Математическая кибернетика. Теория управляющих систем. Теория автоматов. Математическая теория информации. Теория кодов. Математические вопросы семиотики

В учебном пособии рассмотрены методы анализа информационных систем. Представлены примеры и упражнения для самостоятельной работы.

Рассматриваются основные разделы теории автоматического управления (ТАУ) линейными аналоговыми системами, представлены ключевые понятия ТАУ, исследования динамических характеристик, принципы действия, основанные на классических законах физики, механики и электротехники.

В учебно-методическом пособии «Теоретические основы информации» рассмотрены основные понятия информатики, вопросы кодирования данных и измерения количества информации, арифметические основы ЭВМ, теории алгоритмов. Приводятся цели и задачи изучения дисциплины. Каждая тема включает в себя теоретический материал, глоссарий, опорные схемы, практикум и материалы для организации самостоятельной работы студентов. Предназначено для студентов очной формы обучения направления подготовки 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями), направленности – Математика и Информатика (уровень бакалавриата).

Работа «Теория цифровых автоматов» содержит учебно-методический комплекс, подробный лекционный материал, практические задания и методические рекомендации для выполнения индивидуального творческого проекта. Выполнение всех видов заданий наглядно проиллюстрировано конкретными примерами и образцами работ. Пособие содержит два учебных раздела и охватывает все виды занятий, предусмотренные учебным планом подготовки инженеров по специальности 09.05.01 «Применение и эксплуатация автоматизированных систем специального назначения». В качестве теоретического материала рассмотрены темы: арифметические и логические основы цифровых автоматов (ЦА), абстрактный и структурный синтез ЦА, структура цифровых вычислительных устройств, понятия операционных и управляющих автоматов

Книга посвящена применению теории групп к исследованию различных вопросов теории управления. В частности, изучен вопрос о количестве первых интегралов у конкретной системы с управлением и способах их вычисления. Подробно обсуждены группы симметрий управляемых систем и связанные с симметриями способы декомпозиций. С теоретико-групповых позиций рассмотрена инвариантность управляемых систем относительно внешних возмущений.

Содержание монографии составляют результаты исследований в направлении развития фундаментальных основ теории информации с позиций обеспечения информационной безопасности. Основу изложения материала монографии составляет конкретизация модифицированной концепции теории информации, которая развивается на стратегии кодирования источников и кодирования для каналов, принципы информационного анализа источников и каналов, методы эффективного и помехоустойчивого кодирования, теоретические основы защиты информации при кодировании источников, принципы информационного анализа методов защиты информации источников, информационный подход к оценке качества связи и защиты информации. Приводятся оригинальные подходы к решению широкого круга задач обработки передачи и защиты информации, теоретически подкрепленные теоремами, следствиями и их доказательствами. Рассмотрение ведется с согласованных единых позиций, в едином стиле, что не вызовет разночтения в понимании отдельных сложных вопросов. Особое внимание уделено тенденциям развития комплексных подходов к обработке передаче и защите информации, что особенно актуально в условиях интенсивного развития информационно-телекоммуникационных технологий.

Излагаются некоторые элементы теории чисел, отношения сравнимости, модулярная арифметика, степенные вычеты, первообразные корни, индексы, алгоритмы дискретного логарифмирования, китайская теорема об остатках, простые числа и проверка на простоту, разложение чисел на множители и арифметические операции над большими числами. В прил. 1 описаны основы теории групп, колец и полей, а в прил. 2 приведены реализации некоторых алгоритмов, даны тексты программ на языке Borland C++, снабженные подробными комментариями.

Даны общие понятия, связанные с информационными процессами и системами, информационными ресурсами, приведено описание информационных систем как программ, а также архитектуры информационных систем. Рассмотрены отечественные и международные стандарты по информационным системам и информационным технологиям, основные характеристики открытых систем. Изложены элементы теории информации и кодирования, в том числе теория оптимальных и корректирующих кодов. Даны понятия сигнала и канала передачи сигналов. Рассмотрены Фурье-преобразования случайных сигналов, их спектральный анализ, в том числе быстрое преобразование Фурье, вейвлет - преобразования, методы прогнозирования временных рядов.

Основное использование вычислительной техники связано с хранением и передачей информации. При хранении информации возникает задача экономного метода записи. При передаче информации возникает задача ее защиты от случайных помех. Описанию некоторых математических понятий и приемов, используемых при решении этих задач, и посвящена данная работа.