Информационное обеспечение систем управления

УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИК
_________Сонькин М.А.
«___»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 220400 – Управление в технических системах
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ :СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ): теория систем управления
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): магистр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 1; СЕМЕСТР 1;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Информатика», «Моделирование систем управления», «Теория
автоматического управления», «Проектирование систем управления».
КОРЕКВИЗИТЫ: «Математическое моделирование объектов и систем управления»,
«Компьютерные технологии управления в технических системах», «Научноисследовательская работа», «Современные проблемы автоматизации и управления».
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
9 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ИТОГО
45
часов (ауд.)
54 часа
72 часов
126 часов
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЭКЗАМЕН В 1 СЕМЕСТРЕ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: АиКС
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
д.т.н., профессор Г.П. Цапко
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
к.т.н., доцент В.И. Коновалов
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
к.ф.-м.н., ассистент П.А. Радченко
2011 г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины магистрант приобретает
знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1, Ц2 и Ц4
основной образовательной программы «Управление в технических системах».
Дисциплина нацелена на подготовку магистрантов к:
- междисциплинарным научным исследованиям в области автоматического и
автоматизированного управления техническими объектами и технологическими процессами;
- к инженерной деятельности в области проектирования и настройки систем
автоматического и автоматизированного управления;
- к проведению теоретического и практического обучения в области анализа и синтеза автоматических и автоматизированных систем управления;
- поиску и анализу профильной научно-технической информации, необходимой для решения конкретных инженерных задач, в том числе при выполнении междисциплинарных проектов.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к дисциплинам профессионального цикла магистерской подготовки (раздел М.2 ФГОС, и М2.В1.1 действующего учебного
плана). Она непосредственно связана с базовыми и специальными дисциплинами профессионального цикла (Моделирование систем управления, Теория
автоматического управления, Проектирование систем управления) и базовой
части профессионального цикла (теория автоматического управления, моделирование систем управления) и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. Кореквизитами для дисциплины «Идентификация и диагностика систем» являются специальные дисциплины магистерской подготовки: «Математическое моделирование объектов и систем
управления», «Компьютерные технологии управления в технических системах», «Научно-исследовательская работа», «Современные проблемы автоматизации и управления».
3. Результаты освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины магистранты должны обладать
компетенциями, непосредственно указанными в ФГОС по направлению
220400, а именно:

способностью применять современные теоретические и экспериментальные методы разработки математических моделей исследуемых объектов
и процессов, относящихся к профессиональной деятельности по направлению подготовки (ПК-20);

способностью применять современные методы разработки технического, информационного и алгоритмического обеспечения систем автоматизации и управления (ПК-21).
После изучения данной дисциплины магистранты приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы: Р1, Р2, Р3, Р4, Р5, Р8. Соответствие результатов освоения
дисциплины «Информационное обеспечение систем управления» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.
Формируемые
компетенции в
соответствии с
ООП*
Результаты освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины магистрант должен знать:
основные особенности обработки данных, принципы построения
реляционных баз данных, вопросы проектирования и нормализации базы данных, программирование реляционных баз данных
современными средствами СУБД; современные тенденции в области информационного обеспечения систем управления.
В результате освоения дисциплины магистрант должен уметь:
применять методы анализа результатов исследования объектов и
систем управления с использованием современных компьютерных технологий; использовать принципы и методы структурного системного анализа и проектирования систем различного
назначения; методы решения задач анализа и проектирования систем различной природы с использованием современных CASE –
средств.
В результате освоения дисциплины магистрант должен владеть:
методами разработки и использования алгоритмов управления,
обработки и передачи информации, диагностики и контроля технических объектов, специального математического и программного обеспечения при построении систем управления; навыками
управления современными сетевые операционные системы, организацией хранения баз данных, серверами баз данных, распределенными системами хранения данных, языком структурированных запросов SQL.
Структура и содержание дисциплины
4.
4.1.
№
Структура дисциплины по разделам, формам организации и
контроля обучения
Название раздеТемы
Аудиторная работа
(час)
СРС
(час)
Итого
Формы текущего
контроля и аттеста-
(модули)
1
2
3
4
5
Лек
ции
Файловые системы 2
Основные понятия 2
реляционных баз
данных
Понятие транзак1
ции
Практ./
семинар
Лаб.
зан.
8
8
ции
8
8
22
58
8
32
Методы и средства
структурного системного анализа и
проектирования
CASE – средства
автоматизации методологий структурного системного анализа и проектирования
2
6
12
32
2
23
36
12
Итого
9
45
72
126
ИДЗ №1
ИДЗ №2
Отчет по лабораторной работе №1
ИДЗ №3
Отчет по лабораторной работе №2
ИДЗ №4
Отчет по лабораторной работе №3
Курсовая работа
Отчет по лабораторной работе №4
При сдаче отчетов по лабораторным работам проводится защита результатов и сделанных выводов. По итогам выполненных ИДЗ проводится собеседование.
4.2.
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Файловые системы
Структуры файлов. Именование файлов. Защита файлов. Режим многопользовательского доступа. Основные функции СУБД. Типовая организация
современной СУБД. Основные особенности систем, основанных на инвертированных списках. Иерархические системы. Сетевые системы.
Лабораторная работа №1. Изучение методов работы с файлами базы
данных.
Раздел 2. Основные понятия реляционных баз данных
Фундаментальные манипулирования реляционными данными. Реляционная алгебра. Реляционное исчисление. Проектирование реляционных баз
данных с использованием принципов нормализации. Вторая нормальная
форма. Третья нормальная форма. Нормальная форма Бойса-Кодда. Четвертая нормальная форма и свойства отношений. Реляционная модель данных.
Базисные средства нормальная форма. Пятая нормальная форма. Семантическое моделирование данных, ER-диаграммы. Семантические модели данных.
Лабораторная работа №2. Изучение команд управления базами данных.
Раздел 3. Понятие транзакции
Транзакции и целостность баз данных. Изолированность пользователей. Сериализация транзакций. Методы сериализации транзакций. Син-
хронизационные блокировки. Гранулированные синхронизационные блокировки. Предикатные синхронизационные захваты. Тупики, распознавание и разрушение. Метод временных меток. Журнализация и буферизация.
Индивидуальный откат транзакции. Восстановление после мягкого сбоя.
Физическая согласованность базы данных. Восстановление после жесткого
сбоя.
Лабораторная работа №3. Изучение команд управления экраном и команд ввода - вывода.
Раздел 4. Методы и средства структурного системного анализа и проектирования
Понятие структурного анализа. Принципы и средства структурного анализа. Диаграммы потоков данных. Словарь данных. Методы задания спецификаций процессов. Диаграммы “сущность – связь”. Средства структурного
проектирования. Методологии структурного системного анализа и проектирования. Классификация структурных методологий. SADT – технология
структурного анализа и проектирования. Методологии, ориентированные на
данные.
Лабораторная работа №4. Ознакомление с методологией структурного
анализа и проектирования SADT и изучение основ пакета Desing/IDEF.
Раздел 5. CASE – средства автоматизации методологий структурного
системного анализа и проектирования
Концептуальные основы CASE-технологии. CASE – модель жизненного
цикла ПО. Состав, структура и функциональные особенности CASE –
средств. Классификация CASE – средств. Обзор российского рынка CASE –
средств. Применение CASE – технологий при реорганизации деятельности
предприятий. Методы оценки деятельности предприятий. BPR – реинжиниринг бизнес-процессов. Информационная модель сложной системы. Функциональная статическая модель системы.
Курсовая работа. Создание IDEF–модели выпускной квалификационной
работы (курсовой проект, дипломный проект).
5.
Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов
учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности магистрантов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.
Методы и формы
активизации деятельности
Дискуссия
IT-методы
Командная работа
ЛК
х
Виды учебной деятельности
ЛБ
ПР
СРС
х
х
х
х
х
Опережающая СРС
Индивидуальное обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе
опыта
х
х
х
х
х
х
х
х
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
 самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины при выполнении курсовой работы с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;
 поиск справочных материалов на лабораторных занятиях с использованием компьютерных технологий;
 выполнение курсовой работы по проблемно-ориентированным, поисковым, творческим заданиям.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)
6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и
закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
 работе магистрантов с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по заданной проблеме и выбранной теме курсовой работы;
 выполнении домашних заданий;
 переводе материалов из тематических информационных ресурсов с иностранных языков;
 изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
 изучении теоретического материала к лабораторным занятиям;
 подготовке к защите лабораторных работ;
 подготовке к защите курсовой работы;
 подготовке к экзамену.
6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
- семантическая модель Entity-Relationship (Сущность-Связь);
- сравнительный анализ SADT – моделей и потоковых моделей;
- имитационное моделирование сложной системы на основе функциональной
динамической модели;
- взаимодействие между функциональной динамической и информационной
моделями системы.
6.2
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) направлена на
развитие интеллектуальных умений, комплекса
универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций,
повышение творческого потенциала магистрантов и заключается в:
 поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе
научных публикаций по определенной теме исследований;
 анализе теоретических и статистических материалов по заданной теме,
проведении расчетов, составлении моделей на основе статистических материалов;
 выполнении расчетно-графических работ;
 исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах.
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
(фонд оценочных средств)
Оценка успеваемости магистрантов осуществляется по результатам:
- самостоятельного выполнения лабораторных работ;
- оценки выполненных магистрантами ИДЗ;
- защиты отчетов по лабораторным работам;
- защиты курсовой работы и демонстрации полученных в ней результатов;
- экзамена в девятом семестре (для выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).
7.1. Требования к содержанию экзаменационных билетов
Экзаменационные билеты включают 2 теоретических вопроса.
7.2. Список экзаменационных вопросов
1. Файловые системы. Структуры файлов. Именование файлов.
2. Защита файлов. Режим многопользовательского доступа.
3. Типовая организация современной СУБД. Основные функции СУБД
4 Основные особенности систем, основанных на инвертированных списках.
5. Основные понятия реляционных баз данных.
6. Фундаментальные манипулирования реляционными данными.
7. Реляционная алгебра. Реляционное исчисление.
8. Проектирование реляционных баз данных с использованием принципов
нормализации.
9. Вторая нормальная форма. Третья нормальная форма.
10.Нормальная форма Бойса-Кодда.
11.Реляционная модель данных.
12.Семантическое моделирование данных, ER-диаграммы.
13.Семантическая модель Entity-Relationship (Сущность-Связь).
14.Транзакции и целостность баз данных.
15.Сериализация транзакций. Методы сериализации транзакций.
16.Синхронизационные блокировки. Гранулированные синхрони-зационные
блокировки.
17.Тупики, распознавание и разрушение. Метод временных меток.
18.Индивидуальный откат транзакции. Восстановление после мягкого сбоя.
19.Физическая согласованность базы данных. Восстановление после жесткого сбоя.
20.Сервер базы данных. Эволюция серверов баз данных.
21.Технология и модели "клиент-сервер".
22.Активный сервер. Процедуры базы данных.
23.События в базе данных. Типы данных, определяемые пользователем.
24.Распределенные базы данных. Обработка распределенных данных.
25.Правила и аспекты сетевого взаимодействия. Технология тиражирования
данных
26.Понятие структурного анализа. Принципы и средства структурного анализа.
27.Методы и средства структурного системного анализа и проектирования.
28.Диаграммы потоков данных. Словарь данных. Методы задания спецификаций процессов. Диаграммы “сущность – связь”.
29.SADT – технология структурного анализа и проектирования.
30.CASE – средства автоматизации методологий структурного системного
анализа и проектирования.
31.Концептуальные основы CASE-технологии. CASE – модель жизненного
цикла ПО.
32.Состав, структура и функциональные особенности CASE – средств. Классификация CASE – средств.
33.Применение CASE – технологий при реорганизации деятельности предприятий. Методы оценки деятельности предприятий.
34.BPR – реинжиниринг бизнес-процессов.
35. Информационная модель сложной системы. Функциональная статическая
модель системы.
36. Взаимодействие между функциональной динамической и информационной моделями системы.
37. Имитационное моделирование сложной системы на основе функциональной динамической модели
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)
Основная литература
1.
Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных.: Пер. с. англ. – 6-е изд. –
К.: Диалектика, 1998.- 784 с.: ил. – Парал. тит. англ.
2.
Четвериков В.Н. и др. Базы и банки данных: Учебное пособие
для ВУЗов. - М.: Высшая школа, 1987.
3.
Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1989.
4.
Бобровски Стивен. Oracle 7 и вычисления клиент/сервер.: Пер. с англ.
5.
Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий. М.: Синтег,
1997. – 316с.
6.
Вендров А.М. CASE–технологии. Современные методы и средства
проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика,
1998.-176 с.
Вспомогательная литература
7.
Стородинский А.В., Ривлин М.Н. Базы данных: тенденции развития. Мир ПК, N 5, 1990.
8.
Куправа Т.А. Создание и программирование баз дынных средствами СУБД DBase III Plus, FoxBase Plus, Clipper.
9.
Васкевич Д. Стратегии клиент/сервер. К.: Диалектика, 1996.- 384 с.,
ил.