Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
...
18 downloads
177 Views
152KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины “Теория вычислительных процессов” Для подготовки специалистов по направлению 654600 –“Информатика и вычислительная техника” по специальности 220400 -“Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем” и бакалавров по направлению 552800 - «Информатика и вычислительная техника» ”
Санкт-Петербург 2000
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
“УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе проф. ___________ Ушаков В.Н. “_____”_______________2000 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины “Теория вычислительных процессов” Для подготовки специалистов по направлению 654600 –“Информатика и вычислительная техника” по специальности 220400 -“Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем” и бакалавров по направлению 552800 - «Информатика и вычислительная техника» ” Факультет компьютерных технологий и информатики Кафедра Математического обеспечения и применения ЭВМ Курс – Ш Семестр – 6 Лекции Практические занятия Лабораторные занятия Курсовое проектирование Аудиторные занятия Самостоятельные занятия Всего часов
30 ч. 0 ч. 0 ч. 15 ч.
Экзамен
45 ч. 45 ч. 90 ч.
2000
2
6 семестр
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Математического обеспечения и применения ЭВМ “ 15 ” ноября 2000 г., протокол № 4. Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению 654600, специальности 220400 -“Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”. Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин: 1)Дискретная математика; 2)Математическая логика; 3)Формальные языки и грамматики;
Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета компьютерных технологий и информатики “____”_____________2000г.
3
Цели и задачи дисциплины Основная цель курса заключается в формировании у студентов теоретической базы в области теории асинхронных процессов для дальнейшего изучения специальных дисциплин учебного плана подготовки, связанных с новыми информационными и сетевыми технологиями на основе принципов параллельной и распределённой обработки информации. Требования к уровню освоения дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны: Знать базовые формальные модели логических структур, динамики поведения вычислительных структур и дискретных систем и на их основе усвоить основные положения и результаты ряда взаимосвязанных дисциплин : теории переключательных схем, теории конечных автоматов, теории формальных языков и грамматик, теории параллельных процессов и теоретических основ параллельного программирования, которые далее используются как при изучении специальных дисциплин, так и в инженерной практике; Уметь (владеть или иметь навыки) применять полученные знания в разработках связанных с проектированием как программного обеспечения, так и средств его аппаратной поддержки, читать научные статьи по специальности и пользоваться литературой для самостоятельного решения научно—исследовательских и прикладных задач; Иметь представление (понимать) о современной концепции процесса и методах, методологических подходах и инструментальных средствах, используемых при решении задач анализа, синтеза и организации функционирования вычислительных структур и системного программного обеспечения и вычислительных системах различных классов. Содержание рабочей программы Введение. Краткая характеристика курса в целом, содержание и структура курса. Связь с другими дисциплинами учебного плана. Роль и значение концепции процесса и теории асинхронных процессов в целом для теории и практики разработки и сопровождения различных средств вычислительной техники. Практическое быстродействие и производительность Проблема импорта машинных ресурсов в новых компьютерных и сетевых технологиях. Тема 1. Введение в теорию асинхронных процессов. Параллельная обработка информации и практическое быстродействие средств вычислительной техники. Концепция процесса: основные понятия, определения и соглашения. Элементы теории множеств. Комплекты и кортежи. Отношения и соответствия. Тема 2. Метамодели асинхронных процессов. Система переходов Келлера. Метамодель Варшавского. Информационный базис Карпа –Миллера и неуправляемые вычислительные процессы. Последовательные процессы Хоара. Объектные модели и модельные интерпретации.
4
Тема 3. Сетевая объектная модель: общая характеристика, основные определения и соглашения. Сетевая модельная интерпретация. Синтаксис и семантика объектной модели. Динамика поведения сетевой объектной модели. Основные соглашения выполнения сети. Предметная интерпретация. Особенности применения сетей Петри. Тема 4. Специальная теория сетей: сети Петри. Сети Петри: определение, структура, способы задания. Маркированные сети Петри. Функция маркировки. Начальная и текущая маркировки. Разрешённые переходы, селектор. Срабатывание разрешённых переходов и функция следующего состояния. Выполнение сети. Представление асинхронных процессов в рамках сетевой модели. Двойственность описания асинхронных процессов в терминах сетей Петри. Обобщённая функция следующего состояния. Отношение достижимости на множестве маркировок. Множество достижимых маркировок. Граф достижимости сети Тема 5. Динамические свойства и задачи анализа сетей Петри. Особенности динамики поведения сетей. Структурные ограничения и подклассы сетей Петри. Сигнальные сети и сигнальные графы. Динамические свойства сетей Петри. Устойчивость сетей Петри. Задачи анализа сетей. Достижимость и живость сетей. Задачи подмножества и эквивалентности сетей. Разрешимость задач анализа. Мощность моделирования сетевой модели. Отношение сводимости задач анализа сетей и их эквивалентность. Тема 6. Языки сетей Петри. Формальные языки и иерархия формальных грамматик Хомского. Формальные языки и автоматы. Помеченные сети Петри. Понятие языка сети Петри: Заключительные состояния сети. Классы языков сети Петри. Свойства языков сетей Петри. Языки сетей Петри и классификация формальных языков Хомского. Тема 7. Общая теория сетей: расширенные сетевые модели и сети высокого уровня. Понятие сетей высокого уровня. Мощность моделирования сетей высокого уровня и разрешимость задач их анализа. Проблема существования порождающей простой сети Петри. Общая характеристика сетей высокого уровня: Р/Т-сети, Е-сети, раскрашенные сети, алгебраические сети высокого уровня. Заключение. Теория вычислительных процессов и структур и основные тенденции развития новых информационных и сетевых технологий на базе внедрения в инженерную практику принципов параллельной и распределённой обработки информации. Курсовая работа Цель – формирование практических навыков работы с моделями дискретных структур и формальными методами их представления, в том числе с использованием формализмов многомерной геометрии – n-мерных гиперкубов. В процессе выполнения курсовой работы реализуется процедура минимизации функции алгебры логики с помощью численного алгоритма, базирующегося на использовании единичного гиперкуба в n-мерном пространстве для построения не избыточной оболочки заданной функции, представляющей её минимальную дизъюнктивную форму.
5
Распределение учебных часов по темам и видам занятий Объем учебных часов
№ темы
Название разделов и тем
Лекции
Лабор. Занятия
Практ. занятия
Аудит. занятия
Самост. работа
Всего
Семестр
1 2
Введение Введение в теорию асинхронных процессов. Метамодели асинхронных процессов. Сетевая объектная модель: общая характеристика, основные определения и соглашения. Специальная теория сетей: сети Петри. Динамические свойства и задачи анализа сетей. Языки сетей Петри. Общая теория сетей: расширенные сетевые модели и сети высокого уровня. Заключение Курсовая работа
1 4
-
-
1 4
1 4
2 8
6 6
6
-
-
6
6
12
6
2
-
-
2
2
4
6
8
-
-
8
8
16
6
2
-
-
2
2
4
6
2 4
-
-
2 4
2 4
4 8
6 6
1
-
15 15
1 15 45
1 15 45
2 30 90
6 6 6
3 4
5 6 7 8
9
ИТОГО:
30
6
ЛИТЕРАТУРА Основная № 1 2 3 4 5 6 7
Название, библиографическое описание
К-во экз. в библ. (на каф.)
Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах/ Под ред. В.И.Варшавского. -М.: Наука, Гл.ред.ФМЛ, 1986. –400 с. Котов В.Е. Сети Петри. -М.: Наука, Гл.ред.ФМЛ, 1984. –160 с. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера/ 2-е изд. –М.: Энергоатомиздат, 1988. –480 с. Кук Д., Бейз Г. Компьютерная математика/ Пер. с англ. –М.: Наука, Гл.ред.ФМЛ, 1990. –384 с. Минский М. Вычисления и автоматы/ Пер. с англ. –М.: Мир, 1971. –368 с. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем/ Пер. с англ. –М.: Мир, 1984. –264 с. Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы/ Пер. с англ. –М.: Мир, 1989. –264. Дополнительная
№
Название, библиографическое описание
1
Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ, т.2/ Получисленные алгоритмы/ Пер. с англ. –М.: Мир, 1977. –727 с. Петровский А.Б. Основные понятия мультимножеств. –М.: Едиториал УРСС, 2002. -80 с. Шиханович Ю.А. Введение в современную математику. –М.: Наука, Гл. ред. ФМЛ, 1965. –378 с.
2 3
7
К-во экз. в библ. (на каф.)
Авторы: с к.т.н., доцент
Красюк В.И.
Рецензент д.т.н., профессор
Водяхо А.И.
Зав. кафедрой МО ЭВМ д.т.н., профессор
Лисс А.Р.
Декан факультета КТИ д.т.н., профессор
Герасимов И.В.
Программа согласована: Зав. отделом учебной литературы
Киселёва Т.Г.
Председатель методической комиссии факультета КТИ к.т.н., доцент
Михалков В.А.
Руководитель методического отдела к.т.н., доцент
Марасина Л.А.
8