Рабочая программа по дисциплине «Теория вычислительных процессов» для направления 010500 (510200) «Прикладная математика и информатика» Факультет систем управления

скачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Томский государственный университет систем управления

и радиоэлектроники

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

__________Л.А. Боков

"____"_______________2008 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

По дисциплине «Теория вычислительных процессов»

для направления 010500 (510200) — «Прикладная математика и информатика»

Факультет - систем управления

Профилирующая кафедра - Автоматизированных систем управления

Курс - 4

Семестр – 8

Учебный план набора 2005 г. и последующих лет

Распределение учебного времени:

Лекции - 32 часа

Лабораторные занятия - часов

Практические занятия - 20 часов

Всего аудиторных занятий - 52 часа

Самостоятельная работа - 33 часа

Общая трудоемкость - 85 часов

Экзамен - 8 семестр

2008

Рабочая программа составлена на основании учебного плана по направлению подготовки 010500 «Прикладная математика и информатика», утвержденного 23.04.2007 г. Дисциплина входит в цикл дисциплин специализации и установлена советом вуза.

Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры «^ 29 » август�� 2008 г., протокол № 18 .

Разработчик В.Т. Калайда

Зав. обеспечивающей кафедрой А.М. Кориков

Рабочая программа согласована с факультетом, профилирующей и выпускающей кафедрами специальности.

^ Декан ФСУ Н.В. Замятин

Зав. профилирующей кафедрой А.М. Кориков

Зав. выпускающей кафедрой А.М. Кориков

Цели и задачи дисциплины

Основная цель курса «Теория вычислительных процессов» заключается в создании теоретической основы для изучения специальных дисциплин (СД.05) учебного плана подготовки, связанных с новыми информационными и сетевыми технологиями на базе принципов параллельной и распределенной обработки информации.

^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

иметь представление:

о проблемах и направлениях развития теории вычислительных процессов и структур, новых способах их формального описания и верификации; об основных тенденциях развития способов задания семантики программ, их формальной спецификации и верификации;

знать и уметь использовать:

формальные модели вычислительных процессов и структур, основные классы моделей и методы решения задач анализа моделей; сетевые модели вычислительных процессов - сети Петри; принципы построения моделей процессов, методы и средства формализации, алгоритмизации и реализации модели на ЭВМ; методы управления процессами, протоколы взаимодействия объектов вычислительных структур, методы анализа структур и процессов; основные классы схем программ и программных механизмов;

иметь опыт:

применения различных формальных средств реализации моделей асинхронных процессов и систем взаимодействующих вычислительных процессов с целью анализа, расчетов и оптимизации разрабатываемых систем; использования метода системного моделирования при исследовании и проектировании программных систем; применения прикладных методов верификации программ.

^ Объем дисциплины и виды учебной работы.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестр 8
Общая трудоемкость дисциплины	85	85
Аудиторные занятия	52	52
Лекции	32	32
Практические занятия (ПЗ)	20	20
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа	33	33
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
другие виды самостоятельной работы
Виды итогового контроля	Экзамен

^ Содержание дисциплины.
1. Разделы дисциплины и виды занятий.

№п/п	Раздел дисциплины	Лекции/ Самостоятельная	ПЗ/ Самостоятельная
1	Введение.	2/2
2	Схемы программ	4/4
3	Рекурсивные схемы.	2/2
4	Семантическая теория программ.	4/4
5	Теоретические модели вычислительных процессов.	4/4	8/0
6	Параллельные процессы.	6/6	8/0
7	Сети Петри	4/4
8	Анализ сетей Петри	4/4
9	Заключение	2/2
ИТОГО		32/32	16/0

Содержание разделов дисциплины.

Введение.

Предмет и задачи курса. Краткая характеристика дисциплины с позиции современных тенденций расширения сфер использования принципов параллельной и распределенной обработки информации; концепция процесса и проблемы организации взаимодействия процессов; семантическая теория программ, схемы программ и методы формальной спецификации и верификации. Основы методики самостоятельной работы. Связь курса с другими дисциплинами учебного плана. Краткая характеристика учебной литературы.

Схемы программ.

Краткое математическое предисловие. Стандартные схемы программ. Базис стандартных схем программ. Графовая форма стандартной схемы. Линейная форма стандартной схемы. Интерпретация стандартной схемы программ. Свойства и виды стандартных схем. Эквивалентность, тотальность, пустота свобода. Свободные интерпретации. Согласованные свободные интерпретации. Логико-терминальная эквивалентность. Моделирование стандартных схем программ. Одноленточные автоматы. Многоленточные автоматы. Двухголовочные автоматы. Двоичные двухголовочные автоматы. Построение схемы. Моделирующие автоматы.

Рекурсивные схемы.

Рекурсивное программирование. Определение рекурсивных схем. Трансляция схем программ. Сравнение классов схем программ. Схемы с процедурами. Обогащенные и структурированные схемы. Трансляция обогащенных схем. Структурированные схемы.

Семантическая теория программ.

Описание смысла программы. Операционная семантика. Аксиоматическая семантика. Преобразование предикатов. Аксиоматическое определение языков программирования. Детонационная семантика. Декларативная семантика. Языки формальной спецификации. Верификация программ. Методы доказательства правильности программ. Использование утверждений в программах.

Теоретические модели вычислительных процессов.

Взаимодействующие последовательные процессы. Законы. Реализация процессов. Протоколы. Операции над протоколами. Протоколы процесса. Спецификации.

Параллельные процессы.

Взаимодействие. Параллелизм. Обмен сообщениями. Разделяемые ресурсы. Поочередное использование. Общая память. Кратные ресурсы. Планирование ресурсов. Программирование параллельных вычислений. Многопоточная обработка. Модели параллельных вычислений. Обмер сообщениями. Параллелизм данных. Общая память.

Сети Петри.

Основные определения. Маркировка сетей. Правила выполнения сетей. Моделирование систем на основе сетей Петри. События и условия. Одновременность и конфликт. Моделирование последовательных процессов. Моделирование взаимодействующих процессов. Взаимное исключение.

Анализ сетей Петри.

Методы анализа. Дерево достижимости. Анализ безопасности и ограниченности. Анализ сохранения. Анализ покрываемости. Анализ живости. Ограниченность метода.

Заключение.

Теория вычислительных процессов и структур и основные тенденции развития новых информационных и сетевых технологий на базе принципов параллельной и распределенной обработки информации.

Практикум

№п/п	№ раздела дисциплины	Наименование работ	Объем (час)
1	5, 6	Моделирование организации и обслуживания очередей процессов к совместно используемым ресурсам	6
2	5, 6	Управление процессами Windows	6
3	5, 6	Организация пула потоков в Windows	8

^ Форма самостоятельной работы

№ п/п	Наменование работы	Кол-во часов	Форма контроля
1.	Проработка лекционного материла	30	Экзамен
2.	Подготовка к практическим и семинарским занятиям. Выполнение заданий.	3	Опрос и проверка на практических занятиях
	^ Всего часов самостоятельной работы по дисциплине	33

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

а) Основная литература:

Калайда В. Т. Теория вычислительных процессов. – Томск: Изд. — во ТУСУР, 2008 145 с. (50 экз.)
Котов В. Е., Сабельфельд В. К. Теория схем программ. — М.: Наука, 1991. – 247 c. (8 экз.)
Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. — М.: Наука. 1984. (2 экз.)

б) Дополнительная литература:

Котов В. Е. Сети Петри. — М.: Наука. — 1984.
Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мир. –1979.
Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы. — М.: Мир, 1988
Непомнящий В. А., Рякин О. М. Прикладные методы верификации программ/ Под ред. А. П. Ершова. М.: Радио и связь, 1988.
Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 264 с.
Непомнящий В. А., Рякин О. М. Прикладные методы верификации программ/ Под ред. А. П. Ершова. – М.: Радио и связь, 1988. – 256 с.
Пратт Т., Зелковиц М. Языки программирования: разработка и реализация/ Под общей ред. А. Матросова. – СПб.: Питер, 2002. – 688 с.
Котов В. Е., Сабельфельд В. К. Теория схем программ. – М.: Наука, 1991. – 248 с.
Котов В. Е. Сети Петри. – М.: Наука, 1984. – 160 с.
Лавров С. С. Программирование. Математические основы, средства, теория. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. — 320 с.
Бейбер. Р. Л. Программное обеспечение без ошибок: Пер. с англ. / Под ред. Д. И. Правикова. – М.: Джон Уайли энд Санз, Радио и связь, 1996. – 176 с.
Андерсон Р. Доказательство правильности программ: Пер. с англ. – М.:Мир, 1982. – 168 с.

8. Контроль обучения: экзамен

Контроль обучения осуществляется в соответствии с рейтинговой системой. Рейтинговые оценки распределяются в соответствии с таблицей:

Вид занятий	Оценка (балл)			Итог
Лекции	Контр. т. №1	Контр. т. №2
Лекции	20	25		45
Практикум	Задача №1	Задача №2	Задача №3
Практикум	25	25	25	75
				120

Максимальный семестровый рейтинг = 120 баллов.

Контрольная точка № 1: контрольная работа по лекционному материалу.

Контрольная точка № 2: контрольная работа по лекционному материалу.

Максимально за первую контрольную работу – 20 баллов, за вторую 25 баллов.

Экзаменационная оценка «Отлично» по предмету выставляется автоматически при наличии 100–120 баллов, «Хорошо» при наличии 80—99 баллов.

При недостаче баллов решаются дополнительные задачи (каждая задача = 10 баллов).

Скачать 101,47 Kb.

оставить комментарий

Дата	17.10.2011
Размер	101,47 Kb.
Тип	Рабочая программа, Образовательные материалы

Добавить документ в свой блог или на сайт

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка этого документа будет первой.

Ваша оценка:

Разместите кнопку на своём сайте или блоге:

Загрузка...

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации