Основи наукової та інноваційної діяльності в галузі комп'ютерних систем та мереж
Спеціальність: Комп'ютерні системи та мережі
Код дисципліни: 7.123.01.E.024
Кількість кредитів: 4.50
Кафедра: Електронні обчислювальні машини
Лектор: Мельник Анатолій Олексійович
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
Інтегральна компетентність (ІНТ)
Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі інформаційних технологій або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів комп’ютерної інженерії і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов.
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).
Спеціальні (фахові, предметні) 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:
ФКС1.4. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для оптимізації проектних, технологічних рішень з метою підвищення ефективності роботи високопродуктивних комп’ютерних систем.
Результати навчання: програмні результати навчання
Результати навчання: 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.
Методи навчання і викладання: Лекції, практичні заняття - інформаційно-рецептивний метод, репродуктивний метод, евристичний метод, метод проблемного викладу, самостійна робота – репродуктивний метод, дослідницький метод.
Методи оцінювання рівня досягнення результатів навчання: Поточний контроль –виконання практичних робіт, усне та фронтальне опитування.
Результати навчання: 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.
Методи навчання і викладання: Лекційні та практичні заняття: інформаційно-рецептивний метод; репродуктивний метод; евристичний метод; метод проблемного викладу. Самостійна робота: репродуктивний метод.
Методи оцінювання рівня досягнення результатів навчання
Поточний та екзаменаційний контроль. Методи оцінювання знань: вибіркове усне опитування. Екзамен – письмове опитування.
Результати навчання: Розуміти тенденцій розвитку обчислювальної техніки та їх елементів в галузі розробки проблемно-орієнтованих комп’ютерних систем та методів підвищення ефективності їх роботи.
Методи навчання і викладання: Лекції, практичні заняття - інформаційно-рецептивний метод, репродуктивний метод, евристичний метод, метод проблемного викладу, самостійна робота – репродуктивний метод, дослідницький метод.
Методи оцінювання рівня досягнення результатів навчання
Поточний та екзаменаційний контроль. Методи оцінювання знань: вибіркове усне опитування, оцінка активності, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень тощо. Екзамен – письмове опитування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни: Дослідження і проектування комп’ютерних систем та мереж.
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
Організація обчислювальних процесів у паралельних системах,
Проектування цифрових засобів на ПЛІС.
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна «Основи наукової та інноваційної діяльності в галузі комп’ютерних систем та мереж» покликана подати студентам основи проведення наукової та інноваційної діяльності в галузі комп’ютерних систем та мереж. Для освоєння даної дисципліни необхідне знання таких дисциплін: “Дослідження і проектування КСМ ”.
Опис: Лекційні заняття
1. Основи наукової та інноваційної діяльності в галузі комп'ютерних систем та мереж
Структура наукового дослідження. Різновиди дослідження. Програма дослідження. Формулювання проблеми дослідження. Вирішення проблеми. Мета, об’єкт і предмет дослідження. Мета і завдання дослідження. Гіпотеза в дослідженні. Перевірка гіпотези. Наукове доведення й аргументація. Наукові ідеї. Узагальнення. Висновки та рекомендації за результатами дослідження. Поняття методу дослідження. Класифікація методів наукових досліджень. Обґрунтування методів досліджень. Аналіз і синтез. Діалектична і формальна логіка. Індукція. Дедукція. Якісний і кількісний аналіз. Моделювання. Системний підхід. Наукове прогнозування. Методи емпіричних досліджень. Спостереження. Вимірювання. Метод класифікацій. Вибірковий метод. Тестування. Експериментальний метод. Вибір і обґрунтування теми дослідження. Складання плану наукових досліджень. Інформаційне забезпечення роботи. Збирання матеріалу. Аналіз і обробка літературної інформації. Математичне забезпечення дослідження. Накопичення та обробка експериментальних даних. Інтерпретація отриманих результатів. Наукові дискусії. Інтернет ресурси науки. Презентація наукових результатів. Впровадження наукових результатів.
2. Основні напрямки досліджень в галузі комп’ютерних систем та мереж: Інтелектуалізація обчислень. Автономні обчислення. Адаптивні обчислення. Розподілені обчислення. Мобільні обчислення. Хмарні та крайові технології обчислень. Повсюдні обчислення. Квантові обчислення. Біомолекулярні обчислення. Реконфігуровні обчислення. Неоднорідні обчислення. Безпечні обчислення.
3. Нові моделі обчислень з застосуванням технологій штучного інтелекту. Принципи реконфігурування, самоконфігурування та самовдосконалення.
Новітні архітектури комп’ютерів: RISC, VLIW, EPIC, векторні, з елементами машини потоків даних, EDGE, на основі пам’яті з впорядкованим доступом.
Новітні процесори з відкритою архітектурою. RISC V, комп’ютерні системи на його основі: характеристики та застосування.
Усього годин 12, кожна тема по 4 години.
Практичні (семінарські, лабораторні) заняття
1. Реконфігуровні середовища, реконфігуровні, самоконфігуровні та самовдосконалювальні комп’ютерні системи: мотивація і концепції.
2. Програмні моделі на основі ПЛІС основних виробників. Розвиток технологій проектування. Методологія проектування на системному рівні. Засоби проектування системного рівня.
3. Засоби автоматичного проектування спеціалізованих процесорів. Елементарні моделі комп’ютерних пристроїв та підсистем. Розробка високорівневих моделей та автоматичний синтез НВІС на основі ПЛІС засобами SystemC+MS Visual Studio+Celoxica Agility Compiler, Vivado, Chameleon.
4. Інтернет речей та кіберфізичні системи. Крайові та хмарні обчислення.
5. Закріплення результатів наукових досліджень - журнал ACPS.
Дослідження інформаційних джерел - IEEExplore.
6. Семінарські заняття
Стилі Word статей до журналу ACPS .Стилі Word для пояснювальної записки до МКР - стилі кафедри ЕОМ.
Використання закладок та гіперпосилань у пояснювальній записці до МКР.
Організація публікацій результатів МКР.
Копіювання стилів кафедри ЕОМ.
Нормоконтроль статей у журналі ACPS.
Пошук джерел інформації та їхніх анотацій в базі IEEExplore.
Обговорення та апробація результатів досліджень.
Підсумкове заняття. Внесення результатів практичних занять в екзаменаційну оцінку.
Усього годин 24, теми 1-5 по 2 години, тема 6 - 14 годин.
Методи та критерії оцінювання: Заходи з оцінювання результатів навчання аспірантів передбачають поточний та семестровий контроль результатів навчання та діагностику набуття компетентностей. Поточний контроль здійснюють під час практичних занять аспіранта, що має на меті перевірку рівня засвоєння теоретичних і практичних знань. Результат поточного контролю формується з результатів практичних занять та виконання індивідуального науково-дослідницького завдання (написання реферату).
Семестровий контроль проводять у формі іспиту за зважено-накопичувальною системою і в терміни, встановлені в Університеті.
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах
Поточний контроль (ПК) Екзаменаційний контроль Разом за дисципліну
Практичні заняття Разом за ПК письмова
компонента усна
компонента
40 40 50 10 100
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок:
1. Розподіл балів при умові виконання навчального плану, виконання усіх контрольних робіт і календарного плану виконання курсової роботи, інакше за результатами проведення семестрових іспитів студент вважається не атестованим.
2. Максимальна кількість балів для оцінки поточного контролю (ПК) знань за семестр – 40 балів.
3. Контрольний захід (КЗ) – іспит - проводяться в письмовій формі – 60 балів.
4. Всі іспити проводяться в письмово-усній формі.
5. Іспит перед комісією студент складає також в письмово-усній формі з фіксацією запитань та оцінок відповідей на екзаменаційному листі.
6. До іспиту студенти допускаються при умові виконання навчального плану (усіх лабораторних робіт).
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: Базова
1. Мельник А.О., Мельник В.А. Персональні суперкомп'ютери: архітектура, проектування, застосування. Монографія. Львів: Видавництво Львівської політехніки, Львів, 2013. — 516 с.
2. Мельник А.О. Пам'ять із впорядкованим доступом. Монографія. Львів: Видавництво Львівської політехніки, Львів, 2015. — 370 с.
3. Advanced Computer Systems and Networks: Design and Application. Vol. 1,2. 2016-2022.
Допоміжна
4. Адаменко М. І. Основи наукових досліджень / М. І. Адаменко, М. В. Бейлін. – Х. : ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2014. – 188 с.
5. Білуха М. Т. Методологія наукових досліджень: підруч. Для бакалаврів, магістрів і аспірантів екон. спец. ВНЗ – К. : АБУ, 2002. – 480 с.
6. Гуменна О. А. Основи наукових досліджень. – Суми: СумДПУ ім. А. С. Макаренка, 2007. – 99 с.
7. Кислий В. М. Організація наукових досліджень: навчальний посібник / В. М. Кислий. – Суми : Університетська книга, 2011. – 224 с.
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).