МГТУ им. Н.Э. Баумана. Информатика и управление (ЗК). 2024.

Рассмотрены современные стохастические популяционные алгоритмы решения однокритериальной задачи глобальной оптимизации. Изложены методы повышения эффективности этих алгоритмов путем их гибридизации и метаоптимизации. Наряду с однокритериальной рассмотрена задача многокритериальной оптимизации и популяционные алгоритмы ее решения. Представлены методы распараллеливания указанных алгоритмов. Содержит большое число примеров решения тестовых и практически значимых задач оптимизации.

Описано проектирование систем управления объектов мехатроники на примере систем наведения радиотехнических и оптических комплексов. Подробно рассмотрены вопросы структурного и функционального построения высокоточных систем управления с использованием принципа двухканального управления, а также их анализ и синтез с учетом различных помех и возмущающих воздействий. Приведены принципы и особенности построения и реализации систем управления, обусловленные цифровыми технологиями обработки информации.

Рассмотрены современные и классические алгоритмы одновременного машинного обучения множества агентов, основанные на теории игр, табличных, нейросетевых, эволюционных и роевых технологиях. Представлено последовательное развитие теоретической модели алгоритмов, базирующееся на марковских процессах принятия решений. Реализация алгоритмов выполнена на языке программирования Python с использованием библиотеки глубокого обучения PyTorch. Средой машинного обучения является компьютерная игра StarCraft II с интерфейсом кооперативного мультиагентного обучения SMAC.

Рассмотрены понятие корпоративной информационной системы (КИС), ее предметная область (введение в основы бухучета, логистики, управленческого учета) и функциональность (подсистемное и процедурное представление функциональности КИС, методологии MRP, MRP II, ERP и ERP II). Приведены сведения о разработке программного обеспечения КИС, в частности об унифицированном процессе и языке моделирования UML, этапах объектно-ориентированного анализа и проектирования, а также описание предметной области, анализ требований.

Рассмотрена законодательная база информационной безопасности, приведен перечень возможных угроз, отражены основные подходы к созданию систем защиты информации, представлена классификация предупредительных мер, изучены вопросы, связанные с программно-аппаратными механизмами обеспечения информационной безопасности.

Книга посвящена изучению стека протоколов TCP/IP — технологической основе сети Интернет. Описывается стек протоколов TCP/IP. Рассматривается протокол РРР и его основные компоненты, протоколы аутентификации, сжатия и шифрования данных PPP, протоколы туннелирования PPP, включая РРРoE, PPPoA, PPTP и L2TP, типы подключения к провайдерам. Изучается протокол IP версии 4 и версии 6, технология NAT, архитектура безопасности IP. Рассматривается протокол разрешения адресов ARP, методы Gratuitous ARP и Proxy ARP. Описан протокол ICMP версии 4 и версии 6. Рассматривается разрешение адресов IPv6, определение недоступности соседа, дублирования адресов, обнаружение маршрутизатора с помощью протокола NDP. Отдельная глава посвящена технологиям маршрутизации. Изучается архитектура протоколов маршрутизации, алгоритмы маршрутизации, подробно описан протокол OSPF, включая версию 3. Рассматриваются основополагающие протоколы транспортного уровня TCP и UDP. Приведено описание протоколов уровня приложений Telnet, SSH, SSL/TLS, DHCP, DHCPv6. Изложена методика поиска неисправностей в сетях TCP/IP. Предлагаемые практические работы охватывают все рассмотренные темы. Издание содержит обширный глоссарий. Учебное пособие является результатом многолетнего сотрудничества МГТУ им. Н.Э. Баумана и компании D-Link по подготовке кадров для сферы информационно-коммуникационных технологий.

Пособие содержит задания для лабораторных работ по темам: «Регулярные выражения», «Автоматные грамматики», «Лексический анализатор» и «Обработка текстовой информации с помощью регулярных выражений». Приведен необходимый для выполнения заданий теоретический материал.

Рассмотрены методики, идиомы и приемы решения задач обработки динамических структур данных на языке С++. Подробно описаны вычислительные алгоритмы, реализованные с использованием нотации указателей. Приведены краткие теоретические сведения и примеры приложений по изучаемому материалу. Изложена методика выполнения лабораторных работ по рассматриваемым темам, которая используется авторами в процессе проведения практических занятий в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Изложена теоретическая информация по дисциплине «Сетевые технологии в АСОИУ», предназначенная для самостоятельной проработки студентами материалов лекций. Приведены основные понятия и определения. Рассмотрены варианты практической реализации изучаемых технологий. В конце каждого модуля учебного пособия даны вопросы и задания для самоконтроля, а также список рекомендуемой литературы.

Приведены краткие теоретические сведения по организации подпрограмм и модулей пользователей на языке C, изложены принципы организации функций в языке C, подробно рассматриваются вопросы передачи параметров в подпрограммы. Большое внимание уделено особенностям и трудностям передачи массивов в подпрограммы в качестве параметров. Приведены комплекты заданий на составление программ с подпрограммами. Рассмотрена организация рекурсивных, перегружаемых функций, подпрограмм с переменным числом параметров, с параметрами по умолчанию. Показано использование шаблонов функций и динамических массивов. Отдельная глава учебного пособия посвящена созданию пользовательских библиотек функций (модулей).

Приведены краткие теоретические сведения по организации программ циклической структуры на примере алгоритмов вычисления сумм, произведений, суммы бесконечного ряда, определенного интеграла, уточнения корней уравнений. Рассмотрена организация вложенных циклов, показано решение таких задач, как вычисление определенного интеграла с заданной точностью, поиск наибольшего (наименьшего) значения функции с требуемой точностью, обработка матриц, сортировка элементов массива. Приведены примеры программной реализации изучаемых алгоритмов, задания для выполнения лабораторных работ по каждой из рассматриваемых тем. Представлены полные комплекты заданий (не менее 25 вариантов), разных по характеру, но одинакового уровня сложности.

Рассмотрены программно-аппаратные средства обеспечения безопасности компьютерных сетей на примере межсетевых экранов и интернет-маршрутизаторов D-Link, а также обзор базовых протоколов и функций, обеспечивающих работоспособность и безопасность сетей. Приведено описание основных элементов управления межсетевых экранов D-Link серии NetDefend.

Рассмотрены базовые правила построения с использованием современных компьютерных технологий электронных геометрических моделей машиностроительных деталей и сборочных единиц, способы управления геометрическими данными, а также приемы создания электронных чертежей на основе электронных геометрических моделей. Содержит материал для проведения восьми практических занятий на компьютере в широко распространенном пакете SolidWorks.

Предназначено для использования в рамках дисциплинарного курса «Политологические основы информационной безопасности». Представлены политологические подходы и тенденции в рассмотрении проблемы информационной безопасности, ее место в текущих политическом и международно-переговорном процессах, особенности и основные направления трансформации глобальной безопасности в связи со всеобщей информатизацией, революцией в военном деле и формированием информационного общества, а также влиянием этих явлений на политический процесс.

Рассмотрены базовые вопросы, связанные с использованием системы автоматизированного проектирования AutoCAD для построения графических изображений, электронных геометрических моделей и выполнения электронных чертежей деталей. Учебное пособие полностью соответствует программе дисциплины «Инженерная графика», читаемой в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Представлены базовые сведения о содержании понятий «информационная безопасность», «обеспечение информационной безопасности», «правовое обеспечение информационной безопасности» и «организационное обеспечение информационной безопасности». Изложены основные подходы авторов к структурированию проблематики организационно-правового обеспечения информационной безопасности. Приведено описание правовых механизмов регулирования групп общественных отношений, связанных с противодействием угрозам безопасности интересам основных субъектов информационной сферы.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами разделов «Модели и чертежи деталей, выполняемые средствами твердотельного моделирования» и «Электронная модель и чертеж сборочной единицы» дисциплины «Инженерная графика». Представлены методика и приемы работы по созданию моделей сборочных единиц изделий, сборочных чертежей и спецификаций в среде современных версий программы Autodesk Inventor. Рассмотрены основные операции для создания сборок, средства выбора элементов моделей изделий, режимы наложения сборочных зависимостей. Приведены сведения по оформлению сборочных чертежей и спецификаций в соответствии со стандартами Единой системы конструкторской документации и по управлению библиотеками стандартных изделий. Практические рекомендации направлены на совершенствование знаний и навыков, а также на ускоренное освоение программы Autodesk Inventor.

Изложен ряд основных разделов теории графов, необходимых для разработки моделей объектов и задач дискретной оптимизации. Рассмотрены модели структур сложных систем в виде различного вида графов: ультра-, гипер-, ориентированных и неориентированных, а также формальные постановки задач комбинаторной оптимизации на графах. Описаны особенности и сущность точных методов дискретной оптимизации, таких как жадный выбор, поиск в ширину и в глубину с возвращением, ветвей и границ, Дейкстры, Форда — Фалкерсона и динамического программирования.

Издание содержит описание основных приемов процедурного и объектно ориентированного программирования, изучение которых предусмотрено программой дисциплины «Основы программирования». Указаны цели каждого семинарского занятия, представлен основной теоретический материал, перечислены задачи, рекомендуемые для решения. Дан справочный материал, содержащий необходимые определения, выполнен подробный разбор алгоритмов с указанием практических приемов, приведен перечень вопросов, на которые должны ответить студенты по завершении занятия.

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.

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.

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».

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.

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.

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

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 подробные сведения по использованию программных средств обработки результатов инженерных расчетов. Рассмотрены возможности и описания функций интерфейса программных средств Ansys CFX и Abaqus. Описаны методы визуализации результатов расчетов на примерах высокоуровневых библиотек Avango и Open Inventor. Приведены подробные примеры использования указанных средств разработки.

Рассмотрены вопросы проектирования и реализации автоматизированных систем управления на основе программно-технических комплексов, включающих программируемые промышленные контроллеры и инструментальные программные средства. Основное внимание уделено системам двух уровней: нижнего, обеспечивающего решение задач автоматического регулирования, и верхнего, обеспечивающего возможность оперативного управления.

Изложены вычислительные проблемы решения задач оптимального управления и показаны пути их решения. Для студентов, изучающих курсы «Оптимальное управление детерминированными процессами», «Управление в технических системах», «Алгоритмическое и программное обеспечение систем управления». Настоящее издание будет полезным также для широкого круга научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов технических университетов.

Рассмотрены вопросы проектирования АСУ ТП как с методологических позиций, так и с позиций их практической реализации. Материал изложен на примере отечественного программно-технического комплекса Контар (KONTAR).

Рассмотрены вопросы, связанные с использованием методов и средств автоматической и автоматизированной настройки систем управления. Изложены вопросы автоматизации настройки ПИД-регуляторов как с методологической зрения, так и с точки зрения их практической реализации. Значительное внимание уделено существующим пакетам прикладных программ, реализующим оптимальную настройку: Concept, Unity Pro, Трейс Моуд и др.

Рассмотрены средства проектирования основных объектов баз данных на основе системы управления базами данных Access. Описаны альтернативные способы построения таблиц, запросов, форм, отчетов, макросов в среде Access. Даны рекомендации по использованию средств проектирования баз данных в процессе решения реальных задач. Содержание учебного пособия соответствует разделу курса лекций, которые авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также лабораторным и курсовым работам.