МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Факультет компьютерных наук и информационных технологий
УТВЕРЖДАЮ
___________________________
"__" __________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины
ТЕОРИЯ ПОСТРОЕНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВЫХ СИСТЕМ
Направление подготовки
230100 – Информатика и вычислительная техника
Профессионально-образовательная программа
Сети ЭВМ и телекоммуникации
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
Очная
Саратов,
2013
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Теория построения отказоустойчивых
систем» являются: формирование у обучающихся компетенций, связанных с
пониманием теоретических основ построения отказоустойчивости систем.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Данная учебная дисциплина входит в раздел «М1.В.2 Общенаучный
цикл (вариативная часть)» ФГОС-3.
Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные
у обучающихся в результате изучения естественнонаучных дисциплин по
программе подготовки бакалавриата или специалитета: «Алгебра», «Дискретная математика», «Теория вероятностей и математическая статистика»,
«Теория информации», «Математическая логика и теория алгоритмов»,
«Прикладная универсальная алгебра».
Компетенции, знания, умения и готовности, сформированные у обучающихся в результате освоения данной дисциплины, могут быть полезны при
изучении следующих курсов: «Протоколы сетей передачи данных», «Сетевые архитектуры», «Методы и средства защиты информации в компьютерных сетях».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Теория построения отказоустойчивых систем»
Данная дисциплина способствует формированию следующих компетенций:
 способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
 применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1);
 формировать технические задания и участвовать 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);
 применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество
разрабатываемых программных продуктов (ПК-6).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать:
 основные понятия теории отказоустойчивости и гарантоспособных систем;
 основные понятия теории графов;
 основные графовые модели отказоустойчивости;
- уметь:
 разрабатывать математические модели процессов и объектов, методы
их исследования, выполнять их сравнительный анализ;
 планировать, организовывать и проводить научные исследования;
 использовать типовые программные продукты, ориентированные на
решение научных, проектных и технологических задач;
корректно применять модели, основанные на графах, к исследованию
отказоустойчивости вычислительных систем;
- владеть:
 терминологией в области отказоустойчивости;
 терминологией теории графов;
 методами управления знаниями;
 методами научного поиска.
 навыками самостоятельной научно-исследовательской и научнопедагогической деятельности, методиками сбора, переработки и представления научно-технических материалов по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций.
Раздел дисциплины
Семестр
Неделя семестра
Лекции
1
1
2
Основные понятия
отказоустойчивости
Основные понятия
теории графов
Графовые модели от-
3
1
4
1-2
5
8
6
2
7
8
6
1
3-4
20
2
6
12
1
5-8
22
4
6
12
2
3
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу
студентов и трудоемкость (в часах)
Лабораторные
(Практические)
занятия
Самостоятельная
работа
№
п/п
Всего часов
4. Структура и содержание дисциплины НАИМЕНОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы 144
часа.
Формы текущего
контроля успеваемости (по неделям семестра)
Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
9
Контрольная ра-
казоустойчивости
4
5
Отказы элементов
1
Отказы связей
1
Промежуточная аттестация
ИТОГО
бота №1
на 4 неделе
9-12
13-16
29
29
4
4
10
10
15
15
144
16
32
60
Экзамен
36
Раздел «Основные понятия отказоустойчивости». Системы и вычислительные системы. Гарантоспособность и ее свойства. Понятие отказа, сбоя,
ошибки. Отказоустойчивость. Статическая и динамическая отказоустойчивость.
Раздел «Основные понятия теории графов». Определение графа. Виды
графов. Подграфы и части графа. Изоморфизм, автоморфизм, вложение. Реконструируемость графов.
На практических занятиях: вычисление основных инвариантов графов,
реконструкция графа по его колоде.
Раздел «Графовые модели отказоустойчивости». Различные модели
отказов. Вершинные и реберные расширения графов. Сложность задачи. Оптимальность. Минимальные, неприводимые, точные расширения. Основные
свойства.
На практических занятиях: построение вложения графа, проверка изоморфизма, построение группы автоморфизмов графа.
Раздел «Отказы элементов». Минимальные вершинные расширения
цепи, цикла, предполных графов, турниров.
На практических занятиях: построение минимальных и неприводимых
вершинных расширений графов.
Раздел «Отказы связей». Минимальные реберные расширения цепи,
цикла, предполных графов, турниров.
На практических занятиях: построение минимальных и неприводимых
реберных расширений графов.
5. Образовательные технологии
Образовательные технологии:
 лекционные занятия;
 семинарские занятия;
 самостоятельная внеаудиторная работа;
 дискуссии на заданную тему.
Лекционные занятия проводятся в традиционной форме. При проведении части лекционных занятий используется ПК и мультимедийный проектор. На лекционных занятиях проводятся экспресс-опросы по пройденному
материалу и дискуссии на тему, предложенную для самостоятельной проработки.
Часть лекций происходит в форме лекции-беседы, позволяющей привлечь внимание студентов к наиболее важным вопросам темы и определяющей темп изложения учебного материала с учетом особенностей студентов.
Методы обучения, применяемые при изучении дисциплины, способствуют закреплению и совершенствованию знаний, овладению умениями и
получению навыков в области современного материаловедения. Содержание
учебного материала диктует выбор методов обучения:
 информационно-развивающие – лекция, объяснение, демонстрация,
решение задач, самостоятельная работа с рекомендуемой литературой;
 проблемно-поисковые и исследовательские – самостоятельная проработка предлагаемых проблемных вопросов по дисциплине.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Абросимов М.Б. Графовые модели отказоустойчивости. — Саратов:
Изд-во Саратовского гос. ун-та, 2012.
б) дополнительная литература:
1. Богомолов А.М., Салий В.Н. Алгебраические основы теории дискретных систем. – М.: Наука, 1997.
2. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. Алгоритмы: построение
и анализ / под ред. И. В. Красикова. – 2-е изд. – М.: Вильямс, 2005.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. Абросимов М.Б., Долгов А.А. Практические задания по графам. – Саратов: Научная книга, 2009.
http://www.sgu.ru/files/nodes/11017/ М.Б., Долгов А.А. Практические задания по графам.pdf.
2. The House of Graphs: http://hog.grinvin.org/
3. Программа для изучения инвариантов графов Grinvin.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины НАИМЕНОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для проведения лекционных занятий необходимы доска, проектор с
компьютером.
Для проведения семинарских занятий необходимы доска, компьютеры
с операционной системой Windows, программа Grinvin и средства программирования на языках C/C++, C# или Java.
Для проведения лабораторных занятий необходимы доска, компьютеры
с операционной системой Windows, программа Grinvin и средства программирования на языках C/C++, C# или Java.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» и программе подготовки «Сети ЭВМ
и телекоммуникации».
Автор
ДОЛЖНОСТЬ, СТЕПЕНЬ, ЗВАНИЕ
___________ М. Б. Абросимов
Программа одобрена на заседании кафедры Теоретических основ компьютерной безопасности и криптографии от «___» _______________ 2013 года, протокол № ___.
Заведующий кафедрой
Теоретических основ компьютерной
безопасности и криптографии,
к. ф.-м. н.
___________ В. Н. Салий
Декан факультета КНиИТ,
к. ф.-м. н., доцент
___________ А. Г. Федорова