Вопросы к экзаменам по специальности 05.13.18

Вопросы к вступительным экзаменам в аспирантуру по специальности 05.13.18.

 1.   Теоретические основы проектирования структур вычислительных процессов в автоматизированных системах. 

• Элементарные понятия теории алгоритмов. Машина Тьюринга.
• Основы теории случайных процессов. Характеристические функции и их свойства. Марковские процессы. Случайные потоки.
• Основы теории графов. Отношения на множествах и графы. Операции над графами. Степени, числа и матрицы графов. Графы и сети.
• Основы математического программирования. Линейное программирование. Особенности нелинейных задач, нелинейное программирование. Динамическое программирование.
• Комбинаторный анализ, основные понятия. Методы перечисления в общей комбинаторной схеме. Методы перечисления подстановок.
• Основы теории моделирования: понятие "модель", основные свойства моделей, классификация моделей. Понятие имитационного моделирования, моделирование случайных событий, величин, процессов. Моделирующий алгоритм, общая схема имитационного моделирования. Методы обработки результатов моделирования. Понятие о языках моделирования.
• Элементы теории алгоритмов. Понятие о дискретном автомате. Понятие об абстрактном автомате. Анализ и синтез конечных автоматов. Композиция автоматов, структурные схемы. Алгоритмические модели описания работы сложных автоматов.
• Принципы и методы решения алгебраических, трансцендентных и дифференциальных уравнений.
• Основы алгебры логики. Функции алгебры логики, способы их представления, методы минимизации. Анализ и синтез комбинационных логических схем.
• Арифметические основы ЭВМ. Вопросы выбора систем счисления. Способы представления и соответствующие форматы чисел. Прямой, обратный и дополнительный коды. Логические и символьные операции. Представление десятичных чисел и буквенно-цифровой информации.

2.   Вычислительные машины и системы. 

• Введение. История развития средств цифровой вычислительной техники. Электронные вычислительные машины. Многопроцессорные вычислительные системы. Аппаратные и программные средства ЭВМ. Модульный принцип построения ЭВМ, программная совместимость.
• Системы команд, адресации, устройства управления, процессоры. Операционно-адресный принцип кодирования управляющей информации и неймановские системы вычислительной машины.
• Многоадресная и одноадресная, безадресная системы кодирования команд: сравнение их эффективности. Задание и изменение порядка следования. Непосредственная, прямая, относительная, косвенная адресации и их связь с характеристиками и структурой памяти машины.
• Особенности организации и перспективы развития микропроцессоров и микро-ЭВМ.
• телеобработка информации, ее организация. Структуры звеньев передачи данных. Абонентские пункты, мультиплексоры передачи данных. Аппаратура передачи данных.
• Различные способы комплексирования ЭВМ на основе модульного принципа. Многомашинные комплексы, многопроцессорные вычислительные системы. Связь и характер взаимодействия аппаратных и программных средств при организации ВК и систем.
• Сети ЭВМ, из назначение и состав; ЭВМ, средства связи и средства коммутации сообщений. Типы сетей ЭВМ. Принципы управления и защиты информации в сетях ЭВМ. Пример сети.

3.   Программное обеспечение ЭВМ и вычислительных систем.

• Основные режимы организации вычислительного процесса. Принципы мультипрограммирования. Структура и работа систем мультипрограммирования.
• Определение операционной системы (ОС). Основные компоненты ОС. Проблемы ОС: надежность, сложность, эффективность, совместимость.
• Параллелизм в ОС. Мотивировка параллельного программирования и асинхронных взаимодействующих процессов. Взаимодействие процессов. Механизмы синхронизации, методы реализации. Стратегии планирования процессов. Тупиковые ситуации. Методы разрешения и предотвращения тупиков.
• Концепция ресурса и пользователя, система диспетчеризации. Стратегии распределения ресурсов. Защита ресурсов.
• Структура данных в памяти. Функции управления памятью. Стратегии распределения памяти.
• Управление информацией. Структура и состав файловых систем. Логическая и физическая организация файловых систем. Процедуры доступа. Верификация управления доступом. Операции над файлами. Восстановление системных сбоев.
• Методы управления устройствами. Методы ввода-вывода. Драйверы и планировщик ввода-вывода.
• Вопросы использования ОС. Способы получения различных характеристик в определенной версии ОС. Системы программирования, взаимодействие с ОС.

4.   Алгоритмические языки и программирование. 

• Системы и языки программирования. Машинно-ориентированные, проблемно-ориентированные и универсальные языки. Алфавит, синтаксис и семантика. Способы описания языков программирования. Трансляция.
• Типы данных, способы задания типа. Константы и переменные. Идентификаторы. Структурированные типы данных. Выражения, операции, операторы. Арифметические и логические операции и операторы. Арифметические и логические операции и операторы. Стек и польская запись.
• Метки и операторы перехода. Операторы цикла и условные операторы. Программирование ввода и вывода информации. Редактирование.
• Блочная структура. Локализация переменных и меток. Подпрограммы и макроопределения. Методы передачи параметров при использовании подпрограмм и макрокоманд.
• Характерные особенности языков программирования (АССЕМБЛЕР, C/C++, ПАСКАЛЬ).

5.   Технология распределенной обработки данных. 

• Представление о системе распределенной обработки данных. Пример построения системы распределенной обработки. Распределенные базы данных.
• Технология передачи данных. Коммутация каналов. Коммутация пакетов. Связь с использованием искусственных спутников земли. Оптическая связь.
• Архитектура сетей ЭВМ. Иерархия протоколов. Взаимное соединение открытых систем OSI.
• Локальные сети. Структура и функции локальных сетей. Системы связи. Протоколы нижнего уровня. Протоколы высокого уровня и структура программного обеспечения.

Литература:

1. В. Липский. Комбинаторика для программистов. М.: Мир, 1988.
2. И. Л. Акулич. Математическое программирование в примерах и задачах. М.: Высш. Шк., 1986.
3. Самарский А. А., Гулин В. В. Численные методы, М.: Наука, 1989.
4. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы, М.: Мир, 1984.
5. Молчанов А. А. Моделирование и проектирование сложных систем, К.: Выща шк., 1988.
6. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы, М.: Энергоатомиздат, 1985.
7. Дж. Донован. Системное программирование, М.: Мир, 1975.
8. Т. Пратт. Языки программирования: разработка и реализация. М.: Мир, 1979.
9. Т.А. Павловская. C/C++. Программирование на языке высокого уровня: Учебник для вузов. С.-П.: Питер, 2003.

10. Р. Себеста. Основные концепции языков программирования (5-е издание) издательство: Вильямс, 2001.

11. Бен-Ари М. Языки программирования. Практический сравнительный анализ. М: Мир.

12. Э.А. Якубайтис. Архитектура вычислительных сетей. М.: Статистика, 1980.

13. К. Вейцман. Распределенные системы мини- и микро-ЭВМ. М,: Финансы и статистика, 1983.

14. М. Като, Д. Иимура, М. Токоро, Е. Тома. Построение сетей ЭВМ. М.: Мир, 1988.

15. Д. Бертсекас, Р. Галлагер. Сети передачи данных. М.: Мир, 1989.

16. Протоколы информационно-вычислительных сетей. Справочник. /Под ред. И.А.Мизина, А.П. Кулешова. М.; Радио и связь, 1990.