КУРСОВА РОБОТА З ДОСЛІДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ В ІНФОРМАЦІЙНО-УПРАВЛЯЮЧИХ СИСТЕМАХ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти Перший (бакалаврський)
Галузь знань 12 Інформаційні технології
Спеціальність 126 Інформаційні системи та технології
Освітня програма Інформаційні управляючі системи та технології
Статус дисципліни Нормативна (обов’язкова)
Форма навчання очна (денна)
Рік підготовки, семестр ІІІ курс, весінній семестр
Обсяг дисципліни 1 кредит
Семестровий контроль/ контрольні заходи курсова робота/захист курсової роботи
Розклад занять
Мова викладання Українська
Інформація про
керівника курсу		 Лектор: доцент, к.т.н, доцент Жданова Олена Григорівна,
zhdanova.elena@hotmail.com
Розміщення курсу

https://campus.kpi.ua

Посилання на дистанційний ресурс MOODLE:

https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=1763

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчення та результати навчання

Метою навчальної дисципліни ПО19 «Курсова робота з дослідження операцій в інформаційно-управляючих системах» є отримання студентами навичок використання математичного апарату під час вирішення прикладних і наукових завдань, що стосуються прийняття оптимальних рішень, в області інформаційних управляючих систем та технологій.

Предмет навчальної дисципліни – методи та алгоритми, що використовуються при проектуванні, впровадженні та експлуатації інформаційних управляючих систем та технологій, систем обробки інформації на базі комп’ютерних систем і мереж.

Завдання вивчення навчальної дисципліни:

  • придбання навиків обґрунтування вибору моделей і методів аналізу конкретних соціально-економічних проблем, що виникають на різних рівнях управління економічними об’єктами в інформаційних системах;
  • придбання навиків з обґрунтування застосування та з практичного використання методів оптимізації при розв’язанні задач оптимального управління економічними об’єктами в інформаційних системах;
  • придбання навиків з розробки нових й модифікування наявних моделей і методів для вирішення конкретних економічних задач при проектування, впровадження та експлуатація інформаційних систем і технологій;
  • програмна реалізація розроблених алгоритмів розв’язання задач пошуку оптимального розв’язку та дослідження їх ефективності.

Курсова робота – одна із важливих форм навчальної роботи і підготовки майбутніх фахівців до практичної діяльності. Це один із видів навчальної роботи, в якій студенти повною мірою виявляють і розвивають свої здібності, здатність до аналітичного мислення.

В результаті освоєння дисципліни повинні бути сформовані такі компетентності:

  • Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу

  • Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях

  • Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності.

  • Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями

  • Здатність до пошуку, оброблення та узагальнення інформації з різних джерел

  • Здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші)

  • Здатність оцінювати та враховувати економічні, соціальні, технологічні та екологічні фактори на всіх етапах життєвого циклу інфокомунікаційних систем

  • Здатність використовувати сучасні інформаційні системи та технології (виробничі, підтримки прийняття рішень, інтелектуального аналізу даних та інші), методики й техніки кібербезпеки під час виконання функціональних завдань та обов’язків- Здатність до аналізу, синтезу і оптимізації інформаційних систем та технологій з використанням математичних та імітаційних моделей і методів

  • Здатність до розробки і використання інтелектуальних інформаційних систем, технологій генерації та аналізу знань, алгоритмів штучного інтелекту для вирішення прикладних задач і підтримки прийняття рішень в різних прикладних областях життєдіяльності людини.

  • Здатність до застосування методів прийняття управлінських рішень в умовах невизначеності та багатофакторної залежності щодо визначення рішення та ефективності управлінської діяльності

  • Здатність до математичного моделювання в економіці, розуміння прикладних задач і математичних моделей макро- і мікроекономіки, аналізу і прогнозування процесів ринкової економіки Після засвоєння дисципліни студенти мають продемонструвати такі результати навчання:

  • Застосовувати знання фундаментальних і природничих наук, системного аналізу та технологій моделювання, стандартних алгоритмів та дискретного аналізу при розв’язанні задач проектування і використання інформаційних систем та технологій

  • Знати методології та технології проектування та реалізації інформаційних управляючих систем та технологій підтримки прийняття рішень|

  • Використовувати методи математичного та імітаційного моделювання при розробці та проектуванні інформаційних управляючих систем та технологій підтримки прийняття управлінських рішень

  • Вміти розв’язувати складні непередбачувані задачі і проблеми у спеціалізованих сферах професійної діяльності та/або навчання, що передбачають збирання та інтерпретацію та аналіз інформації (даних), вибір методів та інструментальних засобів, застосування інноваційних підходів

  • Розробляти та використовувати математичні моделі для інтерпретації теоретичних та прикладних задач

  • Вміти обирати модель для розв’язання конкретних оптимізаційних задач, обґрунтовувати та аналізувати вибір конкретного методу оптимізації у спеціалізованих сферах професійної діяльності.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

При вивченні цієї дисципліни використовуються знання студентів з дисциплін:

  • Вища математика;
  • Теорія ймовірностей і математична статистика;
  • Спеціальні розділи математики;
  • Теорія алгоритмів;
  • Ймовірнісні моделі та статистичне оцінювання в інформаційно-управляючих системах.

Знання, одержані студентами при вивченні дисципліни, використовуються у наступних дисциплінах:

  • Теорія розкладів;
  • Математична економіка та моделі прийняття рішень в інформаційно-управляючих системах;
  • Переддипломна практика;
  • Дипломне проектування.

Зміст навчальної дисципліни

При виконанні курсової роботи вивчаються та досліджуються точні та наближені методи та алгоритми розв’язання задач лінійного, параметричного, цілочислового лінійного, дискретного не нелінійного програмування.

Етапи виконання курсової роботи

Виконання курсової роботи (КР) складається з чотирьох етапів, найменування, зміст, результати та термін виконання яких наведені в таблиці: |Етап|Найменування та зміст|Результат|Години| | :-: | :-: | :-: | :-: | |1|

Підготовчий етап

Ознайомлення з темою, складання календарного плану виконання КР та розподіл робіт між виконавцями

|Завдання на КР підписане керівником та виконавцями|1| |2|

Виконавчий етап

Виконання курсової роботи

|Розділи КР|27| |3|

Заключний етап

Оформлення звіту (згідно ДСТУ «Документація. Звіти у сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення»

Підготовка докладу

|

Пояснювальна записка КР

Презентація до виступу

|2| |4|Публічний захист курсової роботи| ||

Структурні елементи пояснювальної записки

Пояснювальна записка КР містить наступні структурні елементи:

  • титульна сторінка;
  • аркуш завдання;
  • реферат;
  • зміст;
  • вступ;
  • основна частина; включає в себе розділи -- постановка задачі; -- опис методів розв’язання задачі; -- планування експериментів; -- опис програмного продукту; -- дослідження розроблених алгоритмів;
  • висновки;
  • перелік посилань.

Зміст розділів основної частини КР

  1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ 1.1. Змістовна постановка задачі 1.2 Постановка індивідуальних (-ої) задач (-і) 1.3 Математична постановка задачі
  2. ОПИС МЕТОДІВ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧІ 2.1 Існуючі методи розв'язання 2.2 Теоретичне обґрунтування методів (-у) розв'язання задачі 2.3 Схеми розроблених алгоритмів розв’язання задачі 2.4 Теоретична оцінка трудомісткості алгоритмів 2.5 Приклади застосування розроблених алгоритмів
  3. ПЛАНУВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТІВ 3.1 Класифікація задач 3.2 План експериментів
  4. ОПИС РОЗРОБЛЕНОГО ПРОГРАМНОГО ПРОДУКТУ 4.1 Опис варіантів використання 4.2 Опис вхідних та вихідних даних 4.3 Опис архітектури програмного продукту (класи, функції, модулі) 4.4 Інструкція користувача
  5. ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗРОБЛЕНИХ АЛГОРИТМІВ 5.1 Розв’язання задач розробленим ПП 5.2 Часова складність алгоритму (-ів) 5.3 Результати експериментів

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

  1. Гуляницький Л. Ф. Прикладні методи комбінаторної оптимізації: навч. посіб. / Л.Ф.Гуляницький, О.Ю.Мулеса. - К. : Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2016 . - 142 с.
  2. Вагнер Г. Основы исследования операций. В 3-х т. – М.: Мир, 1973.
  3. Ермольев Ю. М., Ляшко И. И., Михалевич В. С., Тюптя В. И. Математические методы исследования операций– К.: Вища шк. 1978. - 312 с.
  4. Зайченко Ю. П. Дослідження операцій. Підручник. – К.: Видавничий дім “Слово”, 2003. - 688 с.
  5. Муртаф Б. Современное линейное програмирование. Теория и практика - М.: Мир, 1984.– 224 с.
  6. Таха Х. А. Введение в исследование операций. 7-е издание. — М.: Вильямс, 2005. — 912 с
  7. ДСТУ 3008:2015 Звіти у сфері науки та техніки. Структура та правила оформлення.

Додаткова література

  1. Ашманов С. А. Линейное программирование. -М.: Наука, 1981.- 340 с.
  2. Исследование операцій. Методологические основы и математические методы. По ред. Дж. Моудер, С. Елмаграби. В 2-х т. – М.: Мир, 1981. Т
  3. Кофман А., Анри-Лабодер А. Методы и модели исследования операций. Целочисленное программирование. - М.: Мир, 1977. – 432 с.
  4. Пападимитриу Х., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность. – М., 1985. – 512 с.
  5. Сергиенко И. В., Шило В. П. Задачи дискретной оптимизации. Проблемы, меоды решения, исследования. – К. Наукова думка, 2003. – 302 с.
  6. Сергиенко И. В., Лебедева .Т, Рощин В. А. Приближенные методы решения дискретних задач оптимизации. – Киев: Наукова думка, 1990, - 276 с.
  7. Таха Хемди. Введение в исследование операций: В 2-х т. / Таха Х. - М.: Мир, 1985.- Т. 1:– 325 с.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни

Методи і засоби навчання

Перевага надається методам, які спрямовані на виховання критичного мислення. Міждисциплінарний підхід реалізується в тому, що ми опираємось на раніше засвоєні дисципліни (при оцінці складності алгоритмів використовуються знання, отримані студентами при вивченні «Теорії алгоритмів», при програмній реалізації розроблених алгоритмів використовуються знання з проєктування інформаційних систем та мов програмування). Професійно-орієнтований підхід реалізуються в тому, що курсова робота присвячена розробці алгоритмів розв’язання задач, наближених до проблемних ситуацій, що зустрічаються на практиці при розробці інформаційних управляючих систем.

Основним засобом навчання є MOODLE (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) версії 3.6. В цій системі на сторінці дисципліни для студентів доступні усі навчально-методичні матеріали з виконання курсової роботи. Звіт по кожному з розділів викладається студентом в MOODLE. Усі помилки коментуються викладачем, у разі необхідності проводяться індивідуальні консультації. Так реалізується індивідуалізований студентоцентрований підхід.

Захист курсової роботи є публічним.

Самостійна робота студента

Курсова робота з дослідження операцій в інформаційно-управляючих системах – самостійне дослідження, яке включає аналіз предметного середовища, розробку методів і алгоритмів розв’язання практичних задач, дослідження ефективності цих алгоритмів.

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Як викладач, так і студент зобов’язані дотримуватись Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Основні положення політики:

  • курсова робота може бути одноосібною або двоосібною (в обох випадках обсяг виконуваної роботи кожним окремим студентом однаковий);
  • тема курсової роботи може бути узгодженою з темою майбутньої кваліфікаційної роботи бакалавра;
  • розділи курсової роботи повинні бути виконані згідно встановленого календарного графіку робіт;
  • студенти мають право оскаржити результати поточного контролю ходу виконання курсової роботи, аргументовано пояснивши з яким критерієм не погоджуються відповідно до оціночного листа та/або зауважень.
  • у випадку виявлення факту академічної недоброчесності робота не зараховується;
  • невчасне виконання розділу курсової роботи тягне за собою зниження отриманих балів на 10%, якщо запізнення не більше трьох тижнів, на 20% якщо запізнення більше трьох тижнів.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль

Поточний контроль виконання курсової роботи виконується шляхом перевірки розділів курсової роботи.

Календарний контроль

Календарний контроль провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу. Умови позитивного календарного контролю:

  • за результатами навчальної роботи на першому календарному контролі (8-й тиждень) студент отримує «атестований», якщо його поточний рейтинг не менше 50% від максимально можливої кількості балів, які студент міг отримати за перші 7 тижнів;
  • за результатами навчальної роботи на другому календарному контролі (14-й тиждень) студент отримує «атестований», якщо його поточний рейтинг не менше 50% від максимально можливої кількості балів, які студент міг отримати за перші 13 тижнів.

Система рейтингових (вагових) балів та критерії оцінювання

Рейтинг студента з виконання курсової роботи складається з двох складових:

  • оцінка виконання поставленого завдання - характеризує роботу студента протягом підготовки курсової роботи та її результат;
  • оцінка захисту роботи (презентація виконаної роботи, відповіді на запитання).

Оцінка виконання поставленого завдання

Оцінюється ступінь обґрунтування обраних рішень на усіх етапах виконання курсової роботи; якість розробленого алгоритмічного та програмного забезпечення; якість пояснювальної записки та дотримання графіку роботи).

Максимальний ваговий бал – 80 (RC). Критерії оцінювання складових пояснювальної записки наведені в таблиці 1. Таблиця 1 – Критерії оцінювання етапів виконання курсової роботи |№ етапу|Складові роботи|Максимальна кількість балів (кількість балів при повному виконанні завдань з достатньою глибиною обґрунтування рішень)|Дотримання графіку роботи| | :-: | :-: | :-: | :-: | |1|Підготовчий етап||| ||Складання календарного плану виконання КР |5|

100% від оцінки при дотриманні графіку роботи

90% у разі затримки до 2-х тижнів

80% у разі затримки більше 2-х тижнів

| |2|Виконання курсової роботи||| ||1 Постановка задачі|10|-"-| ||2 Опис методів розв’язання|15|-"-| ||2.1 Теоретичні положення методу(-ів) розв’язання задачі|3|-"-| ||2.2 Схема алгоритму(-ів) розв’язання задачі|5|-"-| ||2.3 Теоретична оцінка трудомісткості алгоритму(-ів)|2|-"-| ||2.4 Приклади розв’язання задач|5|-"-| ||3 Планування експериментів|10|-"-| ||4 Опис програмного продукту |15|-"-| ||5 Дослідження алгоритму (-ів)|15|-"-| ||5.1 Результати експериментів|9|-"-| ||5.3 Часова складність алгоритму (-ів)|6|-"-| |3|

Оформлення роботи:

виконання вимог ДСТУ «Документація. Звіти у сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення»

|10|| ||Всього|80|-"-| Студент допускається до захисту курсової роботи за умови виконання усіх поставлених завдань.

8.3.2 Оцінка захисту роботи

Максимальний ваговий бал – 20 (Rзахист). Захист курсової роботи відбувається перед членами комісії.. На захисті студент:

  1. Розв’язує контрольний приклад
  2. Виступає з доповіддю за матеріалами КР та відповідає на питання Критерії оцінювання розв’язання контрольного прикладу:
  • наведений повний розв’язок задачі, отримана правильна відповідь (10);
  • наведений повний розв’язок задачі, отримана правильна відповідь, в процесі розв’язання задачі мають місце недоліки (9-8);
  • наведений повний розв’язок задачі, отримана неправильна відповідь (7-6);
  • наведені декілька логічних кроків розв’язання задачі (5-0).

Критерії оцінювання виступу з доповіддю за матеріалами КР та відповідей на питання:

  • вільне володіння матеріалом, повнота аналізу можливих варіантів; якість презентації результатів під час захисту; вміння захищати свою думку – 10 балів;
  • не повна ступінь володіння матеріалом, не повний аналіз можливих варіантів; не достатня якість презентації результатів під час захисту невміння захищати свою думку- 9÷0 балів.

Захисти курсових робіт відбуваються впродовж двох останніх тижнів семестру (без зниження балів), або під час сесії (із зниженням балів за захист на 50%).

Для отримання студентом відповідних оцінок (ECTS та традиційних) його рейтингова оцінка rd=rс+rзахист переводиться згідно з таблицею:

Оцінка ECTS Традиційна оцінка
95… 100 відмінно
85 … 94 дуже добре
75 … 84 добре
65 … 74 задовільно
60 … 64 достатньо
40 ⇐ rd < 60 незадовільно
rd < 40 недопущений

Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Усі навчально-методичні матеріали з дисципліни знаходяться у вільному доступі в системі MOODLE, що є складовою платформи дистанційного навчання "Сікорський".

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус): Складено доц., к.т.н, доц. Ждановою Оленою Григорівною Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 1 від 30.08. 2021р ) Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 1 від 30.08. 2021 р.)