Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ЭиВТ 

 

 

 

«   24   »       02       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Системное программное обеспечение     

 




Направление подготовки

09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Профиль подготовки

"Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр








          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

4

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

Зач.  

5

144 / 4  

16  

18  

16  

3,6  

0,35  

53,95  

63,4  

Экз.(26,65)  

Итого

216 / 6  

32  

18  

32  

5,2  

0,6  

87,8  

101,55  

26,65  

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: обучение студентов систематизированным представлениям о принципах, методах и средствах реализации системного программного обеспечения ЭВМ, вычислительных систем, комплексов и сетей.

Основными задачами изучения дисциплины является освоение теории формальных языков. Изучение структуры и организации транслирующих систем: ассемблеров, загрузчиков, компиляторов.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.ДВ.05.01))

Изучение дисциплины «Системное программное обеспечение» базируется на знаниях, полученных студентами по естественнонаучным, общепрофессиональным и специальным дисциплинам: Математика, Математическая логика и теория алгоритмов, Информатика, Дискретная математика, Теория автоматов, Программирование, Архитектура микропроцессоров и программирование на языке ассемблера На дисциплине «Системное программное обеспечение» базируется изучение общепрофессиональных и специальных дисциплин: Операционные системы, Технология программирования, Системы управления базами данных

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 способность инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем.

ПК-1 способность разрабатывать модели компонентов информационных систем, включая модели баз данных и модели интерфейсов "человек - электронно-вычислительная машина".

ПК-2 способность разрабатывать компоненты аппаратно-программных комплексов и баз данных, используя современные инструментальные средства и технологии программирования.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

основные составляющие системного программного обеспечения (ОПК-1).

стадии трансляции, принципы построения и алгоритмы работы лексического, синтаксического и семантического интерпретатора (ПК-1).

основы теории языков и грамматик (ПК-2).

2) Уметь:

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программно-аппаратные средства вычислительных и информационных систем (ОПК-1).

составлять правила для транслирующей грамматики и производить её проверку (ПК-1).

производить синтез конечных автоматов по заданной формальной грамматике (ПК-1).

составлять функции переходов и алгоритмы анализ процесса обработки входной цепочки магазинным автоматом (ПК-2).

3) Владеть:

основами теории языков и грамматик (ОПК-1).

методами построения решающих таблиц синтаксических анализаторов (ПК-1).

приемами разработки отдельных программных модулей для систем построения трансляторов (ПК-2).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Элементы теории формальных языков

4

10

19

экзаменационное тестирование

2

Построение транслятора

4

6

16

19,15

экзаменационное тестирование

Всего за  семестр

72

16

16

38,15

1,6

0,25

Зач.

3

Построение транслятора

5

10

18

16

59

экзаменационное тестирование

4

Примеры транслирующих программ

5

6

4,4

отчеты по лабораторным работам, экзаменационное тестирование

Всего за  семестр

144

16

18

16

63,4

3,6

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

216

32

18

32

101,55

5,2

0,6

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Элементы теории формальных языков

Лекция 1.

Структура компиляторов и интерпретаторов (2 часа).

Лекция 2.

Основы теории формальных языков и грамматик (2 часа).

Лекция 3.

Конечные автоматы и преобразователи. Связь между грамматикой и автоматом (2 часа).

Лекция 4.

Автоматы и преобразователи с магазинной памятью. Преобразования КСГ (2 часа).

Раздел 2. Построение транслятора

Лекция 5.

Синтаксический анализ. Трансляция арифметических выражений (2 часа).

Лекция 6.

Синтаксический анализ. Нисходящие распознаватели (2 часа).

Лекция 7.

Синтаксический анализ. Восходящие распознаватели на основе LR(k) грамматик (2 часа).

Лекция 8.

Синтаксический анализ. Восходящие распознаватели на основе грамматик простого предшествования (2 часа).

Семестр 5

Лекция 9.

Формальные методы описания перевода (2 часа).

Раздел 3. Построение транслятора

Лекция 10.

Семантический анализ (2 часа).

Лекция 11.

Оптимизация (2 часа).

Лекция 12.

Генерация кода (2 часа).

Лекция 13.

Ассемблеры (2 часа).

Раздел 4. Примеры транслирующих программ

Лекция 14.

Загрузчики и программы связывания (2 часа).

Лекция 15.

Макропроцессоры (2 часа).

Лекция 16.

Операционные системы и среды. Пользовательский интерфейс операционной среды (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 5

Раздел 1. Построение транслятора

Практическое занятие 1.

Построение регулярной грамматики по заданному описанию языка (2 часа).

Практическое занятие 2.

Построение КА, принимающего заданный в описании язык. Построение КА по заданной регулярной грамматике. Построение РГ по КА (2 часа).

Практическое занятие 3.

Преобразование НКА в ДКА (2 часа).

Практическое занятие 4.

Минимизация КА (2 часа).

Практическое занятие 5.

Построение КСГ по заданному описанию языка (2 часа).

Практическое занятие 6.

Построение МПА по заданному описанию языка (2 часа).

Практическое занятие 7.

Преобразование грамматики к классу LL(k). Доказать принадлежность грамматики классу LL(k) (2 часа).

Практическое занятие 8.

Построить решающие таблицы LR(k) разбора (2 часа).

Практическое занятие 9.

Построение матрицы предшествования (2 часа).

 

Методические указания для практических занятий доступны по ссылке: https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=14401

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Построение транслятора

Лабораторная 1.

Лексический анализ (алгоритм сканера) (4 часа).

Лабораторная 2.

Лексический анализ (классификация лексем) (4 часа).

Лабораторная 3.

Построение и преобразование контекстно-свободных грамматик (4 часа).

Лабораторная 4.

Синтаксический анализ (построение решающих таблиц) (4 часа).

Семестр 5

Раздел 2. Построение транслятора

Лабораторная 5.

Синтаксический анализ (программирование) (4 часа).

Лабораторная 6.

Трансляция арифметических и логических выражений (4 часа).

Лабораторная 7.

Семантическая интерпретация (4 часа).

Лабораторная 8.

Генерация кода, сборка (4 часа).

 

Методические указания для лабораторных работ доступны по ссылке: https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=14371

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Минимизация состояний конечного автомата. Методы сжатия таблиц.

2. Конечные автоматы с е-переходами.

3. Свойства регулярных языков: замкнутость, разрешимость.

4. Преобразование грамматик. КСГ в нормальной форме. Грамматики в нормальной форме Хомского, Грейбах.

5. Табличные распознаватели КС-языков. Алгоритмы Кока-Янгера-Касами, Эрли.

6. Проблема определения границ лексем.

7. Принципы организации таблиц идентификаторов: построение таблиц с использованием простых и упорядоченных списков, по методу бинарного дерева, с использованием хеш-функций и хеш-адресации, комбинированные способы.

8. Лексический анализ "на лету". Система контекстной помощи.

9. Автоматизация построения лексических анализаторов. Язык регулярных выражений LEX.

10. Способы внутреннего представления программ.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Системное программное обеспечение

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Теоретические основы разработки и реализации языков программирования : учебное пособие / М.М. Гавриков, А.Н. Иванченко под ред., Д.В. Гринченков. — Москва : КноРус, 2016. — 178 с. - https://www.book.ru/book/920582

2. Холкина, Н.Е. Введение в формальные грамматики и методы трансляции: учебное пособие для студентов ву-зов, обучающихся по направлению 230100 Информа-тика и вычислительная техника / Н.Е. Холкина. – Му-ром: ИПЦ МИ ВлГУ, 2012. – 145 с.: - 70 экз.

3. Системное программное обеспечение: Практикум для студентов образовательной программы 09.03.01 Информатика и вычислительная техника / сост. Догадина Е.П., Холкина Н.Е. [Электронный ресурс]. - Муром.: МИ ВлГУ, 2016. - № госрегистрации 0321601678 - http://elib.mivlgu.local/index.php?mod=book_inf&com=view_inf&book_id=2790

4. Разработка компиляторов: Практикум для студентов образовательной программы 09.03.01 Информатика и вычислительная техника / сост. Холкина Н.Е. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. (1 Мб). – Муром: МИ ВлГУ, 2016 - https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=14371

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Молчанов А. Ю. Системное программное обеспечение: Учебник для вузов. 3-е изд. — Санкт-Петербург: Питер 2010 г.— 400 с.\ - http://ibooks.ru/product.php?productid=21672

2. Духанов А. В. Языки программирования и методы трансляции: методические указания к лабораторным занятиям / А. В. Духанов, О. Н. Медведева, М. В. Шишкина [электронный ресурс], 2011 - http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/3095

3. Автоматическая обработка текстов на естественном языке и компьютерная лингвистика: учебное пособие / Е.И. Большакова, Э.С. Клышинский, Д.В. Ландэ, А.А. Носков, О.В. Пескова, Е.В. Ягунова - М.: МИЭМ, 2011. - 272 с. - http://window.edu.ru/resource/465/78465

4. Афраймович Л.Г. Тестовые задачи для самостоятельной подготовки по курсу "Теория автоматов и формальные грамматики": Учебно-методическое пособие. - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2011. - 32 с. - http://window.edu.ru/resource/843/77843

5. Системное и прикладное программное обеспечение: Конспект лекций / С. И. Абрахин, А. В. Духанов, 2010 - http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/1377

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Информационно-образовательный портал МИ ВлГУ https://www.mivlgu.ru/iop/

Курс: Математическая теория формальных языков http://www.intuit.ru/studies/courses/1064/170/info

Курс: Теория и реализация языков программирования http://www.intuit.ru/studies/courses/1157/173/info

Курс: Разработка компиляторов http://www.intuit.ru/studies/courses/26/26/info

Электронная библиотека ВлГУ http://e.lib.vlsu.ru/

Электронная библиотека «ЭВРИКА» http://elib.mivlgu.local/

Библиотека MSDN: http://msdn.microsoft.com

Библиотека RSDN: http://rsdn.ru

Программное обеспечение:

Лаборатория систем автоматизированного проектирования

Среда программирования Visual Studio (подписка DreamSpark Premium Electronic Software; Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года);

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

book.ru

elib.mivlgu.local

mivlgu.ru

ibooks.ru

e.lib.vlsu.ru:80

window.edu.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория систем автоматизированного проектирования

Компьютер Kraftway Credo KC 36 - 13 шт.; проектор ACER P1100 DLP Projector EMEA; экран настенный;интерактивная доска Hitachi StarBoard FX-82W

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Занятия проводятся в компьютерном классе, используя специальное программное обеспечение. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с расчетом электрических цепей постоянного и переменного тока, разработкой схемотехнических решений узлов и блоков ЭВМ. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу расчета электрических цепей с применением основных законов и методов расчета, проектирования схем устройств ЭВМ, в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Системное программное обеспечение»

по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

 

Рабочая программа дисциплины «Системное программное обеспечение» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 216 час. (6 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет / экзамен .

Цель дисциплины: обучение студентов систематизированным представлениям о принципах, методах и средствах реализации системного программного обеспечения ЭВМ, вычислительных систем, комплексов и сетей.

Основными задачами изучения дисциплины является освоение теории формальных языков. Изучение структуры и организации транслирующих систем: ассемблеров, загрузчиков, компиляторов.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Системное программное обеспечение» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

 

24.02.2016 г.