Вопросы к экзамену (обновление 02.11.15)

Перечень экзаменационных вопросов и заданий для
государственного экзамена по направлению
Информационные системы и технологии (бакалавриат)
Экзаменационные вопросы
1. Теория кодирования информации. Даны примеры сообщений. Разработайте двоичный
код для передачи этих сообщений по каналу связи с вероятностью ошибок первой
кратности 0.1. Обоснуйте свое решение.
2. Проектирование цифровых схем хранения и обработки информации. Дан пример
логической функции, заданной таблицей истинности. Разработайте цифровую схему,
реализующую эту функцию. Обоснуйте свое решение.
3. Бинарные отношения на четких и нечетких множествах. Для заданного множества
элементов построить указанное бинарное отношение (задается характеристическое
свойство отношения) и обосновать
его основные свойства (рефлексивность,
симметричность, транзитивность).
4. Алгоритмы поиска и выборки. Произвести анализ наихудшего и среднего случаев для
алгоритмов последовательного поиска и двоичного поиска. Произвести анализ среднего
случая. Сравнить сложности алгоритмов поиска.
5. Алгоритмы сортировки. Произвести анализ наихудшего и среднего случаев для
алгоритмов сортировка вставками, пузырьковой сортировка и сортировки Шелла.
Указать влияние шага в алгоритме Шелла на эффективность. Сравнить сложности
алгоритмов.
6. Связность графов. Доказать, что данный граф является связным. В противном случае
определить количество компонент связности в нем, найти мосты в графы. В случае
связного орграфа провести анализ характера связности (сильный, слабый или
односторонне связный).
7. Бинарные деревья. Определить высоту поддеревьев для дерева. Определить является ли
дерево сбалансированным. Определить является ли дерево идеально сбалансированным.
Указать какие алгоритмы балансировки (однократный LL-поворот, однократный RRповорот, двукратный LR-поворот, двукратный RL-поворот) необходимо применить для
балансировки дерева.
8. Сети Петри. Построить покрывающее дерево данной сети Петри и доказать по нему
наличие у сети динамических свойств (безопасность, ограниченность, сохраняемость,
живость).
9. Методы оптимизации. Применить классический метод минимизации данной функции
одной переменной, объяснить его недостатки. Приближенные методы минимизации
функции одной переменной (обзор и сравнительный анализ).
10. Методы оптимизации. Построить по описанию математическую модель для задачи
линейного программирования (ЗЛП). Объяснить, какая форма записи ЗЛП использована в
модели? Привести данную форму записи для решения ЗЛП графическим методом и
симплекс-методом (при необходимости). Объяснить общую схему решения ЗЛП
графическим методом и симплекс-методом.
11. Базы данных. Нормализация и нормальные формы. Используя приведенную ERдиаграмму, указать то, в какой нормальной форме находятся отношение. Как можно
поменять данное отношение, чтобы получить 1, 2 и 3 нормальную форму?
12. Базы данных. Транзакции, хранимые процедуры, курсоры, блокировки. На примере
приведенного кода PL/SQL процедуры СУБД Oracle показать начало и окончание
транзакции, что и в какой момент блокируется в СУБД, определить способ блокировки.
13. Объектно-ориентированное программирование. Инкапсуляция, наследование,
полиморфизм. Используя приведенную диаграмму классов указать дочерние и
родительские классы, зоны видимости полей данных, методов и классов, приведите
пример вызова полиморфных методов.
14. Объектно-ориентированное программирование.
Абстрактные классы и
интерфейсы. На примере приведенного кода на языке Java указать основные отличия
абстрактных классов от интерфейсов.
15. Событийно-ориентированная парадигма программирования, неблокирующий
ввод-вывод, асинхронное выполнение кода. Назвать основные преимущества
событийно-ориентированного программирования в серверных приложениях. Привести
пример неблокирующего ввода-вывода.
16. Паттерн проектирования MVC. Назвать модули Node.js, реализующие модель,
представление и контроллер в веб-приложениях. Привести примеры реализации.
17. Инверсия управления (IoC) и внедрения зависимостей (DI). Назвать основные
преимущества проектирования через интерфейсы с применением инверсии управления.
Поменять стандартный пример “Hello World” так, чтобы максимально снизить
связывание между выводом сообщения и самим сообщением, используя фабрику бинов.
18. Аспектно-ориентированное программирование, советы, срезы. Перечислить
варианты использования советов (advice) и срезов (pointcat). Назвать основное
преимущества при совмещении динамических и статических срезов. Привести пример
использования советов и срезов на Java.
19. Функциональное
проектирование
ИС.
Осуществить
выбор
методологии
функционального моделирования на основе данных об информационной системе
(наличие или отсутствие хранилищ данных, необходимость описать детально логику
работы ИС).
20. Объектное проектирование ИС на основе вариантов использования. Осуществить
переход от диаграммы вариантов использования к модели анализа. Создать диаграммы
классов анализа и кооперации на основе модели анализа. Построить модели
проектирования на основе модели анализа. Построить диаграммы классов на основе
модели проектирования.
2
21.
Обоснование проектов ИС. Произвести обоснование проектов на основе экспертного
технико-экономическое обоснования, оценки технико-экономических показателей
проектов программных продуктов с учетом совокупности факторов предварительной
модели СОСОМО II .
22. Тестирование ИС. На основании требований к идеальному тестированию произвести
выбор критериев для тестирования ИС (структурные критерии, функциональные
критерии, стохастические критерии, мутационный критерий).
23. Математические модели систем. По представленному математическому описанию
системы указать полное название ее типа (статическая – динамическая, линейная –
нелинейная, дискретная – непрерывная, детерминированная – стохастическая – нечеткая,
стационарная – нестационарная и т.д.). Модели состояния динамических систем.
24.
Понятия, характеризующие строение и функционирование систем. Понятия,
характеризующие строение и функционирование систем. Определить устойчивость
системы по ее передаточной функции.
25. Точечное оценивание числовых характеристик и параметров распределения.
Определить несмещенную оценку генеральной дисперсии по выборке, описываемой
заданным вариационным рядом. Основные свойства точечных оценок числовых
характеристик и параметров распределения.
26. Проверка гипотезы о законе распределения генеральной совокупности. Общая схема
проверки статистических гипотез. Для заданной выборки с помощью критерия хиквадрат проверить гипотезу о стандартном равномерном распределении генеральной
совокупности.
27. Дискретная цепь Маркова. По заданной матрице переходных вероятностей цепи
Маркова охарактеризовать указанное состояние (определить является ли состояние
возвратным, существенным, нулевым, периодическим, поглощающим). Определить
стационарное распределение данной цепи.
28. Основные характеристики систем массового обслуживания. Привести основные
характеристики работы систем массового обслуживания. Рассчитать один из показателей
при заданных условиях.
29. Сетевое системное администрирование. Служба каталогов Active Directory.
Объяснить причину сбоя в работе компьютерной сети после установки службы каталогов
(в сети на сервере до этого момента работали службы DNS, DHCP, файл-сервер).
30. Сетевое системное администрирование. Управление доступом к ресурсам. Объяснить
причину сбоя в работе сети, в которой при подключении сетевой папки система выдает
сообщение об ошибке доступа.
31. Интеллектуальные системы и технологии. На основании данных, представленных в
таблице, напишите правила для продукционной базы знаний (не менее трех), в
соответствии с предложенной моделью, которые позволят определить перечень объектов,
3
обладающих всеми необходимыми
сформулированные в данном задании.
характеристиками
для
ответа
на
вопрос,
32. Телекоммуникационные системы и технологии. По приведенным функциональным
требованиям предложить принципиальную структуру сети (коммуникационное
оборудование, его ключевые характеристики, физическую топологию с указанием
применяемых линий связи, адресации на сетевом уровне) и рекомендации по изоляции
трафика в сети с использованием VLAN.
Практические задания
1. Составление ER-диаграммы базы данных информационной системы. Требуется
построить ER-диаграмму базы данных для некоторой информационной системы по ее
описанию, обосновать выбор сущностей, свойств, характер связей.
2. Проектирование функций информационной системы. Требуется составить список
ролей пользователей и построить диаграмму прецедентов использования для некоторой
информационной системы по ее описанию.
3.
Проектирование даталогической модели базы данных информационной системы .
Требуется построить даталогическую модель базы данных по данной ER-диаграмме.
Обосновать выбор типов данных, ограничений, способы отображения связей.
4. Моделирование дискретной случайной величины. Смоделировать дискретную
случайную величину, заданную таблицей распределения. Оценить математическое
ожидание и дисперсию полученной дискретной случайной величины, построить
доверительный интервал для математического ожидания, соответствующий
доверительной вероятности  = 0.95. Оценить закон распределения полученной
случайной величины по графику частоты появления ее значений в результате
экспериментов.
5.
Моделирование непрерывной случайной величины. Смоделировать непрерывную
случайную величину с заданной плотностью распределения вероятности. Оценить
математическое ожидание и дисперсию полученной непрерывной случайной величины,
построить доверительный интервал для математического ожидания, соответствующий
доверительной вероятности  = 0.95. Используя метод гистограмм, оценить закон
распределения полученной случайной.
6. Построение уравнения регрессии. По заданной таблице кодирования и матрице k
факторного плана рассчитать главные эффекты и эффекты взаимодействия факторов, а
также найти коэффициенты уравнения регрессии в виде y  a 0   ai xi    aij xi x j .
1i  k
1i  k1 j  k
Проанализировать полученные данные.
7. Обобщенные типы, сериализация и десериализация объектов, контейнеры. Дан
программный код на языке Java реализации алгоритма сканирования директории и
сохранения (и последующей загрузки) отсортированного списка файлов этой директории
4
по времени модификации. Проанализировать данный код, найти в нем ошибки, внести
необходимые изменения в код и объяснить свои правки.
8. Программный интерфейс вызова удаленных методов RMI. Дан программный код на
языке Java реализующий сетевую службу времени на основе вызова удаленных методов.
Проанализировать код и дополнить его, чтобы данная служба работала корректно,
объяснить свои правки.
9. Потоки и сокеты. Дан программный код на языке Java реализующий сетевую службу
ECHO (отправка клиенту его же запроса). Написать недостающие классы Client и
ClientSocket, чтобы данная служба работала корректно, объяснить свои правки. [14-16]
10. Мультимедиа технологии. Даны несколько видеофрагментов (разного разрешения,
закодированные различными кодеками) и звуковые файлы. Выполнить на компьютере
их нелинейный монтаж используя ПО нелинейного видеомонтажа (Movie Maker, Adobe
Premiere, Adobe After Effects, Sony Vegas, Pinnacle Studio) нескольких видеофрагментов.
Продемонстрировать использование переходов и наложить звук. [19-22]
11. Мультимедиа технологии. Дан видеофрагмент. Добавить к нему титры.
Продемонстрировать использование для титров статичного и динамичного фона.
Продемонстрировать создание движущихся титров (анимация). Продемонстрировать
использование эффектов.
12. Мультимедиа технологии. Даны два звуковых файла - запись голоса с микрофона (в
фонограмме присутствуют шумы) и фоновая музыка. Продемонстрировать этап
обработки звука - подавление шумов. Продемонстрировать наложение голоса на
фоновую музыку. Использовать управление уровнем звука фонограммы (уровнем
амплитуды сигнала).
13. Функциональное проектирование ИС. IDEF3. Приведена диаграмма IDEF3.
Проанализируйте диаграмму и укажите ошибки в ней. Покажите, каким образом эти
ошибки могут быть устранены? Объяснить свои исправления.
14. Функциональное проектирование ИС. IDEF0. Приведена диаграмма IDEF0.
Проанализируйте диаграмму и укажите ошибки в ней. Покажите, каким образом эти
ошибки могут быть устранены? Объяснить свои исправления.
15. Объектное проектирование ИС. Диаграммы состояний. Приведена диаграмма
состояний. Проанализируйте диаграмму и укажите ошибки в ней. Покажите, каким
образом эти ошибки могут быть устранены? Объяснить свои исправления.
16. Web-программирование. Использование Django. Использование списка страниц и
регулярных выражений. Приведен код urls.py. На основании анализа этого кода
(расположение элементов кортежа и используемых регулярных выражений) определите
причину, по которой часть станиц не будет открываться при отсутствии ошибок в коде.
Как можно устранить неполадки? Объяснить свои исправления.
17. Web-программирование.
Использование Django. Подключение приложений.
Приведен фрагмент кода settings.py. Устраните ошибки. Обоснуйте свой ответ. Как
5
можно подключить внешнее приложение article, в котором есть статические файлы и
шаблоны?
18. Web-программирование. Использование Django. Модели данных. Приведен
фрагмент кода models.py. Проанализируйте код и укажите, какие ошибки возникнут при
создании базы данных? Как можно устранить ошибки? Объясните свои исправления.
[26]
19. Технологии разработки цифровых ресурсов. Разработать web-приложение,
имитирующего работу светофора (оригинал-макет выдается в задании). Использовать
HTML5 + CSS3+JS.
20. Технологии разработки цифровых ресурсов. Написать и продемонстрировать работу
web-приложения, использующего асинхронную загрузку изображения в контейнер на
основе объектной модели документа DOM. Использовать HTML5+ CSS3 + JS + JQuery.
21. Технологии разработки цифровых ресурсов. Написать и продемонстрировать работу
PHP скрипта, записывающего (читающего) данные в БД MySQL, на компьютере с
предустановленным сервером XAMPP.
1. Литература
Основная литература
1. Анисимов А.В. Проектирование информационных систем. [электронный ресурс] –
Режим доступа: https://sites.google.com/site/anisimovkhv/learning/pris
2. Блейк, Сахлин 50 эффективных приемов создания и обработки цифрового видео. Пер.
с англ. – М.: Издательский дом "Вильямс", 2006.
3. Васильев Ф.П. Методы оптимизации: в 2-х кн. – М.:МЦНМО, 2011.
4. Волкова В.Н. Теория систем: Учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. – М.:
Высшая школа, 2006.
5. Гаврилов А.В., Клименков С.В., Цопа Е.А. Программирование на Java. - СПб: ИТМО,
2010. – 130 с.
6. Гаврилова Т.А. Интеллектуальные технологии в менеджменте: инструменты и
системы. - 2-е изд. - СПб.: Высшая школа менеджмента: Издательский дом СанктПетербургского государственного университета, 2008.
7. Гамалей В.А. Мой первый видеофильм от А до Я. - СПб.: Питер, 2006. -268 с.: ил.
8. Дакетт Д. HTML и CSS. Разработка и дизайн веб-сайтов. Эксмо. серия Мировой
компьютерный бестселлер – 480 с.
9. Документация Django. [электронный ресурс] – Режим доступа: http://djbook.ru/rel1.6/
10. Дронов В.А. JavaScript и Ajax в Web-дизайне. - 2-е изд., [перераб. и доп.]. - СПб.:
БХВ-Петербург, 2008.
11. Дронов В.А. PHP 5/6, MySQL 5/6 и Dreamweaver CS4. Разработка интерактивных
Web-сайтов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009.
12. Дунаев В.В. HTML, скрипты и стили.— 3-е изд. — СПб. : БХВ-Петербург, 2011 .—
802 с. : ил..
13. Ефимчик Е.А., Лямин А.В., Скшидлевский А.А. Основы разработки информационных
систем. - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2013. - 40 с.
14. Информатика и программирование. Шаг за шагом. [электронный ресурс] – Режим
доступа: http://it.kgsu.ru
6
15. Кириллов В.В. Архитектура базовой ЭВМ.[Текст]: учеб. пособие /В.В. Кириллов.
СПб: НИУ ИТМО, 2011.
16. Кириллов В.В., Громов Г.Ю. Введение в реляционные базы данных. - СПб: Питер,
2009. – 464 c.
17. Конышева Л.К., Назаров Д.М. Основы теории нечетких множеств: Учебное пособие. –
СПб.: Питер, 2011.
18. Лисицына Л.С. и др. Электронный УМК по дисциплине "Дискретная математика" /
Университет ИТМО, каф. КОТ. - Системные требования: Интернет-обозреватель с
поддержкой Flash, Java, JavaScript. - Доступ из информационно-образовательной
среды Университета ИТМО.
19. Липаев В.В. Программная инженерия. Методологические основы. – М.: ТЕИС, 2006. –
606с.
20. Лунгу К.Н. Линейное программирование. Руководство к решению задач. –
М.:ФИЗМАТЛИТ, 2009. -132с.
21. Лямин А.В. и др. Электронный УМК по дисциплине "Информатика" / Университет
ИТМО, каф. КОТ. - Системные требования: Интернет-обозреватель с поддержкой
Flash, Java, JavaScript. - Доступ из информационно-образовательной среды
Университета ИТМО.
22. Муромцев Д.И. Разработка экспертных систем в Drools Guvnor.— СПб.: Университет
ИТМО, 2013.
23. Новиков Ф.А. Анализ и проектирование на UML. Описание лабораторного
практикума студентов: учебно-методическое пособие / СПб.: СПбГУ ИТМО, 2008. –
42 с.
24. Олифер В. Г. , Олифер Н. А. Сетевые операционные системы Серия: Учебник для
вузов. – СПб.: Питер, 2008. – 672 с.
25. Осипова В.А. Основы дискретной математики: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ:
ИНФРА-М, 2006. – 160с.
26. Основы тестирования программного обеспечения. [электронный ресурс] – Режим
доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/48/48/info
27. Певзнер Л.Д. Математические основы теории систем: Учеб. пособие / Л. Д. Певзнер,
Е. П. Чураков. – М.: Высшая школа, 2009.
28. Певзнер Л.Д. Теория систем управления: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. и доп. –
СПб.: Издательство «Лань», 2013. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://e.lanbook.com/view/book/38841/.
29. Романовский И. В. Дискретный анализ.— Изд. 4-е, испр. и доп. — СПб.: Невский
Диалект; БХВ-Петербург, 2008 . — 335 с.
30. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов. – 4-е изд., стер. –
М.: Высшая школа, 2007.
31. Туманов В.Е. Основы проектирования реляционных баз данных. – М.: Интернетуниверситет информационных технологий, Бином. Лаборатория знаний. 2011. – 424с.
32. Холме Д., Рест Н., Рест Д., Настройка Active Directory®. Windows Server® 2008.
Учебный курс Microsoft (70-640), М.: «Русская редакция», 2011г. - 959 с.
33. Хомоненко А. Д. Базы данных: учебник для высших учебных заведений.— Изд. 6-е,
доп .— СПб.: КОРОНА-Век, 2009. — 736 с.
34. Шелухин О.И. Моделирование информационных систем. Учебное пособие для вузов.
- 2-е изд., перераб и доп. – М.: Горячая линия - Телеком, 2012. [Электронный ресурс].
- Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=5204.
35. Эккель Б. Философия Java. 4-е издание. – СПб.: Питер. 2010. – 638 с.
Дополнительная литература
7
36. IDEF3. Process Description Capture Method. [электронный ресурс] – Режим доступа:
http://www.idef.com/idef3.htm
37. Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Элементы математического моделирования в
программных средах MATLAB и Scilab. – СПб.: Наука, 2001.
38. Брукшир Д.Г. Информатика и вычислительная техника. 7-е изд. - СПб.: Питер, 2004. 620 с.
39. Васильев А.Н. Java. Объектно-ориентированное программирование. – СПб.: Питер,
2011. – 398 с.
40. Вероятностные разделы математики. Учебник для бакалавров технических
направлений. // Под ред. Максимова Ю.Д. – СПб.: «Иван Федоров», 2001.
41. Гленн У., Симпсон М.Т. Проектирование инфраструктуры Active Directory и сети на
основе Microsoft Windows Server 2003, Питер, Русская Редакция, 2003. – 364с.
42. Голицына О.Л., Партыка Т.Л., Попов И.И. Системы управления базами данных. – М:
Форум, Инфра-М. 2011. – 432 с.
43. Горюнов В.А., Стась А.Н. Обработка и монтаж аудио записей с использованием
Audacity (ПО для обработки и монтажа аудио записей): Учебное пособие. - Москва:
2008.
44. Гудрич М.Т. Структуры данных и алгоритмы в Java. - Минск: Новое знание, 2003. 671 c.
45. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. - М.: Вильямс, 2005. - 1328 с.
46. Зудилова Т. В., Буркова М. Л. Web-программирование HTML: учебное пособие. –
СПб. : НИУ ИТМО, 2012 .— 68 с. : ил..
47. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. – 3-е изд. – СПб.: Питер; Киев:
Издательская группа BHV, 2004.
48. Кирсанов Д. Веб-дизайн. – М.: Диалектика, 2003.
49. Кларенс Хо, Роб Харроп. Spring 3 для профессионалов. – Москва: Вильямс. 2012. –
880 с.
50. Койнов Р.В., Лисицына Л.С. Практикум по дискретной математике в среде
виртуальной лаборатории системы дистанционного обучения СПбГУ ИТМО. Учебнометодическое пособие. – СПб, 2004. – 64с.
51. Кузнецов И., Познин В. Создание фильма на компьютере (+CD). - СПб.: Питер, 2005.
- 270 с.: ил.
52. Лисицына Л.С. Методы и алгоритмы теории графов. [электронный ресурс] – Доступ с
открытой площадки Университета ИТМО: https://courses.ifmo.ru.
53. Луни К., Брила Б. Oracle 10g. Настольная книга администратора баз данных. – М.:
Лори. 2009. – 750 с.
54. Майоров С.А., Кириллов В.Б., Приблуда А.А. Введение в микро-ЭВМ –
«Машиностроение», 1988.
55. Макконнелл Дж. Основы современных алгоритмов. 2-е дополненное издание. М.:
Техносфера, 2004. - 368с.
56. Мацяшек Л.А. Анализ и проектирование информационных систем с помощью UML
2.0, 3-е изд.: Пер. с англ. - М.: Вильямс, 2008. - 816 с.
57. Методология функционального моделирования IDEf0. Руководящий документ.
[электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.nsu.ru/smk/files/idef.pdf
58. Методы и средства инженерии программного обеспечения. [электронный ресурс] –
Режим доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/2190/237/inf
59. Нильсен Я., Лоранжер Х. Web-дизайн: удобство использования веб-сайтов
(юзабилити). – М.: Вильямс, 2009.
8
60. Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления: Учебное пособие. 2-е
изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2010. [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=301.
61. Петелин Р., Петелин Ю. Adobe Audition. Обработка звука для цифрового видео: Учеб.
пособие. – М.:СПб.: БХВ., 2004.
62. Проектирование информационных систем. [электронный ресурс] – Режим доступа:
http://www.intuit.ru/studies/courses/2195/55/info
63. Реймер С., Малкер М. Active Directory для Windows Server 2003. Справочник
администратора/Пер, с англ. — М.: «СП ЭКОМ», 2004.— 512 с.
64. Станкевич А.С. Дискретная математика, алгоритмы и структуры данных
[электронный ресурс] – Режим доступа: http://neerc.ifmo.ru/wiki/
65. Хабибуллин И.Ш. Самоучитель Java. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 464 с.
66. Хеник Б. HTML и CSS. Путь к совершенству. – СПб.: Питер, 201. - 336 с.
67. Хэррон Д. Node.js Разработка серверных веб-приложений на JavaScript. – Москва.:
ДМК Пресс, 2012. – 144 с.
68. Шелли Пауэрс. Изучаем Node.js. – СПб.: Питер, 2013. – 400 с.
69. Эндрюс Г.Р. Основы многопоточного параллельного и распределенного
программирования. - Др: Вильямс, 2003. – 512 с.
70. Якобсон А., Буч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки программного
обеспечения. — СПб.: Питер, 2002. — 496 с: ил.
Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры КОТ,
протокол № 10/15 от 29 октября 2015 года
9