Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 05.13.11 "Математическое и программное обеспечение вычислительных машин и систем"
(физико-математические науки)  

1. Общие вопросы. Вычислительные системы

1.1. ЭВМ и научно-технический прогресс. Роль ЭВМ в развитии и техники, в производстве, экономике и образовании. Области применения ЭВМ. Основные направления развития вычислительной техники, и математического обеспечения.

1.2. Классификация ЭВМ и вычислительных систем по их архитектуре и целям применения. Понятие о простейшей архитектуре ЭВМ с последовательной обработкой и мультипроцессорных вычислительных систем и вычислительных комплексов с параллельной обработкой данных. ЭВМ БЭСМ-6, ЕС ЭВМ, СМ-ЭВМ, микропроцессоры.

1.3. Понятие о сетях ЭВМ, удаленной обработке и терминальном доступе.

1.4. Понятие о режимах использования вычислительных комплексов: пакетный режим, мультипрограммный режим, режим реального времени, дистанционная обработка.

1.5. Общие функциональные и технические характеристики микропроцессоров, мини и микро-ЭВМ, ЭВМ общего назначения, супер-ЭВМ и вычислительных средств специальной ориентации (матричные процессоры, векторные, конвейерные и потоковые вычислительные системы).

1.6. Общетеоретические основы системотехники. Классификация автоматизированных систем. АСУ, АСУГП, АУП. Автоматизированные системы обработки экспериментальных данных.

2. Операционные системы

1.1. Режимы функционирования вычислительных систем, структура и функция операционных систем. Основные блоки и модули.

2.2. Понятие об аппаратной поддержке супервизорных функций ОС: система прерываний (защита памяти, механизмы преобразования адресов в системах виртуальной памяти, управление каналами и периферийными устройствами.

2.3. Управление доступом к данным, программная поддержка файловых систем, систем управления базами данных в различных операционных системах.

2.4. Планирование потока заданий, распределение ресурсoв между задачами в мультипрограммном режиме.

2.5. Языки управления заданиями и их интерпретация средствами операционных систем.

2.6. Управление телекоммуникационным доступом, управление работой терминальной сети средствами ОС.

2.7. Управление параллельными процессами в операционных системах, управление взаимодействием процессов.

2.8. Основные характеристики операционных систем ЕС ЭВМ.

2.9. Основные характеристики операционных систем линии CМ ЭВМ.

2.10. Характеристики ОС для микро и мини ЭВМ (CP/M, UNIX). Средства предоставляемые пользователю.

3. Системы программирования

3.1. Операционные системы программирования, типовые компоненты СП: языки, трансляторы, редакторы связей, отладчики, текстовые редакторы. Понятие иерархии абстрактных машин.

3.1. Языки программирования. Подходы к их классификации (по уровню абстракции, по классам применений, по классам пользователей).

3.3. Понятие о методах трансляции. Лексический, синтаксический, семантический анализ. Генерация объектного кода.

3.4. Машинно-ориентированные языки типа автокода, области применения. Способы записи машинных команд и констант. Команды транслятору, их типы, принципы реализации.

3.5. Макросредства, макровызовы, языки макроопределений, условная макрогенерация принципы реализации.

3.6. Модульное программирование. Типы модулей (показателя, загрузчик, объектный). Связывание модулей по управлению и данным. Примеры.

3.7. Редакторы связей и загрузчики. Функции, принципы реализации.

3.8. Сравнительные характеристики языков программирования: Бейсик, Фортран, Алгол-60, Паскаль, Лисп, ПЛ-1.

3.9. Инструментальные языки реализации больших программных систем. Характеристика языка АДА.

3.10. Средства реализации систем программирования и организация в прикладных программ. Системная часть ППП, предметно-ориентированная, входные языки ППП.

3.11. Понятие о подходах к автоматическому синтезу программ. Понятие о базе знаний.

3.12. Примитивы машинной графики. Примеры выразительных средств.

3.13. Понятие о макропрограммирования. Инструментальные средства и языки макропрограммирования. Программное обеспечение макропроцессоров.

3.14. Языки диалогового взаимодействия, директивы работы в сети.

3.15. Понятие о параллельном программировании и о синхронном исполнении.

4. Технология программирования

4.1. Требования к программному продукту (надежность, переносимость, познаваемость, рациональная ресурсоемкость) и их влияние на системы программирования и технологию разработки программных систем.

4.2. Жизненный цикл программы. Понятие об оценке качества, методы тестирования.

4.3. Понятие о структурном программировании, программирование сверху вниз. Программные средства поддержки.

4.4. Примеры технологических комплексов и инструментальных средств.

4.5. Переносимость программ. Управление представлением программ на вычислительной машине.

4.6. Понятие о надёжности программного обеспечения. Методы повышения надёжности.

5. Методы хранения, организация и доступ к данным

5.1. Концепция типа данных. Скалярные, составные, ссылочные данные, понятие абстрактных типов данных.

5.2. Очереди, стеки, деки, деревья, графы, таблицы. Алгоритмы обработки поиска.

5.3. Модели данных. Иерархическая, сетевая, реляционная. Алгебра отношений. Примеры соответствующих СУБД.

5.4. Информационно-поисковые системы, классификация. Методы реализации и ускорения поиска.

5.5. Понятие о базе знаний, их использование в экспериментальных системах и системах логического вывода.

6. Элементы смежных дисциплин

6.1. Понятие алгоритма. Алгоритмические схемы Тьюринга, Поста и Маркова. Алгоритмически неразрешимые проблемы.

6.2. Алгебра логики. Булевы функции. Канонические формы задания булевых функций. Понятие полноты системы булевых функций.

6.3. Понятие графа. Вершины. Ребра. Конечный граф. Путь, цикл, петля. Геометрическая реализация графа. Реализация в евклидовом пространстве. Изоморфные графы. Подразделение ребра графа. Геоморфные графы. Подграф. Критерий плоской реализуемости.

6.4. Погрешность результата численного решения задачи. Неустранимая погрешность. Запись чисел в ЭВМ. Абсолютная и относительная погрешности. Понятие "устойчивого" алгоритма.

6.5. Численные методы линейной алгебры, решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Методы определения корней. Методы интегрирования. Понятие о разностных методах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бахвалов Н.С. Численные методы. М., Наука, 1975.
2. Бутаков Е.А. Методы создания качественного программного обеспечения ЭВМ. М. Энергоатомиздат, 1984.
3. Вагнер П. Программирование на языке Ада М., Мир, 1983.
4. Девис У. Операционные системы: функциональный подход. М., Мир, 1980.
5. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. М., Мир, 1979.
6. Королев Л.Н, Структуры ЭВМ и их математическое обеспечение. М., Наука, 1978.
7. Кузьмичев Д.А., Радкевич И.А., Смирнов А.Д. Автоматизация экспериментальных исследований. Учебное пособие для вузов. М., Наука.1983.
8. Любимский Э.З., Мартынюк В.В., Трофимов Н.П. Программирование, М., Наука, 1980.
9. Мазный Г.Л. Программирование на БЭСМ-6 в системе "Дубна". М., Наука, 1978.
10. Мамиконов А.Г. Основы построения АСУ. Учебник для вузов. М., Высшая школа, 1981.
11. Наумов Б.Н. (ред). Малые ЭВМ и их применение. М., Статистика, 1980.
12. Прангишвили И.В., Виленкин С.Я., Медведев И.Л. Параллельные вычислительные системы с общим управлением. М., Энергоатомиздат, 1983.
13. Прангишвили И.В. Микропроцессоры и локальные сети микро-ЭВМ в распределительных системах управления. М., Энергоатомиздат, 1985.
14. Попов Ю.П., Самарский А.А. Вычислительный эксперимент. М. Знание, 1933.
15. Пратт Т. Языки программирования: разработка и реализация. М., Мир, 1933.
16. Тихонов А.Н., Костомаров Д.П. Вводные данные по прикладной математике. М., Наука, 1964.
17. Ускерли Дж. Архитектура и программирование микро-ЭВМ. В двух томах. М., Мир, 1984.
18. Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. М., Наука, 1979.

Версия для печати