Основи наукової та іноваційної діяльності в галузі системного програмування

Спеціальність: Системне програмування
Код дисципліни: 7.123.02.E.026
Кількість кредитів: 4.50
Кафедра: Електронні обчислювальні машини
Лектор: к.т.н., доц. каф. ЕОМ Бочкарьов Олексій Юрійович
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Виробити в студентів систематизоване розуміння основ наукової та інноваційної діяльності в галузі системного програмування при побудові сучасних систем управління обчисленнями, збором даних та зберіганням даних у неоднорідних та глобальних мережах.
Завдання: Загальні компетентності: ЗК3. Здатність проводити дослідження на відповідному рівні. ЗК4. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел. ЗК5. Здатність генерувати нові ідеї (креативність). Фахові компетентності: СК7. Здатність досліджувати, розробляти та обирати технології створення великих і надвеликих систем. СК9. Здатність представляти результати власних досліджень та/або розробок у вигляді презентацій, науково-технічних звітів, статей і доповідей на науково-технічних конференціях. Фахові компетентності професійного спрямування (Блок 02 «Розподілені та високопродуктивні системи»): ФКС1.4. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для оптимізації проектних, технологічних рішень з метою підвищення якості системного програмного забезпечення розподілених та високопродуктивних систем.
Результати навчання: Результати навчання відповідно до освітньої програми: РН4. Застосовувати спеціалізовані концептуальні знання, що включають сучасні наукові здобутки у сфері комп’ютерної інженерії, необхідні для професійної діяльності, оригінального мислення та проведення досліджень, критичного осмислення проблем інформаційних технологій та на межі галузей знань. РН13. Зрозуміло і недвозначно доносити власні знання, висновки та аргументацію з питань інформаційних технологій і дотичних міжгалузевих питань до фахівців і нефахівців, зокрема до осіб, які навчаються. Результати навчання спеціального спрямування відповідно до освітньої програми: Блок 02 : «Розподілені та високопродуктивні системи»: РНС2.4. Розуміти тенденції розвитку обчислювальної техніки та програмних технологій в галузі розробки системного програмного забезпечення розподілених та високопродуктивних систем, розуміти методи підвищення ефективності його роботи. Результати вивчення дисципліни: - знати принципи розвитку та напрямки дослідження системного програмного забезпечення; - знати методику дослідницької роботи в області системного програмування; - знати засоби та технології експериментального дослідження системного програмного забезпечення; - вміти використовувати методи науково-дослідної роботи при проектуванні та реалізації програмного забезпечення системного рівня; - мати практичні навички по застосуванню методів науково-дослідної роботи при тестуванні та налагодженні системного програмного забезпечення; - мати навички дослідницької та експериментальної роботи з методами та засобами системного програмування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні дисципліни: Дослідження і проектування програмних систем, Проектування операційних систем, утиліт і драйверів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна “Основи наукової та інноваційної діяльності в галузі системного програмування” ставить на меті виробити у студентів систематизоване розуміння основ наукової та інноваційної діяльності в галузі системного програмування при побудові сучасних систем управління обчисленнями, збором даних та зберіганням даних у неоднорідних та глобальних мережах. В результаті освоєння учбового матеріалу дисципліни студенти повинні розуміти концептуальні питання та багатогранність проблеми проектування системного програмного забезпечення для комп’ютерних систем та неоднорідних глобальних мереж, знати принципи побудови та напрямки розвитку сучасних систем управління обчисленнями, збором даних, та зберіганням даних у неоднорідних та глобальних мережах, вміти застосовувати методи науково-дослідної роботи при створенні, тестуванні та налагодженні системного програмного забезпечення. Для освоєння даної дисципліни необхідне знання таких дисциплін: “Дослідження і проектування програмних систем”, “Проектування операційних систем, утиліт і драйверів”.
Опис: 1. Наукова та інноваційна діяльність в галузі системного програмування. Основи наукової та інноваційної діяльності в галузі системного програмування. Підготовка наукової статті. Порядок підготовки та публікація наукової статті. Перспективні напрямки досліджень в галузі системного програмування. Узагальнена архітектура системного програмного забезпечення комп’ютерних систем та неоднорідних глобальних мереж. Класифікація системного програмного забезпечення комп’ютерних систем та неоднорідних глобальних мереж. Перспективні напрямки досліджень та розвитку системного програмування. 2. Розвиток технологій системного програмування Операційні системи, технології віртуалізації, мобільні обислення. Напрямки розвитку сучасних операційних систем. Розвиток засобів та технологій програмної та апаратної віртуалізації. Системне програмне забезпечення мобільних обчислень (mobile computing). Паралельні обчислення, хмарні обчислення, програмні мережні технології. Напрямки розвитку технологій паралельних та розподілених обчислень. Моделі та технології хмарних обчислень (Cloud Computing). Перспективи розвитку системного програмного забезпечення комп’ютерних мереж. Технології однорангових комп’ютерних мереж (peer-to-peer networks). 3. Інтелектуальні технології системного програмування Автономні обчислення та само-адаптивне програмне забезпечення. Проблема зростання складності комп’ютерних та інформаційних систем. Автономні обчислення (autonomic computing). Cамо-адаптивне програмне забезпечення (self-adaptive software). Інтелектульні технології збору інформації. Автономні розподілені системи збору інформації. Структурна адаптація процесів збору інформації. Метод координації адаптивних процесів збору інформації. Об’єдання інформації з різних джерел (information fusion, sensor fusion).
Методи та критерії оцінювання: Виступи на семінарських заняттях, реферати, усне опитування (40%). Підсумковий контроль (60 %, контрольних захід, екзамен): письмово-усна форма (60%).
Критерії оцінювання результатів навчання: Семестрова оцінка виставляється за умови виконання студентом навчального плану. Семестрова оцінка формується з результатів поточного контролю виконання лабораторних робіт і семестрового тестування. Результат семестрового тестування є добутком результату семестрового тесту у віртуальному навчальному середовищі та коефіцієнта лекційних тестів у віртуальному навчальному середовищі. Максимальна оцінка в балах - 100. Поточний контроль (лаб. Роботи) - 40. Екзаменаційний контроль: письмова компонента - 50, усна компонента - 10.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, Greg Gagne, Operating System Concepts, 10th Edition, Wiley, 2018. – 942 p. 2. Peter Pacheco, Matthew Malensek, An Introduction to Parallel Programming, 2nd Edition, Morgan Kaufmann, 2021. - 450 p. 3. Andrew S. Tanenbaum, Herbert Bos, Modern Operating Systems, 4th Edition, Pearson, 2014. - 1136 p. 4. William Stallings, Operating Systems: Internals and Design Principles, 9th Edition, Pearson, 2017. - 800 p. 5. Jiafu Wan, Hehua Yan, Hui Suo, Fang Li, Advances in Cyber-Physical Systems Research, KSII Transactions On Internet And Information Systems, VOL. 5, NO. 11, November 2011. – pp.1891-1908. 6. William Stallings, Operating Systems: Internals and Design Principles, 8th Edition, Pearson, 2014. - 800 p. 7. Thomas Anderson, Michael Dahlin, Operating Systems: Principles and Practice, 2nd Edition, 2014. - 690 p. 8. Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, Greg Gagne, Operating System Concepts, 9th Edition, Wiley, 2012. – 944 p. 9. Andrew S Tanenbaum, Albert S. Woodhull, Operating Systems Design and Implementation, 3rd Edition, Pearson, 2006. - 1080 p. 10. Remzi Arpaci-Dusseau, Andrea Arpaci-Dusseau, Operating Systems: Three Easy Pieces, CreateSpace Independent Publishing Platform, 2018. - 714 p. 11. Victor Eijkhout, Parallel Programming for Science Engineering: Using MPI, OpenMP, and the PETSc library, 2nd ed., Texas Advanced Computing Center, 2020. - 769 p. 12. Min-Yih Hsu, LLVM Techniques, Tips, and Best Practices, Packt Publishing, 2021. – 370 p.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).