МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ПРОЦЕССОВ И УПРАВЛЕНИЯ

ПО специальности 53 01 02 «Автоматизированные системы обработки информации»

Кафедрой информационных технологий автоматизированных систем Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от 30 октября 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).

Согласована с:

Учебно- методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования;

Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.

Пояснительная записка

Типовая программа «Математические модели информационных процессов и управления» разработана для студентов специальности Т.10.01.00 «Автоматизированные системы обработки информации». Она предусматривает учет особенностей системотехнической и математической подготовки инженеров по информационным технологиям. Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с математическими моделями информационных процессов и управления. Задачи курса определяются задачами обработки информации и построения интеллектуальных систем. Материал курса базируется на курсе высшей математики.

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов и рассчитана на объем 135 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 100 часов, практических занятий – 35 часов.

В результате освоения курса «Математические модели информационных процессов и управления» студент должен:

- концептуальные основы математических моделей информационных процессов и управления;

- основные математические модели дискретной математики;

- основы математической логики, включая логику и исчисление предикатов;

- предметную область графами и отношениями;

- соответствия выражениями булевой алгебры;

- предметную область в терминах исчисления предикатов;

- выражения алгебры логики и логики предикатов;

- реляционные модели баз данных;

- специфику различных подходов к описанию отношений;

- анализа информационных процессов в системах обработки данных;

- системной культуры в области теории алгоритмов и обработки данных.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ОТНОШЕНИЯ И ГРАФЫ
Тема 1. ТЕОРИЯ МНОЖЕСТВ И ОТНОШЕНИЙ

Множества. Операции над ними. Графики, соответствия и отношения. Отношения эквивалентности и порядка. Основные алгебраические структуры.

Основные понятия и определения. Классификация графов. Операции над графами. Связность. Эйлеровы графы. Гамильтоновы цепи и циклы. Задача коммивояжера. Деревья. Задача о минимальном соединении. Циклический ранг. Задача раскраски графов. Функция Гранди. Свойства хроматического числа.

Высказывания простые и сложные. Логические операции. Формулы алгебры логики. Нормальные формы. Приведение формул к нормальным формам. Минимизация формул алгебры логики. Алгоритм Квайна.

Одноместные и многоместные предикаты. Кванторы. Основные равносильности логики предикатов.

Алфавитные операторы и алгоритмы. Определение и свойства алгоритмов. Алгоритмические системы. Рекурсивные функции, нормальные алгоритмы и машины Тьюринга.

Определение математической модели. Примеры применения модели для описания алгоритмов и систем. Способы задания конечных автоматов. Автоматы Мили и Мура. Структурная теория конечных автоматов.

Описание предметной области формулами логики предикатов. Сколемовские нормальные формы и хорновские дизъюнкты. Приведение произвольной формулы к клаузуальной нормальной форме. Доказательство теорем методом резолюций. Методы поиска доказательств (вывода формул). Метод линейной резолюции.

Семантика модальной логики. Логика Лукасевича. Многозначная логика. Нечеткие множества и нечеткая логика. Операции над нечеткими высказываниями и нечеткий вывод.

1. 
   Теория множеств.
   
2. 
   Кортежи, графики.
   
3. 
   Соответствия, отношения.
   
4. 
   Теория реляционных баз данных.
   
5. 
   Теория графов: способы задания графов.
   
6. 
   Теория графов: особые классы графов, решение задач на графах.
   
7. 
   Функции алгебры логики.
   
8. 
   Дизъюнктивная нормальная форма.
   
9. 
   Конъюнктивная нормальная форма.
   
10. 
    Минимизация формул алгебры логики.
    
11. 
    Логика предикатов.
    
12. 
    Конечные автоматы.
    
13. 
    Нечеткие множества.
    
14. 
    Нечеткая логика
    

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. - М.: Энергия, 1980, 1987.

2. КоршуновЮ.М. Математические основы кибернетики. - М.: Энергия, 1972. Математическая логика: Учеб. пособие/Л.А. Лакотин, Ю.А. Макаренков, В.В. Николаева, А.А. Столяров./Под общ. ред. А.А. Столярова, - Мн.: Выш. шк., 1991.

3. Берзтисс А.Т. Структуры данных: Пер. с англ. - М.: Статистика, 1974.

4. Оре О. Теория графов. -М.: Наука, 1980.

5. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию: Пер. с франц. /Тейз А., Грибомон П. и др.- М.: Мир, 1990.

1. 
   Представление и использование знаний: Пер. с япон. /Под ред. Х.Уэно,
   

2. 
   Змитрович А.И. Интеллектуальные информационные системы. - Мн.: НТООО, 1997.
   
3. 
   Логика. Автоматы. Алгоритмы. / М.А. Айзерман, Л.А. Гусев и др. - М.: Фзматгиз, 1963.
   
4. 
   Нилсон Н. Обучающиеся машины: Пер. с англ. - М.: Мир, 1967.
   
5. 
   Липский В. Комбинаторика для программистов. - М.: Наука, 1988.
   
6. 
   Лэнгсам Й., Огенстайн М., Тененбаум А. Структуры данных для персональных ЭВМ: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.
   

Министерством образования

Республики Беларусь

« 24 » июня 2001 г.

Регистрационный № ТД - 178/ тип

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПО специальности 53 01 02 «Автоматизированные системы обработки информации»

Кафедрой информационных технологий автоматизированных систем Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от 30 октября 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).

Согласована с:

Учебно- методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования;

Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.

Пояснительная записка

Типовая программа «Теория автоматического управления» разработана для студентов специальности Т.10.01.00 – «Автоматизированные системы обработки информации». Она предусматривает учет особенностей системотехнической и математической подготовки инженеров по информационным технологиям. Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с математическими моделями систем автоматического управления и основными принципами управления динамическими процессами. Задачи курса определяются задачами теории автоматического управления в той их части, которая необходима для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами и понимания основных идей управления экономическими процессами. Материал курса базируется на курсе высшей математики и курсе математические модели информационных процессов и управления.

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов, и рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 51 час, практических занятий – 17 часов.

В результате освоения курса «Теория автоматического управления» студент должен:

- концептуальные основы теории автоматического управления;

- основные математические модели систем автоматического управления;

- методы исследования систем автоматического управления;

- основные классы систем автоматического управления;

- динамику систем автоматического управления;

- качество управления;

- устойчивость линейных систем автоматического управления;

- основные показатели качества работы систем управления;

- специфику различных подходов к описанию систем управления;

- анализа динамических процессов в системах автоматического управления;

- системной культуры в области автоматизации процессов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ЛИНЕЙНЫЕ НЕПРЕРЫВНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (САУ)
Тема 1. ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ – НАУКА ОБ ОБЩИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ В УПРАВЛЕНИИ ДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Зарождение науки о регулировании и управлении. Связь с теорией колебаний. Основные исторические периоды в развитии теории регулирования и управления. Основные задачи, методы и результаты теории на различных этапах ее развития.

Линейные разностные уравнения. Дискретизация непрерывных систем. Теорема Котельникова.

Требования к расположению корней характеристического полинома. Алгебраический и частотный критерии устойчивости.

1. 
   Уравнения и передаточные функции линейных САУ.
   
2. 
   Динамические процессы в линейных САУ.
   
3. 
   Частотные характеристики линейных САУ.
   
4. 
   Анализ устойчивости линейных непрерывных систем.
   
5. 
   Дискретные системы автоматического управления.
   

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. 
   Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. - М.: Наука, 1978.
   
2. 
   Основы теории автоматического управления: Учебник для вузов/ Под ред. Н.Б. Судзиловского. - М.: Машиностроение, 1985.
   
3. 
   Астапов Ю.М., Медведев В.С. Статистическая теория систем автоматического регулирования и управления. - М.: Наука, 1982.
   
4. 
   Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. - М.: Наука.
   
5. 
   Иванов В.А., Ющенко А.С. Теория дискретных систем автоматического управления. - М.: Наука, 1983.
   

1. 
   Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984.
   
2. 
   Потемкин В.Г. Система MATLAB 5 для студентов. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.
   
3. 
   Медведев В.С., Потемкин В.Г. Control System Toolbox. MATLAB 5 для студентов / Под общ. ред. В.Г. Потемкина. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.
   
4. 
   Гультяев А.К. MATLAB 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows: Практич. пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 1999.
   

Министерством образования

Республики Беларусь

« 24 » июня 2001 г.

Регистрационный № ТД -179 / тип

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

Кафедрой информационных технологий автоматизированных систем Белорусского университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от 30 октября 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).
Согласована c:

Учебно- методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования;

Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.

Пояснительная записка

Типовая программа «Основы автоматизированного управления» разработана для студентов специальности 53 01 02 «Автоматизированные системы обработки информации». Целью изучения дисциплины является изучение основ и современной методологии автоматизированного управления, методов и моделей управления в организационно-технических системах. Задачи изучения дисциплины:

1. 
   Освоение системных принципов построения автоматизированных систем управления (АСУ) и технологии разработки АСУ, методов проектирования АСУ.
   
2. 
   Изучение назначения основных подсистем АСУП, перечня решаемых ими задач.
   
3. 
   Изучение моделей и методов принятия решений в АСУ.
   

«Информационная технология», «Системный анализ и исследование операций», «Математические модели информационных процессов и управления».

Материалы курса используются далее в курсах «Информационные технологии и психология управления», «Проектирование систем обработки данных», «Моделирование систем».

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов и рассчитана на объем 85 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 51 час, лабораторных работ – 34 часа, курсовая работа.

В результате освоения курса « Основы автоматизированного управления» студент должен:

знать:

- понятия системы и управления, смысл и функции управления в организационно – технических системах;

- составные части процесса проектирования АСУ, методы проектирования АСУ;

- состав и задачи функциональных подсистем АСУ, обеспечивающих систем АСУ;

- модели и методы принятия решений на различных уровнях управления производством;

уметь анализировать:

- процессы управления на различных уровнях организационно–технических систем;

- специфику производственных процессов и управления объектом;

- постановки задач управления на различных уровнях организационно – технических систем;

- моделирования процессов управления на различных уровнях организационно- технических систем и принятия решений на этой основе.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. СИСТЕМЫ И УПРАВЛЕНИЕ
Тема 1. СМЫСЛ И ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

В ОРГАНИЗАЦИОННО – ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Необходимость научного подхода к управлению. Основные понятия кибернетики. Смысл и функции управления в организационно - технических и производственно-технологических системах. Система как множество взаимосвязанных целенаправленных элементов. Системный подход к управлению.

Классический и системный подходы к синтезу сложных систем. Классификация сложных систем и АСУ. Организационные и экономические основы создания АСУ. Составные части процесса проектирования АСУ, стадии и этапы создания АСУ. Методы проектирования АСУ.

Классификация экономико-математических моделей управления производством. Уровень перспективного планирования. Производственные функции. Уровень технико-экономического управления. Балансовые модели. Модели объемного планирования. Задача определения количества единиц оборудования. Уровень производственного планирования. Модели объемно-календарного планирования. Модели сетевого планирования и управления. Задача планирования вклада средств в производство.

Уровень оперативного управления и регулирования. Модели календарного планирования (КП). Задача Джонсона. Общая задача КП. Методы решения задач КП. Методы построения точных расписаний. Метод Джонсона. Метод Эйкерса. Метод линейных диаграмм Ганта. Градиентный метод. Метод ветвей и границ. Приближенные методы решения задач КП. Модели управления запасами. Модели оперативного регулирования хода производства.

Подсистема технико-экономического планирования. Подсистема технической подготовки производства. Подсистема оперативного управления основным производством. Подсистема управления материально-техническим снабжением. Подсистема управления сбытом и реализацией продукции. Подсистема управления качеством. Подсистема бухгалтерского учета.

Техническое обеспечение (ТО). Задача формирования ТО. Система ЛВС в ТО АСУ. Формирование общесистемных требований к вычислительным средствам АСУ. Задача выбора технических средств, удовлетворяющих заданным требованиям. Информационное обеспечение АСУ. Классификация информации. Кодирование информации. Методы кодирования. Математическое и программное обеспечение АСУ. Модель индустриальной динамики Форрестера. Сети Петри. Временные сети Петри. Абстрактные автоматы. Вероятностные автоматы. Постановка и алгоритмизация функциональных задач.

1. 
   Проектирование и анализ систем обслуживания.
   
2. 
   Оценка и выбор вариантов сложных систем на этапе проектирования.
   
3. 
   Моделирование организационной структуры управления предприятием.
   
4. 
   Планирование вклада средств в производство.
   
5. 
   Методы решения задач календарного планирования.
   
6. 
   Оптимальное отображение множества функций системы по ее элементам.
   
7. 
   Анализ и решение задач распределения ресурсов.
   
8. 
   Построение, моделирование и анализ дискретных производственных систем.
   
9. 
   Расчет производственной программы.
   
10. 
    Сетевые методы распределения производственной программы.
    

1. 
   Решение задачи календарного планирования точными методами (методы Джонсона, Ганта, Эйкерса, градиентный метод, метод ветвей и границ).
   
2. 
   Планирование вклада средств в производство.
   
3. 
   Выбор варианта технического обеспечения в процессе общесистемного проектирования АСУ.
   
4. 
   Формирование структур организационно-технических систем и выбор рациональной в условиях многокритериальности и неопределенности.
   

6. Оценка целесообразности разработки АСУ.

Персональные ЭВМ класса Pentium c операционной системой типа Windows.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. 
   Карданская Н.Л. Принятие управленческого решения.- М.: Юнити, 1999.
   
2. 
   Фатхутдинов Р.А. Разработка управленческого решения.- М.: ЗАО «Бизнес-школа Интел-Синтез», 1998.
   
3. 
   Экономико-математические методы и модели/ Под ред. А.В. Кузнецова.- Мн.: БГЭУ, 1999.
   
4. 
   Смирнов Э.А. Разработка управленческих решений.- М.: Юнити-Дана, 2000.
   
5. 
   Экономико-математические методы и прикладные модели/ Под ред.
   

6. 
   Балагин В.В. Теоретические основы автоматизированного управления: Учеб. пособие для вузов. – Мн.: Высш. шк., 1991.
   
7. 
   Основы построения АСУ/ Т.Н. Рахимов, О.А. Заикин, Б.Я. Советов.– Ташкент: Укитувчи, 1984.
   
8. 
   Мамиконов А.Г. Проектирование АСУ: Учебник для спец. АСУ вузов. –
   

9. 
   Общесистемное проектирование АСУ реального времени./ С.В. Володин, А.Н. Макаров, Ю.Д. Умрихин/Под ред. В.А. Шабалина.- М.: Радио и связь, 1984.
   

1. 
   Лескин А.А., Мальцев П.А., Спиридонов А.М. Сети Петри в моделировании и управлении. – Л.: Наука, 1989.
   
2. 
   Советов Б.Я., Цехановский В.В. Автоматизированное управление современным производством. – Л.: Машиностроение, 1988.
   
3. 
   Управление машиностроительным предприятием: Учебик для машиностр. спец. вузов/ С.В. Смирнов, С.Н. Ефимушкин, А.А. Колобов и др./ Под ред. С.Г. Пуртова, С.В. Смирнова. – М.: Высш. шк., 1989.
   

Дополнительные учебно–методические разработки по лабораторным занятиям и дополнительным модулям в данной программе не приведены и указываются при составлении рабочих программ.

СОДЕРЖАНИЕ

Информационная технология…………………………………. 3

процессов и управления……………………………………… 19