Реферат: Програму кандидатського іспиту за спеціальністю 05. 13. 06 інформаційні технології розробили співробітники Інституту кібернетики імені В. М. Глушкова нан україни доктор фізико-математичних наук Гупал А. М

Програму кандидатського іспиту за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології розробили співробітники Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова
НАН України доктор фізико-математичних наук Гупал А.М., доктор фізико-математичних наук Писаренко В.Г., кандидат технічних наук Тімашов О.О.

Вступ

Сучасний етап технічної революції тісно пов'язаний з глибокою комп'ютеризацією всіх ланок життя супільства. Інформація нині займає одну з важливих позицій серед інших видів ресурсів. Володіння актуальною інформацією стало необхідною умовою успіху
в бізнесі. Особливо це стосується сфери управління, що є напотужнішим споживачем інформації.

На даному етапі інформаційні ресурси починають відігравати вже не тільки пасивну обслуговуючу, але й активну роль. Під впливом інформаційних можливостей відбува-ються значні інтеграційні перетворення у сфері виробництва та бізнесу. Сучасні виробничі схеми охоплюють всі фази життєвого циклу продукції – від наукових досліджень до маркетингу. І це дедалі більше стає необхідною умовою їх стабільності на ринку.

Така зміна кон'юнктури системотехнічної продукції відчутно змінює спектр вимог до неї. Серед сучасних вимог інтелектуалізованість, гнучкість, адаптивність, відкритість. Задовольнити їх можливо лише у рамках концептуально цілісних наукоємких системо-технічних проектів та відповідних програмних продуктів. Саме на перевірку знань наукових основ створення таких продуктів скерована подана програма вступних іспитів.

Програма має наступні розділи:

1. Технічні засоби інформаційних технологій.

2. Основи комп'ютерних мереж.

3. Методи моделювання систем та об'єктів комп'ютеризації.

4. Основи програмування.

5. Дослідженя операцій.

6. Нейрокомп’ютерні системи.

7. Проектування інформаційних систем.

8. Бази даних і знань у комп'ютеризованому управлінні та інформаційних технологіях.

9. Системно-методологічні основи створення інформаційних технологій.

10. Моделі та методи прийняття рішень.

11. Основи інормаційної безпеки.

12. Прогресивні інформаційні технології.

13. Інтелектуальна власність.

1. Технічні засоби інформаційних технологій

1.1. Апаратура збору, реєстрації та підготовки даних для інформаційних систем. Пристрої сполучення ЕОМ з об'єктами автоматизації. Пристрої сполучення ЕОМ з операторами. Системи відображення інформації. Інтерфейси.

1.2. Поняття, принципи організації багатопроцесорних і багатомашинних обчислю-вальних систем і комплексів. Методи та засоби організації багатопроцесорних і багато-машинних обчислювальних комплексів на основі ЕОМ загального призначення. Типи структур багатопроцесорних ОС, орієнтованих на досягнення надвисокої продуктивності.

1.3. Методи й алгоритми підвищення надійності, живучості та вірогідності АСУ.

1.4. Принципи організації обчислювальних мереж. Обчислювальні мережі. Загальні відомості. Класифікація обчислювальних мереж. Принципи організації та засобів телеобробки даних. Методи передачі даних каналами зв'язку. Комутація каналів, повідомлень, пакетів. Еталонна логічна модель обчислювальної мережі й ієрархія протоколів. Елементи протоколів. Протоколи керування фізичними й інформаційними каналами та мережею передачі даних. Приклади сучасних протоколів.

1.5. Глобальні мережі ЕОМ і засоби телекомунікацій. Модеми й телефонні лінії транспортування інформації. Серверні групи. Раутерські групи. Локальні робочі місця. Віддалені робочі місця. Провайдери та вузли переробки інформації. Електронна пошта. Інтранет. Інтернет. Роль теорії систем масового обслуговування.

1.6. Локальні обчислювальні мережі. Основні поняття. Особливості організації передачі інформації в локальних мережах. Приклади локальних мереж. Корпоративні мережі.

1.7. Можливості й перспективи квантових комп’ютерів. Квантова криптографія. Обчислювальні технології паралельної обробки даних.

1.8. Функціональні елементи ЕОМ: дешифратор, шифратор, триггерні схеми різних типів, лічильник, регістри зберігання та зсув. Арифметико-логічний пристрій комп'ютера. Пристрій керування.

1.9. Запам'ятовувальні пристрої, їх класифікація, ієрархічна побудова запам'ято-вувальних пристроїв сучасних ЕОМ.

1.10. Режими адресації мікропроцесора та їх зв'язок з форматами команд. Формати
й особливості реалізації команд переходів. Машинне представлення команд.

1.11. Взаємодія основних вузлів і пристроїв персонального комп'ютера при автома-тичному виконанні команди. Архітектура 32-розрядного мікропроцесора. Конвейєрна організація роботи мікропроцесора. Типи й причини конфліктів в конвейєрі та шляхи їх зменшення, вплив на роботу мікропроцесора.

1.12. Мультипрограмний режим роботи ЕОМ. Апаратні та програмні засоби, що забезпечують роботу ЕОМ у цьому режимі, показники, що характеризують мульти-програмний режим роботи, їх залежність від коефіцієнта мультипрограмування.

1.13. Одночергові та багаточергові дисципліни розподілу ресурсів. Основні режими роботи мультипрограмної ЕОМ. Система переривань у персональній ЕОМ.

1.14. Розподіл пам'яті. Організація віртуальної пам'яті. Сегментно-сторінкове пред-ставлення пам'яті. Методи скорочення часу адресного перетворення. Система захисту інформації. Підходи до організації захисту пам'яті мультипрограмних ЕОМ
і персональної ЕОМ.

1.15. Взаємодія пристроїв, що входять до складу ЕОМ. Програмно-керувальна передача даних між пристроями вводу/виводу й оперативною пам'яттю, а також механізм прямого доступу до пам'яті (ПДП).

1.16. Шини мікропроцесорних систем. Цикли обміну інформацією й їх фази. Синхронізація обміну. Організації переривань і ПДП. Функції основних пристроїв мікро-процесорної системи: процесори, пам'ять, пристрої вводу/виводу й їх підключення до магістралі.

1.17. Методи адресації операндів і регістри процесора. Система команд процесора. Структура процесорного ядра й особливості системи команд мікроконтролерів. Функції
й організація пам'яті програм і даних. Стек і зовнішня пам'ять мікроконтролерів.

1.18. Структура й організації портів вводу/виводу інформації мікроконтролерів. Режими роботи таймерів і процесорів подій. Обробка переривань. Режими зниженого енергоспоживання мікроконтролера. Тактові генератори, схеми контролю напруги живлення, сторожові таймери та додаткові модулі.

1.19. Етапи проектування та розробки цифрових пристроїв і систем на основі мікроконтролерів. Архітектура персональних комп'ютерів сімейства IBM РС. Процесори, що використовуються в персональних комп'ютерах, їх функції, характеристики, етапи еволюції.

1.20. Пристрої, що входять до складу персонального комп'ютера, їх функції, прин-ципи їх організації, принципи обміну інформацією з ними.

1.21. Системна магістраль. Призначення сигналів і протоколи обміну інформацією на магістралі. Принципи розподілу ресурсів ПК. Інтерфейси персонального комп'ютера,
їх особливості та протоколи обміну інформацією по цих інтерфейсах.

1.22. Призначення, застосування та типи багатопроцесорних обчислювальних систем. Пікова і реальна продуктивності обчислювальної системи, способи їх оцінки. Архітектура обчислювальних систем. Класифікація архітектури за паралельною обробкою даних.

1.23. Архітектура обчислювальних систем. Гібридна архітектура. Організація коге-рентності багаторівневої ієрархічної пам'яті. Кластерна архітектура.

1.24. Способи організації високопродуктивних процесорів. Асоціативні процесори. Конвейєрні процесори. Матричні процесори. Клітинні процесори. Комунікаційні проце-сори. Процесори баз даних. Потокові процесори. Нейронні процесори. Процесори з бага-тозначною (нечіткою) логікою.

1.25. Поняття операційної системи (ОС). Функції ОС і підходи до побудови ОС. Поняття процесу, модель представлення процесу в ОС. Планування процесів в ОС. Цілі
та критерії планування. Кооперація процесів. Нитка виконання (thread).

1.26. Алгоритми синхронізації. Механізми синхронізації: семафори Дейкстри, монітори Хору. Взаємоблокування, тупикові ситуації та "зависання" системи.

1.27. Організація пам'яті комп'ютера. Прості схеми управління пам'яттю. Віртуальна пам'ять. Архітектурні засоби підтримки віртуальної пам'яті. Апаратно-незалежний рівень управління віртуальною пам'яттю.

1.28. Функції й інтерфейс файлової системи. Реалізація файлової системи. Система управління вводом/виводом. Мережі та мережеві операційні системи.

1.29. Ключові поняття інформаційної безпеки: конфіденційність, цілісність і доступність інформації, загроза. Захисні механізми операційних систем: ідентифікація
й аутентифікація, авторизація й аудит.

^ 2. Основи комп'ютерних мереж

2.1. Визначення локальних мереж(ЛМ) і їх топологія. Типи, особливості, принципи функціонування ЛМ. Принципи підключення електричних ліній зв'язку в локальних мережах, методи їх узгодження, екранування та гальванічної розв'язки. Коди передачі інформації.

2.2. Принципи передачі інформації по мережі. Призначення і типи інформаційних пакетів. Структура пакетів. Можливості мережевих адаптерів і проміжних мережевих пристроїв.

2.3. Стандартні ЛМ (СЛМ): Ethernet, Token Ring, Arcnet. Швидкісні та над-швидкісні СЛМ. Бездротові стандартні мережі. Класифікація загроз, методів і засобів захисту інформації. Класичні методи шифрування і стандартні криптографічні системи. Програмні засоби захисту інформації (вбудовані в ОС і зовнішні).

2.4. Алгоритми мережі Ethernet/Fast Ethernet. Стандартні сегменти мережі Ethernet
і Fast Ethernet. Апаратура мережі Ethernet/Fast Ethernet. Вибір конфігурації мереж Ethernet і Fast Ethernet.

2.5. Методика й етапи проектування мережі. Методика проектування кабельної системи. Методи та засоби оптимізації і пошуку несправностей в працюючій мережі. Формули Шеннона і типи ліній передачі, в яких використовуються модеми. Структура модему, методи модуляції, стандарти і програмні засоби для модемів.

2.6. Перші обчислювальні машини й операційні системи. Мультипрограмування. Багатотермінальні системи. Перші глобальні мережі. Спадщина телефонних мереж. Міні-комп'ютери. Стандартні мережеві технології. Роль персональних комп'ютерів в еволюції мереж.

2.7. Зв'язок комп'ютера з периферійним пристроєм. Простий випадок зв'язку двох комп'ютерів. Схема функціонування й основні елементи програмного забезпечення взаємодії комп'ютерів по мережі. Завдання фізичної передачі даних по лініях зв'язку.

2.8. Типи фізичної конфігурації мереж. Ієрархічна і плоска схеми адресації, числові та символьні адреси, групові, широкомовні й індивідуальні адреси.

2.9. Комутація. Інформаційні потоки, комутатор, завдання маршрутизації. Процедури мультиплексування і демультиплексування. Комутація пакетів, каналів і повідомлень. Динамічна та постійна комутація. Пропускна спроможність мереж з кому-тацією пакетів. Дейтаграмна передача та віртуальні канали.

2.10. Структуризації локальних і глобальних мереж. Фізична і логічна структури-зація. Функціональне призначення основних типів комунікаційного устаткування: повторювачі, мости, комутатори, маршрутизатори, роль мережевих служб.

2.11. Багатошарова модель мережі: клієнти, сервери, однорангові вузли. Мережі
з виділеним сервером, однорангові та гібридні мережі. Мережеві служби й операційна система.

2.12. Конвергенція комп'ютерних і телекомунікаційних мереж. Мережа доступу
і магістраль. Класифікація мереж операторів за територіальною протяжністю, набором послуг, клієнтською базою.

2.13. Багаторівневий підхід. Протокол. Інтерфейс. Стек протоколів. Модель OSI,
її призначення і функції кожного рівня. Мережевозалежні і мережевонезалежні рівні. Модульність і стандартизація. Поняття "Відкрита система". Джерела стандартів. Характе-ристика стандартних стеків комунікаційних протоколів OSI, TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB.

2.14. Показники роботи мережі: продуктивність, надійність і безпека, розширюва-ність і масштабованість, прозорість, підтримка різних видів трафіка, характеристики якості обслуговування, керованість і сумісність.

^ 3. Методи моделювання систем та об'єктів комп'ютеризації

3.1. Предмет і предметна область системного аналізу. Системні процедури та методи. Системне мислення. Основні поняття системного аналізу. Ознаки системи. Типи топології систем. Різні форми опису систем. Етапи системного аналізу.

3.2. Типи і класи систем. Поняття великої і складної системи. Типи складності. Способи визначення (оцінки) складності. Функціонування і розвиток (еволюція) систем. Саморозвиток систем.

3.3. Управління системою (у системі). Проблеми управління системою (у системі), схема, цілі, функції та завдання управління системою. Поняття і типи стійкості системи.

3.4. Інформаційні системи й їх типи. Життєвий цикл проектування інформаційної системи. Аксіоми інформаційних систем. Поняття інформаційної синергетики – само-організація, система, що самоорганізується. Аксіоми самоорганізації інформаційних систем.

3.5. Методи синтезу алгебраїчних моделей систем. Елементарні функції. Метод найменших квадратів. Лінійні регресії. Нелінійні регресії.

3.6. Методи синтезу динамічних моделей систем. Лінійні диференціальні рівняння першого та другого порядків з постійними коефіцієнтами, загальний вигляд, рішення. Диференціальне рівняння n-го порядку. Система лінійних диференціальних рівнянь першого порядку. Нелінійні диференціальні рівняння.

3.7. Методи синтезу дискретних моделей виробничих і невиробничих систем. Загальна теорія автомата. Автомати та спосіб їх завдання. Автомати Мура. Автоматні відображення. Подання подій в автоматах. Булева алгебра.

3.8. Методи синтезу ймовірнісних моделей систем. Моделювання випадкових подій: випадковий, величин, векторів, функцій і потоків. Системи масового обслуговування. Стохастичні мережі масового обслуговування.

3.9. Поняття "інформація". Типи і класи інформації. Методи та процедури актуалізації інформації. Система передачі інформації. Складні системи звязку. Ентропія системи. Основні визначення кількості інформації. Міри складності й невизначеності. Інформаційні методі синтезу моделей систем. Зв'язок із зміною інформації в системі. Абсолютна й відносна організація.

3.10. Основні положення теорії моделювання. Принципи системного підходу при моделюванні. Визначення поняття "модель". Вимоги до моделі. Системні типи та властивості моделей. Життєвий цикл моделювання (модельованої системи).

3.11. Математичне та комп'ютерне моделювання. Обчислювальний експеримент. Операції моделювання. Еволюційне моделювання систем. Генетичні алгоритми як апарат еволюційного моделювання систем. Теорії прийняття рішень. Ситуативне моделювання.

3.12. Класифікація видів моделювання та моделей об'єктів керування. Ігрові моделі, моделі теорії черг, моделі керування запасами, моделі Леонтьєва й Форрестора, лінійні моделі, логіко-лінгвістичні моделі.

3.13. Формалізація й алгоритмізація процесу моделювання. Основні етапи моделювання. Постановка завдання та визначення типу моделі. Побудова математичної, алгоритмічної й програмної моделей досліджуваної системи.

3.14. Обґрунтування коректності моделей. Основні поняття теорії подоби й вери-фікації моделей. Оцінка адекватності й точності моделей. Процеси, що регенерують, їх застосування для оцінок точності результатів моделювання.

3.15. Мережеві моделі об'єктів комп'ютеризації (мережі Петрі, семантичні мережі, фрейми, нейроподібні мережі).

3.16. Імітаційне моделювання. Поняття імітаційної моделі. Структура імітаційної моделі. Етапи імітаційного моделювання. Метод статистичних випробувань (Монте-Карло). Особливості фіксації й обробки результатів статистичного моделювання. Оцінка точності та необхідної кількості реалізацій.

3.17. Технічні засоби побудови й дослідження моделей. Науковий, інженерний
і промисловий експеримент як засіб побудови або уточнення математичної моделі досліджуваного об'єкта або явища.

3.18. Програмне забезпечення машинного моделювання. Мови моделювання, принципи їх побудови. Фактори, що впливають на вибір мови. Порівняльний аналіз проблемно-орієнтованих мов моделювання.

^ 4. Основи програмування

4.1. Списки. Розділення множин. Пріоритетні черги. Пріоритетні черги, що об’єднуються. Ледачі лівобічні кучі, що самоорганізуються. Біноміальні, фібоначеві, тонкі та товсті кучі.

4.2. Пошукові дерева. Машини Тюрінга. Абак, алгоритми Маркова. Рівнодоступна адресна машина. Формальні мови. Логічне програмування.

4.3. Визначення графа. Графи та бінарні відношення. Число графів. Суміжність, інцидентність, ступені. Зважені графи. Ізоморфізм. Інваріанти. Операції над графами. Локальні операції. Підграфи. Алгебраїчні операції.

4.4. Маршрути, шляхи, цикли. Зв'язність і компоненти. Метричні характеристики графів. Ейлерові шляхи і цикли. Дерева. Центр дерева. Кореневі дерева. Каркаси. Дводольні графи. Планарні графи.

4.5. Пошук у ширину. Процедура пошуку в ширину. BFS-дерево й обчислення відстаней. Процедура пошуку в глибину. DFS-дерево. Глибинна нумерація. Побудова каркаса. Шарніри.

4.6. Блоки. Двозв’язність . Блоки та BC-дерево. Виявлення блоків. Простір під-графів. Квазіцикли. Фундаментальні цикли. Побудова бази циклів. Раціоналізація. Побудова ейлерова циклу. Гамільтонови шляху та цикли.

4.7. Незалежні множини, кліки, вершинні покриття. Розфарбовування вершин. Алгоритм перебору для розфарбовування. Розфарбовування ребер. Раціоналізація пошуку найбільшої незалежної множини. Хордальні графи.

4.8. Жадібні алгоритми і матроїди. Теорема Радо-Едмондса. Зв'язні графи
з від’ємними вагами ребер. Найкоротші шляхи, геодезичне дерево й алгоритм Дейкстри. Завдання про максимальний потік і метод збільшуючих шляхів.

4.9. Історії і еволюції мов і підходів до програмування, класифікація мов і підходів до програмування. Функціональний підхід до проектування. Ядро мови SML. Стандартний набір функцій в SML.

4.10.Принципи побудови функцій і типів в SML. Ідеологія, математичні підстави та можливості ламбда-числення й комбінаторної логіки. Комбінаторна логіка мови SML. Теорія типів і комбінаторна логіка, що типізується.

4.11. Синтаксичне і семантичне представлення формальних теорій і мов програ-мування. Функції для синтаксичного розбору простих мовних конструкцій. Рекурсивні функції та множини у формальних теоріях і мовах програмування. Принцип роботи механізму рекурсії.

4.12. Абстрактні машини і категоріальна комбінаторна логіка. Категоріальна абстрактна машина (КАМ). Оптимізація обчислень на КАМ. Реалізація КАМ.

4.13. Об'єктно-орієнтований підхід до програмування. Платформа .NET і її застосу-вання для об'єктно-орієнтованого підходу до програмування. Основні поняття мови програмування C#. Семантика основних конструкцій мови програмування C#.

4.14. Об'єкти і класи. Теорія типів і типізація в .NET. Концепції наслідування, інкапсуляції і поліморфізму та їх реалізація в мові C#.

4. 15. Поліморфні методи. Розширені можливості поліморфізму в мові C#. Розширені можливості мови програмування C# (інтерфейси та делегати). Подієво- кероване програмування в .NET. Подієво-орієнтоване програмування в мові C#. Компонентне програмування в .NET. Проектування і реалізація гетерогенних застосувань.

^ 5. Дослідженя операцій

5.1. Відмінні риси дослідження операцій.

5.2. Принципи, методи та засоби дослідження операцій.

5.3. Етапи операційнного дослідження.

^ 6. Нейрокомп’ютерні системи

6.1. Визначення і характеристики нечітких множин. Класифікація нечітких множин. Оператори для побудови алгебри нечітких множин. Нечіткі відношення(НВ),
їх властивості та операції над ними. Декомпозиції і транзитивне замикання НВ.
Проекції НВ.

6.2. Класифікація нечітких відношень. Класи нечітких відношень схожості та відмінності. Клас нечітких порядків. Показник розмитості нечіткої множини. Нечітка міра. Нечіткий інтеграл. Класи нечітких мір. Теорія вимірювань. Функції приналежності
і методи їх побудови.

6.3. Нечіткі числа. Властивості й операції над нечіткими числами. Нечіткі трикутні числа. Арифметики нечітких трикутних чисел. Нечітка змінна і логіки нечіткої змінної. Лінгвістична змінна та її властивості. Нечітка лінгвістична логіка. Теорія наближених міркувань.

6.4. Нечіткий алгоритм. Способи виконання і метод представлення нечіткого алгоритма у вигляді орієнтованого графа. Нечіткі алгоритми навчання: нечіткий автомат, що навчається, навчання на основі умовної нечіткої міри, адаптивний нечіткий логічний регулятор.

6.5. Задачі НВ. Моделі нечіткого математичного програмування і нечіткої очіку-ваної корисності. Метод нечітких множин у задачах контролю й управління.

6.6. Символьна і коннекционістська парадигми штучного інтелекту. Поняття штучної нейронної мережі (НМ). Історія виникнення та перспективи розвитку НМ. Відмінності НМ від традиційних обчислювальних систем.

6.7. Структура і функції різних моделей нейрона: персептрон, сигмоїдальний нейрон, адалайн, Паде-нейрон, нейрон з квадратичним суматором, сигма-пі нейрони, нейрон Хебба, стохастична модель нейрона, кубічні моделі нейронів.

6.8. Задача лінійного розподілу двох класів методом центрів мас. Алгоритм навчання персептрона, види навчання. Геометрична інтерпретація задачі розділення двох класів. Задача нелінійного розподілу двох класів методом максимуму правдоподібності
і багатошаровою мережею. Реалізація булевих функцій за допомогою нейронної мережі.

6.9. Види нейронних мереж і способи організації їх функціонування. Багато-шаровий персептрон. Алгоритм зворотного розповсюдження помилки. Підбір коефіцієнта навчання (одновимірна мінімізація). Методи ініціалізації ваг мережі.

6.10. Задача оптимізації для навчанні нейронних мереж. Алгоритми вибору напряму мінімізації: алгоритм найскорішого спуску, партан-методи, однокроковий квазін'ютонівський метод і зв'язані градієнти. Методи глобальної оптимізації. Радіальні нейронні мережі та методи їх навчання.

6.11. Архітектура мережі Хопфілда. Мережа Хеммінга. Стійкість мережі Хопфілда. Асоціативність пам'яті. Завдання розпізнавання образів. Узагальнення моделі Хопфілда
і статистична машина. Аналого-цифровий перетворювач. Архітектура і принципи дво-направленої асоціативної пам'яті. Архітектура, процедура навчання і функціонування когнітрона і неокогнітрона.

6.12. Задача комівояжера. Оцінка параметрів функції енергії нейронних мереж, що забезпечують рішення задачі комівояжера. Рекурентні мережі на базі персептрона.

6.13. Самоорганізація (самонавчання) нейронних мереж. Архітектура, реалізація, навчання і характеристики мережі АРТ (адаптивній резонансній теорії). Нечіткі системи. Навчання нечітких нейронних мереж. Нечіткі мережі з генетичною настройкою. Експертні системи на основі гібридних НМ.

6.14. Методи оцінки значущості параметрів нейронної мережі та сигналів у ній. Скорочення числа входів у лінійному суматорі методом "знизу-вгору", метод виключення параметрів "зверху-вниз" з ортогоналізацією і бінаризацією суматора.

6.15. Електронні й оптичні методи реалізації нейронкомп’ютерів.

^ 7. Проектування інформаційних систем

7.1. Економічна інформаційна система. Класи ІС. Етапи створення ІС. Програмна інженерія в проектуванні ІС. Поняття життєвого циклу ПО ІС. Процеси життєвого циклу. Стадії життєвого циклу ПО ІС.

7.2. Канонічне проектування ІС. Цілі та завдання передпроектної стадії створення ІС. Моделі діяльності організації ("як є" і "як повинно бути"). Склад робіт на стадії технічного і робочого проектування. Склад проектної документації. Типове проектування ІС. Поняття типового проекту. Об'єкти типізації. Методи типового проектування. Типове проектне рішення (ТПР). Класи і структура ТПР. Склад і зміст операцій типового елементного проектування ІС. Функціональні пакети прикладних програм (ППП), як основа ТПР. Методи і засоби прототипного проектування ІС.

7.3. Організаційне бізнес-моделювання. Місія компанії, дерево цілей і стратегії їх досягнення. Статичний опис компанії: бізнес-потенціал компанії, функціонал компанії, зони відповідальності менеджменту. Динамічний опис компанії. Повна бізнес-модель компанії. Побудова організаційно-функціональної структури компанії.

7.4. Процесний підхід до організації діяльності організації. Елементи процесного підходу: межі процесу, ключові ролі, дерево цілей, дерево функцій, дерево показників. Основні процеси, процеси управління, процеси забезпечення. Референтні моделі. Проведення передпроектного обстеження організації. Анкетування, інтерв'ювання, фотографія робочого часу персоналу.

7.5. Методології моделювання наочної області. Структурна модель наочної області. Об'єктна структура. Функціональна структура. Структура управління. Організаційна структура. Функціонально-орієнтовані і об'єктно-орієнтовані методології опису наочної області. Функціональна методика потоків даних. Об'єктно-орієнтована методика. Синтетична методика.

7.6. Паралельне виконання ітерацій. Ілюстративні й інструментальні моделі. Проблеми операції вимог до програмного виробу. Схема трасування вимог. Принципи та прийоми операції вимог. Концептуальної бази проекту. Співвідношення концептуальної бази і планування. Матеріали концептуальної бази. Складові концептуальної бази проекту, які використовуються для забезпечення стійкості траєкторії розвитку.

7.7. Вартісний аналіз: об'єкт витрат, двигун витрат, центр витрат. Властивості, визначувані користувачем (UDP). Діаграми потоків даних (Data Flow Diagramming): роботи, зовнішня суть (посилання), потоки робіт, сховища даних. Метод опису процесів IDEF3: роботи, зв'язки, об'єкти посилань, перехрестя. Імітаційне моделювання: джерела і стоки, черги, процеси.

7.8. Класифікація інформації. Поняття й основні вимоги до системи кодування інформації. Склад і зміст операцій проектування класифікаторів. Внутрішньомашинне і зовнішньомашинне інформаційне забезпечення. Інформаційна база і способи її організації.

7.9. Моделювання даних. Рівні відображення моделі. Створення логічної моделі даних: рівні логічної моделі; суть і атрибути; зв'язки; типи суті й ієрархія спадкоємства; ключі, нормалізація даних; домени. Створення фізичної моделі: рівні фізичної моделі; таблиці; правила валідації і значення за умовчанням; індекси; тригери і процедури, що зберігаються; проектування сховищ даних; обчислення розміру БД; пряме і зворотнє проектування. Створення звітів. Генерація словників.

7.10. Загальна характеристика CASE-засобу IBM Rational Rose 2003 і його функціональні можливості. Розробка діаграм варіантів використання в середовищі IBM Rational Rose 2003. Додавання акторів і варіантів використання на діаграму. Додавання асоціації і відношення залежності.

7.11. Додавання класу на діаграму класів і редагування його властивостей. Стереотипи класу суті і класу, що управляє. Атрибути класів. Операції класів. Асоціації в діаграмі класів. Відношення агрегації і композиції. Відношення узагальнення.

7.12. Діаграма кооперації. Повідомлення. Види повідомлень між об'єктами та їх графічні стереотипи. Діаграма послідовності. Повідомлення в діаграмах послідовності. Зображення моментів створення і знищення об'єктів. Розгалуження й умови їх виконання.

7.13. Діаграма станів. Додавання переходу в діаграмі станів. Переходи трігерів і нетригерів. Події й їх специфікація на діаграмах станів. Моделювання паралельної поведінки об'єктів у формі діаграм станів. Складений стан і підстан. Складні переходи
і псевдостани. Історичні стани. Синхронізація паралельних підстанів.

7.14. Діаграма діяльності. Додавання переходу в діаграмі діяльності. Доріжки на діаграмі діяльності. Діаграма компонентів. Додавання відношення залежності на діаграму компонентів. Вузли на діаграмі розгортання. Додавання з'єднання на діаграмі розгортання.

7.15. Об'єкти, їх імена і графічне зображення. Активні й пасивні об'єкти. Мульти-об’єкти і складені об'єкти. Графічне зображення зв'язків, посилання повідомлень, що приймаються, між об'єктами. Формат і синтаксис запису повідомлень. Стереотипи повідомлень.

7.16. Патерни об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування, їх класифікація. Патерни проектування в нотації мови UML. Повний список патернів проектування GOF. Патерн Фасад, його позначення в нотації мови UML. Патерн Спостерігач. Перевірка моделі і створення компонентів для реалізації класів. Відображення класів на компоненти і вибір мови програмування.

7.17. Проблематика менеджменту розробки програмних виробів. Функції співробітників і ролі розробників програмних проектів. Завдання формування колективу розробників. Вплив лідируючої групи і лідера колективу проекту.

7.18. Теорії діяльності. Завдання дотримання балансу між часом виконання, об'ємом робіт і витратою ресурсів при дотриманні вимог до якості. Методологічні стратегії.

^ 8. Бази даних і знань у комп'ютеризованому управлінні
та інформаційних технологіях

8.1. Місце й роль БД і ВЗ у сучасних комп’ютерних системах керування. Основні етапи створення БД і БЗ. Взаємодія й розподіл праці користувача (експерта), системотехніка й програміста. Концептуальні й технологічні особливості БД і БЗ. Умови застосування.

8.2. Технологія добування даних, методи виявлення знань. Корпоративні інформа-ційні сховища. Онтологія баз знань.

8.3. Модель сутність-зв'язок. Однозначні й багатозначні асоціації даних. Функціо-нальні залежності. Ієрархічна концепція, її переваги й недоліки. Мережна концепція. Реляційна концепція. Інформаційні діаграми.

8.4. Предметні області для побудови БД. Сутність і мета аналізу предметних областей. Етапи проектування БД. Концептуальний, внутрішній і зовнішній рівні подання інформації в БД АСУ. Концептуальні моделі БД. Вибір методів організації логічної
й фізичної структур БД і стратегії інформаційного пошуку в АСУ.

8.5. Структури даних в АСУ і способи їхнього подання. Методи організації логічних і фізичних структур подання БД. Послідовна організація. Списки. Багатозв’язні
і багатонаправлені списки. Класифікатори та кодування інформації.

8.6. Пряма організація. Організація з повними й защемленими індексами.
КЕШ-організації. Організації за зразком балансового дерева. Організація з інвесторними списками. Ієрархічна організація. Мережна організація. Реляційна організація.

8.7. Історичний огляд архітектури баз даних від ієрархічних до реляційних. Ієрархічна й мережева архітектура. Загальна характеристика навігаційного підходу. Системи на основі інвертованих списків. Особливості асоціативного пошуку за допомо-гою інвертованих списків.

8.8. Реляційний підхід. Первинні та віртуальні відносини. Опис віртуальних відносин. Вибір структури зберігання даних в АСУ. Керування структурою зберігання даних з боку користувача. Запити до БД (прості й складні). Методи мінімізації загального часу запитів до БД. Стандартні й нестандартні звіти, їх особливості. Приклади звітів. Мови баз даних і запитів.

8.9. Порівняльний аналіз реляційних СУБД. Архітектура. Команди й функції. Діалогові команди. Файлові команди. Команди встановлення режимів. Інші команди.

8.10. Команди й функції обробки буквених рядів. Функції обробки масивів. Функції утворення й обробки віртуальних відносин. Діалогові функції. Арифметичні функції. Зв'язок програм із середовищем СУБД, із програмами й іншими мовами. Компіляція
й інтерпретація. Організація динамічного перекриття програм.

8.11. Поняття архітектури "клієнт-сервер", розподілені БД. Інтегровані середовища проектування й експлуатації БД (приклад). Проектування інформаційного забезпечення АСУ на основі використання локальних і розподілених баз даних. Організація процесів обробки інформації в автоматизованих банках даних.

8.12. Бази даних у загальнодержавних і корпоративних (відомчих) автоматизованих комп’ютерних системах і мережах, у тому числі Інтернет.

8.13. Методи забезпечення вірогідності й захисту інформації. Задачі аналізу
та синтезу контролю й забезпечення вірогідності при обробці даних в АСУ. Моделі
та методи аналізу й синтезу систем захисту даних від несанкціонованого доступу.

8.14. Подання знань. Семантичні мережі. Фреймові моделі. Логічні моделі знань. Системи логічного виводу. Технології правдоподібного логічного виводу. Технології індуктивного виводу й виводу за аналогією.

8.15. Інформаційні засоби накопичення досвіду й адаптації. CASE-технології. Технології аналізу (класифікація, діагностика, прогнозування) на основі логіко-лінгвістичних моделей.

8.16. Базисні засоби маніпулювання реляційними даними. Реляційна алгебра Кодда. Алгебра Дейта і Дарвена. Реляційні числення.

8.17. Елементи теорії реляційних баз даних: функціональні залежності і декомпо-зиція без втрат. Проектування реляційних баз даних на основі принципів нормалізації. Нормальна форма Бойса-кодда. Багатозначна залежність і залежність проекції/з'єднання. П'ята нормальна форма відношення.

8.18. Семантичні моделі даних. Діаграма семантичної моделі «Суть-Зв'язок».
ER-діаграми. Мова об'єктних обмежень OCL. Типи даних, допустимі в мові SQL і
SQL-орієнтованих базах даних. Засоби визначення базових таблиць і обмежень цілісності.

8.19. Оператор SELECT. Організація списку посилань на таблиці в розділі FROM. Предикати розділу WHERE. Угрупування й умови розділу HAVING. Породжувані і сполучені таблиці. Засоби формулювання аналітичних і рекурсивних запитів. Оновлення бази даних. Таблиці, що представляються. Трігери.

8.20. Механізм авторизації доступу до об'єктів SQL. Поняття ідентифікатора користувача, імені ролі та привілею доступу. Транзакції й основні мовні засоби, що впливають на поведінку транзакцій. Засоби управління підключенням до сервера баз даних. Об'єктне розширенням мови SQL.

8.21. Архітектура ODBC. Джерело даних. DSN. Модель ODBC API. Дескриптори оточення, з'єднання й оператора. Механізм виконання SQL-операторів. Механізми вибірки даних. Параметричні запити.

8.22. Механізми управління курсором. Реалізація блокувань рядків, виконання операцій над набором рядків. Блокова вибірка даних. Іменовані курсори. Сервлети і
JSP-сторінки. Серверні застосування в середовищі Delphi. Серверні ASP-сторінки.

8.23. Поняття Data Mining. Поняття дані, об'єкт і атрибут, вибірка, залежна і незалежна змінна. Типи шкал. Методи і стадії Data Mining. Завдання Data Mining. Інформація і знання. Класифікація і кластеризація. Прогнозування і візуалізація. Сфери застосування Data Mining.

8.24. Процес Data Mining. Початкові етапи. Очищення даних. Побудова і Вико-ристання моделі. Організаційні й людські чинники в Data Mining. Стандарти Data Mining. Ринок інструментів Data Mining.

8.25. Методи кластерного аналізу. Ієрархічні методи. Ітеративні методи. Завдання пошуку асоціативних правил. Алгоритм Apriori. Способи візуального представлення даних. Методи візуалізації. Інформаційні системи СППР, їх типи і компоненти. Основні ідеї OLAP-технології. Архітектура OLAP-серверів.

^ 9. Системно-методологічні основи створення інформаційних технологій

9.1. Основні поняття теорії складних систем. Система та її основні властивості. Оператори переходів і виходів. Динамічні системи. Статичні системи. Математичні моделі опису динамічних і статичних с