ОТЧЕТ

 

по мероприятию № 2.9.1.12
Разработка учебно-методического обеспечения основной образовательной программы подготовки  магистров «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» по направлению «Системный анализ и управление»

в рамках реализации Программы развития национального исследовательского университета

 

вид отчета: аннотационный

 

 

Ответственный исполнитель:________________ (Фирсов А.Н.)

 

 

 

 

 

г. Санкт-Петербург, 2012 г.

 


 

Содержание

 

 

Введение

1

Цели мероприятия

 

1.1

Общие положения магистерской подготовки по направлению 220100 «Системный анализ и управление»

 

1.2

Цели мероприятия «Разработка учебно-методического обеспечения основной образовательной программы подготовки  магистров «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»

2

Задачи мероприятия

 

2.1

Профиль программы магистерской подготовки

 

2.2

Концепция программы магистерской подготовки

 

2.3

Задачи профессиональной деятельности выпускника

3

Описание работ по мероприятию

 

3.1

Компетенции

 

3.2

Особенности разработанной ООП

 

3.3

Программы научно-исследовательской и педагогических практик

 

3.4

Программа научно-исследовательской работы

 

3.5

Методические указание по организации самостоятельной работы студентов. Основные положения

 

3.6

Требования к выпускной квалификационной работе

 

3.7

Виды и формы оценки формирующихся компетенций

 

 

 

4

Результаты

 

4.1

Описание системы оценки компетенций ООП «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» по направлению 220100 «Системный анализ и управление»

 

4.2

Учебные дисциплины учебного плана разработанной ООП подготовки магистров «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»

 

4.3

Рабочие программы разработанных учебных дисциплин

 

4.4

Аннотации разработанных учебных пособий

5. Использование в учебном процессе

 

5.1.

Перспективы внедрения разработанной ООП

 

5.2

Предполагаемые виды деятельности выпускника


 


 

Введение


 Современный уровень развития мировой науки и техники, стремительное развитие принципиально новых технологий привели к необходимости подготовки высококвалифицированных кадров, сочетающих глубокие знания фундаментальных наук и инженерно-физическую подготовку, что предполагает наличие у выпускника достаточного опыта самостоятельной работы над актуальными проблемами современной технической физики. Формирование творческого профессионального потенциала выпускника вуза требует изменений структуры и содержания образовательных программ, использования (в числе других) новых педагогических методов и технологий, а также новых критериев оценки поступающих на обучение и обучающихся.

 Важнейшим требованием к выпускнику вуза является обеспеченность его профессиональными компетенциями. В традиционном понимании это определяется накоплением знаний, а также практических навыков и умений, перечень которых зафиксирован в соответствующих ФГОС ВПО РФ. Учитывая, что инженерная деятельность в условиях динамично развивающихся потребностей личности, рынка труда, сфер экономики, общества, государства должна быть инновационной, традиционное (казалось бы, незыблемое) толкование инженерной компетенции коренным образом изменяется. Компетентность – сформированное ядро знаний, навыков и умений фундаментального и специального («профильного») характера плюс сформированное творческое инженерное мышление.

 

Такая трактовка профессиональных компетенций обусловливает существенные изменения в подходах к реализации образовательного процесса. Формирование творческого профессионального потенциала выпускника вуза требует изменений структуры и содержания образовательных программ, использования (в числе других) новых педагогических методов и технологий, а также новых критериев оценки поступающих на обучение и обучающихся.

 Магистратура, как наукоемкий образовательный институт, может функционировать лишь в условиях, благоприятных для развития научных исследований. Достижение высокого качества магистерской подготовки означает перестройку всего образовательного процесса в направлении «обучения через исследование».

 Защита магистерской диссертации является гарантией того, что выпускником освоена схема вхождения в самостоятельную работу с достижением авторского видения профессиональных проблем и наличием собственных представлений о наиболее адекватных методах их решения. Магистерская диссертация должна обеспечивать не только закрепление академической культуры, но и необходимую совокупность методологических представлений и методических навыков в избранной области профессиональной деятельности. Выпускник магистратуры должен быть широко эрудированным специалистом с фундаментальной научной подготовкой, владеющим методологией научного творчества, современными информационными технологиями, методами получения, обработки и хранения научной информации, подготовленным к участию в исследовательской инженерно-инновационной и научно-исследовательской деятельности.

 

 1. Цели мероприятия

 

 1.1. Общие положения

Основная образовательная программа магистерской подготовки по направлению 220100 «Системный анализ и управление», реализуемая в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования санкт-Петербургский государственный политехнический университет, представляет собой разработанную и утвержденную вузом совокупность учебно-методической документации, на основе Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС ВПО) по данному направлению подготовки дипломированных специалистов, с учетом рекомендованной примерной основной образовательной программы и учетом требований рынка труда, включающей в себя учебный план, рабочие программы учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей) и другие материалы, обеспечивающие качество подготовки и воспитание обучающихся, а также программы практик и научно-исследовательской работы, календарный учебный график и методические материалы, обеспечивающие реализацию соответствующей образовательной технологии;

 ООП регламентирует цели, ожидаемые результаты, содержание, условия и технологии реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки выпускника по данному направлению подготовки и включает в себя:

 

 

 

Нормативные документы для разработки ООП магистерской подготовки по направлению 220100 «Системный анализ и управление»


Нормативную правовую базу разработки ООП магистратуры составляют:

  • Федеральные законы Российской Федерации: «Об образовании» (от 10 июля 1992 года №3266-1) и «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» (от 22 августа 1996 года№125-ФЗ);
  • Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении), утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 14 февраля 2008 года № 71, (далее - Типовое положение о вузе);
  • Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) по направлению подготовки 220100 «Системный анализ и управление» высшего профессионального образования (ВПО) (магистратура), утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 8.12.2009 г. N 716;
  •  Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) по направлению подготовки 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» высшего профессионального образования (ВПО) (магистратура), утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 18.11.2009 г. N 633;
  • Устав вуза

 

Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего профессионального образования (магистратура)


1. Цель (миссия) ООП магистратуры


ООП магистратуры по направлению 220100 «Системный анализ и управление»   имеет своей целью  формирование общекультурных универсальных и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению подготовки.

 

 2. Срок освоения ООП магистратуры

Нормативный срок освоения магистерской программы – 2 года

 

3. Трудоемкость ООП магистратуры – 120 зачетных единиц (60 зачетных единиц за учебный год).

 

 1.2. Цели мероприятия «Разработка учебно-методического обеспечения основной образовательной программы подготовки  магистров «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»

ООП магистратуры «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» по направлению 220100 «Системный анализ и управление» имеет своей целью формирование общекультурных универсальных и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению подготовки.

1. Повышение качества образования и конкурентоспособности образовательной деятельности вуза по подготовке бакалавров и магистров по направлению 220100 «Системный анализ и управление» на основе создания основной образовательной программы «Системный анализ и управление информационными ресурсами»

2. Развитие и совершенствование политехнической модели системы образования, обеспечивающей высокое качество подготовки всесторонне развитых, высококвалифицированных и конкурентоспособных специалистов в области системного анализ и управления информационными ресурсами.

3. Обеспечение престижности российского политехнического образования, концентрация в СПбГПУ конкурентоспособных научно-педагогических кадров, включая лучших молодых специалистов, путем создания привлекательной научно-образовательной среды.

 

 2. Задачи мероприятия


 Основная образовательная программа (ООП) СПбГПУ  по направлению подготовки представляет собой комплект нормативных документов, определяющий цели, содержание и методы реализации процесса обучения и воспитания. Структура основной образовательной программы «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» соответствует структуре ООП, определенной ФГОС ВПО (СОС) по направлению 222100 «Системный анализ и управление», включая:

 – общие положения ООП подготовки магистров;

– аннотацию магистерской программы;

 – рабочий учебный план;

– рабочие программы дисциплин учебного плана;

– программы научно-исследовательской работы и других видов работ студента (для образовательных программ магистерской подготовки);

– программы практик;

– методические рекомендации по применению образовательных технологий, методик обучения, оценочных средств;

– фонды контрольно-измерительных материалов;

– методические указание по организации самостоятельной работы студентов;

– требования к выпускной квалификационной работе;

– учебные пособия по 6 профильным дисциплинам ООП подготовки магистров.

 

2.1. Профиль программы магистерской подготовки:


Концепция: Одним из признаков инновационного развития экономики страны является качественное повышение эффективности производственных систем (технических, экономических и т.п.) в различных сферах человеческой деятельности. Важнейшим составляющим фактором, влияющим на повышение эффективности этих систем, должна стать разработка теоретических и практических средств описания, анализа, синтеза и оптимизации рассматриваемых систем на основе нелинейных математических моделей системного анализа, а также постановка и решение задач управления этими системами.

 

Цели и задачи:

Целями магистерской программы являются:

1. Подготовка выпускников, обладающих знаниями, умениями и навыками использования в практической деятельности:

1.1) Нелинейных математических моделей и методов, применяемых в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами.

1.2) Нелинейных математических моделей и методов разработки, поддержки и анализа технических, экономических и биологических систем.

1.3) Нелинейных математических моделей, методов синтеза и анализа в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами, в том числе применение для решения указанных задач теории автоматического управления, теории оптимизации, нелинейных моделей динамических систем.

 

2. Подготовка выпускников, которые, благодаря уровню своей квалификации, оказались бы востребованными на рынке труда.

 

Задачами магистерской программы являются:

1) Организация учебного процесса (включая организацию лабораторной базы), обеспечивающего достижение упомянутых выше целей программы.

2) Разработка и реализация новых и модернизация содержания реализуемых в настоящее время учебных дисциплин, соответствующих концепции программы и обеспечивающих достижение упомянутых выше целей.

3) Подготовка учебных пособий, контрольно-измерительных и методических материалов, обеспечивающих максимальную эффективность образовательного процесса.

4) Учет интересов и пожеланий (в первую очередь, посредством участия в совместных образовательных и научных проектах) предприятий и организаций, заинтересованных в подготовке квалифицированных работников соответствующего профиля.

 

Научно-исследовательские проекты, соответствующие профилю программы:

1) Разработка теоретических основ управления энергетическими системами и объединениями.

2) Разработка теоретических основ управления морскими подвижными объектами.

3) Разработка информационных систем поддержки принятия оптимальных решений в задачах управления ВУЗом.

4) Организация и исследование распределенной обработки данных в информационных системах и сетях.

 

Компетенции выпускника:

•           межличностные профессиональные компетенции

- способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

- способность свободно применять русский и один из иностранных языков как средства делового общения (ОК-3)

- способность использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4)

- способностью применять в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

- способность общаться со специалистами из других областей знаний;

- способность ясно и однозначно излагать свои выводы и знания как специалистам, так и не специалистам;

- способность работать в международной профессиональной среде;

- приверженность этическим ценностям;

•           общепрофессиональные компетенции

- способность вскрыть математическую, естественнонаучную и техническую сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, провести их качественно-количественный анализ (ПК-1);

- способность ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты исследований (ПК-2);

- способность анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ПК-3);

- способность оформить, представить и доложить результаты выполненной работы (ПК-4);

- способность разработать практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-5);

- способностью применять перспективные методы системного анализа и принятия решений для исследования функциональных задач на основе мировых тенденций развития системного анализа, управления и информационных технологий (ПК-7);

- способность формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств экспертных систем поддержки принятия оптимальных решений (ПК-9);

- способность выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления сложными многомерными объектами управления (ПК-10);

- способность руководить коллективами разработчиков аппаратных и/или программных средств экспертных систем поддержки принимаемых решений (ПК-13);

•           специальные компетенции

- способность применять знания, понимание и способность решения проблем в новых или незнакомых обстоятельствах в более широких (мульти дисциплинарных) контекстах соответствующей области;

- способностью принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений, способность разработать и провести цикл лекций или практических занятий по учебной дисциплине, соответствующей профилю подготовки магистра;

- способность комплексно интегрировать знания и их трактовку, формулировать суждения при неполной или ограниченной информации, которые включают размышления над социальными и этическими обязанностями, связанными с применением этих знаний и суждений.

Предполагаемые виды деятельности выпускника:

- работа в конструкторских и научно-исследовательских коллективах соответствующего профиля;

- преподавательская деятельность в ВУЗе.

Это – основные виды деятельности выпускников, на которые ориентирована данная магистерская программа. Однако, знания, умения и навыки, а также компетенции, которые приобретают выпускники, успешно прошедшие подготовку по данной магистерской программе, позволяют им успешно адаптироваться к работе в смежных областях (системное администрирование, разработка и обслуживание информационных систем различного назначения, системы связи, спутниковая навигация, распознавание образов, интеллектуальные системы, кодирование, защита информации и т.п.).

В соответствии с вышеизложенным, представляется целесообразным разработка магистерской программы «Системный анализ и управление информационными ресурсами» в рамках действующего ФГОС ВПО подготовки магистров по направлению «Системный анализ и управление». Эта программа должна быть направлена на подготовку выпускников (магистров), обладающих знаниями, умениями и навыками решения вышеуказанных задач. Следует подчеркнуть, что имеет смысл вести речь именно о подготовке магистров, так как для успешного освоения предлагаемой программы требуется достаточно высокий уровень математических и технических знаний и умений, который в основном достигается студентами, успешно завершившими обучение по соответствующим программам подготовки бакалавров. Данная программа является междисциплинарной, возникшей на стыке таких наук как системный анализ, теория управления, информационные технологии, фундаментальная информатика.

 Развитие нового подхода к управлению информационными ресурсами требует решения ряда проблем в следующих основных направлениях.

 

Программа должна предлагать ряд моделей и методов для анализа и синтеза информационных ресурсов и систем (средств хранения, поиска и передачи структурированной информации, в том числе средств документооборота и баз данных), и управления информационными потоками.

К необходимым моделям и методам, которые должен знать и уметь применять выпускник, относятся:

1) Базовые модели и методы, используемые в информационных технологиях. Это различные модели представления, преобразования, передачи информации, необходимые элементы теории передачи сигналов, алгоритмы сжатия, кодирования и декодирования информации, и т.п.

2) Модели и методы разработки, поддержки и анализа информационных систем. Это математические модели баз данных, структура соответствующих языков программирования, модели экспертных систем и принятия решений, (в том числе аппарат нечеткой логики), модели и методы распознавания текста, смысла, изображений, речи.

3) Модели и методы синтеза и анализа информационных потоков и ресурсов, в том числе применение для решения указанных задач основ теории автоматического управления, теории оптимизации, моделей иерархических систем, нелинейных моделей динамических систем, статистических моделей.

 

Для реализации указанных целей при разработке магистерской программы необходимо решить следующие основные задачи.

 1) Организация учебного процесса (включая организацию лабораторной базы), обеспечивающего достижение упомянутых выше целей программы.

 2) Разработка и реализация новых и модернизация содержания реализуемых в настоящее время учебных дисциплин, соответствующих концепции программы и обеспечивающих достижение упомянутых выше целей.

3) Подготовка учебных пособий, контрольно-измерительных и методических материалов, обеспечивающих максимальную эффективность образовательного процесса.

4) Учет интересов и пожеланий (в первую очередь, посредством участия в совместных образовательных и научных проектах) предприятий и организаций, заинтересованных в подготовке квалифицированных работников соответствующего профиля.

 

При этом, для достижения поставленных целей программы, обучающимися должны быть освоены следующие учебные дисциплины:

  • Функциональный анализ
  • Методы математической физики
  • Хаос и нелинейная динамика
  • Системы управления движением
  • Современные проблемы системного анализа и управления
  • Современные компьютерные технологии в науке
  • Информационная безопасность и защита информации
  • Интеллектуальные информационные системы
  • Надежность информационных систем
  • Проектирование информационных систем
  • Корпоративные информационные системы
  • Управление электроэнергетическими системами и объединениями
  • Математическое моделирование медико-биологических процессов и систем
  • Управление распределенными системами
  • Управление качеством
  • Математическое моделирование социально-экономических систем

Обучение данным дисциплинам может быть осуществлено в рамках новой программы «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами».

2.2.Концепция программы магистерской подготовки

В научных исследованиях и технических разработках, на производстве, в социальных областях мы постоянно сталкиваемся с совокупностями объектов, которые принято называть сложными системами. Их отличительные особенности – это многочисленные и разные по типу связи между отдельно существующими элементами системы и наличие у системы функции (назначения), которой нет у составляющих ее частей. Связи (взаимодействия) между элементами сложной системы будут характеризоваться определенным порядком, внутренними свойствами, направленностью на выполнение функции системы. Такие особенности данной конкретной системы назовем ее организацией.

На первый взгляд, каждая сложная система имеет свою, только ей присущую организацию. Однако более глубокое рассмотрение способно выделить, например, общее в иерархической системе команд ЭВМ и в управлении экономикой, в процессе проектирования технического объекта и в создании художественного произведения, в управлении научными исследованиями и в военной стратегии, которой пользовались еще древние греки.

Что это означает?

Очевидно то, что организации присущи некоторые общие закономерности, и она может изучаться отдельно, независимо от конкретного содержания и назначения сложной системы. Типичные абстрагированные свойства организации – это наличие между элементами отношений подчиненности, чередование и упругая упорядоченность процедур, согласование событий и целей, своевременная передача информации и управления, влияние на направленность процессов, приемы учета неопределенностей и многое другое. Также возможно говорить о применении в системе различных знаний и технических средств, роли и месте человека, моделировании и упрощении, централизованном использовании информации.

Каковы же цели изучения организации? Понять функционирование системы? Да. Но задачей более высокого уровня выступает создание нужной нам системы и управление ею. Ведущей операцией при этом является принятие решения, т.е. некоторый формализованный или неформализованный выбор, позволяющий достичь фиксированной частной цели или продвинуться в ее направлении. Принятие решения в сложной системе производится техническим средством или человеком и основано на сравнении и оценке вариантов действий. Постановка как основной, так и частных целей в системе также, обычно, подлежит анализу и исследованию. И опять же, главной процедурой при этом выступает принятие решения.

Как известно, изучение процедур принятия решения и связанной с этим организации системы составляет актуальную проблему создания и эксплуатации сложных систем. Подчеркнем, что все это может осуществляться на основе специально разработанных приемов, методик, типовых моделей организации системы и принятия решений. Законы организации таковы, что допускают вывод следствий, конкретизацию; возможно эффективное применение формализации, в первую очередь, математического знания. Таким образом, мы имеем новую, но уже широко известную и чрезвычайно обширную в приложениях междисциплинарную ветвь науки – системный анализ. Ей и посвящена данная книга.

 

Системный анализ как научная дисциплина


В современном понимании системный анализ – это научная дисциплина, занимающаяся проблемами принятия решения в условиях анализа большого количества информации различной природы.

Из этого определения следует, что целью применения системного анализа к конкретной проблеме является повышение степени обоснованности принимаемого решения, расширение множества вариантов, среди которых производится выбор, с одновременным указанием способов отбрасывания тех из них, которые заведомо уступают другим. В максимально упрощенном виде системный анализ – это некая методика, позволяющая не упустить из рассмотрения важные стороны и связи изучаемого объекта, процесса, явления.

В системном анализе могут быть выделены методология, аппаратная реализация, опыт применения в различных областях знания и практики. Последовательно рассмотрим эти три его составляющие.

Методология в определенном смысле есть базовое начало системного анализа. Она включает определения используемых понятий, принципы системного подхода, а также постановку и общую характеристику основных проблем организации системных исследований.

Определения в методологии обычно даются на словесно интуитивном уровне и, как правило, обладают свойством конструктивности. Общепринятые определения создают язык данной науки, влияют на научное мышление. В системном анализе процесс выработки единых определений не закончен и весьма актуален в связи с междисциплинарным характером исследований. Принципы системного подхода – это некоторые положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Часто их считают ядром методологии. Постановка и характеристика проблем системных исследований (например, целенаправленная структуризация, оптимальное чередование исполнительских и управленческих операций, задача о системе с плавающей границей между ней и внешней средой и др.) составляют в настоящее время наименее освещенную часть методологии системного анализа.

Под аппаратной реализацией будем понимать стандартные приемы моделирования принятия решения в сложной системе и общие способы работы с этими моделями. Модель строится в виде связных множеств (в простейшем случае – цепочек) отдельных процедур. Системный анализ исследует как организацию таких множеств, так и вид отдельных процедур, которые максимально приспосабливают для принятия согласующих и управленческих решений в сложной системе.

Модель принятия решения чаще всего изображается в виде схемы с ячейками, связями между ячейками и логическими переходами. Ячейки содержат конкретные действия-процедуры, которые могут иметь весьма разнообразный характер. Совместное изучение процедур и их организации вытекает из того, что без учета содержания и особенностей ячеек создание схем оказывается невозможным. Эти схемы определяют стратегию принятия решения в сложной системе. Именно с проработки связного множества основных процедур принято начинать решение конкретной прикладной задачи.

Говоря об отдельных процедурах, укажем, что основной из их многочисленных классификаций является деление на формализуемые и неформализуемые  процедуры (операции). Важным тезисом является то, что в отличие от большинства научных дисциплин, стремящихся к формализации, системный анализ допускает, что отнюдь не все следует систематизировать и дополнять строгими правилами действий.

Утверждается, что в определенных ситуациях неформализуемые решения, принимаемые человеком, являются более предпочтительными, и активность человека внутри сложной системы может определять успех работы с ней. Таким образом, системный анализ рассматривает совместно, в совокупности, формализуемые и неформализуемые процедуры, и одной из его задач является определение их оптимального соотношения.

Формализуемые стороны отдельных операций, как правило, лежат в области прикладной математики и использования средств вычислительной техники. В ряде случаев математическими методами исследуется связное множество процедур, а иногда производится и само моделирование принятия решения. Все это позволяет говорить о математической основе системного анализа. Высокий уровень абстрагирования в математике приводит, в частности, к тому, что и фундаментально-прикладные, и даже чисто вычислительные исследования, как правило, выполняются безотносительно к тому, как их результаты будут использоваться дальше. Скажем, вопросы удобной записи и передачи данных, оценки количества информации и его уменьшения, передачи управления в другую задачу или человеку традиционно считаются лежащими вне математики, но представляют существенные званья системного анализа.

Наиболее близки к системной постановке вопросов такие области прикладной математики, как исследование операций и системное программирование. Следует отметить, что в системном анализе существует и другое направление, берущее свое начало в исследовании сложных, многоаспектных проблем социологии, философии, других гуманитарных наук. Эти два базовых начала практически едины в области методологии, но заметно расходятся в методах (аппаратной реализации) и тем более – в приложениях. Для первого из них характерны насыщение формализованными операциями, использование ЭВМ, математизация знания, низкая степень неопределенности в сочетании с конкретностью исходных данных и целей, относительно жесткая внутренняя структура системы.

Третья часть системного анализа – опыт его применения в различных областях – чрезвычайно обширна по содержанию.

Важнейшими разделами являются научно-технические разработки и различные задачи экономики.  Перечень лишь тех ветвей науки, где ссылки на системность исследований,  анализа,  подхода являются обычными,  включает биологию, экологию, военное дело, психологию, социологию, медицину, управление государством и регионом, обучение и тренировку, выработку научного мировоззрения и многое другое.  В рамках одного учебного пособия не представляется возможным даже прокомментировать использование системного анализа в этих разделах.

 

Вычислительная техника в системном анализе

В настоящее время развитие системного анализа, прежде всего, характеризуется осмыслением широчайшего проникновения вычислительной техники в процесс принятия решения и сложной системе. Программные и технические средства различного уровня и масштаба выполняют значительное число отдельных процедур и начинают эффективно использоваться для составления наборов процедур и контроля за ходом решения задачи в целом. Особое место при анализе и принятии решения занимают такие сравнительно новые объекты, как информационная база (банки данных), диалоговые системы, имитационное моделирование. Эти объекты, обычно воспринимаемые как части автоматизированных систем или как специальные, использующие ЭВМ методы исследования, могут и должны рассматриваться и в качестве важных понятий системного анализа. Они отражают существенные и достаточно абстрактные стороны современного состояния аппаратной реализации системных исследований. С точки зрения системного анализа это некоторые классы операций, обладающие внутренней структурой, универсальностью использования и другими особенностями.

Ведущими среди этих объектов представляются диалоговые системы. Напомним, что их суть заключается в чередовании формализованных (ЭВМ) и неформализованных (человек) процедур и обычно характеризуется специальными средствами для организации диалога с ЭВМ и высокой оперативностью процедур, выполняемых ЭВМ и человеком.

Удачно организованные диалоговые системы эффективно усиливают возможности как машины, так и человеческого мозга и, в частности, позволяют решать задачи, недоступные только ЭВМ или только человеку. Диалог в виде вопросов и ответов присутствует в любой информационной базе, а также является удобным видом работы с имитационными моделями.

Не останавливаясь здесь на других особенностях банков данных и имитации поведения системы, подчеркнем лишь общую основу этих понятий – взаимодействие человека и вычислительной техники.

Можно выделить три стороны этого взаимодействия, одна из которых уже затронута, – это партнерство в выполнении операций, названное диалогом с ЭВМ. Вторая сторона – человек является создателем программных средств, программного продукта, без которых вычислительная техника мертва. Многообразие программ и уровни их сложности даже трудно себе представить. Их спектр простирается от программы решения квадратного уравнения или программы засылки информации в данную ячейку памяти до программы расчета вибрации корпуса ракеты и управления работой вычислительной сети, охватывающей несколько стран. Два последних программных средства, во-первых, в качестве внутренних элементов насчитывают сотни и даже тысячи более простых программ, а во-вторых, способны организовать значительное число вариантов их работы. Для системного анализа наиболее существенно то, что программы, пакеты программ выступают как средство исследования сложной системы, средство, готовящее решение в ней. Применение отдельного программного средства является элементарной процедурой системного анализа.

Третья сторона взаимодействия человека и ЭВМ заключается в том, что именно человек оценивает решение или другую информацию, полученную с помощью вычислительной техники, и дает указание на использование результатов исследования на практике. В литературе по системным исследованиям привился термин «лицо, принимающее решение» (ЛПР). Именно на ЛПР, ответственном за всю систему или ее часть, замыкается выполнение совокупности операционных процедур. Роль ЛПР, рамки его действий, отделение или неотделение от исследователей системы составляют проблемы, которые в общем виде также относятся к области системного анализа.

Разнообразная считающая, управляющая, хранящая, преобразующая, советующая, изображающая и другая вычислительная техника является как неотъемлемой частью самих сложных систем, так и исследования. Владение аппаратом системного анализа невозможно без умения определять тактику и стратегию использования ЭВМ, баз данных вычислительных сетей. В конкретных же проблемах это умение часто вообще определяет успех системного исследования.

 

Смежные области

В настоящее время в научной литературе целый ряд терминов, имеющих отношение к исследованию сложных систем, употребляется в разных, нередко несогласованных или пересекающихся смыслах. Поэтому представляется необходимым и полезным дать определения ряда смежных понятий, которые, хотя и основаны на разнообразных литературных источниках, в ряде случаев переработаны с учетом мнения авторов данного пособия.

Термин «теория сложных систем» (а также «общая теория систем» или просто «теория систем») отнесем к всевозможным аспектам исследования систем, а не только к проблеме принятия в ней решения, как это имеет место в системном анализе. Таким образом, в этом варианте системный анализ составляет существенную, важную в прикладном отношении часть теории систем. Отметим, что в литературе широко встречается как смешение этих понятий, так и попытки отделить их друг от друга.

Упомянутая интерпретация теории систем приводит и к тому, что ее частью следует считать кибернетику, которая традиционно определяется как наука об управлении и преобразовании информации. Ведь нетривиальные результаты этой области знания относятся именно к сложным системам. Понятие управления близко, но не совпадает с принятием решения.

Условная граница между кибернетикой и системным анализом состоит еще и в том, что первая изучает отдельные и обычно строго формализованные процессы, а системный анализ – совокупность процессов и процедур. Стоит заметить, что системный анализ перенял у кибернетики значительное количество терминов. Упомянем такие, как входы и выходы в системе, модули, потоки информации, структурные схемы.

Одним из наиболее сложных для обсуждения является термин «системотехника». Он определяется и как применение теории систем и системного анализа к области техники, и как применение техники, в первую очередь, вычислительной, при исследовании сложных систем, и еще более узко – как использование системного анализа для проектирования ЭВМ и сетей ЭВМ, а также создания их программного обеспечения (таково содержание квалификации «инженер-системотехник»). Дать определение системотехники, устраивающее хотя бы основной круг авторов, использующих этот термин, в настоящее время не представляется возможным.

Сравнительно новое понятие – информатика – чаще всего понимается как исследование проблем хранения, использования и преобразования информации при помощи средств вычислительной техники. Информатика имеет технический, программный, математический и системный аспекты. Эта ветвь знания является одной из основ при проведении системного анализа при помощи ЭВМ. Следует иметь в виду, что ряд авторов распространяют новый термин не только на информационные задачи, но и на все проблемы, связанные с использованием ЭВМ.

Весьма близким к термину «системный анализ» является понятие исследования операций. Однако мы будем избегать этого сочетания в упомянутом общем смысле в связи с тем, что в советской научной литературе оно традиционно обозначает достаточно обособленную математическую дисциплину, охватывающую исследование математических моделей для выбора величин (чисел, функций), оптимизирующих заданную математическую конструкцию (критерий). Системный анализ может сводиться к решению ряда задач исследования операций, но обладает свойствами, не охватываемыми этой дисциплиной.

Здесь же отметим, что в литературе США термин «исследование операций» не является чисто математическим и приближается к термину «системный анализ». Правда, более поздние работы различают эти термины в том смысле, что под исследованием операций понимаются системные исследования, ориентированные на количественное описание.

Рассмотрим системные понятия, не являющиеся научными направлениями. Системным подходом, понимаемым в данной книге как часть методологии системного анализа, называется применение ряда методологических положений (принципов) общего характера к исследованию систем. Известно около двух десятков таких принципов, связанных с необходимостью изучать систему комплексно, в ее разумной полноте, связности, организованности.

Прилагательное «системный» в применении к целому ряду понятий (метод, исследование, особенность, взгляд, модель и т.д.) означает учет в этих понятиях принципов системного подхода. Так, системные исследования – это акцентирование внимания на сложности конечной цели, единстве и расчлененности процесса исследования, наличии его внутренней структуры и т.д. Широкое и свободное употребление слова «системный», возможно, и неудобно в науке, но оно отражает то положение, когда системностью интересуются представители самых далеких друг от друга наук и часто с различных точек зрения. Корень слова «система» выдвинулся на одно из первых мест по частоте употребления даже в газетных текстах.

Возвращаясь к системному анализу, укажем, что он взаимодействует со всеми перечисленными понятиями, а наиболее тесно связан с теорией систем. Системный анализ в значительной мере опирается на такие ее части, как структуризация, иерархия в системе, законы протекания процессов в ней, связь системы с «не системой» (внешней средой), эволюция системы, в том числе самоорганизация. Здесь же полезно назвать и специфические части (разделы) самого системного анализа – это целеопределение, выделение действий и приемы работы с ними, сочетание формализованных и неформализованных процедур, действия ЛПР, системные вопросы информатики. Широкая опора системного анализа на исследование операций (которая имеет место, по крайней мере, в технике и экономике) приводит к таким его математизированным разделам, как постановка задач принятия решения, описание множества альтернатив, исследование многокритериальных задач, методы решения задач оптимизации, обработка экспертных оценок, работа с макромоделями системы. Указанные разделы могут быть отнесены и к исследованию операций.

 

 2.3 Задачи профессиональной деятельности выпускника

Объектами профессиональной деятельности магистров являются информационные процессы и системы, определяющие функционирование, эффективность и технологию создания новых материалов, производства физических и физико-технологических приборов, систем и комплексов различного назначения, а также связанные с задачами регулирования социальных и экономических процессов и систем.

 

Магистр должен быть подготовлен к решению профессиональных задач, в области «Системный анализ и управление информационными ресурсами» в соответствии с видами профессиональной деятельности: 

 

а) научно-исследовательская деятельность:

– сбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме научного исследования в области управления информационными ресурсами;

– формулирование задачи и плана научного исследования, подготовка отдельных заданий для исполнителей;

– выбор оптимального метода и разработка программ научных исследований, проведение их с разработкой новых и выбором существующих технических, аналитических и вычислительных средств, обработка и анализ полученных результатов;

– построение математических моделей информационных процессов и систем и обоснованный выбор инструментальных и программных средств реализации этих моделей;

– выполнение математического моделирования для оптимизации параметров объектов и процессов с использованием стандартных и специально разработанных инструментальных и программных средств;

– оформление отчетов, статей, рефератов по результатам научных исследований;

– осуществление наладки, настройки и опытной проверки наукоемких приборов, систем и комплексов;

 

 б) производственно-технологическая деятельность:

– анализ состояния научно-технической проблемы, постановка цели и задач по совершенствованию и повышению эффективности аппаратно-программного обеспечения системы управления информационными ресурсами;

– определение наиболее перспективных направлений развития техники и технологии в области обеспечения эффективного управления информационными ресурсами;

– совершенствование существующих, разработка и внедрение новых программных и аппаратных средств;

– разработка технических заданий на создание нестандартного аппаратного и программного обеспечения для повышения эффективности и надежности управления информационными ресурсами;

– руководство работой по тестированию и доводке программно-аппаратных комплексов, обеспечивающих эффективное управление информационными ресурсами, в ходе разработки таких комплексов; 

 

в) проектно-конструкторская деятельность:

– разработка функциональных и структурных схем программно-аппаратных комплексов и систем;

– разработка эскизных, технических и рабочих проектов изделий с использованием средств автоматизации проектирования, передового опыта разработки конкурентоспособных изделий;

– проведение проектных расчетов и технико-экономических обоснований;

– разработка методических и нормативных документов, технической документации, а также предложений и мероприятий по реализации разработанных проектов;

 

г) организационно-управленческая деятельность:

– организация работы научно-производственного коллектива; разработка планов научно-исследовательских работ и управление ходом их выполнения;

– нахождение оптимальных решений при создании продукции с учетом требований качества, стоимости, сроков исполнения, конкурентоспособности и безопасности жизнедеятельности;

– размещение технологического оборудования, техническое оснащение и организация рабочих мест, расчет производственных мощностей и загрузки оборудования;

– осуществление технического контроля и управление качеством производства;

– организация в подразделении работы по совершенствованию, модернизации, унификации выпускаемой продукции и по разработке проектов стандартов и сертификатов;

– координация работы персонала для комплексного решения инновационных проблем – от идеи до серийного производства.

 

 д) научно-педагогическая деятельность:

– участие в разработке программ учебных дисциплин и курсов на основе изучения научной, технической и научно-методической литературы, а также результатов собственной профессиональной деятельности;

– постановка и модернизация отдельных лабораторных работ и практикумов по дисциплинам профессионального профиля;

– проведение учебных занятий со студентами, участие в организации и руководстве их практической и научно - исследовательской работы;

– применение и разработка новых образовательных технологий, включая системы компьютерного и дистанционного обучения;

 

 е) научно-инновационная деятельность:

– фиксация и защита объектов интеллектуальной собственности;

– управление результатами научно-исследовательской и проектно-конструкторской деятельности и коммерциализация прав на объекты интеллектуальной собственности;

– участие в организации и проведении инновационного образовательного процесса;

– координация работы персонала для комплексного решения инновационных проблем – от идеи до серийного производства;

– участие в разработке и реализации проектов по интеграции высшей школы, академической науки и предприятий малого и среднего бизнеса.

 

3. Описание работ по мероприятию

           В процессе разработки ООП «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» сформированы компетенции по ФГОС ВПО, которыми должен обладать выпускник данной программы.

 

 3.1. Компетенции выпускника В результате освоения ООП магистратуры по программе «Системный анализ и управление информационными ресурсами» выпускник должен обладать компетенциями, способствующими социальной мобильности, конкурентоспособности и устойчивости на отечественном и мировом рынке труда и позволяющими выполнять различные задачи, сформулированные работодателями. К важнейшим компетенциям по ФГОС ВПО следует отнести:

 

 Компетенции по ФГОС ВПО

ОК-1       способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, добиваться нравственного и физического совершенствования своей личности

ОК-2       способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, пополнению своих знаний в области современных проблем технической физики и смежных наук, готовность к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности

ОК-3       готовность к активному общению в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности; способность свободно пользоваться русским и иностранным языками как средством делового общения

ОК-4       способность использовать на практике навыки и умения в организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, в управлении коллективом, готовность оценивать качество результатов деятельности

ОК-5       способность проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности

ОК-6       способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение

ПК-1       способность к профессиональной эксплуатации современного научного и технологического оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы)

ПК-2       способность демонстрировать и использовать углубленные теоретические и практические знания фундаментальных и прикладных наук, в том числе и те, которые находятся на передовом рубеже системного анализа, теории управления, информационных технологий

ПК-3       способность демонстрировать навыки работы в научном коллективе, готовность генерировать, оценивать и использовать новые идеи (креативность), способность находить творческие, нестандартные решения профессиональных и социальных задач

ПК-4       способность вскрыть физическую, естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, провести их качественный и количественный анализ

ПК-5       способность осуществлять научный поиск и разработку новых перспективных подходов и методов к решению профессиональных задач, готовность к профессиональному росту, к активному участию в научной и инновационной деятельности, конференциях, выставках и презентациях

ПК-6       способность критически анализировать современные проблемы технической физики, ставить задачи и разрабатывать программу исследования, выбирать адекватные способы и методы решения экспериментальных и теоретических задач, интерпретировать, представлять и применять полученные результаты

ПК-7       способность самостоятельно выполнять физико-технические научные исследования для оптимизации параметров объектов и процессов с использованием стандартных и специально разработанных инструментальных и программных средств

ПК-8       готовность осваивать и применять современные физико-математические методы и методы искусственного интеллекта для решения профессиональных задач, составлять практические рекомендации по использованию полученных результатов

ПК-9       способность представлять результаты исследования в формах отчетов, рефератов, публикаций и презентаций

ПК-10     способность разрабатывать и оптимизировать современные наукоемкие технологии в различных областях теории управления и информационных технологий с учетом экономических и экологических требований

ПК-11     способность разрабатывать, проводить наладку и испытания и эксплуатировать наукоемкое технологическое и аналитическое оборудование

ПК-12     готовность решать прикладные инженерно-технические и технико-экономические задачи с помощью пакетов прикладных программ

ПК-13     способность формулировать технические задания, разрабатывать и использовать средства автоматизации при проектировании и технологической подготовке производства, составлять необходимый комплект технической документации

ПК-14     готовность применять методы анализа вариантов проектных, конструкторских и технологических решений, разработки и поиска компромиссных решений

ПК-15     способность владеть приемами и методами работы с персоналом, методами оценки качества и результативности труда, способность оценивать затраты и результаты деятельности научно-производственного коллектива

ПК-16     способность находить оптимальные решения при создании продукции с учетом требований качества, стоимости, сроков исполнения, конкурентоспособности и безопасности жизнедеятельности

ПК-17     готовность управлять программами освоения новой продукции и технологии, разрабатывать эффективную стратегию

ПК-18     готовность управлять программами освоения новой продукции и технологии, разрабатывать эффективную стратегию

ПК-19     способность проводить учебные занятия, лабораторные работы, обеспечивать практическую и научно - исследовательскую работу обучающихся

ПК-20     способность применять и разрабатывать новые образовательные технологии

ПК-21     готовность и способность применять физические методы теоретического и экспериментального исследования, методы математического анализа и моделирования для постановки задач по развитию, внедрению и коммерциализации новых наукоемких технологий

ПК-22     способность разрабатывать планы и программы организации инновационной деятельности научно-производственного коллектива, осуществлять технико-экономическое обоснование инновационных проектов

ПК-23     готовность к участию в организации и проведении инновационного образовательного процесса

ПК-24     готовность к участию в разработке и реализации проектов по интеграции высшей школы, академической и отраслевой науки, промышленных организаций и предприятий малого и среднего бизнеса

 Компетенции, введённые вузом – разработчиком ООП

ВК-1       умение грамотно и лаконично излагать мысли; умение четко поставить задачу, контролировать ее исполнение и достигать запланированного результата;

ВК-2       способность и готовность развивать существующие и осваивать новые методы математического моделирования процессов в больших технических, экономических и социальных системах;

ВК-3      способность и готовность развивать существующие и осваивать новые методики и подходы к организации и использованию информационных систем;

ВК-4      способность эффективно использовать современные информационные технологии для структуризации и анализа процессов в больших технических, экономических и социальных системах;

ВК-5       умение грамотно и лаконично излагать мысли; заинтересованность, любознательность, умение быстро погружаться в новую предметную область; ответственность, креативность; владение русским языком на высоком уровне (устно и письменно); владение английским языком на уровне свободного чтения соответствующей научно-технической литературы и возможности вести содержательный диалог со специалистами в соответствующей предметной области.

 

3.2. Особенности разработанной ООП

Особенности разработанной ООП отражены в методических рекомендациях по применению образовательных технологий, методик обучения, оценочных средств и рекомендациях по организации изучения дисциплин ООП «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»  и применению видов оценки полученных знаний и компетенций

  

Методические рекомендации по применению образовательных технологий, методик обучения, оценочных средств.

Настоящие методические рекомендации имеют своей целью установить определенные рамочные условия и подходы при разработке и применении образовательных технологий, методик обучения и оценочных средств в ходе образовательной деятельности вуза по подготовке магистров по направлению 220100 «Системный анализ и управление».

 

 Формирование общекультурных компетенций

Наиболее важными для формирования общекультурных компетенций являются технологии обучения, реализующие обратную связь со студентом, такие как интерактивные проблемные лекции, лекции-консультации, групповые дискуссии, семинары и проекты, анализ деловых ситуаций на основе имитационных моделей и другие технологии. В качестве примера рассмотрим формирование общекультурных компетенций ОК-1, ОК-2 и ОК-3 в процессе проведения интерактивных проблемных лекций или выполнения индивидуальных заданий.

 Первым этапом является самостоятельная работа студента при подготовке материала, проработке проблемных вопросов по теме задания, поиск решения поставленных перед обучающимся задач, подготовка подобранного, проработанного материала к лекции либо изложение результатов исследований, полученных при выполнении индивидуального задания по теме в виде, к примеру, презентации. На этом этапе преподавателю следует достаточно четко изложить требования к подготавливаемому и излагаемому материалу с тем, чтобы его объем был адекватен времени изложения, способности восприятия излагаемого материала другими обучающимися – недостаток материала приведет к недостаточности знаний необходимых для итоговой аттестации по предмету, его избыток – к невозможности запоминания материала, и как следствие, к той же недостаточности знаний.

 

Кроме того, при постановке задачи следует четко обозначить требование к новизне материала, необходимости использования не только современной отечественной литературы, но и зарубежных изданий, что подразумевает знание определенного минимума технического иностранного языка, и, следовательно, развивает способность свободно пользоваться русским и иностранным языками как средством делового общения. Таким образом, этот этап позволяет сформировать у обучающихся компетенции ОК-1 и ОК-2.

 Вторым этапом является изложение материала перед аудиторией. Необходимо понимать, что первый этап представляет собой планомерную подготовку, то есть плановое мероприятие, в то время как второй этап является экстремальной стрессовой нагрузкой на студента, такие нагрузки не должны быть частыми. Однако именно этот этап позволяет оценить степень подготовленности обучающихся, и непосредственно реализовать обратную связь, то есть оценить готовность к активному общению в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-3).

 

Формирование профессиональных компетенций

Формирование профессиональных компетенций у обучающихся возможно традиционными методами, однако понятно, что для реализации компетентностного подхода, требуемого ФГОС ВПО третьего поколения, и поддержания конкурентоспособности будущего специалиста необходима реализация современных методик обучения с привлечением средств аудиовизуальной информации – телевидение, видео, компьютер, Интернет-ресурсы и другие телекоммуникационные сети, таким образом, профессиональные компетенции успешно формируются при правильном сочетании разнообразных методов и приемов обучения при целесообразном использовании дидактических средств: натуральных объектов, наглядных пособий, а также современных технических средств обучения. Внедрение технических средств позволяет оптимизировать процесс обучения, улучшить восприятие студентами излагаемого материала, создать вариативность заданий при проведении практических занятий и практикумов, вести более объективную оценку формирования навыков у обучаемого, а также создает возможность работы в команде над одним проектом (работа в сети), использование программных продуктов обеспечивает реализацию таких принципов обучения, как научность, наглядность, доступность, активность и самостоятельность, что способствует развитию творческих способностей студента. При этом компьютерные программы служат дополнением к основному учебному материалу или выступают как средство, повышающее результативность обучения.

 Оценка формирующихся профессиональных компетенций возможна в основном на практических занятиях (семинарах, семинарах-практикумах, практических занятиях, лабораторных работах, защите курсовых проектов, научно-исследовательских работ), то есть при выполнении конкретных заданий. Этот факт позволяет учитывать при оценке деятельности студента уровень проработки материала, личностное отношение к проблеме, а также способность обучаемого к индивидуальной и командной работе.

  Рассмотрим формирование профессиональных компетенций ПК-12, ПК-7 и ПК-9 на примере проведения лабораторных и выполнения научно-исследовательских работ.

Первый этап подразумевает подготовку к выполнению работы, соответственно цели и задачи работы должны быть сформулированы таким образом, чтобы возникала необходимость проработки теоретической базы для выполнения практической задачи, а также изучения основных функций пакетов прикладных программ, использование которых возможно непосредственно при выполнении работы, а также при последующей обработке результатов. Этот этап позволяет сформировать умение подготовить техническое решение поставленной задачи (ПК-12). Стоит отметить, что формирование компетенции в ходе выполнения научно-исследовательской работы является более полным, но основывается на первоначальных навыках, полученных в ходе выполнения лабораторных практикумов.

 Вторым этапом является собственно выполнение работы, то есть непосредственное применение подготовленных решений на практике, при выполнении научных исследований в области структуризации и анализа больших технических, экономических и социальных систем  с целью формирования адекватных математических моделей изучаемых объектов и процессов, причем, если возможно, с использованием стандартных и/или специально разработанных инструментальных и программных средств (ПК-7).

Заключительный этап работ - представление результатов исследования в форме отчета или презентации (ПК-9).

 

Методические рекомендации по организации изучения дисциплин ООП «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»  и применению видов оценки полученных знаний и компетенций

Изучение дисциплин ООП «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» должно базироваться на использовании постоянно поступающих в Российскую книжную палату новых периодических и непериодических изданий, наиболее полно раскрывающих проблемы в области развития современного системного анализа, теории управления, информационных систем и технологий.

 

 Лекции. Содержание лекции должно охватывать либо тему в целом, либо ее логически завершенную часть. Последовательность изложения лекционного материала должна по возможности учитывать его востребованность в изучаемых параллельно дисциплинах. Ввиду ограниченного времени лекция должна представлять собой конспективное изложение ключевых вопросов изучаемой темы и отражать логику и методологию получения соответствующих ей теоретических и практических результатов. Для более подробного и глубокого ознакомления с изучаемым материалом можно отсылать студентов к имеющимся учебным пособиям, в том числе электронным, на основе которых поставлен курс лекций.

Для более эффективного восприятия материала и использования времени рекомендуется проводить лекции с применением ПК и электронных аудио, видео средств. В то же время основные математические выводы целесообразно делать на доске. Для контроля понимания материала и используемых методов необходимо в процессе лекции поддерживать обратную связь с аудиторией.

 Кроме того, целесообразным является повторение основных тезисов и выводов излагаемого материала трижды: через 10 минут после произнесения, в конце занятия, а также в начале следующего занятия.

 

 Интерактивная проблемная лекция. Лекция проводится в диалоговом режиме, при условии изложения материала непосредственно студентами при корректирующем участии преподавателя. Для более эффективного восприятия материала и использования времени рекомендуется проводить лекции с применением ПК и электронных аудио, видео средств.

 

Интерактивная лекция-консультация. Лекция проводится в диалоговом режиме, обсуждается материал, отданный на самостоятельное изучение студентов. Для оценки понимания материала, преподавателю следует отразить основные тезисы и выводы по изученному материалу.

  

Практические занятия. Проводятся традиционным образом – решение задач, проверка и оценка домашних заданий, проведение блиц-опросов.

 

Курсовая работа и индивидуальные задания. Курсовая работа выполняется в форме единого практикума с индивидуальными заданиями. Тема на курсовую работу выдается студентам в начале семестра на первом практическом занятии. Также на первом практическом занятии излагаются задачи курсовой работы.

 Если РПД предусматривают выполнение курсовой работы, то рекомендуется, чтобы выполненные, оформленные и защищенные индивидуальные задания, составляющие не менее 40% общего объема курсовой работы, могли быть представлены в качестве курсовой работы и автоматически зачтены с оценкой "удовлетворительно". Оценку "отлично" могут получить только студенты, выполнившие курсовую работу в полном объеме и успешно ее защитившие.

 

Контрольная работа. Проводятся в виде тестов, либо предлагается комплекс задач по изложенному материалу с последующей их оценкой. Время проведения работы строго ограничивается, использование конспектов, либо других вспомогательных материалов не предусматривается. Полезен комплексный анализ результатов работы с последующей корректировкой плана практических занятий.

 

Экзамен. Рекомендуется, чтобы логическая структура курса и организация его изучения позволяли принимать экзамен у студентов в два этапа с итоговой оценкой его после защиты курсовой работы, либо других работ, предусмотренных РПД, во время сессии. Сдача распределенного экзамена осуществляется по контрольным вопросам, изложенным к моменту сдачи тем, дополняемых решением задач. При сдаче экзамена следует разрешить пользоваться литературой, так как это не препятствует объективной оценке знаний студента. 

 

Оценочные средства. Рабочие программы дисциплин учебного плана включают оценочные средства, которые в зависимости от целей и задач дисциплины, могут включать помимо обязательного списка экзаменационных вопросов, контрольные работы, комплекс заданий на контроль практических умений репродуктивного уровня (задачи, тесты). Кроме того, следует предусмотреть комплекс заданий, позволяющий оценить обобщённые профессиональные и общекультурные умения (компетенции) студентов. Они включают:

 1. Выступление на практических занятиях-семинарах с изложением, подобранного и проанализированного материала по теме индивидуального задания, в виде презентаций.

2. Защита курсовой работы.

Качество освоенного материала дисциплины контролируется написанием контрольных работ по разделам курса, защитой курсовой работы по предложенной теме, а также по итогам индивидуальных заданий, контроль которых осуществляется посредством проведения интерактивных проблемных лекций (семинаров). Оценка, являющаяся результатом усреднения оценок, полученных в результате выполнения указанных выше заданий – допуск к экзамену. Итоговая оценка выставляется по результатам экзамена.

 

 3.3. Программы научно-исследовательской и педагогических практик.

Аннотация программы научно-исследовательской практики

Научно-исследовательская практика студентов проводится в течение трех недель во втором семестре - согласно учебному плану. Студенты проходят практику на выпускающей кафедре, а также в научно-исследовательских лабораториях и отделах НПО «Аврора», СПб ИАЦ и других заинтересованных организациях по профилю подготовки.

 Учебная дисциплина «Научно-исследовательская практика» относится к циклу М.3 дисциплин учебного плана и  имеет своей целью систематизацию, расширение и закрепление профессиональных знаний, формирования у студентов навыков ведения самостоятельной научно-исследовательской работы: теоретического анализа, компьютерного моделирования физических, экономических и социальных процессов и экспериментального исследования. Указанные цели достигаются путем практической работы студентов под руководством преподавателей и научных сотрудников в лабораториях кафедры, на предприятиях и в  организациях, ориентированных на создание и сопровождение больших информационных систем.

Научно-исследовательская практика студентов 5-го курса имеет целью систематизацию, расширение и закрепление профессиональных знаний, формирования у студентов навыков ведения самостоятельной научной работы, исследования и экспериментирования.

Аннотация программы педагогической практики

 Педагогическая практика студентов проводится в течение двух недель третьего семестра согласно учебному плану. Студенты проходят педагогическую практику на выпускающей кафедре. Педагогическая практика студентов второго года обучения имеет целью приобретение практических навыков проведения учебных занятий. Конкретные программы педагогической практики составляются на каждый учебный год и утверждаются на кафедре в конце предшествующего учебного года.

 

3. 4. Программа научно-исследовательской работы.

Аннотация программы учебной дисциплины «Научно-исследовательская работа магистра»

Учебная дисциплина «Научно-исследовательская работа магистра» относится к вариативной части профессионального цикла дисциплин учебного плана и имеет своей целью приобретение студентами теоретических и практических знаний в области актуальной научной проблемы, соответствующей содержанию подготовки по конкретной магистерской программе, решение которой должно составить основу магистерской диссертации. 

 

3.5. Методические указания по организации самостоятельной работы студентов. Основные положения

Достижение высокого качества магистерской подготовки означает перестройку всего образовательного процесса в направлении «обучения через исследование». Руководствуясь данным принципом, рассмотрим каким требованиям должно удовлетворять содержание научно-исследовательской работы магистра.

 Содержание данной работы опирается на те области актуальных проблем системного анализа, теории управления и информационных технологий, которые находятся в рамках интересов, как сотрудников кафедр, так и профильных научно-исследовательских и проектных организаций. Содержание дисциплины может составлять разработку модели, теории для описания уже существующих процессов.

В самом общем виде реализация самостоятельной работы студентов осуществляется при изучении следующих дисциплин.:

 1. Учебный семинар

2. Научно-исследовательская работа в лаборатории

3. Научно-исследовательская работа магистра

 

 3. 6. Требования к выпускной квалификационной работе.

Согласно Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по направлению 220100 «Системный анализ и управление» итоговая государственная аттестация магистра включает:

- государственный экзамен;

- защиту выпускной квалификационной работы (магистерской диссертации).

 

 3.6.1. Цели выполнения и защиты выпускной квалификационной работы магистра

Выпускная квалификационная работа магистра (магистерская диссертация) для получения степени магистра техники и технологии по направлению  «Системный анализ и управление» и магистерской программе «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»  относится к итоговой государственной аттестации и имеет своей целью выявление уровня углубленной профессиональной компетентности магистра к выполнению им профессиональных задач, установленных Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению «Системный анализ и управление».  Выполнение и защита выпускной работы являются заключительными этапами обучения студента на данной  ступени образования и должны способствовать:

 

-       расширению, закреплению и систематизации теоретических знаний и практических умений и навыков по направлению образования «Системный анализ и управление» в рамках магистерской программы «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» и их применению при решении конкретных профессиональных задач;

-       развитию способности критически анализировать современные проблемы технической физики, ставить задачи и разрабатывать программу исследования, выбирать адекватные способы и методы решения экспериментальных и теоретических задач в рамках задач системного анализа и управления информационными ресурсами;

-       формированию и развитию способности самостоятельного выполнения исследований и разработок в соответствующей области;

-       совершенствованию опыта в обработке и анализе результатов расчетов, исследований и экспериментов,  в оценке их практической значимости и возможности применения;

-       формированию способности осуществления научного поиска и разработки новых перспективных подходов и методов математического и компьютерного моделирования к решению профессиональных задач в области системного анализа и теории управления;

-       совершенствованию опыта публичной защиты результатов своей деятельности, написания научных статей, отчетов, и оформления презентаций.

 

3.6.2. Методические рекомендации к составлению и оформлению выпускной квалификационной работы магистра и сопутствующих документов

 

1. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

 

1.1. В настоящем документе представлены основные требования и рекомендации, связанные с подготовкой и оформлением выпускной квалификационной работы. В тексте документа в основном используется термин «магистерская диссертация», но следует иметь в виду, что  основная часть рекомендаций может быть использована также при подготовке других квалификационных работ (курсовых, бакалаврских, дипломных, отчетов по НИР и т.п.).  Предлагаемые рекомендации соответствуют требованиям Государственных стандартов РФ

ГОСТ 2.105-95 "ЕСКД. Общие требования к текстовым документам";

ГОСТ 7.1-84   "СИБИД. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления";

ГОСТ 7.9-95   "СИБИД. Реферат и аннотация";

ГОСТ 7.32-91   "СИБИД. Отчет о научно-исследовательской работе. Общие требования и правила оформления";

ГОСТ 8.417-81 "ГСИ. Единицы физических величин",

а также практике их применения при подготовке выпускных квалификационных работ в СПб ГПУ.

 

1.2. Традиции кафедры требуют, чтобы магистерская диссертация (дипломная работа) подтверждала Вашу способность выполнять сложную инженерную и исследовательскую работу на современном уровне.

 

2. ВЫБОР И УТВЕРЖДЕНИЕ ТЕМЫ ВЫПУСКНОЙ РАБОТЫ

 

2.1.Тема должна быть:

  - актуальной,  т.е. связанной с решением  практически ценной задачи на современном уровне;

  - соответствующей специальности кафедры, т.е. требующей знания изученных дисциплин;

  - достаточно сложной, нетривиальной, предполагающей применение элементов научного исследования.

 

2.2. Научный подход предполагает:

1. Общность постановки задачи, ее математическую формулировку.

2. Обзор литературы, ее сравнительный анализ.

3. Применение методов аналитического и численного моделирования и анализа.

4. Строгое обоснование решений: доказательство утверждений, количественные оценки, анализ моделей, натурные измерения.

5. Сравнительный анализ альтернативных решений и обсуждение полученных результатов.

 

2.3. Название диссертации должно быть лаконичным и отражать ПРЕДМЕТ разработки. Не следует называть "Исследование и разработка системы цифровой фильтрации для ...", лучше просто: "Система цифровой фильтрации для...". Нельзя предметом считать свойство: "Точность  бомбометания...", правильнее: "Программная система статистической оценки точности бомбометания...". Вместо "Метод расчета напряжений..." лучше назвать "Метод и программа расчета напряжений..." или "Пакет программ расчета...".

 

 2.4. Тема магистерской диссертации (дипломной работы) должна быть окончательно сформулирована во время преддипломной  практики, которая официально длится 2 месяца (обычно январь-февраль), но для многих, при наличии научного руководителя, начинается на несколько месяцев раньше. Одновременно нарабатывается  задел работы: изучение литературы, варианты постановки задачи и т.д.

 

Тема диссертации (диплома) утверждается на защите отчета по практике в начале марта. На защиту магистрант (дипломник) предъявляет:

   - отчет по практике на 2 - 3 страницах с изложением выполненной подготовительной работы,  подписанный руководителем практики,

   - черновик задания по дипломному проектированию; после его утверждения заполняется бланк.

 

2.5. Структура и содержание задания на магистерскую диссертацию (дипломное проектирование).

В пп.1-2 Задания записывается фамилия студента и название темы.

В п.3 («Исходные данные») поясняется цель работы и технический контекст: ЭВМ, ОС, окружение (частью какой системы должна стать разработка дипломника).

В п.4 («Cодержание расчетно-пояснительной записки») записывается оглавление будущей работы на уровне разделов. Разумеется, оглавление (как и название) может изменяться в ходе работы, но основные вопросы, подлежащие разработке, определяются на этом этапе.

Пп .5 и 6 заполнять не обязательно.

Задание заполняется, подписывается руководителем и студентом с указанием даты подписи. Только после предъявления подписанного задания отчет по практике считается принятым; оценка выставляется в зависимости от качества и объема выполненной на практике работы. Задание остается у магистранта (дипломника), и перед защитой прилагается к тексту диссертации (но не подшивается к нему).

   Руководитель магистранта (дипломника) окончательно утверждается во время защиты отчета по преддипломной практике. Если руководитель не является сотрудником кафедры, дополнительно назначается куратор из числа преподавателей кафедры, чья обязанность - следить за соответствием содержания работы требованиям, перечисленным в начале настоящего раздела.

 

3. ТРЕБОВАНИЯ  К  СОДЕРЖАНИЮ  РАБОТЫ

 

3.1. Структура текста диссертации.

 

3.1.1. Вводная часть работы

Эта часть квалификационной работы должна быть составлена таким образом, чтобы по ней можно было оценить суть рассматриваемых в работе вопросов. В нее входят:

- Титульный лист (образцы см. здесь)

- Реферат <1-2 абзаца – существо работы + перечень ключевых слов – см. пример в Приложении 1>

- Содержание (оглавление) (см. пример в Приложении 2)

- Введение  (1 - 3 стр.)    <сжато о существе работы: краткое описание поставленной задачи и  научно-технического контекста; характеристика основных результатов>

 

 3.1. 2. Обзор литературы и постановка задачи (10 - 20 стр.)

   - Экономическая/научная потребность решения Вашей задачи.

   - Научный/технологический/рыночный контекст <Что уже сделано у нас и за рубежом; что делается  сейчас>.

   - Технический и организационный контекст  <В какую систему (информационную, управляющую. техническую) могут быть «встроены» Ваши результаты, в какой среде (аппаратура, ОС, программное окружение и т.п.) они могут быть  использованы >.

   - Уточненные требования к работе <Окончательная постановка задачи диссертации с явным отсечением лишнего (чужого,  нереализуемого сейчас и т.д.)>.

 

3.1.3. Теоретическая часть (15 - 30 стр.)

   <Структурированное описание использованного Вами метода, подхода, математического аппарата;    разработанного алгоритма; обоснование решений, доказательство утверждений, аналитические оценки, моделирование или измерения на прототипе и т.п.>

 

3.1.4.  Проектирование программного продукта (10 - 15 стр.)

   - Внешняя спецификация

<Интерфейс с пользователем и средой, модульная структура. Применение языка UML очень  желательно>

   - Функциональная / проектная спецификация (-ции)

       <Псевдокоды основных алгоритмов, основные структуры данных и внутренние интерфейсы; технические решения, связанные с ограниченными аппаратными ресурсами и т.п. Применение   языка UML очень желательно >

 

3.1.5.  Реализация и применение программы  (5 - 10 стр.)

   - Разработка программы

        <использованные инструментальные средства и приемы программирования, профилирование и оптимизация кода>

   - Тестирование и испытания программы

        <проектирование представительного множества тестов, анализ результатов испытаний>

   - Примеры применения программы

 

3.1.6.. Охрана труда

      Этот раздел выполняется под руководством консультанта с кафедры «Охрана труда»

 

3.1.7. Заключение (1 - 2 стр.)

   <Перечень результатов работы и предложения по развитию>

 

3.1.8. Литература

   <Список использованной литературы, на которую есть ссылки в тексте> (пример оформления списка литературы см. в Приложении 3)

 

3.1.9. Приложения

   - Руководство пользователя (2 - 3 стр.)

   - Распечатки / скриншоты результатов тестирования и применения

   - Исходные тексты модулей

Примечание. Приведенная структура относится к типичной работе; в работах теоретического характера части 1 и 2 могут доминировать над остальными, но полное отсутствие частей 3 и 4 допускается только в исключительном случае чисто теоретической работы (что случается очень редко). Части 1 – 4  могут быть разбиты на произвольное число разделов и подразделов, название которых должно отражать существо работы. Разумеется, приведенная структура – не догма. Рассмотрение теоретических вопросов может перемежаться с практическими, если это способствует логической стройности изложения. Помните о структуризации: число разделов верхнего уровня (и подразделов раздела) не должно быть больше 5 - 7.

 

Комментарии.

 Поясним требования к основным частям подробнее.

1) Обзор литературы выполняется  затем, чтобы с одной стороны, "не изобретать велосипед", а с другой - "встать на плечи гигантам". Вам нужно показать место своей задачи на карте современной науки и технологии, показать достижимость цели и существующие ограничения, наметить пути  решения. Кроме того, нужно описать систему, частью которой будет ваша программа (изолированных продуктов практически не бывает!). Обзор должен быть не простым пересказом источников, а их  анализом с точки зрения Ваших проблем. Недопустимо копировать чужие тексты - помещать пространные цитаты; достаточно дать ссылку или короткую  цитату. Используйте новейшую литературу: учебники, монографии, журнальные статьи, технические отчеты и описания. Результатом обзора должно быть подробное задание на разработку для решения непосредственно Вашей задачи.

 

2) В теоретической части явно отделяйте собственные  результаты от известных. Старайтесь привлекать новейшие формальные методы. Эта часть может быть шире, чем практическая часть - в том смысле, что не все ее результаты реализуются в программном продукте.

 

3) В 3 и 4 частях Вы описываете, как происходил переход от словесных и математических абстракций к программной реализации. В соответствии с принципами современной методологии программирования, этот переход должен иметь нисходящий характер, с пошаговой детализацией принимаемых решений.

 

4) Приложения содержат, прежде всего, программную документацию, без которой Вашим результатам - грош цена, так как использовать их можете только Вы, и никто другой. Программа без документации имеет нулевую рыночную стоимость! Минимальный ее набор:

   - Руководство пользователя, содержащее необходимые сведения об инсталляции, запуске программы и работе с ней, о сопряжении с другими программами, предостережения о неправильном использовании и т.д.;

   - Исходные тексты модулей с достаточно подробными комментариями, необходимые для сопровождения и модификации Вашего продукта. (При большом их объеме достаточно распечатать только ключевые модули и заголовочные файлы.) Кроме того, в приложения выносятся распечатки результатов испытаний и примеров применения  программы, подтверждающие ее работоспособность и полезность, а также части, композиционно "не вписывающиеся" в основной текст из-за своего большого объема (например, громоздкие доказательства и выводы формул).

В идеале, процесс написания текста диссертации должен быть совмещен с разработкой. Чем раньше Вы начнете писать черновики, тем лучше. Неразумно в процессе разработки держать всю информацию в голове и только после завершения и теоретической, и практической частей садиться за чистый лист бумаги для написания текста. При правильной организации работы к моменту начала оформления результатов уже есть все необходимые фрагменты (аналитические модели, доказательства, схемы (диаграммы), псевдокоды, ссылки на литературу и пр.). Все это нужно объединить в логически стройное целое, добавив поясняющий текст. Рекомендуем писать этот текст путем пошаговой детализации - как последовательность все более подробных планов разделов, обсуждая их с руководителем.

Следует помнить, что главная цель работы - не коммерческая, а квалификационная: диссертация должна давать представление в первую очередь о диссертанте, а не только о системе, модели, программе. Конечно, продукт труда тоже характеризует автора, но за итоговыми показателями не виден путь, которым они достигнуты. Ваша цель - показать, КАК Вы решали поставленную задачу, какими методами и средствами Вы владеете, сколько потов с Вас сошло, и какой Вы умный. Кстати, примерно тем же отличается хорошая научная публикация от отчета по НИР: в ней есть сведения, полезные для того, кто будет решать аналогичную задачу (какова сложность и трудоемкость решения, какие возможны подводные камни и т.д.); цель же отчета - убедить заказчика, что он получил то, что хотел и должен раскошелиться.

Итак, описывайте не только результат, но и процесс его достижения.

 

4. ТРЕБОВАНИЯ  К  ОФОРМЛЕНИЮ  РАБОТЫ


4.1. Общие замечания.

1. Структура разделов - как это приведено в примере (Приложение 2). Введение и Заключение не нумеруются; у подразделов - составные номера (рекомендуется  вложенность не более 3). Приложения нумеруются отдельно и должны иметь свои названия.

2. Рисунки могут занимать целую страницу или ее часть. Под рисунком помещается  «Рис. № <название рисунка>». Рисунки, как и формулы, нумеруются в пределах раздела, номер которого служит префиксом (т.е., например, «Рис.1.5» означает пятый рисунок в первом разделе, «Рис. 2.1» - первый рисунок во втором разделе, и т.д.). Подробнее см. ниже в п. 4.5.

3. Ссылки на литературу даются в квадратных скобках (например, [8], [1,7], [2 - 6]), нумеруются в порядке первого их упоминания в тексте. В разделе "Литература" в этом же порядке перечисляются источники с указанием автора, названия, издательства, года, страниц (пример дан в Приложении 3). Для источников из интернета нужно ссылаться на их URL и год публикации.

Не забудьте проверить орфографию. Неграмотность производит очень плохое впечатление. Избегайте «калек» с английского, если есть русские эквиваленты терминов. Например, вместо антиалайзинг лучше писать устранение лестничного эффекта.

 

Структура текстовых учебных документов (ТУД)

(знаком «+» отмечены обязательные, а знаком «Р» - рекомендуемые части)

 

 

 

Структурные части ТУД

Виды ТУД

Магистерская диссертация, дипломный проект, выпускная работа бакалавра

Курсовой проект, курсовая работа

Отчет по НИР, отчет по практике, реферат на заданную (выбранную) тему

Расчетное задание, расчетно-графическое задание

Отчет по лаборатор-ной работе

Титульный лист

+

+

+

+

+

Задание

+

+

P

+

 

Реферат

+

P

 

 

 

Содержание

+

+

+

P

 

Перечень условных обозначений, терминов и сокращений

 

P

 

P

 

P

 

P

 

Введение

+

+

+

P

 

Основная часть

+

+

+

+

+

Заключение, выводы

+

+

+

+

+

Список использованных источников

+

+

+

P

 

Приложения

P

P

P

P

P

 

4.2. Исполнение текста

4.2.1. Средства графики

Текст ТУД следует набирать на компьютере и печатать на принтере. Допускается машинописное и рукописное оформление. Цвет печати (письма) - черный, синий, фиолетовый. Не рекомендуется использовать цветную (красную, зеленую) печать текста.

4.2.2. Бумага, форматы и шрифты

Бумагу выбирают в соответствии с техническими требованиями к принтеру. При рукописном оформлении применяют писчую бумагу. Для расчетных заданий и отчетов по лабораторным работам разрешается использовать тетрадные листы и другую бумагу.

Применяют форматы бумаги А4 (297х210) мм и А5 (148х210) мм. Для формата А4 рекомендуется шрифт "кегль 14" через 1,5 интервала, поля - по 20 мм. Для формата А5 рекомендуется шрифт "кегль 10" через 1 интервал, поля по 18 мм.

При рукописном оформлении необходимо выдерживать требования по размеру полей.

Таблицы и иллюстрации при необходимости можно изготовить на листах формата до A3 (297х420) и подшить в сложенном виде.

 

4.2.3. Исправления

Описки и графические неточности в магистерских диссертациях, дипломных проектах, выпускных работах бакалавра, курсовых проектах и работах допускается исправлять подчисткой, закрашиванием белой краской или заклеиванием полосками белой бумаги с новым текстом. В остальных видах ТУД разрешается зачеркивать ошибочный текст.

 

4.3. Формулы

Формулы предпочтительно вписывать средствами компьютерного текстового редактора (например, MathType). Допускается вписывание формул от руки. Формулы и уравнения, если к ним есть пояснения, следует выделять в тексте свободными строками. Пояснения значений символов приводят непосредственно под формулой в той же последовательности, в какой они даны в формуле. Пояснения начинают со слова "где" без двоеточия.

Например:

S=a-b,                            (3.1)

где S - площадь прямоугольника, м2; а и b - длины сторон прямоугольника, м.

Формулы следует нумеровать арабскими цифрами в пределах раздела, если на них есть ссылки в последующем тексте. Номер формулы в круглых скобках помещают с правой стороны страницы на уровне формулы (см. пример выше - первая формула третьего раздела). Ссылки на формулы указывают порядковым номером в скобках, например:

" ... в формуле (3.1)".

Перенос длинной формулы на другую строку делают после математических знаков.

При написании формул применяют обычные знаки препинания, например, разделяют запятыми несколько формул, написанных подряд, или ставят точку, если формулой заканчивается предложение.

 

4.4. Таблицы

Таблицу размещают после первого упоминания в тексте так, чтобы ее было удобно читать без поворота ТУД или с поворотом по часовой стрелке. Таблицы нумеруют арабскими цифрами в пределах раздела. Над таблицей справа помещают слово "Таблица" с порядковым номером, например : "Таблица 1.2" (вторая таблица первого раздела). Если в ТУД таблица одна, ее не нумеруют и слово "таблица" не пишут.

При переносе таблицы на другой лист в его правом верхнем углу пишут слово "продолжение" и номер таблицы, например, "Продолжение табл. 1.2". Если в ТУД одна таблица, то при ее переносе пишут слово "Продолжение".

На все таблицы должны быть ссылки в тексте, например " ... приведены в табл. 1.2". Если таблица не имеет номера, при ссылке слово "таблица" пишут полностью.

Если все физические величины, приведенные в таблице, выражены в одних и тех же единицах, то обозначение единицы помещают в заголовке через запятую, например: "Размеры изделий, мм".

Обозначение единицы физической величины, общей для всех данных в строке или графе, указывают в соответствующей строке боковика или в заголовке графы.

Не допускается делить заголовки таблицы по диагонали и включать графу "номер по порядку".

 

4.5. Рисунки

4.5.1. Нумерация

Как правило, учебные тексты иллюстрируют графиками, диаграммами, схемами, чертежами, фотографиями. Все иллюстрации в ТУД называют рисунками. Рисунки нумеруют в пределах раздела, например: Рис. 2.3 (третий рисунок второго раздела). Если в ТУД содержится только один рисунок, то его не нумеруют. На каждый рисунок должна быть ссылка в тексте, например "приведено на рис. 2.3" или "... составим схему замещения (рис. 2.5)". При повторной ссылке на одну и ту же иллюстрацию указывают сокращенно слово "смотри", например: (см. рис. 2.3).

 

4.5.2. Техника исполнения

Рисунки выполняют с помощью компьютера или от руки. В последнем случае используют карандаши, тушь, пасту или чернила темного цвета. Для большей наглядности рисунки выполняют цветными.

Рисунки могут быть расположены по тексту документа после первой ссылки на них или размещены на отдельных листах так, чтобы их было удобно рассматривать без поворота страницы или с поворотом по часовой стрелке. Для ТУД рекомендуется расположение рисунков на отдельных страницах (листах). Страницы (листы) с рисунками учитывают в общей нумерации. Рисунки небольшого размера помещают на странице по 2 - 3 шт. Допускается оформление рисунков в формате до A3 (они подшиваются в ТУД в сложенном виде).

 

4.5.3 Состав рисунка

Рисунки должны иметь номер и название и могут иметь поясняющие надписи. Последние размещают выше номера и названия и ниже собственно рисунка (примеры оформления рисунков даны ниже).

Временная диаграмма тока формирователя

Рис. 2.2. Временная диаграмма тока формирователя

 

Зависимость удельной собственной индуктивной линии от ее размеров

 

d - диаметр провода,

2b - расстояние между проводами

Рис. 2.3. Зависимость удельной собственной индуктивной линии от ее размеров

 

4.5.4. Графики (диаграммы)

Графики, выражающие качественные зависимости, изображают в прямоугольных координатах на плоскости, ограниченной осями координат без шкал значений величины. Оси координат заканчивают стрелками, указывающими направление возрастании значений величин (рис. 2.2). Независимую переменную откладывают по горизонтальной оси (ось абсцисс). В полярной системе координат начало отсчета углов должно находиться на горизонтальной или вертикальной оси.

На графиках, выражающих количественные зависимости (экспериментальные или расчетные), должна быть координатная сетка (рис.2.3). При использовании клетчатой или миллиметровой бумаги сетку можно заменить делительными штрихами на осях. Стрелки на осях координат в этом случае ставить не принято. Цифры располагают ниже оси абсцисс и левее оси ординат, единицы измерения физических величин указывают по одной линии с цифрами. Обозначения переменных приводят по другую сторону оси. Значения переменных откладывают в линейном или логарифмическом масштабах.

Переменные следует обозначать символом (см. рис. 2.2), математическим выражением (см. рис. 2.3) или словами. Последний вариант применяют, если переменная фигурирует в ТУД один раз, и введение для нее специального обозначения нецелесообразно.

При обозначении электрических величин для переменных величин желательно использовать строчные буквы, а для отдельных значений и для параметров цепей постоянного тока - прописные буквы.

На одной координатной сетке допустимо изображать две или более функциональных зависимостей, выделяя их линиями разных типов или различного цвета.

Характерные точки диаграмм допускается отмечать графически, например, кружками, крестиками и т.п. Обозначения точек должны быть разъяснены в пояснительной части диаграммы.

4.6. Написание обозначений единиц физических величин

При написании числовых значений величин используют обозначения единиц буквами или специальными знаками, например:

5 А; 8,2 Н; 12 Вт; 120° ; 15' ; 28% .

Между последней цифрой числа и обозначением единицы физической величины следует оставлять пробел, исключение составляют знаки, поднятые над строкой. Не допускается перенос обозначения единиц на следующую строку.

Единицы, названные по именам выдающихся ученых, обозначают с большой буквы, например: В (Вольт), Гц (Герц), Па (Паскаль).

При указании значений величин с предельными отклонениями следует заключать их в скобки, например (125,0 + 0,1) кг.

Буквенные обозначения единиц, входящих в произведение, следует отделять точками на средней линии, например: Н×м; А×м .

В буквенных обозначениях отношений единиц допускается только одна косая или горизонтальная черта, например: Вт/(м×К). При использовании косой черты обозначение единиц в знаменателе следует заключать в скобки.

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью приставок, например: кГц (килогерц), МВт (мегаватт), мкс (микросекунда).

Специфические приставки, связанные с двоичной системой счисления, используют в вычислительной технике. Наряду с основными единицами "бит" и "байт" употребляют единицы КБ (произносят "килобайт", эквивалентно 1024 байт) и МБ (произносят "мегабайт", эквивалентно 1048576 байт).

4.7. Сокращения

Для снижения объема и трудоемкости исполнения ТУД в текстах применяют сокращения. Существуют общепринятые сокращения, например: КПД (коэффициент полезного действия), вуз (высшее учебное заведение), ГОСТ (государственный стандарт) и др. Применять общепринятые сокращения следует в соответствии с ГОСТ 7.12-77 "СИБИД. Сокращение русских слов и словосочетаний в библиографическом описании".

Развитие науки и техники постоянно порождает новые сокращения, некоторые из которых становится практически общепринятыми в определенной области знаний. Например, в машиностроении: ЧПУ (числовое программное управление), САПР (система автоматизированного проектирования), ГПС (гибкая производственная система) и др. О возможности использования практически общепринятых сокращений автору ТУД следует проконсультироваться с преподавателем.

В конкретной ТУД бывает допускается введение своих сокращений.

При большом числе сокращений их включают в особый перечень.

Не допускаются следующие приемы сокращения текста:

-          употребление в тексте математических знаков ">", "<", "=" и др., а также знаков "%" и "N"(номер) без цифр;

-          использование математического знака "-" перед отрицательными значениями величин (следует писать "минус");

-          применение индексов стандартов "ГОСТ", "ОСТ", "РСР" без регистрационного номера (например, нельзя писать: "ГОСТом предусматривается", следует указать номер стандарта);

-          сокращение наименования единиц физических величин, если они употребляются без цифр (кроме как в таблицах и при расшифровках буквенных обозначений в формулах).

4.8. Нумерация листов (страниц)

При односторонней печати (письме) нумеруют листы ТУД, при двухсторонней - страницы.

Страницы (листы) нумеруют арабскими цифрами. Их располагают в пределах рабочего поля страницы, сверху или снизу. Цифры должны быть отделены от текста пробелом в одну строку.

Титульный лист включают в общую нумерацию, но номер страницы на нем не ставят.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Подытожим рекомендации авторам выпускных квалификационных работ кафедры «Системный анализ и управление»

 Проявляйте инициативу на всех этапах подготовки магистерской работы, особенно при выборе темы и формулировании задания.

  • Читайте научную литературу, в том числе текущую периодику. Вы работаете не в вакууме.
  • Думайте, проектируйте и описывайте свои результаты структурно и дедуктивно, т.е. сверху - вниз.
  • Разрабатывайте и оформляйте программу как продукт для конкуренции на рынке программных средств.
  • Описывайте не только результат, но и процесс его достижения.
  • Пишите текст работы как последовательность уточняемых и расширяемых планов и черновиков.
  • Тщательно планируйте свою работу.
  • При всех затруднениях обращайтесь к руководителю, куратору или руководству кафедры.

Желаем успешной работы и защиты!

 

 

Приложение 1

Пример оформления реферата квалификационной работы

 

РЕФЕРАТ

с. 118, рис. 15, табл. 9, черт. 8

 

Ключевые слова: ДИАГНОСТИКА ТРУБ, УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД, ПРОЕКТ УСТАНОВКИ, РАСЧЕТЫ КОНСТРУКЦИИ, ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.

 

Разработана установка для диагностики внутренних поверхностей труб энергетических установок. Спроектированы капсула очистки, измерительная капсула, привод продольного перемещения капсул, конструкция установки в целом. Произведены кинематические расчеты всех элементов установки, проверочный расчет на прочность гибкого колеса волновой передачи измерительной капсулы. Приведен расчет мощности электродвигателя привода измерительной капсулы. Выполнен проверочный расчет жесткости сформированной трубы, расчет собственной частоты колебаний системы, расчет формируемой ленты на прочность.

Разработана технология механообработки вала приводных роликов. Приведено технико-экономическое обоснование проекта с определением экономического эффекта от внедрения установки. Решены вопросы техники безопасности, проектирования производственной среды, охраны труда, промышленной санитарии, пожарной безопасности.


 

Приложение 2

Пример оформления содержания квалификационной работы

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Стр.

Введение  4

1. Современное состояние средств информационного обслуживания населения     6

  1.1.   Техническая база: домашние компьютеры, модемы, сети, планируемые центры  информационного обслуживания   6

  1.2. Базы данных коллективного пользования 7

  1.3.   Математические методы и программное обеспечение расчетов оптимального рациона  питания  9

  1.4.   Возможности организации городской службы сбора и распределения информации о рынке продовольствия.     13

  1.5  Экономическое обоснование целесообразности проекта, ожидаемый эффект  16

  1.6. Задание на разработку.      18

 

2. Математическая модель организма в условиях недоедания и оптимизация питания 20

  2.1. Развитие модели Карабаса-Барабаса применительно к ситуации в России 90-х годов.  20

  2.2. Разработка алгоритма оптимизации ежедневного рациона по методу Щи_Из_Топора.   25

  2.3. Исследование сходимости алгоритма.      31

 

3. Подсистема сбора информации о рынке продовольствия     35

  3.1. Сопряжение клиентов с городской сетью GeneralFoods  35

  3.2. Проектирование базы данных Meals средствами СУБД Clarion    39

 

4. Проектирование пакета программ Hungry 44

  4.1. Интерфейс пользователя    44

  4.2. Модульная структура   47

  4.3. Потоки информации и основные структуры данных   50

 

5. Реализация пакета Hungry и результаты испытаний  51

  5.1. Оптимизация сетевого драйвера  51

  5.2. Автономное тестирование программы оптимизации рациона     56

  5.3. Интеграция пакета в систему PetersFoods, измерение характеристик производительности и  комплексное тестирование     59

  5.4. Испытание системы в общежитии ФМФ СПбГПУ и в бывшем доме политкаторжан 63

 

6. Охрана труда оператора продовольственной информационной службы.   66

 

Заключение   76

Литература   77

Приложение 1. Руководство пользователя    79

Приложение 2. Результаты тестирования    83

Приложение 3. Результаты испытаний   85

Приложение 4. Исходные тексты программ   88

 

 

Приложение 3

 

Примеры библиографического описания документов

в соответствии с ГОСТами, действующими с 01.07.2004

Книги одного, двух, трех авторов

1. Верещака, А. Л. Биология моря / А. Л. Верещака. – М. : Научный мир, 2003. – 192 с. – ISBN 5-89176-210-2.

2. Энтелис, С. Г. Кинетика реакций в жидкой фазе : количеств. учет влияния среды / С. Г. Энтелис, Р. П. Тигер. – М. : Химия, 1973. – 416 с.

3. Фиалков, Н. Я. Физическая химия неводных растворов / Н. Я. Фиалков, А. Н. Житомирский, Ю. Н. Тарасенко. – Л. : Химия, Ленингр. отд-ние, 1973. – 376 с.

4. Flanaut, J. Les elements des terres rares / J. Flanaut. – Paris : Masson, 1969. – 165 p.

Книги четырех и  более авторов, а также сборники статей

5. Комплексные соединения в аналитической химии : теория и практика применения / Ф. Умланд [и др.]. – М. : Мир, 1975. – 531 с.

6. Обеспечение качества результатов химического анализа / П. Буйташ [и др.] – М. : Наука, 1993. – 165 с.

7. Аналитическая химия и экстракционные процессы : сб. ст. / Отв. ред. А. Т. Пилипенко, Б. И. Набиванец. – Киев : Наук. думка, 1970. – 119 с.

8. Пиразолоны в аналитической химии : тез. докл. конф., Пермь, 24 – 27 июня 1980 г. – Пермь : ПГУ, 1980. – 118 с.

9. Experiments in materials science / E. C. Subbarac [et al]. – New York a.c. : Mc Graw-Hill, 1972. – 274 p.

Статьи  из журналов и газет

10. Чалков, Н. Я.  Химико-спектральный анализ металлов высокой чистоты / Н. Я. Чалков // Завод. лаб. – 1980. – Т. 46, № 9. – С. 813–814.

11. Козлов, Н. С. Синтез и свойства фторсодержащих ароматических азометинов / Н. С. Козлов, Л. Ф. Гладченко // Изв. АН БССР. Сер. хим. наук. – 1981. – № 1. – С. 86–89.

12. Марчак, Т. В. Сорбционно-фотометрическое определение микроколичеств никеля / Т. В. Марчак, Г. Д. Брыкина, Т. А. Белявская // Журн. аналит. химии. – 1981. – Т. 36, № 3. – С. 513–517.

13. Определение водорода в магнии, цирконии, натрии и литии на установке С2532 / Е. Д. Маликова [и др.] // Журн. физ. химии. – 1980. – Т. 54, вып. 11. – С. 2846–2848.

14. Влияние аминов и анионного состава раствора на электровосстановление таллия на ртути / Л. И. Громик [и др.] // Вопр. химии и хим. технологии. – Харьков, 1980. – № 59. – С. 42–45.

15. Иванов, Н. Стальной зажим : ЕС пытается ограничить поставки металла из России / Николай Иванов // Коммерсантъ. – 2001. – 4 дек. – С. 8.

16. Mukai, K. Determination of phosphorus in hypereutectic aluminium-silicon alloys / K. Mukai // Talanta. – 1972. – Vol. 19, № 4. – P. 489–495.

Статья из продолжающегося издания

17. Живописцев, В. П. Комплексные соединения тория с диантипирилметаном / В. П. Живописцев, Л. П. Пятосин // Ученые зап. / Перм. ун-т. – 1970. –  № 207. – С. 184–191.

Статьи из непериодических сборников

18. Любомилова, Г. В. Определение алюминия в тантало-ниобиевых минералах / Г. В. Любомилова, А. Д. Миллер // Новые методические исследования по анализу редкоземельных минералов, руд и горных пород. – М., 1970. – С. 90–93.

19. Маркович, Дж. Ассоциация солей длинноцепочечных третичных аминов в углеводородах / Дж. Маркович, А. Кертес // Химия экстракции : докл. Междунар. конф., Гетеборг, Швеция, 27 авг. – 1 сент. 1966. – М., 1971. – С. 223–231.

Диссертация

20. Ганюхина, Т. Г. Модификация свойств ПВХ в процессе синтеза : дис…канд. хим. наук : 02.00.06 : защищена  20.01.99 : утв. 07.08.99 / Ганюхина Татьяна Геннадьевна. – Н. Новгород, 1999. – 109 с. 

Автореферат диссертации

21. Балашова, Т. В. Синтез, строение и свойства бипиридильных комплексов редкоземельных элементов : автореф. дис…канд. хим. наук : 02.00.08 / Балашова Татьяна Виларьевна. – Н. Новгород, 2001. – 21 с.

Депонированные научные работы

22. Крылов, А. В. Гетерофазная кристаллизация бромида серебра / А. В. Крылов, В. В. Бабкин ; редкол. «Журн. прикладной химии». – Л., 1982. – 11 с. – Деп. в ВИНИТИ 24.03.82, № 1286–82.

23. Кузнецов, Ю. С. Изменение скорости звука в холодильных расплавах / Ю. С. Кузнецов ; Моск. хим.-технол. ин-т. – М., 1982. – 10 с. – Деп. в ВИНИТИ 27.05.82, № 2641.

Патентные документы

24. А. с. 1007970 СССР, МКИB 03 C 7/12,  A 22 C 17/04. Устройство для разделения многокомпонентного сырья / Б. С. Бабакин, Э. И. Каухчешвили, А. И. Ангелов (СССР). – № 3599260/28-13 ; заявлено 2.06.85 ; опубл. 30.10.85, Бюл. № 28. – 2 с.

25. Пат. 4194039 США, МКИ3 B 32 B 7/2, B 32 B 27/08. Multi-layer polyolefin shrink film / W. B. Muelier. - № 896963 ; заявлено 17.04.78 ; опубл. 18.03.80, Бюл. № 9. – 3 с.

26. Заявка  54-161681 Япония, МКИ2 B 29 D 23/18. Способ изготовления гибких трубок / Йосиаки Инаба. - № 53-69874 ; заявлено 12.06.78 ; опубл.21.12.79, Бюл. № 34. – 4 с.

Стандарт

27. ГОСТ 10749.1-80. Спирт этиловый технический. Методы анализа. – Взамен ГОСТ 10749-72 ; введ. 01.01.82 до 01.01.87. – М. : Изд-во стандартов, 1981. – 4 с.

Отчет о НИР

28. Проведение испытания теплотехнических свойств камеры КХС-2 – 12-ВЗ : отчет о НИР (промежуточ.) / Всесоюз. заоч. ин-т пищ. пром-сти (ВЗИПП) ; рук. В. М. Шавра. – М., 1981. – 90 с. – ОЦО 102ТЗ ; № ГР 80057138. – Инв. № Б119699.

Электронные ресурсы

29. Internet шаг за шагом [Электронный ресурс] : [интерактив. учеб.]. – Электрон. дан. и прогр. – СПб. : ПитерКом, 1977. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM) + прил. (127 с.). – Систем. требования: ПК от 486 DX 66 МГц ; RAM 16 Мб ; Windows 95 ; зв. плата ; динамики или наушники. – загл. с экрана.

30. Российская государственная библиотека [Электронный ресурс] / Центр информ. технологий РГБ ; ред. Власенко Т. В. ; Web-мастер Козлова Н. В. – Электрон. Дан. – М. : Рос. гос. б-ка, 1977 –    . – Режим доступа: http//www.rsl.ru, свободный. – Загл. с экрана. 

Реферат 

31. [Реферат] // Химия : РЖ. – 1981. – № 1, вып. 19С. – С. 38 (1 С138). – Реф. ст.: Richardson, S. M. Simulation of injection moulding / S. M. Richardson, H. J. Pearson, J. R. A. Pearson // Plast and Rubber : process. – 1980. – Vol. 5, № 2. – P. 55–60.

Рецензия

32. Гаврилов А. В. Как звучит? / Андрей Гаврилов // Кн. обозрение. – 2002. – 11 марта (№ 10–11). – С. 2. – Рец. на кн.: Музыкальный запас. 70-е : проблемы, портреты, случаи / Т. Чередниченко. – М. : Новое лит. обозрение, 2002. – 592 с.

 

Краткие пояснения к примерам библиографического описания


Если у документа (книги, статьи и т. д.) один, два или три автора, перед заглавием пишется только первый из них, после фамилии запятая, далее инициалы. В сведениях об ответственности (после заглавия за косой чертой) записываются все авторы: один, два или три - в той форме, как в документе, как правило, инициалы перед фамилией.

Если у документа более трех авторов, он описывается на заглавие, т. е. все авторы пишутся только в сведениях об ответственности.

При необходимости сокращения количества авторов в сведениях об ответственности приводят фамилию и инициалы первого автора с добавлением сокращения «и другие» [и др.] или его эквивалента на латинском языке [et al.] в квадратных скобках.

С конца 80-х годов в книгах появилось обозначение индивидуального номера книги (ISBN). С 01.07.2004 это обозначение в описании является обязательным.

 

Особенности составления библиографического описания документов на основе реферативного журнала


В реферативном журнале (РЖ) документы в ряде случаев допустимо описывать не по ГОСТу, а так, чтобы было удобно быстро отыскать нужный материал. Так принято в информационных изданиях.

В РЖ есть все элементы для составления правильного описания. Надо только их отобрать, расположить в нужном порядке и расставить необходимые разделительные знаки. При этом нужно иметь в виду следующее.

Номер тома журнала в РЖ дается без обозначения слова «том», а только выделяется жирным шрифтом, страницы тоже даются в конце библиографического описания без обозначения слова «страницы». А по правилам библиографического описания такие обозначения необходимы. Приводим таблицу этих обозначений для четырех языков.

Язык                 «Том»             «Страница»

Русский                    Т.                               С.

Английский             Vol.                             P.

Немецкий                B.                                S.

Французский          Vol.                             P.

В РЖ ранее конца 80–х годов нет обозначения МКИ (Международной классификации изобретений) с определенным индексом, обозначающим номер его редакции. Эти данные можно получить из той информации, которая имеется в РЖ. Буквенно-цифровое обозначение классов берется из скобок, перед ними ставится обозначение «МКИ». Индекс определяется по году публикации патентного документа, т. е. того года, который обозначен в РЖ после слова «опубл.». До 1975 г. – МКИ1, 1975–1979 г. – МКИ2, 1980-1984 г. – МКИ3 и т. д.

После слов: «Пат.», «А. с.», «Заявка» ставится первый номер, который встречается в описании патентного документа. Знак «№» не ставится. Второй номер, который встречается в описании патентного документа, это номер, под которым он был заявлен.

Использованные источники:

1. ГОСТ 7.1–2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание. – Взамен ГОСТ 7.1–84, ГОСТ 7.16–79, ГОСТ 7.18–79, ГОСТ 7.34–81, ГОСТ 7.40–82 ; введ. 2004–07–01. – М. : Изд-во стандартов, 2004. – III, 48 с. – (Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу).

2. ГОСТ 7.80–2000. Библиографическая запись. Заголовок. – Введ. 2001–07–01. – Минск : Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. – III, 8 с. – (Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу).

3. ГОСТ 7.11–78. Сокращение слов и словосочетаний на иностранных европейских языках в библиографическом описании. – Переиздание (август 1981 г.) с Изменением № 1, утв. в авг. 1981 г. – Взамен ГОСТ 7.11–70 ; введ. 1979–07–01.– М. : Изд-во стандартов, 1982. – 224 с. – (Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу).

4. ГОСТ 7.12–93. Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. – Взамен ГОСТ 7.12–77 ; введ. 1995–07–01. – М. : Госстандарт России : Изд-во стандартов, 1995. – III, 17 с. – (Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу).             

 

Процедура защиты квалификационных работ


Защиты проходят на заседаниях ГАК, открытых для публики.

Студент допускается к защите при отсутствии академической задолженности и при наличии комплекта документов, оформленных в соответствии с настоящими правилами..

Процедура защиты одного студента предусматривает:

  • Приглашение ведущим заседание (председателем) ГАК студента к защите работы по избранной им теме
  • Представление секретарём ГАК защищающегося студента.
  • доклад студента по материалам работы (10 минут с акцентом на собственные исследования, расчеты и результаты);
  • оглашение отзыва рецензента;
  • оглашение отзыва руководителя;
  • публичное обсуждение всей работы и поступивших отзывов;
  • заключительное слово защищающегося (1-2 минуты с акцентом на те моменты дискуссии, которые, по мнению студента, нуждаются в уточнении).

 

Средняя продолжительность защиты одного студента жестко не устанавливается, определяется ведущим заседание (председателем) ГАК и, как правило, составляет не более 25-35 минут.

По окончании всех запланированных на данное заседание защит ГАК проводит закрытое совещание. На совещании определяются оценки каждого из защищавшихся по шкале "отлично", "хорошо", "удовлетворительно" и "неудовлетворительно".

Завершается очередное заседание ГАК оглашением итогов работы - сообщением председателя ГАК о присвоении квалификации и оценок квалификационных работ. Эта часть заседания ГАК является открытой.

Студенты, не явившиеся на заседание ГАК по уважительной причине, могут, по решению ГАК, защищать свои работ на следующих заседаниях ГАК. Если план заседаний ГАК в данном семестре исчерпан, то решением заведующего кафедрой в согласованное время назначается внеплановое заседание ГАК.

Апелляции по выставленным оценкам не принимаются. При наличии серьезных причин (нарушение процедуры защиты, неудовлетворительное физическое состояние) студент вправе обратиться к проректору СПбГТУ по учебной работе с просьбой о повторной защите.

В отношении студентов, не допущенных к защите, получивших оценку "неудовлетворительно" или не явившихся без уважительных причин на заседание ГАК, принимаются административные действия.

Студенты, не защитившие выпускную работу бакалавра, лишаются права получить диплом бакалавра и продолжать обучение в СПбГТУ по магистерским программам. Эти студенты могут подать заявление о повторной защите в следующем семестре, но подготовка и защита работы проводится на коммерческой основе. Вопрос об обучении в магистратуре в этом случае решается деканом для каждого студента индивидуально по представлению заведующего выпускающей кафедрой.

Студенты, не защитившие дипломный проект или магистерскую диссертацию, отчисляются из СПбГТУ с дипломом о неполном высшем образовании или дипломом бакалавра и академической справкой. За этими студентами в течение двух лет (но не ранее, чем через 4 месяца) сохраняется право защиты квалификационной работы на коммерческой основе и получения диплома специалиста или магистра. При перерыве в обучении более 2 лет вопрос о продолжении образования решается в индивидуальном порядке через заочную форму обучения или экстернат.

 

Ниже приводятся образцы документов, сопровождающих подготовку и защиту квалификационной работы:


  • Задание на магистерскую диссертацию
  • Титульный лист магистерской диссертации
  • Структура отзыва на магистерскую диссертацию
  • Структура рецензии на магистерскую диссертацию


 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет технической кибернетики

Кафедра «Системный анализ и управление»

 

 УТВЕРЖДАЮ

“_____ ”_________________ 20     г.

Зав кафедрой ___________________

(подпись)

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ

по магистерской диссертации

 

 

студенту________________________________

 

  1. Тема диссертации_____________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

  1. Срок сдачи студентом законченной диссертации____________________________________

 

  1. Исходные данные к диссертации_________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

  1. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

  1. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)_________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

  1. Консультант по проекту (с указанием относящихся к ним разделов диссертации)_________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________________________

 

  1. Дата выдачи задания___________________________________________________________

 

 

 

 

Руководитель ______________________

 

Задание принял к исполнению_______________________

(дата)

______________________________________________

(подпись студента)

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИМЕЧАНИЯ

  1. Это задание прилагается к законченной диссертации и вместе с

ней представляется в ГАК.

  1. Кроме задания, студент должен получить от руководителя календарный график работы над диссертацией на весь период проектирования (с указанием сроков выполнения и трудоемкости отдельных этапов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет технической кибернетики

 Кафедра «Системный анализ и управление»

 

Диссертация допущена к защите

Зав. кафедрой

 

"____"________________20       г.

 

 

 

 

 

 

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание степени МАГИСТРА

 

Тема: Тема диссертации

 

 

 

 

Направление: 220100 – Системный анализ и управление

Магистерская программа: 220100.68.04 «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. 6082/1                                                          (подпись)  Иванов И.И.

 

 

Руководитель, к.т.н., доц.                                                                (подпись)  Петров П.П.

 

 

Консультанты:

 

по экономической части (если есть) (уч.степень, должность)          (подпись)      

 

по вопросам охраны труда (если есть) (уч.степень, должность)      (подпись)

 

по ... (если есть) (уч.степень, должность)                                (подпись)

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

201_ г.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет технической кибернетики

 Кафедра «Системный анализ и управление»

 

ОТЗЫВ научного руководителя

на магистерскую диссертацию

студента Фамилия Имя Отчество

Тема: "__________________________________________________________________"

 

Актуальность:

 

Содержание:

 

Практическая и научная значимость:

 

Оценка квалификации:

 

Замечания:

 

Заключение: диссертационная работа отвечает всем требованиям, предъявляемым ГАК, и заслуживает оценки «_________», а соискатель ‑ присвоения степени магистра техники и технологии по направлению 220100 «Системный анализ и управление» [и рекомендации продолжить обучение в аспирантуре].

 

Научный руководитель:          

 

Подпись                                                         Фамилия Имя Отчество

[МП]                                                               степень, звание

Дата                                                                должность, место работы

 

 

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет технической кибернетики

 Кафедра «Системный анализ и управление»

 

Рецензия

на магистерскую диссертацию

студента  Фамилия Имя Отчество

Тема: "__________________________________________________________________"

 

Актуальность:

 

Содержание:

 

Практическая и научная значимость:

 

Замечания:

 

Заключение: диссертационная работа отвечает всем требованиям, предъявляемым ГАК, и заслуживает оценки «_________», а соискатель ‑ присвоения степени магистра техники и технологии по направлению 220100 «Системный анализ и управление».

 

 

Подпись                                                         Фамилия Имя Отчество

[МП]                                                               степень, звание

Дата                                                                должность, место работы

 

 

 

Пояснения к составлению отзыва научного руководителя и рецензии на выпускную квалификационную работу.


Отзыв научного руководителя

Отзыв должен содержать объективный анализ содержания работы, а также мнение руководителя о степени самостоятельности студента и его отношении к делу. Руководитель даёт рекомендацию о продолжении обучения студента в качестве специалиста или в магистратуре (при защите выпускной работы бакалавра) и рекомендацию в аспирантуру (при защите магистерской диссертации или дипломного проекта). От руководителя должна исходить начальная рекомендация по внедрению или публикации результатов работы.

Руководитель даёт в отзыве свою оценку квалификационной работы по шкале "отлично", "хорошо", "удовлетворительно".

Указание фамилии, имени и отчества полностью (без сокращений), ученой степени, ученого звания, занимаемой должности, наименования учреждения для научного руководителя обязательно.

Отзыв должен быть подписан научным руководителем.

Если научный руководитель не является сотрудником кафедры, то отзыв должен быть заверен печатью в отделе кадров предприятия (организации), где работает научный руководитель.

Руководители дипломного проектирования из сторонних организаций должны быть специалистами с высшим образованием и стажем работы не менее 3 лет, работающими в научно-технической области, соответствующей теме дипломного проекта.

Рецензия

Рецензент представляет развернутую (не менее 1,5-2 с.) рецензию с анализом сильных и слабых сторон квалификационной работы. Рецензия должна содержать замечания и вопросы, способствующие развитию дискуссии на заседании ГАК.

Рецензент указывает в рецензии свою оценку квалификационной работы по шкале "отлично", "хорошо", "удовлетворительно", "неудовлетворительно".
Указание фамилии, имени и отчества полностью (без сокращений), ученой степени, ученого звания, занимаемой должности, наименования учреждения для рецензента обязательны.

Рецензия должна быть подписана рецензентом.

Если рецензент не является сотрудником кафедры, то рецензия должна быть заверена печатью в отделе кадров предприятия (организации), где работает рецензент.

Рецензенты для защиты дипломных проектов подбираются при тех же квалификационных требованиях, что и к руководителям.

 

3.7.  Виды и формы оценки формирующихся компетенций


Виды и формы оценки формирующихся компетенций отражены в разделе 4, где приведено описание системы оценки компетенций ООП «(если есть)» по направлению 220100 «Системный анализ и управление». Здесь же необходимо подчеркнуть следующее.

 Присутствующие в учебном плане базовые и вариативные (включая дисциплины по выбору) части общенаучного  и профессионального циклов дисциплин нацелены на формирование у студентов компетенций, которые несколько различаются по преследуемым целям. Базовая часть служит для закрепления в большей степени общекультурных компетенций. Вариативная часть основывается на необходимости реализовать у каждого студента профессиональные компетенции.  

 Если студент готовится стать научным исследователем в области системного анализа, управления, информационных технологий, обучаться в аспирантуре, то образовательная программа должна способствовать развитию творческих способностей. К ним можно отнести: умение принимать нестандартные решения, способность увеличивать спектр осваиваемых компетенций, осуществлять поиск новых идей и их реализацию. Для специалистов в узкой области управления информационными ресурсами, работающих  в научно-исследовательских институтах, проектных организациях, промышленных предприятиях, органах государственного управления, важно, чтобы при освоении учебных дисциплин в основном вариативной части должны больше закрепляться прививаемые навыки и осуществляться проверка закрепления задач. Следовательно, первое внимание при реализации учебных дисциплин необходимо уделить умениям и навыкам, отраженным в рабочих программах дисциплин в разделе «Планируемые результаты изучения дисциплины». Ниже в разделе 4 приведены аннотации разработанных новых учебных дисциплин, в которые включен данный раздел.

 

3.8 Использование в учебном процессе оборудования, закупленного в рамках Программы развития


Осуществляемое на кафедре «Системный анализ и управление» обучение студентов проводится в соответствии с учебным планом, который предусматривает использование нового инновационного оборудования, как при выполнении лабораторных практикумов, так и выполнении научно-исследовательской практики и научно-исследовательской работы магистра.

 

 4. Результаты


В процессе разработки ООП  магистерской программы «(если есть)» была предложена система оценки компетенций, сформулированных в подразделе 3.1. Следует отметить, что по мере выполнения учебного плана магистерской программы студентами степень освоения ими компетенций особенно профессиональных должна, безусловно, повышаться. Это отражает тот факт, что компетентность – это не только сформированное ядро знаний, навыков и умений фундаментального и специального («профильного») характера, но и сформированное творческое «инженерное» мышление.

 

4.1. Описание системы оценки компетенций ООП магистерской программы «(если есть)» по направлению 220100 «Системный анализ и управление»


В результате освоения разрабатываемой магистерской программы должен быть освоен целый ряд учебных дисциплин и выполнен перечень компетенций. Эти компетенции отражены в каждой рабочей программе дисциплины и в совокупности составляют перечень компетенций, соответствующих направлению «Системный анализ и управление». В перечне компетенций присутствуют шесть общекультурных компетенций и двадцать четыре профессиональные компетенции. Они отражены в таблице соответствия компетенций выпускника и дисциплин учебного плана. Таблица отражает реализацию данной компетенции в той или иной учебной дисциплине.

 Очевидно, что уровень освоения компетенций должен расти по мере изучения дисциплин учебного плана, при переходе от одной дисциплины к другой. Оценка формирующихся профессиональных компетенций возможна в основном на практических занятиях (семинарах, семинарах-практикумах, практических занятиях, лабораторных работах, защите курсовых проектов, научно-исследовательских работ), то есть при выполнении конкретных заданий. Этот факт позволяет учитывать при оценке деятельности студента уровень проработки материала, личностное отношение к проблеме, а также способность обучаемого к индивидуальной и командной работе. Кроме того, способность студента творчески осваивать те или иные компетенции должна проявляться во время выполнения научно-исследовательской работы в лаборатории, при подготовке к защите магистерской диссертации. В конечном итоге, уровень освоения компетенции проявляется непосредственно в защите выпускной квалификационной работы.

 Цели и задачи квалификационной работы:

 - систематизация и углубление теоретических и практических знаний по избранной специальности, их применение при решении конкретных практических задач;

- развитие способности студента критически анализировать современные проблемы системного анализа, управления и информационных технологий;

- приобретение навыков самостоятельной работы;

- приобретение опыта в обработке и анализе полученных результатов, в том числе их практического использования;

- овладение методикой исследования, обобщения и логического изложения материала;

- совершенствование опыта публичной защиты результатов своей деятельности, написания и оформления научных публикаций.

 При выполнении квалификационной работы студент должен показать:

- прочные теоретические знания по избранной теме;

- умение изучать и обобщать литературные источники, решать практические задачи, делать выводы и предположения;

- навыки проведения анализа и расчетов, экспериментирования и владения современной вычислительной техникой.

 

 В учебном плане присутствуют общенаучный цикл дисциплин, включающий базовую и вариативную части (последняя содержит дисциплины по выбору) и профессиональный цикл дисциплин, включающий базовую и вариативную части (последняя также содержит дисциплины по выбору). Базовая часть призвана базироваться на классическом образовании для закрепления в большей степени общекультурных компетенций. Вариативная часть основывается на необходимости реализовать у каждого студента профессиональные компетенции, то есть то, на что нацелена разрабатываемая образовательная программа.

 Если студент готовится стать научным исследователем, обучаться в аспирантуре, работать в научно-исследовательских коллективах, вести фундаментальные исследования, то образовательная программа должна способствовать развитию творческих способностей. К ним можно отнести: умение принимать нестандартные решения, способность увеличивать спектр осваиваемых компетенций, осуществлять поиск новых идей и их реализацию, способность руководить малыми коллективами научных сотрудников.

 

Разрабатываемая магистерская программа допускает освоения студентом дополнительных компетенций, введённых вузом – разработчиком ООП ВК-1, ВК-2, ВК-3, ВК-4, ВК-5 (подраздел 3.1).

Если студент собирается быть специалистом в узкой области системного анализа и управления информационными ресурсами и связать свою дальнейшую профессиональную деятельность с научно-исследовательскими институтами, предприятиями промышленности, даже сельского хозяйства, то образовательная программа должна способствовать тому, что при освоении учебных дисциплин в основном вариативной части должны больше закрепляться прививаемые навыки и осуществляться проверка закрепления задач. Следовательно, первое внимание при реализации учебной дисциплины необходимо уделить умениям и навыкам, отраженным в рабочих программах дисциплин в разделе «Планируемые результаты изучения дисциплины».


Необходимо понимать, что по разным учебным дисциплинам степень освоения в основном профессиональных компетенций, перечисленных в таблице соответствия компетенций выпускника и дисциплин учебного плана, может быть различной, так как компетенции реализуются в зависимости от целей и задач, которые преследует каждая учебная дисциплина в отдельности.

 

 

 

4.2. Примерная ООП подготовки магистров «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»


 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» 

 

Утверждаю:

Ректор

А.И. Рудской

«____»__________201__ г.

 

Номер внутривузовской регистрации

__________________

 

 

 

 

Основная образовательная программа

высшего профессионального образования 

 

 

Направление подготовки 

220100 «Системный анализ и управление»

 

 

«Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»

 

 

 

 

Квалификация (степень)

 

Магистр техники и технологии

 

 

Форма обучения

очная

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2012

 

 

 

1. Общие положения

 

1.1. Основная образовательная программа по направлению магистерской подготовки, реализуемая в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет», представляет собой комплект документов, разработанный и утвержденный вузом с учетом требований рынка труда на основе Федерального государственного образовательного стандарта по соответствующему направлению подготовки высшего профессионального образования (ФГОС ВПО), а также с учетом рекомендованной примерной образовательной программы.

ООП регламентирует цели, ожидаемые результаты, содержание, условия и технологии реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки выпускника по данному направлению подготовки и включает в себя:

 

1.2. Нормативные документы для разработки ООП магистерской подготовки  по направлению 220100 «Системный анализ и управление»

 

Нормативную правовую базу разработки ООП магистратуры составляют:

  • Федеральные законы Российской Федерации: «Об образовании» (от 10 июля 1992 года №3266-1) и «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» (от 22 августа 1996 года№125-ФЗ);
  • Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении), утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 14 февраля 2008 года № 71 (далее - Типовое положение о вузе);
  • Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) по направлению подготовки 220100 «Системный анализ и управление» высшего профессионального образования (ВПО) (магистратура), утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «08»декабря 2009 г. № 716;
    • Нормативно-методические документы Минобрнауки России;
    • Примерная основная образовательная программа (ПрООП ВПО) по направлению подготовки,  утвержденная ________ (носит   рекомендательный характер);

•                Устав вуза

                         

 

1.3. Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего профессионального образования (магистратура)

 

1.3.1. Цель (миссия) ООП магистратуры

ООП магистратуры по направлению подготовки 220100 «Системный анализ и управление» имеет своей целью формирование общекультурных универсальных и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению подготовки.

 

1.3.2. Срок освоения ООП магистратуры для очной формы обучения в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 220100 «Системный анализ и управление» составляет 2 года.

1.3.3. Трудоемкость ООП магистратуры в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 220100 «Системный анализ и управление» составляет 120 ЗЕ.

 

1.4. Требования к поступающему 


Поступающий должен иметь диплом о высшем профессиональном образовании (бакалавра или дипломированного специалиста).

 

2. Характеристика профессиональной деятельности выпускника ООП
по направлению магистерской подготовки
. Перечень программ специализированной подготовки магистров.

 

2.1. Область профессиональной деятельности выпускника 


Область профессиональной деятельности магистров включает в себя совокупность принципов, средств, методов и способов человеческой деятельности, направленную на моделирование, анализ, синтез, производство и эксплуатацию технических объектов, приборов и устройств различного назначения для проектирования и управления сложными системами, ресурсами, процессами и технологиями.

- работа в конструкторских и научно-исследовательских коллективах соответствующего профиля;

- преподавательская деятельность в ВУЗе.

Это – основные виды деятельности выпускников, на которые ориентирована данная магистерская программа. Однако, знания, умения и навыки, а также компетенции, которые приобретают выпускники, успешно прошедшие подготовку по данной магистерской программе, позволяют им успешно адаптироваться к работе в смежных областях (системное администрирование, разработка и обслуживание информационных систем различного назначения, системы связи, спутниковая навигация, распознавание образов, интеллектуальные системы, кодирование, защита информации и т.п.).

 

2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника 


Объектами профессиональной деятельности магистров являются сложные технические, информационно-управляющие, конструкторско-технологические и большие системы, а также объекты, требующие для управления системно-аналитического подхода.

 

2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника


Магистр по направлению подготовки 220100 Системный анализ и управление готовится к следующим видам профессиональной деятельности:

научно-исследовательская;

проектно-конструкторская;

проектно-технологическая;

научно-педагогическая;

организационно-управленческая.

 

2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника


научно-исследовательская деятельность:

постановка задачи и разработка плана научного исследования в области системного анализа и управления на основе библиографического исследования с применением современных информационных технологий;

построение математических моделей объектов исследования и выбор численного метода их моделирования, разработка нового или выбор известного алгоритма решения задачи;

системно-аналитическое исследование объектов техники, технологии  и сложных систем на основе фундаментальной подготовки;

разработка и адаптация методов фундаментальных наук для анализа и синтеза сложных систем;

системно-аналитическое обеспечение инновационных технологий;

системное прогнозирование основных тенденций развития науки, техники и технологий;

разработка и использование унифицированного программного обеспечения для решения задач системного исследования и реализации управления в сложных системах;

системное математическое моделирование и системная оптимизации объектов на базе разработанных и имеющихся средств исследования и проектирования, включая стандартные и специализированные пакеты прикладных программ;

проектно-конструкторская деятельность:

системная интеграция технологий;

системный анализ эффективности средств индустрии и информатики;

подготовка заданий на разработку проектно-конструкторских решений;

разработка проектов сложных систем различного назначения, обоснование выбора аппаратно-программных средств на основе методов системного анализа и оптимальных методов принятия решений;

системная экспертиза проектно-конструкторских решений;

разработка проектов систем оптимального, адаптивного и робастного управления сложными объектами различной природы;

системное преодоление неопределенностей в представлениях окружающей среды и технических объектов;

системное управление в конфликтных ситуациях в распределенных системах;

системное планирование действий технических объектов;

системная верификация технических объектов;

разработка проектов системного анализа производственных и научных задач;

концептуальное проектирование сложных изделий;

разработка и реализация проектов по интеграции сложных систем в соответствии с методами системного анализа;

разработка эскизных, технических и рабочих проектов  изделий  с использованием передового опыта разработки конкурентоспособных изделий;

разработка методических и нормативных документов, технической документации, а также предложений и мероприятий по реализации разработанных проектов и программ;

проектно-технологическая деятельность:

разработка инструментальных средств реализации проектов;

применение автоматизированных систем разработки сложных систем;

применение автоматизированных систем технологической подготовки производства;

разработка технических заданий на проектирование и изготовление нестандартного оборудования и средств технологического оснащения и их реализация;

разработка технических заданий на проектирование средств управления и технологического оснащения промышленного производства и их реализация с помощью средств автоматизированного проектирования;

 выбор систем обеспечения экологической безопасности производства;

научно-педагогическая деятельность:

выполнение педагогической работы на кафедрах высших учебных заведений;

участие в разработке программ учебных дисциплин и курсов на основе изучения научной, технической и научно-методической литературы, а также собственных результатов научных исследований;

постановка и модернизация лабораторных работ и практикумов по дисциплинам;

разработка методических материалов, используемых студентами в учебном процессе;

применение и разработка новых образовательных технологий, включая системы компьютерного и дистанционного обучения;

организационно-управленческая деятельность:

системная экспертиза инфраструктур, образующих компонентов и процессов их взаимодействия;

организация работы коллектива исполнителей, определение порядка выполнения работ на основе методов принятия решений;

поиск оптимальных решений при создании продукции с учетом требований качества, надежности и стоимости, а также сроков исполнения, безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты;

системное планирование действий по модернизации техники и технологий;

ситуационное организационное управление ресурсами, процессами и технологиями;

профилактика производственного травматизма, профессиональных заболеваний, предотвращения экологических нарушений;

подготовка заявок на изобретения и промышленные образцы;

адаптация современных систем управления качеством к конкретным условиям производства на основе международных стандартов;

подготовка отзывов и заключений на проекты, заявки, предложения по вопросам системного анализа и управления.

 

3. Компетенции выпускника по ООП подготовки магистра, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО


Результаты освоения ООП магистратуры определяются приобретаемыми выпускником компетенциями, т.е. его способностью применять знания, умения и личные качества в соответствии с задачами профессиональной деятельности.

В результате освоения данной ООП магистратуры выпускник должен обладать следующими компетенциями:

 

Общекультурные компетенции (ОК):

 

  • способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
  • способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);
  • способностью свободно применять русский и один из иностранных языков как средства делового общения (ОК-3);
  • способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);
  • способностью проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5);
  • способностью применять в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);
  • способностью к профессиональной эксплуатации современного  оборудования и приборов (в соответствии с целями  магистерской программы) (ОК-7);
  • способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-8);

 

Профессиональные  компетенции (ПК):

 

  • способностью вскрыть математическую, естественнонаучную и техническую сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, провести их качественно-количественный анализ (ПК-1);
  • способностью ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты исследований (ПК-2);
  • способностью анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ПК-3);
  • способностью оформить, представить и доложить результаты выполненной работы  (ПК-4);
  • способностью разработать практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-5);
  • способностью организовать работу коллектива исполнителей, принятие исполнительских решений в условиях спектра мнений, определить порядок выполнения работ (ПК-6);
  • способностью применять перспективные методы системного анализа и принятия решений для исследования функциональных задач на основе мировых тенденций развития системного анализа, управления и информационных технологий (ПК-7);
  • способностью разработать и реализовать проекты по системному анализу сложных систем на основе современных информационных технологий (Web- и CALS-технологий) (ПК-8);
  • способностью формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств экспертных систем поддержки принятия оптимальных решений (ПК-9);
  • способностью выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления сложными многомерными объектами управления
    (ПК-10);
  • способностью применять современные технологии создания сложных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых систем (ПК-11);
  • способностью принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений по направлению «Системный анализ и управление» (ПК-12);
  • организационно-управленческая деятельность:
  • способностью руководить коллективами разработчиков аппаратных и/или программных средств экспертных систем поддержки принимаемых решений (ПК-13).

 

Специальные компетенции

 

  • способность применять знания, понимание и способность решения проблем в новых или незнакомых обстоятельствах в более широких (мульти дисциплинарных) контекстах соответствующей области;
  • способностью принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений, способность разработать и провести цикл лекций или практических занятий по учебной дисциплине, соответствующей профилю подготовки магистра;
  • способность комплексно интегрировать знания и их трактовку, формулировать суждения при неполной или ограниченной информации, которые включают размышления над социальными и этическими обязанностями, связанными с применением этих знаний и суждений.

 

4. Документы, регламентирующие содержание и организацию образовательного процесса при реализации ООП  по направлению магистерской подготовки 220100 «Системный анализ и управление»

 

В соответствии с п.39 Типового положения о вузе и ФГОС ВПО по направлению магистерской подготовки 220100 «Системный анализ и управление» содержание и организация образовательного процесса при реализации данной ООП регламентируется учебным планом магистра с учетом его программы специализированной подготовки; рабочими программами учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей); материалами, обеспечивающими качество подготовки и воспитания обучающихся; программами учебных и производственных практик; годовым календарным учебным графиком, а также методическими материалами, обеспечивающими реализацию соответствующих образовательных технологий.

 

4.1. Календарный учебный график.

 

4.2. Учебный план подготовки магистра по направлению 220100 «Системный анализ и управление»

 

220100.68.03 ««Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами»

 

Примерный учебный план

 

Квалификация (степень) - магистр

Нормативный срок обучения – 2 года

 


дисциплины учебного цикла ООП

 

 

Наименование
дисциплин

Трудоемкость по ФГОС,
 зачетных единиц

Часов

 

П Р И М Е Р Н О Е
распределение
зачетных единиц по семестрам 

Форма итогового
контроля
(экзамен / зачет)

 

Всего

Аудиторные
занятия

5 курс 

6 курс 

 

 

9

10

11

12

 

 

 

 

М.1. 

Общенаучный цикл 

30

1080 

756 

12 

9 

9 

0 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базовая часть 

12 

432 

324 

6 

5 

1 

0 

 

 

 

М1.Б.01

Философские проблемы науки и техники

1 

36 

36 

 

 

1 

 

 

 

Э

М1.Б.02

Функциональный анализ

3 

108 

72 

2 

1 

 

 

 

 

Э

М1.Б.03

Информационная безопасность и защита информации

4 

144 

108 

2 

2 

 

 

 

 

з, Э

М1.Б.04

Методы математической физики

4 

144 

108 

2 

2 

 

 

 

 

Э

 

Вариативная часть

18 

648 

432 

6 

6 

6 

 

 

 

 

М1.В.01

История и методология информационных технологий

2 

72 

36 

 

 

2 

 

 

 

з, Э

М1.В.02

Семинарские занятия по деловому иностранному языку

2 

72 

36 

 

 

2 

 

 

 

з

М1.В.03

Правовое обеспечение инновационной деятельности

1 

36 

36 

 

1 

 

 

 

 

з

М1.В.04

Грубые системы управления

1 

36 

36 

 

1 

 

 

 

 

 

 

з

М1.В.05

Управление качеством

2 

72 

36 

 

 

2 

 

 

 

 

 

з

М1.В.06

Управление в социо-технических системах

2 

72 

36 

2 

 

 

 

 

 

 

 

 

М1.В.07

Численные методы математической физики

4 

144 

108 

2 

2 

 

 

 

 

 

 

з

М1.В.08

Хаос и нелинейная динамика

4 

144 

108 

2 

2 

 

 

 

 

 

 

з

М.2 

Профессиональный цикл 

30 

1080 

468 

8 

11 

11 

0 

 

 

 

 

 

 

Базовая часть 

10 

360 

144 

3 

4 

3 

0 

 

 

 

 

 

М2.Б.01

Нелинейные математические модели системного анализа и управления

4 

144 

72 

 

4 

 

 

 

 

 

 

Э

М2.Б.02

Современные компьютерные технологии в науке

3 

108 

36 

3 

 

 

 

 

 

 

 

з

М2.Б.03

Управление распределенными системами

3 

108 

36 

 

 

3 

 

 

 

 

 

Э

 

Вариативная часть

20 

720 

324 

5 

7 

8 

 

 

 

 

 

 

М.2.В.01

Интеллектуальные информационные системы

3 

108 

36 

 

 

3 

 

 

 

 

 

Э

М.2.В.02

Надежность информационных систем

3 

108 

36 

3 

 

 

 

 

 

 

 

Э

М.2.В.03

Современные проблемы системного анализа и управления

2 

72 

36 

 

2 

 

 

 

 

 

 

з

М.2.В.04

Безопасность и живучесть систем управления

3 

108 

36 

 

 

3 

 

 

 

 

 

з

М.2.В.05

Корпоративные информационные системы

2 

72 

36 

2 

 

 

 

 

 

 

 

Э

М.2.В.06

Управление электроэнергетическими системами и объединениями

2 

72 

36 

 

 

2 

 

 

 

 

 

Э

М2.В.07

Математическое моделирование социально-экономических систем

2 

72 

36 

 

2 

 

 

 

 

 

 

Э

М2.В.08

Системы управления движением

3 

108 

72 

 

3 

 

 

 

 

 

 

з, Э

М.3 

Практика и (или) научно-исследовательская работа 

30

 

 

10

10

10

 

 

 

 

 

 

М.4 

Итоговая государственная аттестация 

30

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

Всего:

120

 

 

30

30

30

30

 

 

 

 

 

 

 

В учебном плане отображается логическая последовательность освоения циклов и разделов ООП (дисциплин, модулей, практик), обеспечивающих формирование компетенций. Указывается общая трудоемкость дисциплин, модулей, практик в зачетных единицах, а также их общая и аудиторная трудоемкость в часах.

В базовых частях учебных циклов указывается перечень базовых модулей и дисциплин в соответствии с требованиями ФГОС ВПО. В вариативных частях учебных циклов вуз самостоятельно формирует перечень и последовательность модулей и дисциплин с учетом рекомендаций соответствующей ПрООП ВПО.

Основная образовательная программа должна содержать дисциплины по выбору обучающихся в объеме не менее одной трети вариативной части суммарно по всем трем учебным циклам ООП. Порядок формирования дисциплин по выбору обучающихся устанавливает Ученый совет вуза

Для каждой дисциплины, модуля, практики указываются виды учебной работы и формы промежуточной аттестации.

При составлении учебного плана вуз должен руководствоваться общими требованиями к условиям реализации основных образовательных программ, сформулированными в разделе

 

4.2. Учебно-методические комплексы 


 В ООП магистратуры должны быть приведены УМК всех учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей) как базовой, так и вариативной частей учебного плана, включая дисциплины по выбору студента).

 

4.4. Программы учебной и производственной практик.


В соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки раздел основной образовательной программы магистратуры «Учебная и производственная практики» является обязательным и представляет собой вид учебных занятий, непосредственно ориентированных на профессионально-практическую подготовку обучающихся. Практики закрепляют знания и умения, приобретаемые обучающимися в результате освоения теоретических курсов, вырабатывают практические навыки и способствуют комплексному формированию общекультурных и профессиональных компетенций обучающихся.

Разделом учебной практики может являться научно-исследовательская работа обучающихся.

 

4.4.1. Программы учебных практик.

            

При реализации данной ООП предусматриваются следующие виды учебных практик:

______________________________________________________________________

(Указывается перечень предприятий, учреждений и организаций, с которыми вуз имеет заключенные договора (в соответствии с требованием статьи 11, п. 9 ФЗ «О высшем и послевузовском образовании».

В том случае, если практики осуществляются в вузе - перечисляются кафедры и лаборатории вуза, на базе которых проводятся те или иные виды практик, с обязательным указанием их кадрового и научно-технического потенциала.

Указываются все виды учебных практик и приводятся их программы, в которых указываются цели и задачи практик, практические навыки, универсальные (общекультурные) и профессиональные компетенции, приобретаемые обучающимися. Указываются местоположение и время прохождения практик, а также формы отчетности по практикам.

 

4.4.2.   Программа производственной практики. 

 

4.4.3.   Программа научно-исследовательской работы. 


(Данный раздел включается в ООП в случае, если вуз один из видов учебной практики заменяет научно-исследовательской работой).

В программе НИР указываются виды, этапы научно-исследовательской работы, в которых обучающийся должен принимать участие. Например:

изучать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в соответствующей области знаний;

участвовать в проведении научных исследований или выполнении технических разработок;

осуществлять сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме (заданию);

принимать участие в стендовых и промышленных испытаниях опытных образцов (партий) проектируемых изделий;

составлять отчеты (разделы отчета) по теме или ее разделу (этапу, заданию); выступить с докладом на конференции и т. д.).

 

5. Фактическое ресурсное обеспечение ООП по направлению магистерской подготовки_______________ в _____________________ 

 

(Указывается, что ресурсное обеспечение ООП вуза формируется на основе требований к условиям реализации основных образовательных программ магистратуры, определяемых ФГОС ВПО по данному направлению подготовки, с учетом рекомендаций ПрООП.

С учетом конкретных особенностей, связанных с профилем данной основной образовательной программы вуз может дать краткую характеристику привлекаемых к обучению педагогических кадров, а также фактического учебно-методического, информационного и материально-технического обеспечения учебного процесса).

 

 

6. Характеристики среды вуза, обеспечивающие развитие общекультурных (социально-личностных) компетенций выпускников 


(Указываются возможности вуза в формировании общекультурных (социально-личностных) компетенций выпускников.

Дается характеристика социокультурной среды вуза, условия, созданные для развития личности и регулирования социально-культурных процессов, способствующих укреплению нравственных, гражданственных, общекультурных качеств обучающихся.

Могут быть представлены соответствующие документы.

Например: документы регламентирующие воспитательную деятельность; сведения о наличии студенческих общественных организаций; сведения об организации и проведении внеучебной общекультурной работы; сведения о психолого-консультационной и специальной профилактической работе; сведения об обеспечении социально-бытовых условий и др.).

 

7. Нормативно-методическое обеспечение системы оценки качества освоения обучающимися   ООП    по направлению магистерской подготовки_________________________


В соответствии с ФГОС ВПО магистратуры по направлению подготовки_____________и Типовым положением о вузе оценка качества освоения обучающимися основных образовательных программ включает текущий контроль успеваемости, промежуточную и итоговую государственную аттестацию обучающихся.

Нормативно-методическое обеспечение текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся по ООП магистратуры осуществляется в соответствии с Типовым положение о вузе.

 

7.1. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации


(В соответствии с требованиями ФГОС ВПО для аттестации обучающихся на соответствие их персональных достижений поэтапным требованиям соответствующей ООП вуз создает фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации). Эти фонды могут включать: контрольные вопросы и типовые задания для практических занятий, лабораторных и контрольных работ, коллоквиумов, зачетов и экзаменов; тесты и компьютерные тестирующие программы; примерную тематику курсовых работ / проектов, рефератов и т.п., а также иные формы контроля, позволяющие оценить степень сформированности компетенций обучающихся.

 

7.2. Итоговая государственная аттестация выпускников ООП магистратуры 


Итоговая аттестация выпускника высшего учебного заведения является обязательной и осуществляется после освоения образовательной программы в полном объеме.

Итоговая государственная аттестация включает защиту выпускной квалификационной работы (магистерской диссертации). (Государственный экзамен вводится по решению Ученого совета вуза).

7.2.1 Требования к выпускной квалификационной работе

7.2.2. Программа итогового государственного экзамена

(Вузу рекомендуется на основе Положения об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений Российской Федерации, утвержденного Министерством образования и науки Российской Федерации, требований ФГОС ВПО и рекомендаций ПрООП по соответствующему направлению подготовки разработать и утвердить требования к содержанию, объему и структуре выпускных квалификационных работ, а также требования к содержанию и процедуре проведения государственного экзамена (в случае решения Ученого совета вуза о его проведении).

 

 

8. Другие нормативно-методические документы и материалы, обеспечивающие качество подготовки обучающихся 


(В данном разделе могут быть представлены документы и материалы, не нашедшие отражения в предыдущих разделах ООП, например:

Описание механизмов функционирования при реализации данной ООП системы обеспечения качества подготовки, созданной в вузе, в том числе: мониторинга и периодического рецензирования образовательной программы; обеспечения компетентности преподавательского состава; регулярного проведения самообследования по согласованным критериям для оценки деятельности (стратегии); системы внешней оценки качества реализации ООП (учета и анализа мнений работодателей, выпускников вуза и других субъектов образовательного процесса);

Положение о балльно-рейтинговой системе оценивания (в случае ее применения); 

Соглашения (при их наличии) о порядке реализации совместных с зарубежными партнерами ОП и мобильности студентов и преподавателей и  т.д.). 

 

 

 

4.3. Аннотации разработанных рабочих программ учебных дисциплин


4.3.1. Аннотация примерной программы учебной дисциплины «Современные проблемы системного анализа и управления»


Цель изучения дисциплины – освоение основных методов системного анализа, развитие способностей к анализу и синтезу сложных систем управления на основе основных принципов системного анализа.

Изучение курса ставит перед собой следующие задачи:

  • освоение основных принципов моделирования и анализа крупномасштабных систем;
  • изучение конструктивными методами анализа и синтеза крупномасштабных систем управления;
  • ознакомление с адекватными моделями принятия решений в условиях статической и динамической неопределенности;
  • приобретение знаний по методам и технологиям последовательного принятия решений;
  • освоить синтез регуляторов для крупномасштабных систем различной структуры в области энергетики, транспорта, промышленности.

В результате изучения курса «Современные проблемы системного анализа и управления» студент должен:

 

знать

        - методы проектирования аппаратных и программных средств и системного анализа сложных систем;

        - методы декомпозиции, агрегирования и координации крупномасштабных систем оптимального, адаптивного и робастного управления;

        - методы системного анализа для решения слабоструктурированных и неструктурированных задач и методы анализа объектов и крупномасштабных систем;

уметь 

        - планировать, организовывать и проводить научные исследования в области системного анализа и управления;

        - использовать типовые программные продукты, ориентированные на решение научных, проектных и технологических задач;

        - проектировать системы управления сложными многосвязными системами;

        - правильно выбирать методы синтеза крупномасштабных динамических систем, включая методы теории игр для статических и динамических моделей процессов и систем в условиях неопределенности;

владеть

         - типовыми программными продуктами, ориентированными на решение научных, проектных и технологических задач;

         - методами проектирования систем управления сложными многосвязными системами;

        - методами построения математических моделей для крупномасштабных объектов со структурированными и слабоструктурированными данными, анализа их свойств, синтеза систем с требуемыми свойствами;

       - технологиями научно-исследовательской и научно-педагогической деятельности;

       - методиками сбора, переработки и представления научно-технических материалов по результатам исследований к опубликованию в печати, а также в виде обзоров, рефератов, отчетов, докладов и лекций.

 

Содержание разделов  дисциплины (11 семестр)


1. Формулировка системных принципов моделирования и анализа крупномасштабных систем


Принцип декомпозиции. Декомпозиция математическая, структурная (физическая), временная. Представление систем в виде совокупности взаимодействующих подсистем. Функции взаимного влияния. Базис Фробениуса для систем с векторным управлением. Модели, децентрализованные по входу и выходу. Модели параметрически возмущенных систем. Модели структурно возмущенных систем.

Принцип агрегирования. Скалярные функции Ляпунова. Векторные функции Ляпунова. Системы сравнения для линейных и нелинейных систем. Теоремы сравнения.

Принцип координации. Цели и функционал. Двухуровневое и многоуровневое управление. Децентрализованное и координирующее управление.

 

2. Конструктивные методы анализа и синтеза крупномасштабных систем


Функции Ляпунова. Скалярные функции Ляпунова, их свойства и способы построения для изолированных подсистем. Определение и свойства векторных функций Ляпунова. Способы построения векторных функций с компонентами в виде модулей фазовых координат и в виде скалярных функций подсистем.

Принцип сравнения. Агрегирование подсистем и функций взаимного влияния. Дифференциальные неравенства для векторных функций Ляпунова. Построение систем сравнения.

Устойчивость по Ляпунову крупномасштабных систем. Устойчивость систем сравнения. Теоремы сравнения для различных типов крупномасштабных систем.

Задача размещения спектра для крупномасштабных систем. Решение уравнения Сильвестра. Декомпозиция уравнения Сильвестра. Синтез децентрализованного управления. Задача размещения спектра в условиях параметрической неопределенности.

Решение задачи линейно квадратичной оптимизации. Метод модификации функционала. Синтез децентрализованного управления. Оценка индекса субоптимальности.

Решение задачи многоуровневой оптимизации. Многоуровневая оптимизации на основе использования систем сравнения. Синтез координирующего управления с заданной степенью затухания векторной функции Ляпунова.

Синтез управлений для систем с последействием. Скалярно-оптимизационные функции. Метод динамического программирования в синтезе координирующего управления.

 

3. Адекватные модели принятия решений в условиях статической и динамической неопределенности


Статическая неопределенность. Определение антагонистической матричной игры в нормальной форме с интервальными стратегиями. Максиминные и минимаксные  стратегии. Смешанное расширение матричной игры с интервальной неопределенностью в функциях выигрыша. Существование решения. Свойства оптимальных стратегий и значения игры.

Динамическая неопределенность. Модель дифференциальной игры с неопределенностью.  Понятие робастности. Минимаксные робастные системы. Стратегии гарантированного результата.

 

4. Методы и технологии последовательного принятия решений


Многошаговые игры с полной информацией. Модель матричной многошаговый игры. Ситуации абсолютного равновесия по Нэшу. Стратегия наказания. Задача преследования. Иерархические игры.

Многошаговые игры с неполной информацией. Формализация игры. Основное функциональное уравнение. Стратегии поведении. Алгоритмы решения. Антагонистическая многошаговая игра с запаздыванием информации.

 

5. Синтез регуляторов для крупномасштабных систем различной структуры в области энергетики, транспорта, промышленности


Синтез централизованных, децентрализованных и двухуровневых регуляторов для систем управления: частотой и активной мощностью взаимосвязанных синхронных генераторов; боковым и продольным движением летательных и подводных аппаратов; стабилизации судов на заданном курсе; последовательно соединенными химическими реакторами.

 

4.3.2. Аннотация примерной программы учебной дисциплины «Грубые системы управления»


Учебная дисциплина «Грубые системы управления» ставит своей целью подготовить обучающихся к решению задач анализа неопределенности математических моделей линейных стационарных динамических объектов с сосредоточенными параметрами,  привить навыки использования методов синтеза стабилизирующих управлений такими объектами. Рассматриваются вопросы анализа и синтеза робастных систем управления многомерными  стационарными объектами с использованием новых разделов современной теории автоматического управления.

 

Содержание разделов дисциплины «Грубые системы управления»

Раздел 1. Описание линейных систем

1.1. Пространство состояний

1.2. Входо-выходная модель

1.3. Операторный подход

Раздел 2. Виды неопределенности систем управления

2.1. Параметрическая неопределенность

2.2.  Частотная неопределенность

Раздел 3. Робастная устойчивость

3.1. Робастная устойчивость полиномов

3.2. Робастная устойчивость матриц

3.3. Робастная устойчивость при неопределенных передаточных функ-циях

3.4. Анализ внутренней устойчивости замкнутых систем

3.5. μ-анализ систем управления

Раздел 4. Синтез робастных систем

4.1. Квадратичная стабилизация

4.2. Общий вид стабилизирующих регуляторов

4.3. Н∞-оптимизация

4.4. Синтез регуляторов по выходу

 

 

4.3.3. Аннотация примерной программы учебной дисциплины «Нелинейные математические модели системного анализа и управления»


 Учебная дисциплина «Нелинейные математические модели системного анализа и управления» ставит своей целью приобретение студентами знаний, умений и, частично, навыков постановки, анализа, аналитического и численного решения основных нелинейных задач математической физики, имеющих приложения в технических вопросах.

 Основными задачами при изучении дисциплины являются:

1. Изучение принципов построения математических моделей различных процессов и систем (физических, биологических, экономических и т.п.);     

2. Ознакомление с математическими моделями классической математической физики и вариантами постановок для них корректных задач;

3.  Приобретение студентами знаний об основных подходах к построению и анализу аналитических и численных решений задач математической физики;

4. Приобретение студентами знаний, умений и практических навыков использования аналитических методов решения нелинейных задач математической физики, в частности, навыков использования основных специальных функций;

5.         Приобретение студентами знаний,  умений и практических навыков использования численных методов решения нелинейных задач математической физики;

6.         Приобретение студентами знаний основных методов асимптотического анализа и уметь их применять к решению нелинейных задач математической физики.

 

В результате изучения дисциплины «Нелинейные математические модели системного анализа и управления» студент должен:

 

знать

•           принципы построения математических моделей различных процессов и систем (физических, биологических, экономических и т.п.);

•           варианты постановок корректных задач для нелинейных уравнений математической физики;

•           основные методы построения аналитических решений нелинейных задач математической физики;

•           основные численные методы решений задач классической математической физики;

 

уметь

•           строить аналитические решения основных нелинейных задач математической физики;

•           строить разностные схемы для численного решения основных задач математической физики;

•           строить асимптотические разложения решений нелинейных задач математической физики (допускающих такие разложения);

 

владеть

•           навыками построения разностных схем для численного решения нелинейных задач математической физики;

•           навыками применения аналитических методов для решения нелинейных задач математической физики.

 

            Содержание разделов дисциплины «Нелинейные математические модели системного анализа и управления»

 

Раздел 1. Математические модели и методы исследования процессов    переноса в технических системах

1.1. Кинетические модели теории переноса

1.2. Математические методы исследования процессов переноса на основе обобщенных понятий дифференцирования и интегрирования, теории полугрупп линейных операторов, теории обобщенных функций

1.3. Математические методы исследования процессов переноса, использующие «моментное» представление  обобщенных функций

1.4. Математические методы исследования процессов переноса, основанные на теории неподвижных точек нерастягивающих отображений

Раздел 2. Решение задач теории переноса в технических системах, моделируемых стационарным уравнением Колмогорова-Феллера с нелинейным коэффициентом сноса

2.1. Постановка задачи

2.2. Анализ математической модели

2.3. Построение решения задачи теории переноса

2.4. Результаты и выводы

Раздел 3. Построение и анализ решений задач теории переноса, основанные на исследовании нелинейного уравнения Больцмана

3.1. Решение задач теории переноса, основанные на  исследовании нелинейного уравнения Больцмана

3.2. Анализ задач теории переноса, основанный на точном аналитическом решении пространственно-однородного линеаризованного уравнения Больцмана

3.3. Устойчивость решений задач теории переноса, основанная на экспоненциальной устойчивости решений линеаризованного уравнения Больцмана, модель «жестких» потенциалов межмолекулярного взаимодействия

3.4. Эффект потери асимптотической устойчивости решений задач теории

переноса в технических системах как        следствие потери устойчивости решений уравнения Больцмана, модель «мягких» потенциалов  межмолекулярного взаимодействия

Раздел 4. Математические модели и решение задач теории переноса в технических системах на основе задачи о фильтрации  пуассоновского процесса

4.1. Введение и постановка задачи

4.2. Построение математической модели фильтрации  пуассоновского процесса

4.3. Уравнения для простейших моделей фильтрации

Раздел 5. Исследование математических моделей задач теории переноса в технических системах на основе кинетической теории многокомпонентных эмульсий

5.1. Постановка задачи моделирования многокомпонентных эмульсий на

основе кинетического    подхода

5.2. Основные свойства моделей и связь с задачами теории переноса

5.3. Вывод интегральных кинетических уравнений теории многокомпонентных эмульсий

5.4. Анализ связи между макропараметрами смеси и основной жидкости

5.5. Математическое моделирование и оптимизация  гидравлических сетей

при установившихся режимах транспортировки слабо сжимаемой   жидкости

5.6. Решение задачи об управлении нестационарной     транспортировкой вязкой жидкости по системе  трубопроводов 


 

4.2. Аннотации и оглавления разработанных учебных пособий


4.2.1. Учебное пособие «Современные проблемы системного анализа и управления» (авт. проф. В.Н. Шашихин)

 

Аннотация


В пособии приводятся основные принципы системного анализа: принцип декомпозиции, принцип агрегирования (сравнения) и принцип координации. На основе этих принципов строятся модели и методы анализа и синтеза крупномасштабных динамических систем. Рассматриваются модели принятия решений в условиях статической неопределенности (антагонистические матричные игры в нормальной форме) и динамической неопределенности (стратегии гарантированного результата). Представлены методы и технологии последовательного принятия решений.

Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Системный анализ и управление» и смежным направлениям при изучении дисциплины «Современные проблемы системного анализа и управления». Пособие может быть полезно для специалистов в области проектирования информационных систем, инженерно-технических работников и аспирантов.

 

Содержание

 

 

ВВЕДЕНИЕ

1.

ПРИНЦИП ДЕКОМПОЗИЦИИ.

МОДЕЛИ КРУПНОМАСШТАБНЫХ СИСТЕМ

 

1.1.

МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ПОДСИСТЕМ

 

 

1.1.1.

Нелинейные системы 

 

 

1.1.2.

Линейные системы 

 

 

1.1.3

Системы с запаздыванием

 

 

1.1.4.

Дискретные системы 

 

1.2.

МОДЕЛИ В КАНОНИЧЕСКОМ БАЗИСЕ

 

 

1.2.1.

Базис Фробениуса

 

 

1.2.2.

Преобразование к базису Фробениуса 

 

1.3.

ДЕКОМПОЗИЦИЯ ПО ВХОДАМ И ВЫХОДАМ

 

 

1.3.1.

Структуры децентрализованные по входа

 

 

1.3.2.

Структуры децентрализованные по выходам 

 

 

1.3.3.

Последовательное и кольцевое соединение подсистем

 

1.4.

МОДЕЛИ С ПАРАМЕТРИЧЕСКИМИ ВОЗМУЩЕНИЯМИ .

 

 

1.4.1.

Полная интервальная арифметика

 

 

1.4.2.

Модели с параметрическими возмущениями 

 

1.5.

МОДЕЛИ СО СТРУКТУРНЫМИ ВОЗМУЩЕНИЯМИ 

2.

ПРИНЦИП АГРЕГИРОВАНИЯ.

АНАЛИЗ КРУПНОМАСШТАБНЫХ СИСТЕМ

 

2.1.

СКАЛЯРНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЯПУНОВА

 

 

2.1.1.

Определение и основные свойства

 

 

2.1.2.

Построение скалярных функций Ляпунова 

 

2.2.

ВЕКТОРНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЯПУНОВА

 

 

2.2.1.

Свойства векторных функций Ляпунова

 

 

2.2.2.

Векторные функции Ляпунова с компонентами в виде скалярных функций подсистем 

 

 

2.2.3.

Векторные функции Ляпунова, удовлетворяющие

Экспоненциальным оценкам

 

2.3.

ПРИНЦИП СРАВНЕНИЯ

 

 

2.3.1.

Принцип сравнения 

 

 

2.3.2.

Построение системы сравнения для линейных систем

 

 

2.3.3

Построение системы сравнения для дискретных систем 

 

 

2.3.4.

Построение системы сравнения для систем с запаздыванием 

 

2.4.

УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ СРАВНЕНИЯ

 

2.5.

ТЕОРЕМЫ СРАВНЕНИЯ 

 

 

2.5.1

Устойчивость крупномасштабных систем 

 

 

2.5.2.

Крупномасштабные системы с запаздыванием 

 

 

2.5.3.

Теоремы сравнения для структурно возмущенных систем 

3.

ПРИНЦИП КООРДИНАЦИИ.

СИНТЕЗ КРУПНОМАСШТАБНЫХ СИСТЕМ

 

3.1.

СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ

 

 

3.1.1.

Централизованный регулятор 

 

 

3.1.2.

Децентрализованный регулятор

 

 

3.1.3.

Двухуровневый регулятор 

 

3.2.

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

 

 

3.2.1.

Централизованный регулятор

 

 

3.2.2.

Децентрализованный регулятор 

 

 

3.2.3.

Двухуровневый регулятор

 

 

3.2.4.

Метод агрегированной модели

4.

МОДЕЛИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙВ УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

 

4.1.

СТАТИЧЕСКАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ

 

 

4.1.1.

Антагонистическая игра в нормальной форме 

 

 

4.1.2.

Матричная игра со смешанными стратегиями 

 

4.2.

ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ

 

 

4.2.1.

Дифференциальная игра.

Стратегия гарантированного результата . . . . . . . . . . .

 

 

4.2.2.

Децентрализованные минимаксные стратегии . . . . . .

 

 

3.2.3.

Двухуровневые минимаксные стратегии

5

МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

 

5.1

МНОГОШАГОВЫЕ ИГРЫ С ПОЛНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

 

 

5.1.1.

Модель многошаговой игры

 

 

5.1.2.

Ситуация абсолютного равновесия по Нэшу

 

 

5.1.3.

Основные функциональные уравнения

 

 

5.1.4.

Иерархические игры

 

5.2

МНОГОШАГОВЫЕ ИГРЫ С НЕПОЛНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

 

 

5.2.1.

Формализация игры

 

 

5.2.2.

Стратегии поведения. Алгоритмы решения

6.

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОМАСШТАБНЫМИ СИСТЕМАМИ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ, ТРАНСПОРТА . . . . . . . . . . . . . .

 

6.1

СИНТЕЗ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ

 

 

6.1.1.

Управление синхронными генераторами

 

 

6.1.2.

Управление боковым движением самолета

 

 

6.1.3.

Управление продольным движением самолета

 

 

6.1.4.

Управление движением подводного аппарата

 

6.2

СИНТЕЗ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ

 

 

6.2.1.

Управление синхронными генераторами

 

 

6.2.2.

Управление боковым движением самолета

 

 

6.2.3.

Управление продольным движением самолета

 

 

6.2.4.

Управление движением подводного аппарата

 

4.2.2. Учебное пособие «Грубые системы управления» (авт. проф. В.Е. Куприянов)


Аннотация

Учебное пособие посвящено анализу неопределенности математических моделей линейных стационарных динамических объектов с сосредоточенными параметрами,  методам синтеза стабилизирующих управлений такими объектами. Рассматриваются вопросы анализа и синтеза робастных систем управления многомерными  стационарными объектами с использованием новых разделов современной теории автоматического управления.

 

Содержание 


1. Описание линейных систем

 1.1. Пространство состояний

1.2. Входо-выходная модель

1.3. Операторный подход

1. Виды неопределенности систем управления

1.1. Параметрическая неопределенность

1.2.  Частотная неопределенность

2. Робастная устойчивость

2.1. Робастная устойчивость полиномов

2.2. Робастная устойчивость матриц

2.3. Робастная устойчивость при неопределенных передаточных функциях

2.4. Анализ внутренней устойчивости замкнутых систем

2.5. μ-анализ систем управления

3. Синтез робастных систем

3.1. Квадратичная стабилизация

3.2. Общий вид стабилизирующих регуляторов

3.3. Н-оптимизация

3.4. Синтез регуляторов по выходу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

4.2.3. Учебное пособие «Обобщенные математические модели и методы анализа динамических процессов в распределенных системах» (авт. проф. А.Н. Фирсов)


Аннотация


Учебное пособие посвящено аналитическим методам постановки и решения различных задач, связанных с динамическими процессами в распределенных системах. В основу используемого математического аппарата положены методы современной математической физики и функционального анализа, в частности теории обобщенных функций. В пособии представлены решения различных задач теории переноса, задачи фильтрации пуассоновского процесса со случайной интенсивностью и задачи оптимального управления движением вязкой жидкости по системе трубопроводов.

Пособие предназначено для студентов старших курсов, в первую очередь обучающихся по программам подготовки магистров, которые решили посвятить себя научно-исследовательской деятельности.

 

Содержание


Введение

1. Математические модели и методы исследования процессов    переноса в технических системах

1.1. Кинетические модели теории переноса

1.2. Математические методы исследования процессов переноса на основе обобщенных понятий  дифференцирования и интегрирования, теории полугрупп линейных операторов, теории обобщенных функций

1.3. Математические методы исследования процессов переноса, использующие «моментное» представление обобщенных функций

1.4. Математические методы исследования процессов переноса, основанные на теории неподвижных точек  нерастягивающих отображений

1.5. Результаты и выводы

2. Решение задач теории переноса в технических системах, моделируемых стационарным уравнением Колмогорова-Феллера с нелинейным коэффициентом сноса

2.1. Постановка задачи

2.2. Анализ математической модели

2.3. Построение решения задачи теории переноса

2.4. Результаты и выводы

3. Построение и анализ решений задач теории переноса,              основанные на исследовании нелинейного уравнения             Больцмана

3.1. Решение задач теории переноса, основанные на             исследовании нелинейного уравнения Больцмана

3.2. Анализ задач теории переноса, основанный на точном аналитическом решении пространственно-однородного       линеаризованного уравнения Больцмана

3.3. Устойчивость решений задач теории переноса, основанная на экспоненциальной устойчивости решений линеаризованного уравнения Больцмана, модель «жестких» потенциалов межмолекулярного взаимодействия

3.4. Эффект потери асимптотической устойчивости решений задач теории переноса в технических системах как     следствие потери устойчивости решений уравнения    Больцмана, модель «мягких» потенциалов межмолекулярного взаимодействия

3.5. Результаты и выводы

4. Математические модели и решение задач теории переноса в технических системах на основе задачи о фильтрации                 пуассоновского процесса

4.1. Введение и постановка задачи

4.2. Построение математической модели фильтрации           пуассоновского процесса

4.3. Вывод основных уравнений

4.4. Уравнения для простейших моделей фильтрации

4.5. Результаты и выводы

5. Исследование математических моделей задач теории переноса в технических системах на основе кинетической теории           многокомпонентных эмульсий

5.1. Постановка задачи моделирования многокомпонентных эмульсий на основе кинетического    подхода
5.2. Основные свойства моделей и связь с задачами теории переноса
5.3. Вывод интегральных кинетических уравнений теории многокомпонентных эмульсий
5.4. Анализ связи между макропараметрами смеси и основной жидкости
5.5. Математическое моделирование и оптимизация  гидравлических сетей при установившихся режимах    транспортировки слабо сжимаемой жидкости
5.6. Решение задачи об управлении нестационарной  транспортировкой вязкой жидкости по системе  трубопроводов
 5.7. Результаты и выводы

 

5. Использование в учебном процессе


5.1. Перспективы внедрения разработанной ООП


Кафедра «Системный анализ и управление» факультета технической кибернетики более десяти лет вела и ведет параллельную подготовку студентов по специальностям «Системный анализ и управление» (ныне – направление подготовки бакалавров и магистров) и «Информационные системы и технологии». Характер организации учебного процесса способствовал переплетению и взаимопроникновению идей и методов этих областей научно-технического знания, что способствовало подготовке выпускников, имеющих достаточно универсальные знания, умения и навыки. Последнее, как показал многолетний опыт, давало им практическую возможность успешно конкурировать на рынке труда.

Профессора и доценты кафедры САиУ имеют положительный опыт разработки ГОС и программ дисциплин по направлению «Системный анализ и управление» (в рамках соответствующего УМО). В ряде подготовленных ими программ симбиоз упомянутых выше специальностей (направлений) был успешно реализован.

Учитывая сказанное выше, магистерская программа «Нелинейные математические модели системного анализа и их приложения в задачах управления техническими, экономическими и биологическими системами» в рамках подготовки магистров по направлению «Системный анализ и управление», с учетом необходимых технических мероприятий, может быть успешно внедрена в  2013/2014 учебном году. Срок утверждения ООП на Ученом совете факультета – весна 2012 года.

 

5.2. Предполагаемые виды деятельности выпускника:


- работа в конструкторских и научно-исследовательских коллективах соответствующего профиля;

- преподавательская деятельность в ВУЗе.

Это – основные виды деятельности выпускников, на которые ориентирована данная магистерская программа. Однако, знания, умения и навыки, а также компетенции, которые приобретают выпускники, успешно прошедшие подготовку по данной магистерской программе, позволяют им успешно адаптироваться к работе в смежных областях (системное администрирование, разработка и обслуживание информационных систем различного назначения, системы связи, спутниковая навигация, распознавание образов, интеллектуальные системы, кодирование, защита информации и т.п.).