05.13.17 – теоретические основы информатики

Решение коллегии ВАК от 13 июня 2003 г. № 13/1
 

В основу программы положены вузовские дисциплины по теоретическим основам вычислительной техники, алгоритмизации и программирования, теории информации, моделям и методам представления и переработки информации, баз данных и знаний, математическим основам искусственного интеллекта, математической логики, системному анализу, теоретическим основам проектирования сложных систем, параллельным вычислениям, теории вычислительного эксперимента, информационным технологиям, аппаратно-программному обеспечению современных вычислительных сетей, теории принятия решений, технологиям проектирования интеллектуальных систем различного назначения, информационно-справочных систем, систем автоматизированного и дистанционного обучения.

1. Теоретические основы вычислительной техники, алгоритмизации и программирования

Определение алгоритма. Свойства алгоритмов. Нормальный алгоритм. Способы опи­сания алгоритмов. Разновидности структур алгоритмов. Исполнение алгоритма. Понятие программы. Проектирование программ. Спецификации программ. Языки программирования. Технологии программирования. Структурное программирование. Типология языков программирования. Требования к языкам программирования. Языки системного программирования. Языки высокого уровня. Языки логического программирования. Разработка языков программирования. Архитектура вычислительной системы. Типология вычислительных архитектур. Организация памяти компьютера. Типы памяти. Управление информацией в ЭВМ. Понятие автомата. Способы описания автоматов. Клеточный автомат. Технологии человеко-компьютерного взаимодействия. Естественно-языковой и речевой интерфейс. Интеллектуальный интерфейс. Мультимодальный интерфейс.

2. Теория информации, модели и методы представления и переработки информации и знаний

Понятие информации. Информационные процессы. Способы представления, хранения и передачи информации. Защита информации. Количество информации. Сигнал. Понятие знания. Модели представления и переработки знаний. Логические модели. Продукционные модели. Фреймовые модели. Семантические сети. Нейросетевые модели и нейрокомпьютеры. Вывод на знаниях. Прямой вывод. Обратный вывод. Вывод по аналогии. Рассуждения. Языки представления и переработки знаний. Базы данных. Типология моделей баз данных. Реляционные модели. Сетевые модели. Иерархические модели. Системы управления базами данных и знаний. Использование данных и знаний для проектирования прикладных систем различного назначения.

3. Математические основы искусственного интеллекта, математическая логика

Теория множеств. Комбинаторика. Теория отношений. Кортеж. Атрибут. Отношение. Реляционная структура. Алфавит. Формальная система. Аксиома. Теорема. Гипотеза. Цель. Задача. Решатель интеллектуальных задач Абстрактная информационная машина. Общая (абстрактная) алгебра. Теория графов. Типология графов. Задачи на графах. Алгебра логики. Исчисление высказываний. Дизъюнкты и нормальные формы. Принцип резолюций. Исчисление предикатов. Метод резолюций. Унификация. Представление знаний и рассуждениях с использованием аппарата математической логики. Немонотонные логики. Логики умолчаний. Модальные логики. Формальные грамматики. Логическое программирование. Нечеткие множества. Функции принадлежности. Теория игр.

4. Системный анализ, теоретические основы и технологии проектирования сложных систем

Общие понятия, характеризующие строение и функционирование систем: элемент, подсистема, компоненты,  связь, состояние, поведение, равновесие, устойчивость, развитие. Понятие системы. Классификации систем. Понятие иерархической структуры. Понятие иерархических систем. Иерархические сис­темы в крупных автоматизированных комплексах. Теория организаций. Иерархический порядок в природных структурах. Стратифицированные системы. Координация. Согласование. Модификация. Декомпозиция. Системный анализ. Человеко-машинная система. Подходы и технологии проектирования сложных систем.

5. Параллельные вычисления, теория вычислительного эксперимента

Понятие параллелизма. Цели параллельной обработки. Формы параллелизма в алгоритмах и программах. Информационный граф. Ярусно-параллельная форма. Векторный параллелизм. Параллелизм независимых ветвей. Скалярный параллелизм. Сети Петри. Параллельные вычислительные архитектуры. Классификации параллельных вычислительных архитектур. Конвейерные архитектуры для скалярной обработки. Конвейерные архитектуры для векторной обработки. Коммутация в параллельных архитектурах. Ассоциативные архитектуры. Систолические архитектуры. Программируемые архитектуры. Архитектуры для обработки семантических сетей. Понятие эксперимента. Виды эксперимента. Математическая модель. Цели вычислительного эксперимента. Компьютерное моделирование вычислительного эксперимента.

6. Теория принятия решений, технологии проектирования интеллектуальных систем различного назначения, информационно-справочных систем, систем автоматизированного и дистанционного обучения

Понятие выбора. Виды выбора. Многообразие задач выбора. Критериальный язык описания выбора. Описание выбора на языке бинарных отношений. Групповой выбор. Выбор в условиях неопределенности. Выбор в условиях статистической неопределенности. Выбор при расплывчатой неопределенности. Экспертные методы выбора. Лицо, принимающее решение. Модели принятия решений. Многокритериальные задачи. Процесс принятия решения. Математическое программирование. Линейное программирование. Понятие информационной системы. Интеллектуальные и экспертные системы. Поиск в информационных системах. Информационно-справочные системы в обучении. Технология дистанционного обучения. Технологии проектирования интеллектуальных систем различного назначения. Предметная независимость инструментальных средств и технологий. Интеллектуализация прикладных интеллектуальных систем и систем автоматизированного обучения. Интеллектуальные обучающие системы. Информатизация сферы образования.

Литература

  1. Кнут Д.  Искусство  программирования  на  ЭBM.  т.1-3. М.: Мир, 1976, 2000.
  2. Базы знаний интеллектуальных систем / Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. - Спб.: Питер, 2000.
  3. Дискретная математика для программистов / Новиков Ф.А. - Спб.: Питер, 2001.
  4. Информатика: Энциклопедический словарь для начинающих / Сост. Д.А.Поспелов. - М.: Педагогика-Пресс, 1994.
  5. Искусственный интеллект: Справочник / Под ред. Э.В.Попова. В 3 кн. - М.: Радио и связь, 1990.
  6. Попов Э.В. Общение с ЭВМ на естественном языке. - М.: Наука, 1982.
  7. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию: Пер. с франц./Тейз А., Грибомон П., Луи Ж. и др. - М.: Мир, 1990.
  8. Леонов А.П. и др. Безопасность автоматизированных банковских и офисных систем. - Мн.: НКП Беларуси, 1996.
  9. Математические основы криптологии: Учеб.пособие / Харин Ю.С., Берник В.И., Матвеев Г.В. - Мн.: БГУ, 1999.
  10. Проектирование экономических информационных систем: Учебник / Смирнова Г.Н., Сорокин А.А., Тельнов Ю.Ф. Под ред. Ю.Ф.Тельнова. - М.: Финансы и статистика, 2001.
  11. Попов Э.В., Фоминых И.Б., Кисель Е.Б., Шапот М.Д. Статические и динамические экспертные системы: Учеб.пособие. - М.: Финансы и статистика, 1996.
  12. Тельнов Ю.Ф. Интеллектуальные информационные системы в экономике: Учеб.пособие. - М.: СИНТЕГ, 1998.
  13. Курбацкий А.М., Чеушев В.А. Информационный метод анализа и оптимизации в системах поддержки принятия решений. - Мн.: Ин-т техн. кибернетики НАН Беларуси, 1999.
  14. Попов Э.В. Экспертные системы: Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ. - М.: Наука, Гл.ред.физ.-мат.лит., 1987.
  15. Любарский Ю.Я. Интеллектуальные информационные системы. - М.: Наука, Гл.ред.физ.-мат.лит., 1980.