Поиск в базе сайта:
Распределенные объектные технологии icon

Распределенные объектные технологии




Скачать 260.05 Kb.
НазваниеРаспределенные объектные технологии
Дата конвертации17.02.2013
Вес260.05 Kb.
КатегорияЛекции


Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»


УТВЕРЖДАЮ

Зам. проректора-директора

Института кибернетики по учебной работе


________________ С.А. Гайворонский

«___»_____________2011 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ОБЪЕКТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


НАПРАВЛЕНИЕ ООП 230100 Информатика и вычислительная техники


СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ПОДГОТОВКИ – 230100.08 Информационное и программное обеспечение автоматизированных систем


^ КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) магистр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.

КУРС 2 СЕМЕСТР 3

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 3 кредитов ECTS

ПРЕРЕКВИЗИТЫ Численные методы,

программирование

КОРЕКВИЗИТЫ


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции 27 часов

Лабораторные занятия 27 часов

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 54 часа

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 36 часов

ИТОГО 90 часов

^ ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная


ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ экзамен (3-й сем.)


ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра ИПС


ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ИПС Сонькин М.А


^ РУКОВОДИТЕЛЬ ООП Чередов А.Д.


ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Ботыгин И.А.


2011г.

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Очень актуально приобретение теоретических знаний и практических навыков по проектированию и программированию инструментальных средств современных интероперабельных объектных архитектур информационных систем.Целями преподавания дисциплины являются:

  • углубленное обучение будущих магистров технологии использования и создания математического обеспечения процесса проектирования;

  • свободному владению современными методами вычислительной математики, их применению в задачах проектирования;

  • приобретение навыков работы в современных интегрированных системах программирования для реализации численных методов оптимизации;

  • приобретение навыков самостоятельного изучения отдельных тем дисциплины и решения типовых задач

  • усвоение полученных знаний студентами, а также формирование у них мотивации к самообразованию за счет активизации самостоятельной познавательной деятельности.

Поставленные цели полностью соответствуют целям (Ц1-Ц5) ООП.

^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина «Математические методы проектирования» (М2.В.4.2) является вариативной специализированной (специализация 4 – Информационное и программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем) профессионального цикла (М2).

Для её успешного усвоения необходимы знания базовых понятий математики и вычислительной техники, роли моделирования и численных методов в науке и технике, умения применять вычислительную технику для решения практических задач, владения навыками работы на персональном компьютере и создания профессиональных программных продуктов.

Пререквизитами данной дисциплины являются дисциплины математического и естественнонаучного цикла ООП подготовки бакалавров (Б2): «Математика» (Б2.Б3), «Вычислительная математика» (Б2.В1.2), профессионального цикла (Б3) «Программирование» (Б3.Б2).

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

После изучения данной дисциплины магистранты приобретают знания, умения и владения, соответствующие результатам основной образовательной программы: Р4*. Соответствие результатов освоения дисциплины «Математические методы проектирования» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.


^ Формируемые компетенции в соответствии с ООП*

Результаты освоения дисциплины

З.4.2.4 (1, 2, 3)

В результате освоения дисциплины магистрант должен знать:

- основные методы теории численного решения краевых задач;

- реализацию алгоритмов численного решения краевых задач с помощью ЭВМ;

- математические методы проектирования систем в экономике и технике;

У.4.2.4 (1, 2, 3)

^ В результате освоения дисциплины магистрант должен уметь:

- ставить задачу проектирования и разрабатывать алгоритм ее решения;

- использовать прикладные системы программирования для решения задач математического проектирования;

- применять численные методы математического проектирования для решения практических задач

В.4.2.4 (1, 2, 3)

^ В результате освоения дисциплины магистрант должен владеть:

- основными методами численного решения краевых задач;

- навыками работы с современными вычислительными пакетами;

- навыками разработки и отладки программ для решения задач математического проектирования.

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки магистров по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника».

В результате освоения дисциплины выпускник обладает следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:

^ 1. Универсальные (общекультурные):

  • использует на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК- 4 ФГОС).

2. Профессиональные:

магистр способен

      • разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web- и CALS-технологий (ПК-3 ФГОС);

      • формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4 ФГОС);

      • выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации (ПК-5 ФГОС); проектно-технологическая деятельность:

      • применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6 ФГОС).

^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины:

1. Базовые интероперационные технологии

Концепции интероперабельных архитектур промежуточного слоя (middleware). Ядро объектной модели CORBA. Основные принципы CORBA. Спецификации на IDL. Отображение IDL в языки программирования. Межброкерный протокол IIOP CORBA 2.0. Интеграция WWW и CORBA. Сервисы и средства инфраструктуры OMG.

^ 2. Семантическая интероперабельность

Переход от традиционных методов объектного анализа и проектирования к компонентно-базированным методам. Семантическая интероперабельность. Стратегия внедрения формальных методов в комонентно-базированный процесс разработки. Общая структура метода проектирования семантически интероперабельных информационных систем.

^ 3. Формальные спецификации. Абстрактные типы данных

Формальные спецификации как основа метода проектирования с повторным использованием компонентов. Спецификации типов. Примеры полных спецификаций типов. Отношение подтипа, основные свойства. Подтипы и свойство мутабельности. Сильные и слабые поведенческие подтипы. Наследование спецификаций.

^ 4. Формальные спецификации. Теоретико-модельные спецификации в Нотации Абстрактных Машин (АМН)

Обобщенные подстановки в АМН. Элементы нотации Абстрактных Машин. Множественные подстановки и композиции абстрактных машин. Средства модуляризации спецификаций в АМН. Уточнение абстрактных машин. Конструирование больших программных систем в B-технологии.

^ 5. Формальные спецификации.

Фрагментация спецификаций и композиции с целью повторного использования Исчисление спецификаций. Редукты типов. Получение наиболее общих редуктов. Композиции типов.

^ 6. Онтологические модели прикладных областей

Применяемые онтологические модели (обзор). Представление формализмов Ontolingua в модели языка СИНТЕЗ. Классификация типов в языке СИНТЕЗ как основа определения понятий. Отображение Ontolingua в СИНТЕЗ. Корреляция понятий на основе их вербальных определений. Интеграция онтологических контекстов.

^ 7. Процесс проектирования семантически интероперабельных информационных систем

Ассоциации конформных компонентов. Идентификация общих сигнатурных редуктов. Подход к определению повторно-используемых путей в структурах спецификаций. Конструирование наиболее общих редуктов. Процедура перехода от сигнатурных к наиболее общим редуктам. Конструирование конкретизирующих типов.


^

Лабораторные работы (18 час)



Исследование комплекса взаимодействующих объектно- и компонентно-ориентированных технологий J2EE (Java 2 Enterprise Edition):

  1. Исследование интерфейсов и стандарта обмена сообщениями JMS (Java Message Service);

  2. Исследование стандарта взаимодействия J2EE с реляционными базами данных – JDBC (Java DataBase Connectivity);

  3. Исследование набора интерфейсов, описывающих функции "Служб имен" и "Служб каталогов" – JNDI (Java Naming and Directory Interface);

  4. Исследование службы управления транзакциями в распределенных системах – JTS (Java Transaction Service) и JTA (Java Transaction API);

  5. Исследование средств обработки XML-документов с использованием спецификаций DOM, SAX и XSLT – Java API for XML Processing (JAXP);

  6. Исследование средств создания адаптеров, поддерживающих доступ к информационным системам – J2EE Connector Architecture;

  7. Исследование средств обеспечения удаленного взаимодействия объектов в распределенных системах – RMI (Remote Method Invocation);

  8. Исследование взаимодействия технологий RMI и CORBA.


Примечания:

  • Лабораторные работы выполняются на основе выданных преподавателем по практике индивидуальных заданий. Каждая подгруппа выполняет лабораторные работы только в своей директории.

  • По всем темам лабораторным работам оформляются письменные отчеты (один на одно рабочее место) по установленной форме в соответствии с индивидуальным заданием. Зачет по теории принимается только при наличии тетради с отчетами по лабораторным работам, где каждый отчет подписан преподавателем, проводившем лабораторную работу.

  • Лабораторная работа считается выполненной только после защиты всеми ее исполнителями. Только после защиты всех лабораторных работ студент получает допуск к экзамену.

  • В случае пропуска лабораторных занятий по уважительной причине или неуспеваемости студенту предоставляется возможность сделать (доделать) работу с другой подгруппой (при наличии свободного компьютера).

  • В случае пропуска лабораторных занятий без уважительной причины студент обязан самостоятельно изыскать возможности для безусловного выполнения всех пропущенных работ либо выполнить их на платной основе в соответствие с установленным регламентом.

^ 4.2 Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения приведена в таблице 1.

Таблица 1

Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа

(час)

СРС

(час)

Инд. зад.

Итого

Лекции

Лаб. зан.










1. Введение

4

2

2




8

2. Некоторые численные методы анализа математических моделей

12

8

16

+

36

3. Численное решение уравнений в частных производных

11

17

18

+

46

Итого

27

27

36




90



4.3 Распределение компетенций по разделам дисциплины

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3.

Таблица 2.

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения



Формируемые

компетенции

Разделы дисциплины

1

2

3



З. 4.2.4.1

+

+






З. 4.2.4.2




+

+



З. 4.2.4.3




+

+



У.4.2.4.1.

+

+

+



У. 4.2.4.2.




+

+



У. 4.2.4.3




+

+



В. 4.2.4.1.

+




+



В. 4.2.4.2.




+

+



В. 4.2.4.3




+

+

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В таблице 2 приведено описание образовательных технологий, используемых в данном модуле.

Таблица 3

Методы и формы организации обучения (ФОО)

ФОО


Методы

Лекц.

Лаб. раб.

Пр. зан./

Сем.,

Тр*., Мк**

СРС

К. пр.

IT-методы

+

+







+




Работа в команде



















Case-study




+







+




Игра



















Методы проблемного обучения.

+
















Обучение

на основе опыта




+













Опережающая самостоятельная работа




+







+




Проектный метод



















Поисковый метод













+




Исследовательский метод




+













Другие методы



















* - Тренинг, ** - Мастер-класс

^ 6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

6.1. Самостоятельную работу студентов (СРС) можно разделить на текущую и творческую.

Текущая СРС – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным работам с использованием сетевого образовательного ресурса (портал ТПУ, сайт кафедры ИПС); опережающая самостоятельная работа; выполнение домашних и индивидуальных заданий; изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку; подготовка к экзамену.

^ Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа

(ТСР) – поиск, анализ, структурирование информации по темам, выносимым на самостоятельное изучение (ресурсы Интернет в том числе), выполнение индивидуальных заданий.




Для самостоятельной подготовки к лабораторным работам студентам выделяется72 час.

Промежуточный контроль знаний – теоретических и практических - производится в процессе защиты студентами лабораторных работ и индивидуального задания. На выполнение индивидуального задания отводится 8 часов. Контроль и оценка знаний производится в соответствии с рейтинг – листом (краткое положение о рейтинг-системе и рейтинг-лист приведены в приложениях 1, 2). Текущий контроль усвоения материала производится при сдаче выполненных лабораторных работ по всем темам и при сдаче индивидуальных заданий на 17 неделе. Окончательный контроль знаний производится в форме экзамена (с учетом набранных баллов). На подготовку к экзамену отводится 10 часов.

Контроль и оценка знаний производится в соответствии с рейтинг – листом (Приложение 1).

^ 6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

В процессе изучения дисциплины студенты должны самостоятельно овладеть следующей темой: Исследование программного обеспечения технологий промежуточного слоя (Middleware)


Промежуточный контроль знаний – теоретических и практических – производится в процессе защиты студентами лабораторных работ, по результатам контрольной работы. Контроль и оценка знаний производится в соответствии с рейтинг-планом. Окончательный контроль знаний производится в форме экзамена (с учетом набранных баллов).
^

Темы для самостоятельной работы


  1. Технология мониторов транзакций;

  2. Технология MOM (Message-Oriented Middleware);

  3. Технология RPC (Remote Procedure Call);

  4. Технология CORBA (или ORB - Object Request Broker);

  5. Технология DCOM (Distributed Common Object Model);

  6. Технология DCE (Distributed Computing Environment);

  7. Технология SOAP (Simple Object Access Protocol).

^ 6.3. Контроль самостоятельной работы

Рубежный контроль в виде защиты работы по индивидуальному заданию.

По результатам текущего и рубежного контроля формируется допуск студента к экзамену. Экзамен проводится в устной форме.

^ 6.4.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Для самостоятельной работы студентов используются сетевые образовательные ресурсы, представленные в портале ТПУ, на сайте каф. ИПС, сеть Internet и другие научно-образовательные ресурсы.

^ 7. СРЕДСТВА (ФОС) ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для организации текущего контроля полученных студентами знаний по данной дисциплине используются тесты, размещенные на сайте каф. ИПС. Каждый тест имеет 2 или 3 варианта и содержит несколько вопросов. Текущий контроль освоения дисциплины осуществляется при сдаче студентом лабораторных работ и индивидуального задания. Экзаменационные билеты содержат теоретическую и практическую части.

^ 8. РЕЙТИНГ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Распределение учебного времени:

Лекции 27 часов

Лабораторные работы 27 часов

Самостоятельная работа студентов 36 часов

^ Основные положения по рейтинг-плану дисциплины

На дисциплину выделено 100 баллов и 5 кредитов, которые распределяются следующим образом:

1-й семестр: 5 кредитов, 100 баллов – лекции, лабораторные работы, контрольная работа, экзамен.

- текущий контроль 75 баллов;

- промежуточная аттестация (экзамен) 25 баллов.


Допуск к сдаче экзамена осуществляется при наличии более 60 баллов, обязательным является выполнение всех лабораторных работ и индивидуального задания.

Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов, набранных в течение семестра и на экзамене.

Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра приведен в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

Банк заданий к лабораторным работам приведен в ПРИЛОЖЕНИИ 2.

^ 9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


  • основная литература:

  1. В.И. Крылов, В.В. Бобков, П.И. Монастырский. Вычислительные методы. т. 1,2. – М.: Наука, 1976.

  2. Математические методы проектирования: учебное пособие / В.И. Рейзлин, С.Ф. Быков; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2010 – 144 с.

  3. Л.И. Турчак. Основы численных методов. – М.: Наука, 1987.

  4. К.И. Бабенко. Основы численного анализа. – М.: Наука, 1986.

  5. Д.И. Батищев. Методы оптимального проектирования. – М.: Радио и связь, 1984.

  6. Н.Н. Калиткин. Численные методы. – М.: Наука, 1978.

  • дополнительная литература:

  1. Б.П. Демидович, И.А. Марон. Основы вычислительной математики. - М.: ГИФЛ, 1960.

  2. Б.П. Демидович, И.А. Марон, Э.З. Шувалова. Численные методы анализа. – М.:ГИФЛ, 1963.

  3. А.В. Ефимов (ред.). Сборник задач по математике, т.4, – М.:Наука, 1990.

  4. В.П. Дьяконов. Справочник по системе Маткад. – М.: Наука, 2007.




  • программное обеспечение и Internet-ресурсы:

Операционная система Windows Vista, Windows 7 Corporative.

Среда программирования Visual Studio 2010, Borland C++Builder for Microsoft Windows Version 10 (Turbo C++).

В.И. Рейзлин. Электронный учебник по математическим методам проектирования: http://ad.cctpu.edu.ru/Math_method/index.html, Томск, 2007.

NEOS Wiki – электронный ресурс: http://wiki.mcs.anl.gov/NEOS/index.php/NEOS_Wiki, метод доступа – свободный.

^ 10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лабораторные работы выполняются в компьютерных классах, оснащенных 16 ю компьютерами на базе процессоров Intel Core 2 Duo.


Компьютерный классы (Ул. Советская, 84/3,

Ауд. 408а, 408б-ИК)

Компьютеры Pentium Core2 1,6GHz (16 шт.),
мониторы LCD 17" Acer (16 шт.)

Сетевой коммутатор CNet 16 ports


Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Программа одобрена на заседании кафедры информатики и проектирования систем


протокол № 1 от «27» 08 2011 г.


Автор – доцент каф. Информатики и проектирования систем

Рейзлин Валерий Израилевич


Рецензент – профессор каф. Информатики и проектирования систем

Погребной Владимир Кириллович


ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Дисциплина «Математические методы проектирования» Число недель – 18

Институт кибернетики Кол-во кредитов – 3

Кафедра информатики и проектирования систем

Лекции, час – 27

Семестр 1 Лаб. работы, час. – 27

Группы 8М701 Всего аудит. работы, час. – 54

Преподаватель Рейзлин Валерий Израилевич, доцент

Самост. работа, час. – 36

ВСЕГО, час. – 90

^ Рейтинг-план освоения дисциплины «Математические методы проектирования»

Недели

Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность







Название раздела

Темы лекций

Контролир. материал

Баллы

Название лаб. работ

Баллы

Индивид. задание

Баллы

Итого

1

1. Введение


Постановка и примеры задач проектирования

Структурно-параметрическое описание объекта.






















2




Модели функционирования. Математические модели. Последовательный анализ в задачах проектирования

Тест 1.

(Входной контроль)

6

Метод Рунге-Кутта;

6







12

3

^ 2. Некоторые численные методы анализа математических моделей

Решение краевых задач для обыкновенных дифференциальных уравнений.






















4

Постановка задачи, классификация задач. Метод стрельбы







Метод стрельбы;

6







6

5

Метод стрельбы для линейной краевой задачи













Реферат на тему «Линейные пространства»

6

6

6

Метод сеток; метод прогонки







Метод стрельбы для линейной краевой задачи;

6







6

7

Метод коллокаций






















8

Метод Галеркина







Метод сеток (прогонка);

6







6

9

^ Численное решение уравнений в частных производных

Постановка задачи. Классификация задач. Разностные схемы; общие понятия: сходимость, устойчивость, аппроксимация Разностные схемы; общие понятия: сходимость, устойчивость, аппроксимация













Метод коллокаций

6

6

10










Метод Галеркина;




8




8

Всего по контрольной точке (аттестации) № 1

50

11




Решение задачи Коши для уравнения теплопроводности






















12










Решение задачи Дирихле для уравнения Лапласа;




6




6

13

Разностные схемы для уравнений эллиптического и гиперболического типа

Тест 2

6













6

14










Решение параболической задачи;

6







6

15

Основные идеи метода конечных элементов. Разбиение области и построение ансамбля. Численные процедуры






















Всего по контрольной точке (аттестации) № 2

68

16













Решение гиперболической задачи

7







7

17

Основные идеи метода граничных элементов






















18










Заключительное занятие













Итоговая

75

Экзамен

25

Итого баллов по дисциплине

100

«31» 08 2010г.

Зав. кафедрой ИПС Сонькин М.А.

Преподаватель Рейзлин В.И.




Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией