Операции в конечных полях 2) Дискретное преобразование Фурье-Галуа.

11. Элементы теории графов. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

11.1. Основные понятия: 1) Ориентированный и неориентированный 2) Инцидентность, маршруты и пути, циклы и контуры, связность.

11.2. Матрицы графов: 1) Матрицы инциденций, смежности, достижимости 2) Матрицы контуров и сечений.

11.3. Графы и топология электронных схем: 1) Матрица инциденций и закона токов 2) Матрица контуров и закон напряжений 3) Матрица сечений и обобщенный закон токов.

11.4. Алгоритмы анализа схем с помощью графов: 1) Метод узловых потенциалов 2) Метод переменных состояний.

Семестр № 3

12. Последовательности символов конечного поля в качестве кодов и шифров. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

12.1. Структура помехоустойчивой и криптостойкой информационной системы: 1) Кодеры и декодеры 2) Шифраторы и дешифраторы 3) Системы цифровой связи.

12.2. Алгоритмы вычислений в конечных полях: 1) Генерация элементов конечного поля 2) Реализация полевых операций 3) Полиномы и матрицы над конечным полем 4) Дискретное преобразование Фурье-Галуа и его быстрый алгоритм.

13. Помехоустойчивые коды над конечными полями. (Компетенция/и ОПК-2)

13.1. Элементы алгебраической теории кодирования: 1) Теоремы кодирования Шеннона 2) Линейные коды 3) Циклические коды.

13.2. Коды Боуза-Чоудхури-Хоквингема (БЧХ-коды):: 1) Кодирование для БХЧ-кодов 2) Синдромный алгоритм декодирования 3) Алгоритмы Берлекэмпа - Мэсси, Питерсона – Горейштейна - Цирлера и расширенный алгоритм Евклида.

13.3. Коды Рида-Соломона (РС-коды):: 1) Кодирование во временной области2) Декодирование во временной области3) Спектральные алгоритмы для РС-кодов.

14. Криптостойкость шифров. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

14.1. Спектральный анализ свойств криптографических примитивов:: ) Дискретные преобразования К-значных (логических) последовательностей 2) Быстрое преобразование Уолша-Адамара 3) Сбалансированность, корреляционность, нелинейность и критерии распространения для булевых примитивов.

15. Шифры над конечными полями. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-22)

15.1. Блочный шифр RIJNDAEL и стандарт криптозащиты AES: 1) Полиномиальные операции криптоалгоитма 2) Функции зашифрования и расшифрования 3) Программная реализация RIJNDAEL.

15.2. Применение алгоритмов спектрального анализа булевых функций в блочных шифрах: 1) Анализ и синтез управляемых подстановочно - перестановочных сетей 2) Построение криптографических примитивов 3) Синтез скоростных блочных шифров.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 8 8   10
2 4 4   10
3 4 4   10
4 2 2   10
5 6 6   13
6 8 8   10
7 8 4   10
8 6 2   10
9 4 2   10
10 6 4   10
11 8 4   15
12 8 4   10
13 8 6   10
14 8 2   10
15 8 4   8
Итого 96 64   156
В т.ч. по интерактивным формам 96 64    

Лабораторный практикум

Не предусмотрено.


Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 1
1 Логические операции. Функции алгебры логики. Формулы алгебры логики. Минимизация булевых функций. 8
2 Алгебра предикатов. Формулы логики предикатов 4
3 Нечеткие логические функции. Нечеткие логические операции 4
4 Модальная и темпоральная логики. 2
5 Исчисление высказываний. Выводимость формул исчисления высказываний. Формальные теории 6
6 Алгоритм как рекурсивная функция. Машина Тьюринга. Вычислительная сложность алгоритмов. Эффективность алгоритмов 8
Семестр № 2
7 Теоретико-множественные операции. Свойства теоретико-множественных операций. Нечеткие операции. Свойства нечетких операций. 4
8 Бинарные отношения. Свойства бинарных отношений. Нечеткие отношения. 2
9 Классы функций и их свойства. Комбинаторные функции. 2
10 Свойства операций. Фундаментальные алгебраические структуры. Конечные поля. 4
11 Основные понятия. Матрицы графов. Графы и топология электронных схем. Алгоритмы анализа схем с помощью графов. 4
Семестр № 3
12 Программная реализация алгебраических операций в конечных полях 2
Алгоритмы и программы формирования матрицы дискретного преобразования Фурье-Галуа 2
13 Алгоритмы и программы для кодирования циклических кодов 3
Алгоритмы и программы для декодирования циклических кодов 3
14 Алгоритм и программа вычисления спектра с помощью быстрого преобразования Уолша-Адамара 2
15 Алгоритмы и программы для блочных шифров 4

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 1
1 Совершенные нормальные формы в базисах Вебба и Шеффера и из минимизация 10
2 Применение логики предикатов для интерпретации теоретико-множественных операций 10
3 Продукционные системы нечеткого логического вывода 10
4 Темпоральные модальности 10
5 Построение теории натуральных чисел как формальной системы 13
6 Построение теории натуральных чисел как формальной системы 10
Семестр № 2
7 Мощности конечных и бесконечных множеств 10
8 Соответствия на множествах 10
9 Комбинаторные функции в теории вероятностей 10
10 Основная теорема о представлении конечных групп 10
11 Алгоритм нахождения кратчайшего пути на графах 15
Семестр № 3
12 Дискретные преобразования бинарных последовательностей 10
13 Декодирование с помощью быстрого преобразования Адамара (для семейства Рида-Миллера) 10
14 Обобщение показателей качества булевых примитивов по их спектрам 10
15 Программная реализация полиномиальных алгоритмов криптосистемы RIJNDAEL 8

Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Самсонов Б.Б. Дискретная математика: учеб. пособие / Б.Б. Самсонов, А.И. Филоненков .-2006.-107с. ЭБС РГУПС
2 Балашов С.К. Дискретная математика : учеб.-метод. пособие/ С.К. Балашов, О.Л. Наумов; РГУПС. -Ростов н/Д, 2010. -43 с.:a-рис. 146 экз. ЭБС РГУПС
3 Доманский, В. В. Информационная безопасность и защита информации [Текст] : практикум / В. В. Доманский, А. В. Чернов ; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2016. - 43 с. ЭБС РГУПС

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
1 2 3
ОПК-2 + + +
ПК-22 + + +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-2 1 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
2 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
3 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
ПК-22 1 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
2 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
3 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

программная реализация алгоритмов из области теории графов и теории кодирования;

программная реализация мультипликативной операции в простых полях;

программная реализация перехода от целочисленного представления элементов поля расширения GF(2m) к полиномиальному;

алгоритм перехода от полиномиального представления элементов поля GF(2m) к целочисленному;

программная реализация таблицы Кэли для мультипликативной операции в поле расширения GF(2m);

программная реализация таблицы Кэли для аддитивной операции в поле расширения GF(2m);

программная реализация операции деления в поле расширения GF(2m);

формирование матрицы дискретного преобразования Фурье в конечном поле GF(2m);

быстрый алгоритм для дискретного преобразования Фурье в конечном поле GF(2m);

алгоритм кодирования для циклических помехоустойчивых кодов;

алгоритм декодирования для циклических помехоустойчивых кодов;

алгоритм кодирования для БЧХ-кодов;

алгоритм декодирования для БЧХ-кодов;

алгоритм кодирования для кодов Рида-Соломона;

алгоритм декодирования для кодов Рида-Соломона;

программная реализация аддитивной операции в простых полях;

программная реализация алгоритма выделения внутренне устойчивых подмножеств графа;

программная реализация алгоритма вычисления хроматического числа графа;

программная реализация алгоритма построения минимального покрывающего дерева графа;

программная реализация алгоритма нахождния кратчайшего пути в орграфе;

программная реализация алгоритмов построения гамильтонова цикла минимальной длины в орграфе.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

контрольная работа в 1 семестре;

минимизировать функцию в базисе Вебба;

минимизировать не полностью определенную функцию;

минимизировать систему функций алгебры логики;

упростить переключательную схему;

проверить равносильность переключательных схем;

разработать логические модели комбинационных схем;

разработать алгоритм программной реализации функции алгебры логики;

осуществить поразрядную логическую обработку логических данных средствами MATLAB;

запрограммировать операцию сложения на машине Тьюринга;

построить быстрый алгоритм дискретного преобразования Фурье по стратегии дублирования;

контрольная работа в 2 семестре;

доказательство теоретико-множественных тождеств;

определение свойств отношений и их композиций;

элементы комбинаторики для конечных отображений;

продукционные системы для нечетких множеств;

алгоритм и программа генерации элементов конечного поля;

реализация операций в конечных полях;

алгоритм и программа формирования матрицы дискретного преобразования Фурье-Галуа;

быстрый алгоритм для дискретного преобразования Фурье-Галуа;

описание топологии электронных схем с помощью графовых матриц;

алгоритмы формирования матриц инциденций, контуров и сечений.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 1

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Логические операции и их свойства.
2) Формулы алгебры логики. Равносильность формул.
3) Функции алгебры логики.
4) Совершенные нормальные формы.
5) Минимальные формы.
6) Классы логических функций. Полнота и замкнутость.
7) Логические и кванторные операции над предикатами.
8) Свойства алгебры предикатов.
9) Равносильные формулы логики предикатов.
10) Общезначимость и выполнимость формул логики предикатов.
11) Нечеткие высказывания и их предикаты.
12) Нечеткие логические операции и их свойства.
13) Модальность и модальные связки.
14) Темпоральные модальности.
15) Формулы исчисления высказываний.
16) Аксиомы исчисления высказываний.
17) Правила и законы исчисления высказываний.
18) Аксиоматические формальные теории.
19) Язык формальной теории.
20) Модель формальной теории.
21) Аксиомы и правила логического вывода.
22) Интуитивное определение алгоритма.
23) Схема алгоритма.
24) Разрешимость и перчислимость.
25) Операторы суперпозиции , подстановки, примитивной рекурсии и минимизации.
26) Примитивно рекурсивные, частично рекурсивные и общерекурсивные функции
27) Тезисы Черча о вычислимости и неразрешимости..
28) Архитектура машины Тьюринга.
29) Программирование на ассемблере машины Тьюринка.
30) Вычислительная сложность алгоритма.
31) Эффективность алгоритма.
32) Классы алгоритмов P и NP.
33) NP – полные задачи.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) программировать алгоритмы получения совершенных нормальных форм (СДНФ, СКНФ).
2) Программировать алгоритмы минимизации логических функций.
3) Использовать логику предикатов для построения алгебры теории множеств.
4) Разрабатывать схемы алгоритмов.
5) Программировать на ассемблере машины Тьюринга логические и арифметические операции.
6) Определять асимптотическую вычислительную сложность алгоритма.
7) Использовать основные приемы повышения эффективности алгоритма.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Минимизацией переключательных логических схем.
2) Минимизацией комбинационных логических схем.
3) Продукционными системами логического вывода.
4) Ассемблером машины Тьюринга.
5) Стратегией дублирования для повышения эффективности алгоритмов.

Экзамен. Семестр № 2

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Диаграммы Венна.
2) Теоретико-множественные операции и их свойства.
3) Нечетные подмножества и нечетные операции.
4) Метрики нечетких подмножеств.
5) Матрица смежности для отношений.
6) Алгебра отношений.
7) Композиция отношений и ее матрица.
8) Свойства бинарных отношений.
9) Отношение эквивалентности и классы эквивалентности.
10) Отношение порядка.
11) Нечеткие отношения и их свойства.
12) Функции, отображения и их свойства.
13) Сюръекции, инъекции и биекции.
14) Обратимость функций.
15) Основные комбинаторные функции и их свойства.
16) Свойства алгебраических операций.
17) Фундаментальные алгебры с одной бинарной операцией (полугруппы, моноиды, группы).
18) Фундаментальные алгебры с двумя бинарными операциями (кольца, поля).
19) Конечные поля и их применения.
20) Дискретное преобразование Фурье-Галуа.
21) Ориентированные и неориентированные графы.
22) Смежность и непосредственная достижимость.
23) Инцидентность и степень вершины.
24) Маршруты, цепи и пути.
25) Циклы и контуры.
26) Подграфы, связность, планарность.
27) Матрица инциденций графа.
28) Матрица смежности вершин.
29) Матрица достижимости
30) Матрица контуров.
31) Матрица сечений.
32) Матрица инциденции графа электрической схемы и закон токов Кирхгофа.
33) Матрица контуров схемы и закон напряжений Кирхгофа.
34) Матрица сечений схемы и обобщенный закон токов.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Использовать диаграммы Венна.
2) Доказывать теоретико-множественные тождества.
3) Использовать функции принадлежности для нечетких подмножеств.
4) Доказывать нечеткие тождества.
5) Использовать матричные представления для отношений на множествах.
6) Вычислять значения комбинаторных функций.
7) Использовать матричные и полиномиальные операции.
8) Производить операции в конечных полях.
9) Использовать алгоритмы генерации полиномиальных элементов конечных полей.
10) Определять элементы матрицы дискретного преобразования Фурье-Галуа.
11) Использовать матричные представления графов.
12) Построить топологическую схему для электронной цепи.
13) Связать топологические схемы с законами Кирхгофа.
14) Преобразовать топологические матрицы.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Приемами доказательств для обычных и нечетких теоретико-множественных тождеств.
2) Навыками нечеткого логического вывода и сведениями о продукционных системах.
3) Сведениями о языках нечеткого программирования.
4) Сведениями о пакетах прикладных программ для реализации операций в конечных полях, и их использовании для помехоустойчивых кодов и блоковых шифров.
5) Приемами топологического описания электронных схем.
Сведениями об автоматизированном проектировании электронных схем,.
описываемых с помощью графов.

Зачет. Семестр № 3

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Алгоритмы генерации элементов конечных полей
2) Реализация операции сложения элементов поля
3) Умножение элементов поля GF (2m)
4) Деление элементов поля характеристики 2
5) Структура поля GF (2m)
6) Кольцо полиномов
7) Дискретное преобразование Фурье-Галуа
8) Быстрое преобразование Фурье-Галуа (БПФГ)
9) Полиномиальные трактовки БПФГ
10) Дискретные преобразования бинарных последовательностей
11) Дискретное преобразование Ганкеля-Теплица
12) Дискретные преобразования и свертки
13) Быстрое преобразование Уолица-Адамара
14) Свойство сбалансированности булевых функций
15) Корреляционные свойства булевых функций
16) Критерии распространения изменений для булевых функций
17) Нелинейность булевых функций
18) Бент-функции
19) Сетевые системы с абсолютной стойкостью
20) Функция зашифрования
21) Функция обратного расшифровывания
22) Функция прямого расшифровывания
23) Алгоритм и программа кодирования кодов Боуза-Чоудхури-Хоквингема (БЧХ-коды)
24) Алгоритм и программа декодирования Берлекэмпа-Мэсси для БЧХ-кодов
25) Алгоритм и программа декодирования с помощью расширенного алгоритма Евклида для БЧХ-кодов
26) Алгоритм и программа нахождения локаторов и исправления ошибок для БЧХ-кодов
27) Алгоритм и программа для кодирования кодов Рида-Соломона (РС - кодов) во временной области
28) Алгоритм и программа Мэсси для декодирования РС – кодов
29) Кодирование РС - кодов в спектральной области
30) Деодирование РС - кодов в спектральной области
31) Структурные схемы спектральных кодеков для РС – кодов
32) Полиномиальные операции криптоалгоритма RIJNDAEL
33) Формат блоков данных и число раундов шифра RIJNDAEL

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Разработка программного обеспечения по алгоритмам
2) Определение значений ошибок для РС - кодов
3) Декодирование кодов семейства Рида-Маллера с помощью быстрого преобразования Адамара

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Раундовые преобразования шифра.

2) Алгоритм выработки ключей.

3) Программная реализация RIJNDAEL.

4) Принципы построения и структура помехоустойчивых и криптостойких информационных систем.


Иные контрольные материалы для автоматизированной технологии оценки имеются в Центре мониторинга качества образования


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.
2 Самсонов Б.Б. Математическая логика и теория алгоритмов. Тестовые задания : учеб. пособие для специальностей 230101 и 23201/ Б.Б. Самсонов, А.И. Филоненков; РГУПС. -Ростов н/Д, 2008. -109 с.:a-табл. 100 экз.
3 Методические рекомендации по составлению и апробации фондов оценочных средств (КИМ, КОС) по дисциплинам направлений подготовки (специальностей) высшего образования [Текст, Электронный ресурс] : учеб.-метод. пособие / М. С. Тимофеева, Д. В. Глазунов, А. В. Симонцева [и др.] ; ФГБОУ ВПО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2015. - 86 с.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-2 1 1, 2, 3, 4, 5, 6 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4, 5, 6 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4, 5, 6 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
2 7, 8, 9, 10, 11 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
7, 8, 9, 10, 11 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
7, 8, 9, 10, 11 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
3 12, 13, 14, 15 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
12, 13, 14, 15 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
12, 13, 14, 15 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
12, 13, 14, 15 Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Знает, Умеет, Имеет навыки ПК-22 1 1, 2, 3, 4, 5, 6 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4, 5, 6 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4, 5, 6 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
2 7, 8, 9, 10, 11 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
7, 8, 9, 10, 11 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
7, 8, 9, 10, 11 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
3 12, 14, 15 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
12, 14, 15 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
12, 14, 15 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
12, 14, 15 Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Экзамен (письменно-устный).
Зачет (письменно-устный).
Автоматизированное тестирование.
Выполнение практического задания в аудитории.
Защита курсовой работы.
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

Основная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Дергачева, И. В. Компьютерные технологии и информатика [Текст] : учеб. пособие / И. В. Дергачева ; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2016. - 51 с. ЭБС РГУПС
2 Судоплатов, С. В. Математическая логика и теория алгоритмов : учебник и практикум для академического бакалавриата / С. В. Судоплатов, Е. В. Овчинникова. — 5-е изд., стер. — М. : Издательство Юрайт, 2018. — 255 с. ЭБС Юрайт

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Журнал «Автоматика, связь, информатика» ЭБ public.ru
2 Данилова Л.В. Дискретная математика : учеб. пособие/ Л.В. Данилова, Н.В. Данилова, Т.В. Клодина; РГУПС. -Ростов н/Д, 2010. -69 с. ЭБС РГУПС
3 Судоплатов, С. В. Дискретная математика : учебник и практикум для академического бакалавриата / С. В. Судоплатов, Е. В. Овчинникова. — 5-е изд., испр. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2018. — 279 с. — (Серия : Университеты России). — ISBN 978-5-534-00871-5. ЭБС Юрайт
4 Чубейко, С. В. Теоретические основы информатики. Практикум [Текст] : учеб. пособие / С. В. Чубейко, Е. В. Климанская, А. Н. Цуриков ; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2016. - 86 с. ЭБС РГУПС

Электронные образовательные ресурсы в сети "Интернет"

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/. Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/. Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/. Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/. Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/. Электронно-библиотечная система РГУПС
6 https://rgups.public.ru/. Электронная библиотека "public.ru"

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/. Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/. КонсультантПлюс

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Осипова Н.Р. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Теоретические основы информационных и компьютерных технологий". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Кручинина Е.В. Дискретная математика : учеб.-метод. пособие, Ч. 1 : Элементы математической логики/ Е. В. Кручинина, Е. Б. Фомичева; ФГБОУ ВПО РГУПС. -Ростов н/Д, 2013. -20 с. ЭБС РГУПС
3 Самсонов Б.Б. Дискретная математика, тесты, упражнения и задачи: учеб. пособие / Б.Б. Самсонов, А.И. Филоненков .-2008.-272с. ЭБС РГУПС
4 Самсонов Б.Б. Алгоритмы цифровой обработки данных в конечных полях(коды и шифры): монография/Б.Б. Самсонов, А.И. Филоненков.-2009.-193с. ЭБС РГУПС
5 Доманский, В. В. Информационная безопасность и защита информации [Текст] : практикум / В. В. Доманский, А. В. Чернов ; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2016. - 43 с. ЭБС РГУПС
6 Теоретические основы информационных и компьютерных технологий [Электронный ресурс] : Учеб.-метод. пособие для практ. занятий / Б.Б. Самсонов, Е.В. Голубенко. ФГБОУ ВО РГУПС: - Ростов н/Д : [б. и.], 2017.- 268 с. ЭБС РГУПС
7 Голубенко, Е.В. Теоретические основы информационных и компьютерных технологий [Электронный ресурс] : учеб.-метод. пособие для курсовой работы / Е.В. Голубенко. ФГБОУ ВО РГУПС: - Ростов н/Д : [б. и.], 2017.- 32 с. ЭБС РГУПС

Перечень информационных технологий, включая перечень ПО и информационных справочных систем

№ п/п Наименование Произ-
во
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader. И
2 MS Office (прикладное программное обеспечение общего назначения, лицензионное) И

О - программное обеспечение отечественного производства

И - импортное программное обеспечение


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Помещения(аудитории):

учебные аудитории для проведения учебных занятий;

помещения для самостоятельной работы.

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий используется:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования).

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 41828.