Розподілені інформаційні системи та технології
Спеціальність: Інформаційні системи та технології
Код дисципліни: 8.126.00.O.004
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Інформаційні системи та мережі
Лектор: професор кафедри ІСМ, д.т.н. Дмитро ДОСИН
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у аспірантів компетентностей:
Інтегральна компетентність
Здатність продукувати нові ідеї, розв'язувати комплексні науково-прикладні задачі професійної та/або дослідницько-інноваційної діяльності у сфері інформаційних систем та технологій, застосовувати методологію наукової та педагогічної діяльності, а також проводити власне наукове дослідження, результати якого мають наукову новизну, теоретичне та практичне значення.
загальні компетентності:
ЗK01. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
ЗK02. Здатність працювати в міжнародному контексті.
ЗК03. Здатність розробляти проекти та управляти ними.
ЗК04. Здатність розв’язувати комплексні науково-прикладні задачі у сфері інформаційних систем і технологій та з дотичних до міждисциплінарних напрямів на основі системного наукового світогляду та загального культурного кругозору із дотриманням принципів професійної етики та академічної доброчесності.
фахові компетентності спеціальності:
СК01. Здатність планувати та виконувати оригінальні дослідження, досягати наукових результатів, які створюють нові знання у ІСТ та дотичних до них міждисциплінарних напрямах з ІТ та суміжних галузей.
СК03. Здатність створювати і застосовувати сучасні інформаційні технології, архітектури і спеціалізоване програмне забезпечення у науковій та освітній діяльності, керувати інформаційними ресурсами, інформаційними системами та цифровими сервісами.
СK05. Здатність розвивати теоретичні засади, створювати моделі інформаційних технологій, проектувати та створювати інформаційні системи і цифрові сервіси та їх прототипи.
СК07. Володіння навичками розроблення та дослідження моделей і методів оцінювання якості та підвищення надійності, функціональної безпеки та живучості інформаційних систем та цифрових сервісів.
СК09. Здатність організовувати та підтримувати виконання комплексу заходів з інформаційної безпеки, керувати процесом їх реалізації з врахуванням задач що вирішуються та організаційної структури об’єкту захисту, зовнішніх впливів, загроз та рівня розвитку технологій захисту інформації.
СК13. Здобуття глибинних знань із спеціальності, за якою аспірант проводить дослідження, зокрема засвоєння основних концепцій, розуміння теоретичних і практичних проблем, історії розвитку та сучасного стану наукових знань за обраною спеціальністю, оволодіння термінологією з досліджуваного наукового напряму в обсязі кредитів ЄКТС відповідно до стандарту вищої освіти.
Результати навчання: РН01. Мати передові концептуальні та методологічні знання з ІСТ і на межі предметних галузей, а також дослідницькі навички, достатні для проведення наукових і прикладних досліджень на рівні останніх світових досягнень з відповідного напряму, отримання нових знань та/або здійснення інноваційної діяльності.
РН03. Формулювати і перевіряти гіпотези; використовувати для обґрунтування висновків належні докази, зокрема, результати теоретичного аналізу, експериментальних досліджень, математичного та/або комп’ютерного моделювання, наявні наукові дані.
РН04. Розробляти та досліджувати концептуальні, математичні і комп’ютерні моделі процесів і систем, використовувати їх для отримання нових знань та/або створення інноваційних продуктів у сфері ІСТ та дотичних міждисциплінарних напрямах.
РН06. Розробляти та реалізовувати наукові та/або інноваційні проекти, які дають можливість переосмислити наявне та створити нове цілісне знання та/або професійну практику і розв’язувати значущі наукові та технологічні науково-прикладні задачі ІСТ з врахуванням соціальних, економічних, екологічних та правових аспектів.
РН07. Проектувати та досліджувати цілісні системи Інтернету речей (в тому числі кінцеві пристрої, мережеві технології, хмарні платформи, реалізацію обміну та аналізу даних), проводити інтелектуальний аналіз цифрових масивів даних для вирішення конкретних практичних науково-прикладних задач.
РН08. Розробляти програмне забезпечення інформаційних систем у відповідності з принципами сервіс-орієнтованої архітектури розподілених програмних систем, проводити реінжиніринг прикладного інформаційного забезпечення.
РН09. Застосовувати сучасні програмно-технічні засоби, зокрема для реалізації методів захисту комп’ютерної інформації при проектуванні інформаційних систем та цифрових сервісів в різних предметних областях.
РН13. Проводити реінжиніринг прикладних інформаційних систем, бізнес-процесів та цифрових сервісів.
РН14. Проектувати та оптимізувати інформаційні системи підтримки ІТ-інфраструктури з використанням сучасних інструментальних засобів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Методи аналізу та оптимізації складних систем
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна необхідна для отримання загальних та фахових компетентностей в напрямі аналізу та розроблення розподілених інформаційних систем, а також необхідних для цього інформаційних технологій.
Опис: Тема 1. Класифікація розподілених інформаційних систем за технологією обчислень (Високопродуктивні обчислювальні кластери, хмарні технології, семантичний веб)
Тема 2. Базові критерії вибору архітектури розподілених інформаційних систем та її оптимізації (Типи та екземпляри інформаційних об’єктів. Інформаційне моделювання та системний аналіз предметної області. UML, DFD, IDEF0)
Тема 3. Теорія, архітектура та технології високопродуктивних кластерних обчислювальних систем (Історія розвитку. Основні концепції архітектури. Big Data. Технології забезпечення швидкодії та надійності. Файлова система. Програмні засоби.Apache Spark)
Тема 4. Хмарна архітектура та хмарні технології (Передумови формування запиту на високорівневі послуги. Концепція хмарних обчислень. IaaS, PaaS, SaaS. Технології хмарних обчислень, їх еволюція. Docker, Kubernetes. Автоматичне конфігурування та реконфігурування хмарних обчислювальних систем. YAML, Terraform, HCL)
Тема 5. Семантичний веб як мережа інтелектуальних агентів. Бази знань. (Дескриптивна логіка. Модель відкритого світу в логіці предикатів. Формальні мови подання знань RDF, OWL. Мова запитів до баз знань SPARQL. Алгоритмічна розв'язність. Рушії логічного виведення Pellet, Hermit)
Тема 6. Графові бази даних. (Підграфи та ізоморфізми. Остовні дерева. Шляхи на графі. Пошук за багатомірними патернами. SPIN, SHACL.)
Тема 7. Складні мережі, графове подання, основні характеристики. Стохастичні моделі складних мереж. Засоби імітаційного моделювання (Запит на подання предметної області засобами складних мереж. Імітаційні моделі. Модель Барабаші. Модель Ердеша-Реньї. Модель Воттса-Строгаца. Ланцюги Маркова.)
Тема 8. Мультиагентні системи - моделювання та області застосування. Теорія ігор (Конфлікт, взаємодія, координація. Ресурсна модель. Планування)
Методи та критерії оцінювання: Перевірка знань та виконаних робіт на лабораторних заняттях
Перевірка індивідуальних розрахунково-графічних робіт за графіком та згідно робочої програми
Проведення письмово екзамену згідно розкладу та перевірка робіт
Проведення усної компоненти екзамену з додатковим опитуванням
Критерії оцінювання результатів навчання: - індивідуальна робота – 40
- іспит – 60
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: Tanenbaum. Andrew S. Distributed systems: principles and paradigms / Andrew S. Tanenbaum, Maarten Van Steen. Pearson Prentice Hall, Pearson Education, Inc. 2006, 686 c.
Буров Є. В. Комп’ютерні мережі. Том 1: підручник / Є. В. Буров, М. М. Митник. – Львів: Магнолія 2006, 2018. – 334 c.
Буров Є. В. Комп’ютерні мережі. Том 2: підручник / Є. В. Буров, М. М. Митник. – Львів: Магнолія 2006, 2018. – 204 c.
Konig, W. Kurbel, K. Mertens, P. Pressmar, D. Distributed Information Systems in Business. Germany:Springer Science & Business Media Berlin Heidelberg, 2012. - 302 c.
Шаховська Н. Б. Сховища та простори даних. Книга 2 : Простори даних: підручник / Н. Б. Шаховська, Н. Е. Кунанець. – Львів: "Новий Світ - 2000", 2017. – 363 c.
Mark Needham, Amy E. Hodler. Graph Algorithms: Practical Examples in Apache Spark and Neo4j - O'Reilly Media, Inc. 2019, 268 с.
Philippe Martin Kubernetes: Preparing for the CKA and CKAD Certifications - APress, 2021. - 242 с.
Antonopoulos N. Cloud Computing. Principles. Systems and Applications / N. Antonopoulos, L. Gillam. —London; New York: Springer-Verlag, 2010. —379 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).