МГТУ им. Н.Э. Баумана. Информатика и управление. 2024.

В систематизированном виде изложены теоретические основы, обеспечивающие единую методическую базу для изучения информатики. Представлены все необходимые материалы для усвоения дисциплины «Информатика» в объеме учебного курса вуза в соответствии с государственным образовательным стандартом.

Представлено учебно-методическое пособие для выполнения лабораторной работы по курсу «Распределенные информационные системы» для создания клиент-серверного приложения на базе JavaFX. Рассмотрена реализация архитектуры данной системы, разработка ее серверной и клиентской частей. Приведено описание каждой части лабораторной работы, указан порядок их выполнения.

Рассмотрены различные разделы исследования операций, включая линейное программирование, на примере решения оптимизационных задач. Приведены материалы для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Методы оптимизации».

Изложены основные теоретические положения и практические приемы криптографических преобразований сообщений в информационно-телекоммуникационных системах. Рассмотрены такие преобразования, как шифрация, защита и аутентификация информации, стеганографические приемы сокрытия передачи сообщений и методы идентификации объектов информационного взаимодействия.

Приведены материалы для освоения методов измерения и обработки полученных информационных параметров сельсинов. Особое внимание уделено изучению основных характеристик сельсинов и получению навыков применения методов обработки экспериментальных данных.

Изложены алгоритмы создания приложений в консольном режиме и режиме визуального проектирования и объектно-ориентированного программирования. Рассмотрены основные приемы программирования, используемые студентами на практических занятиях, а также в самостоятельной работе. Для каждого занятия приведены краткие теоретические сведения и примеры программ, изучаемых на семинарских занятиях в аудиториях, и примеры заданий, выдаваемых на лабораторных работах в компьютерных классах. В конце учебно-методического пособия приведены контрольные вопросы для проверки знаний.

Рассмотрены основные темы школьного курса «Информатика», необходимые для успешной сдачи ЕГЭ (и ОГЭ) по данной дисциплине и поступления в ведущие технические вузы страны на соответствующие специальности. В каждой главе приведены теоретическая часть, примеры решения задач и задачи для самостоятельной работы с ответами для самоконтроля учащихся. Во многие темы включен дополнительный материал для более глубокого изучения дисциплины «Информатика».

Издание содержит теоретические сведения о разработке и применении иерархических структур данных в виде бинарных деревьев на языке С++. Приведены примеры основных алгоритмов и программ для работы с бинарными деревьями.

Представлены материалы для исследования процесса сертификации программного обеспечения. Приведены основные теоретические сведения, необходимые для проведения динамического анализа кода, а также описание процесса использования программного обеспечения, предназначенного для выполнения данного вида анализа.

Рассмотрены базовые протоколы и функции, обеспечивающие работоспособность и безопасность сетей; вопросы, относящиеся к основным настройкам коммутаторов Cisco и способам управления ими; команды настройки маршрутизации и ограничений доступа; принципы обеспечения безопасности пользователей и управления виртуальными сетями; технологии защиты от атак и фильтрации трафика. Приведены материалы для подготовки к выполнению лабораторных работ, даны примеры пошагового решения задач, а также задания для самостоятельной работы.

Представлены краткое описание основных структур и методов обработки данных, критерии оценки алгоритмов и структур данных, примеры структур данных, способы оценки и повышения эффективности программ, способы тестирования программ, варианты заданий, порядок выполнения и требования к защите лабораторных работ, предусмотренных учебным планом МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Представлены основы языка программирования C#. Рассмотрены среда исполнения .NET, конструкции языка C# и объектно-ориентированное программирование на нем, работа с коллекциями, файловой системой, рефлексией, а также параллельная обработка данных. Дано введение в технологию разработки оконных пользовательских интерфейсов Windows Forms.

Приведены краткие теоретические сведения о языке С и разработке приложений в среде VS C++, примеры реализации изучаемых алгоритмов, задания для самостоятельного выполнения по каждой из рассматриваемых тем.

Даны необходимые пояснения и рекомендации для выполнения курсовой работы по дисциплине «Базы данных».

Предназначено для самостоятельного изучения дисциплины «Языки программирования». Приведено описание общей последовательности функционирования программных фрагментов на языке ассемблера в приложениях языка С++. Рассмотрены принципы адресации памяти ЭВМ с архитектурой фон Неймана, структура и назначение регистров процессора, основные команды процессора. Акцентировано внимание на взаимосвязи между командами процессора и операторами языка С++ и вопросах программирования на языках высокого уровня, понимание которых достижимо только при изучении соответствующих положений ассемблера. В каждом разделе пособия приведены вопросы и задания для самоконтроля.

Рассмотрены методы настройки адресации в корпоративной сети, режимы функционирования и взаимодействия ее подсетей. Изложены основные аспекты теории по теме «Адресация и маршрутизация локальных сетей».

Приведены основные теоретические и методические сведения по созданию автоматизированных систем управления специального назначения в интересах обеспечения деятельности органов управления: состав, структура, классификация, а также базовые требования, предъявляемые к системам и ее компонентам. Рассмотрены вопросы организации разработки и содержания работ на предпроектных стадиях и стадиях разработки, оценки качества автоматизированных систем управления специального назначения с учетом требований как национальных, так и международных стандартов и практических рекомендаций по порядку разработки сложных организационно-технических систем.

Издание содержит наглядный материал, предназначенный в помощь студентам при выполнении лабораторной работы по курсу «Теория колебаний неконсервативных систем» с помощью компьютерной технологии MSC Apex.

Рассмотрена организация индустриального интернета вещей (IIoT) с точки зрения процессов и продуктов.

Рассмотрены методики и технологии, основанные на использовании математических методов, информационных технологий и базовых знаний из предметной области информатики, объединенные понятием «когнитивные методики и технологии».

Приведено описание технических средств моделирования интеллектуальных систем при использовании современной элементной базы. К таким средствам относятся микропроцессоры, транспьютеры, сигнальные процессоры, нейрокомпьютеры и оптические процессоры. Рассмотрены интегрированная среда моделирования и моделирующие комплексы (аналоговые и аналого-цифровые). На конкретных примерах описаны стенды для физического и полунатурного моделирования. Автоматизация моделирования также рассмотрена на примере описания интеллектуальных технологий в автоматизации проектирования систем управления базами моделей. Рассмотрены интеллектуальные средства моделирования сети Интернет: электронная почта, доски объявлений, телеконференции. Приведены оценки качества и эффективности работы систем, а также требования к техническим средствам стендов с точки зрения обеспечения надежности их работы.

Приведены краткие теоретические сведения о методах повышения разборчивости речи с использованием пакетов специального программного обеспечения для обработки речевых и звуковых сигналов и их графических спектрограмм.

Рассмотрены основные понятия, методы, подходы, нормативные и руководящие материалы, необходимые обслуживающему персоналу при проведении работ по эксплуатации автоматизированных систем обработки информации и управления, построенных на основе современных локальных вычислительных сетей. Содержится большое количество примеров, практических советов и рекомендаций для быстрого усвоения теоретического материала и возможности его дальнейшего использования при выполнении домашних заданий, курсовых и дипломных проектов, а также при решении конкретных практических задач.

Приведены основные сведения о характеристиках, устройстве и принципах работы комплекса средств автоматизации ряда «Фундамент». Пособие предназначено для подготовки специалистов радиотехнических войск Военно-воздушных сил Российской Федерации, изучающих курс «Военно-техническая подготовка».

Приведено описание электронных лабораторных работ по курсу «Теория тепломассообмена», даны указания к их выполнению. В большом объеме рассмотрены основные теоретические положения.

Приведены задачи по курсу «Алгоритмы и структуры данных», посвященные основным алгоритмам сортировки и поиска, а также базовым структурам данных, таким, как стеки, очереди, очереди с приоритетом, связанные списки, списки с пропусками, хеш-таблицы, бинарные деревья поиска, префиксные и суффиксные деревья.

Рассмотрены типовые контакторные схемы управления электроприводами в функции времени, скорости и пути с асинхронными двигателями и двигателем постоянного тока. Процессы управления проиллюстрированы механическими характеристиками.

Рассмотрены методики подготовки и проведения тренажа на комплексе средств автоматизации «Фундамент». Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Радиоэлектронные системы и комплексы».

В пособии рассматриваются алгебраические алгоритмы на примере системы компьютерной алгебры Sage. Обсуждаются манипуляции с символьными выражениями, вычисления в различных алгебраических структурах, преобразования систем алгебраических уравнений. Пособие снабжено упражнениями и задачами.

Пособие является практическим руководством для освоения среды визуального программирования Turbo Delphi. В нем рассмотрены особенности разработки простых графических приложений. Изложены принципы визуального проектирования и событийного программирования. Пособие отличается доступностью изложения, наглядными примерами и адресовано студентам младших курсов всех специальностей университета, владеющим основами программирования на языке Паскаль.

Приведены краткие теоретические сведения по анализу данных. Рассмотрены примеры обработки результатов компьютерного моделирования электронных схем в среде Multisim 10 и MATLAB.

Рассмотрены основные принципы и методы криптографической обработки информации. Приведены сведения о структуре и функциях криптосистем для обработки данных.

Рассмотрены основы проектирования микрополосковых устройств СВЧ с помощью пакета программ Microwave Office 2009 производства компании Applied Wave Research. На примере балансных смесителей описаны основные операции, которые необходимо выполнить при проектировании электрической принципиальной схемы устройства, создании его топологии, расчете и оптимизации рабочих параметров.

Представлены учебно-методические материалы, необходимые при выполнении лабораторно-практических работ. Основное внимание уделено программируемым промышленным контроллерам и инструментальным программным средствам двухуровневых систем. Нижний уровень систем обеспечивает решение задач непосредственного автоматического управления, верхний - предоставляет человеку возможность оперативного управления в автоматизированных системах, направленного на осуществление контроля за объектом управления и воздействия на него.

Рассмотрены устройство и программирование однокристальных микроконтроллеров на примере широко распространенного восьмиразрядного микроконтроллера семейства MCS-51. Предполагаетcя знание первой части учебного пособия «Функции, структура и элементная база систем автоматического управления», в которой заложены основы единого подхода к проектированию механических, электронных и программных компонентов технологического оборудования, и умение постановки четких технических заданий и технических предложений на начальных этапах проектирования.

Изложено содержание информационного менеджмента в малом бизнесе на базе компьютерной технологии. Приведены примеры и контрольные задания по выполнению текущих операций малого бизнеса с помощью программного продукта «1С: Бухгалтерия 8».

Приведены варианты задания по проектированию синхронного счетчика mod7 с произвольным порядком счета для использования в автомате управления технологическим процессом и пример поэтапного выполнения расчета и последующего моделирования его функционирования в программной среде NI Multisim 10.1. Дана последовательность сборки схем и проведения моделирования в виртуальной лаборатории. Практические занятия выполняются с целью закрепления теоретических знаний и приобретения навыков работы в программной среде моделирования цифровых устройств Multisim 10.1 по дисциплине «Электротехника и электроника».

В части 1 рассмотрен математический аппарат, применяемый в теории дискретных систем автоматического управления: элементы теории разностных уравнений, дискретное преобразоваиие Лапласа, его связь с преобразованием Лапласа непрерывных функций. Дано определение математических моделей дискретных автоматических систем. Рассмотрены понятия передаточных функций и частотных характеристик дискретных систем, а также способы их определения. Изложены методы анализа дискретных систем. В части 2 исследована устойчивость линейных дискретных систем автоматического управления (САУ), рассмотрены алгебраические и частотные критерии устойчивости, а также метод синтеза дискретных САУ с использованием логарифмических частотных характеристик (построение желаемых частотных характеристик, реализация последовательных и параллельных корректирующих устройств). Достаточно подробно изложен метод пространства состояний для дискретных САУ. Приведены способы определения уравнений состояний дискретных САУ с одним входом и одним выходом, критерии управляемости и наблюдаемости как для нестационарных, так и для стационарных линейных дискретных систем. Описана процедура синтеза модального управления и рассмотрено построение наблюдающих устройств полного и неполного порядка.

Рассмотрены теория и вопросы практического применения метода конечных элементов (МКЭ) в инженерных расчетах на основе программного продукта ANSYS Workbench. Изложение теоретических аспектов МКЭ сопровождается подробными иллюстрированными примерами работы с ANSYS Workbench при расчете как простых деталей, так и сложных конструкций, работающих в динамических условиях.

В пособии приведены общие сведения о русскоязычной версии графической системы AutoCAD 2007. Рассмотрены средства создания рабочей среды чертежей, формирования изображений и их редактирования. Материал адаптирован к восприятию учащимися с ограниченными возможностями по слуху.

Рассмотрены вопросы инфологического и датологического проектирования баз данных, модели данных, архитектура и основные компоненты банка данных. Для студентов старших курсов специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления», изучающих дисциплину «Банки данных». Могут быть полезны для самостоятельной работы по изучению дисциплины, а также при выполнении лабораторного практикума, курсового и дипломного проектов.

В пособии рассмотрены такие общие понятия, как система, информационный процесс, модель, перечислены типы систем и моделей, дано представление о системном моделировании, формировании процессов управления в системах, построении моделей и их использовании при исследовании процессов управления, концепции интеллектуальных систем.

Рассмотрены трехмерные дискретные системы, состоящие из набора точечных масс, соединенных упругими и диссипативными связями (пружинами и демпферами). Основное внимание уделено численным методам решения задач о свободных и вынужденных колебаниях, а также алгоритмам интегрирования уравнений движения. Материал изложен в соответствии с методом конечных элементов. Использованы принципы Д’Аламбера и возможных перемещений, при записи основных соотношений — векторно-матричная символика. Приведены тексты программ на языке MATLAB и примеры расчета.

Рассмотрена архитектура современных суперскалярных процессоров. Приведены сведения, поясняющие состав и назначение входящих в процессоры подсистем. На примере микроархитектуры Intel P6 дано подробное функциональное описание каждой подсистемы. Приведены функциональные описания современных суперскалярных процессоров фирм Intel, AMD, IBM, Sun, MIPS.

В методических указаниях представлены общие требования, предъявляемые к дипломным проектам, и особенности выполнения дипломных проектов на кафедре «Информационная безопасность».

Пособие содержит учебный материал, раскрывающий методы формирования многослойных графических документов на базе компьютерной технологии. На основе практических примеров и контрольных заданий показана технология обработки растровых изображений с помощью программного пакета Adobe Photoshop, позволяющая овладеть приемами подготовки графических рекламных материалов для их использования в информационной деятельности менеджера.

Рассмотрены основы применения решателя инженерных задач, предназначенного для автоматизации решения расчетных и логических задач. Изложены способы описания знаний предметной области с использованием естественного языка и табличных форм представления методик исходных нормативно-справочных документов. Основное внимание уделено процессу создания специалистами информационного обеспечения для автоматизированного решения различных задач технологического проектирования. Приведена методика формализации технологических знаний средствами решателя инженерных задач и ее использование в учебном процессе.

Методические указания посвящены анализу и синтезу систем автоматического регулирования. Описана методика моделирования линейной и нелинейной систем регулирования, системы с запаздыванием, исследовано влияние некоторых параметров названных систем на вид переходного процесса. Проведен анализ влияния параметров регулятора на выбранные критерии качества работы системы. Представлено описание универсальной программы «Моделирование в технических устройствах (МВТУ 3.7)», позволяющей проводить моделирование и оптимизацию систем автоматического регулирования и управления теплоэнергетических установок на ЭВМ.

В методических указаниях приведено описание экспериментальной установки по исследованию системы автоматического регулирования (САР) давления в проточной пневматической емкости. Описаны лабораторные работы по исследованию статических и динамических характеристик элементов САР и всей системы в целом.

Рассмотрено практическое применение программы OSS на примерах синтеза оптических систем различного назначения. Представлены примеры синтеза пятигруппового панкратического объектива и панкратического объектива типа PIN HOLE, светосильного объектива для ИК-области спектра и светосильного объектива типа объектива Петцваля, а также пример синтеза миниатюрного широкоугольного объектива с вынесенным входным зрачком. Показаны примеры задания характеристик объективов в программе OSS, формирования оптимизационной модели. Рассмотрены вопросы параметрического синтеза тонких компонентов и создания рабочего каталога стекол для синтеза.