高性能计算机系统.docx
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高性能计算机系统
软件的数学背景
MathematicalFundamentalsforSoftware
课程编号:
……….课程属性:
公共基础课学时/学分:
40/2
预修课程:
递归概念及应用、程序设计、软件体系结构
教学目的和要求:
本课程面向中高级软件人才的培养而开设,目的是为学生在将来进入软件设计和实现,特别是复杂的软件系统的设计与实现所应该具备的数学背景知识,以求减少软件研发中的盲目性和试探性,为增加软件设计的合理性和可靠性提供必要的基础理论意义上的支持。
内容提要:
第一章基础知识
能行性,映射,布尔代数
第二章递归
递归,递归函数类,软件的控制机制与递归的关系
第三章计算模型
递归函数类,图灵机,λ-演算,Post模型,Horn子句
第四章自动机
状态机,有限自动机,下推自动机,Markov链
第五章Boole代数
基本知识,布尔代数与集合论的关系,布尔逻辑在软件中的应用举例
第六章PETRI网
基本Petri网,随机Petri网,扩展的DSPN,Petri网的应用
主要参考书:
1.R.L.Graham,D.E.Knuth,O.Patashnik,ConcreteMathematics,Addison-WesleyPublishingCompany,1990.
2.JohnE.Hopcroft,R.Motwani,J.D.Uiiman,IntroductiontoAutomataTheory,Languages,andComputation,Addison-WesleyPublishingCompany,2001.
3.G.Balbo,J.Desel,K.Jensen,W.Reisig,G.Rozenberg,M.Silva,PetriNets2000,21stInternationalConferenceonApplicationandTheoryofPetriNets,Aarhus,denmark,June,2000
4.莫绍揆著,递归论,科学出版社,北京,1999.
撰写人:
董占球、章森(中国科学院研究生院)
撰写日期:
2005年07月
高质量软件工程过程
highquality
课程编号:
Z20031300J04课程属性:
专业基础课学时/学分:
60/3
预修课程:
softwaredevelopmentexperience,andgoodEnglishreadingskill。
教学目的和要求:
本课程是中科院研究生院软件学院软件工程硕士专业基础课程之一。
本课程以案例分析为主线,从软件工程的基本原理和知识体系入手,介绍了软件生命周期和软件过程的基本内涵和相互关系,讨论了各种软件生命周期模型优缺点和软件过程定义的基本方法,重点剖析了软件过程成熟度模型集成(CMMI)的基本原理与应用,并对现代流行的迭代式软件开发和敏捷软件过程如Rational统一过程(RUP)、微软解决方案框架(MSF)、极端编程(XP)和开放源码软件(OSS)等进行了分析,最后综合讨论了软件过程改进的思想、方法和软性因素。
在完成本课程后,学生应能够:
理解软件工程的基本原理、知识体系;理解软件生命周期和软件过程的基本内涵以及二者的关联和应用,理解各种软件生命周期模型优缺点;理解软件过程的能力成熟度模型集成及其应用,理解软件过程定义/裁剪的基本方法;理解现代流行的各种迭代式软件开发与敏捷软件过程的背景和架构,以及在选择这些模型时需做出的折中;理解软件过程改进的思想、方法和软性因素。
内容提要:
Topic1BasicAspectofSoftwareProcess
Chapter1:
Softwareengineeringprinciple
SpecifyingacasestudybackgroundofanITcompanyandasoftwareproject;LearningfromBasicSoftwareEngineeringProcess;SoftwareproductandSoftwareCrisis;SoftwareMyths;SoftwareEngineering–ALayeredTechnology;IntroductiontosoftwareengineeringbodyofKnowledge(SWEBOK).
Chapter2:
Softwareprocessandsoftwarelifecycle
DefiningtheSoftwareLifecycleandtheSoftwareProcess;IntegratingtheSoftwareLifeCycleandtheSoftwareProcess;softwarelifecyclemodels;theprincipleandmethodofsoftwareprocessmodeling.
Topic2SoftwareProcessCapabilityMaturity
Chapter3:
CMMIfundamental
Softwareprocesscharacteristics;TheCapabilityMaturityModel(CMM)anditsEvolution;OverviewoftheCMMI
Chapter4:
GuidingthesoftwaredevelopmentpracticebyCMMI
Softwareproductengineering;Softwareprojectmanagement;Softwarequalitymanagement;Organizationalstandardsoftwareprocess.
Chapter5:
TailoringandusingCMMIwithgoodjudgment
CMMITailoringFramework;RequirementsAnalysis/TailoringwithCMMI;Organization'sstandardsoftwareprocessanditstailoringguidelines;CMMIassessmentandlessons;UsingCMMIwithgoodjudgment.
Chapter6:
PersonalSoftwareProcess(PSP)andTeamSoftwareProcess(TSP)
Topic3IterativeSoftwareDevelopmentandAgileSoftwareProcess
Chapter7:
Principleofiterativesoftwaredevelopmentandagilesoftwareprocess
Briefhistoryofiterativesoftwaredevelopment;Principleofiterativesoftwaredevelopment;Rethinkingsoftwareprocessandagilemethodologies.
Chapter8:
RationalUnifiedProcess(RUP)
BriefhistoryofRUP;BestpracticesofRUP;Processdescriptionandworkflows;StartingaRUPproject;TailoringandcustomizingRUP;RUPvs.CMMI.
Chapter9:
MicrosoftSolutionFramework(MSF)
BriefHistoryofMSF;MSFteammodel;MSFprocessmodel;MSFdisciplines;MSFvs.CMMI
Chapter10:
ExtremeProgramming(XP)
BriefhistoryofXP;BestpracticesofXP;XPprocess;XPvs.CMMI.
Chapter11:
OpenSourceSoftware(OSS)
BriefhistoryofOSS;OSSmodel;OSSvs.CMMI.
Topic4SoftwareProcessImprovement(SPI)
Chapter12:
Choiceofsoftwareprocessframeworks
Theframeworksquagmire;Typesofcomplianceframeworks;Differentlevelsqualityinitiatives;Decidingamongframeworks.
Chapter13:
SPIapproaches
BasicsofSPI;Top-DownSPI–TheCMMI;Bottom-UpSPI–TheExperienceFactory;PuttingSPIintopractice.
Chapter14:
PeopleissuesofSPI
Peopleware;Softwareengineeringculture;People-CMM;“Bestpractice”aboutpeople;Theroadahead.
教材和主要参考书:
学院正在组织编制精品教材,课程将选用反映业界主流方法及最新进展的相关技术文献作为参考资料.
撰写人:
姚郑(中国科学院研究生院软件学院)
撰写日期:
2004年7月
软件项目管理
SoftwareProjectManagement
课程编号:
课程属性:
学位课学时/学分:
60/3
预修课程:
无
教学目的和要求:
本课程是中科院研究生院软件学院软件工程硕士软件项目管理专业课程之一。
本课程将全面介绍与软件项目管理和工程管理相关的理论、标准、方法、工具和实践,涵盖项目管理九大知识领域、以及将项目管理知识应用于软件项目的规划与监控、质量控制与管理、软件度量、风险管理、软件配置管理等内容,通过典型的成功和失败案例研究阐释各种方法在实践中的具体实施,为学生提供领导一个软件项目所必需的知识和技能,并理解软件开发与总体的产品工程的关系。
完成本课程学习,学生应能够:
撰写软件项目管理计划,涉及风险、进度、成本、团队组织、资源等;理解软件软件项目管理的关键要点,软件开发标准及其裁剪、文档和实现;运用领导原则,部署和管理各种软件开发活动。
课程教学内容和学时分配
章节
学时分配
目标
项目管理概述
4学时
了解
整体项目管理
2学时
掌握
范围管理
4学时
掌握
时间管理
4学时
掌握
成本管理
4学时
掌握
质量管理
6学时
掌握
人力资源管理
6学时
掌握
沟通管理
4学时
掌握
风险管理
4学时
掌握
采购管理
2学时
掌握
项目管理实践:
启动
1学时
理解
项目管理实践:
计划
3学时
理解
项目管理实践:
实施
3学时
理解
项目管理实践:
控制
4学时
理解
项目管理实践:
收尾
1学时
理解
其中:
“了解”是指学生能辨认的科学事实、概念、原则、术语,知道事物的分类、过程及变化倾向,包括必要的记忆。
“理解”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳,并能把某一事实或概念分解为若干部分,指出它们之间的内在联系或与其它事物的相互关系。
“掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、定理、原理、方法等在正确理解的基础上结合实例加以运用,包括分析与综合。
三、课程教学安排
本课程教学主要使用PowerPoint的幻灯片,课上辅助以案例分析,参与式游戏等
四、课程的考核
考核范围
评判标准
所占比例
课堂表现
积极参与,考勤
10%
课后作业
原创,有深度
40%
结业考试
内容理解
50%
本课程与其它课程的联系与分工
本课程要求学生先修过有关软件工程的课程。
同时,辅以软件过程管理等课并修。
六、建议教材及教学参考书
1.项目管理,李涛著,人民大学出版社,预计2005年9月出版
2.项目管理知识体系导论,《AGuidetoProjectManagementBodyOfKnowledge》,PMI著2000年
3.全程项目控制,斯蒂芬.A.德沃克斯著,张莉译,人民邮电出版社2004年
4.IT项目管理,凯西.施瓦尔贝著,王金玉时郴译,机械工业出版社2002年
撰写人:
李涛
撰写日期:
2005年8月
软件需求分析与设计实践
SoftwareRequirementsAnalysisandDesigninPractice
课程编号:
课程属性:
学位课学时/学分:
60/3
预修课程:
无
教学目的和要求:
软件越来越复杂,迫使需求分析、系统分析与设计技术不断进步。
为了使学生能掌握现代的软件开发方法,本课程将通过剖析具体实例,向学生系统地讲述现代的需求分析、系统分析和设计方法,特别是基于UML、统一过程等新技术的需求分析、系统分析和设计方法。
使学员能够在牢固掌握书本知识的同时,也能体会到这些方法如何灵活地应用于实际的软件开发中,成为合格的需求工程师和系统分析员。
内容提要:
1.概论
--软件开发方法演变
--用例方法和面向对象方法
2.需求过程介绍
--理解需求问题
--理解需求过程
--相关工具、资料介绍
3.业务建模
--业务执行者、业务工人、业务实体
--识别业务用例
--详述业务用例(活动图、顺序图)
--业务对象模型
--业务建模到需求的映射
--业务流程再造
4.需求定义
--愿景
--从业务用例到系统用例
--识别系统执行者
--识别系统用例
--通过用例组织需求
--通过关系整理用例
--用例的排序和分包
--其他需求定义技术
5.需求启发
--文档研究、问卷调查
--访谈、观察、开会
--研究竞争对手
6.需求的检查与确认
--验收标准
--结构检查
--内容检查
--原型和场景
7.需求管理
--需求验证
--需求跟踪
--需求变更
--需求管理
8.静态分析
--从用例过渡到类图
--识别类及其属性
--识别类之间的泛化
--识别类之间的关联(聚合、组合、连接)
--基本分析模式
9.动态分析
--顺序图精要
12.面向对象设计原则
--单一职责原则
--开放封闭原则
--Liskov替换原则
--依赖倒置原则
--接口分离原则
--组合复用原则
--包依赖原则
13.面向对象设计模式
--GOF创建型模式
--GOF结构型模式
--GOF行为型模式
--POSA架构模式
--交互设计模式
14.最新进展
--模型驱动开发
--面向方面开发
实践要求:
对每个开发工作流,都结合讲解、做练习巩固、实际应用到项目三种方式,针对一个案例,让学生能够在学习书本理论知识的同时,具有实际的动手能力,能够灵活地利用所学知识开发软件。
考核办法:
平时作业50%+考试50%
教材参考书:
《UML风格》,ScottW.Ambler,清华大学出版社
《探索需求》,DonaldC.Gause,GeraldM.Weinberg,清华大学出版社
《有效用例模式》,SteveAdolph,PaulBramble,清华大学出版社
《设计模式精解》,AlanShalloway、JamesR.Trott,清华大学出版社
《企业应用架构模式》,MartinFowler,机械工业出版社
撰写人:
潘加宇
撰写日期:
2005年7月
现代数字信号处理
AdvancedDigitalSignalProcessing
编号:
属性:
学科基础课学时/学分:
60/3
预修课程:
信号与系统,概率论与数理统计,随机过程。
教学目的和要求:
本课程为信息与通信工程学科研究生的学科基础课,同时也是电气工程、计算机科学与技术等各专业的专业基础课。
本课程主要内容包括离散随机信号基础理论和当前在数字信号处理领域最活跃的两个课题-----自适应滤波和功率谱估计的阐述。
本门课有较强的理论性和系统性,讲授时重点放在基本概念、基本理论和分析方法上,并结合有关问题,进行实际训练。
内容提要:
第一章绪论
第二章离散随机信号统计分析基础
随机信号的时域表达,随机信号的Z域及频域表达,线性系统对随机信号的响应,随机信号模型。
第三章维纳滤波与卡尔曼滤波
FIR维纳滤波器,IIR维纳滤波器,维纳预测器,一步线性预测器,离散时间线性系统的卡尔曼滤波。
第四章自适应滤波系统
LMS自适应滤波器的基本原理,Widrow-HoffLMS算法,LMS自适应抵消
器,LMS自适应陷波器,LMS自适应滤波系统在信号处理中的应用,最小二乘自适应滤波器。
第五章经典功率谱估计
引言,自相关函数的估计,周期图法,平滑后的周期图法。
第六章现代功率谱估计
自回归模型法,最大熵谱估计方法,Burg算法,正反向线性预测最小二乘法,基于矩阵特征分解的功率谱估计。
教材和主要参考书:
1.教材:
姚天任,孙洪,《现代数字信号处理》,华中理工大学出版社,武汉,1999。
2.主要参考书:
(1)郑南宁编著,《数字信号处理》,西安交通大学出版社,西安,1989。
(2)GlennZelniker,FredJ.Taylor,AdvancedDigitalSignalProcessing,MarcelDkker,Inc.NewYork,1994.
(3)DimitrisG.Manolakis,etc,StatisticalandAdaptiveSignalProcessing,McGrawHill,2000
(4)张贤达,《现代信号处理》,清华大学出版社,北京,1998。
教学方式:
课堂讲授为主,并辅以一定的上机试验和作业。
考核方式:
闭卷考试、实验报告、平时考核
撰写人:
王颖(中国科学院研究生院)
撰写日期:
2001年9月
计算机网络与通信
ComputerNetworksandTelecommunications
课程编号:
课程属性:
专业基础课学时/学分:
60/3
预修课程:
计算机网络概论或计算机网络
教学目的和要求:
本课程为软件工程、电子与通信和计算机工程专业研究生的专业基础课,重点介绍计算机网络的基本概念、体系结构,各层的主要协议、工作原理及相关概念、理论和技术,介绍网络技术最新进展,特别是无线网络、下一代网络与网络融合技术,介绍网络仿真技术,并在课程中穿插网络工程实践知识。
通过本课程的学习,使学生掌握计算机网络的基本概念和原理以及网络技术最新进展,把握网络技术的发展趋势-网络融合。
通过读书报告与讨论方式了解网络技术的研究方法,为以后网络领域的研究和工作打下基础。
内容提要:
第一章概述
1.计算机网络概述,包括计算机网络的发展、分类和应用等内容
2.介绍局域网、广域网、广播网、家庭网络和无线网络技术
3.分层协议体系结构,TCP/IP和OSI参考模型.
4.网络标准、标准组织和标准化工作
第二章数据通信基础
1.物理层定义、功能以及接口
2.数据通信理论基础
3.数据通信技术,
4.传输介质
5.交换方式:
电路交换技术、报文交换与分组交换
第三章数据链路层
1.数据链路层定义和功能
2.错误检测和纠正
3.基本的数据链路层协议
4.滑动窗口协议
5.协议说明与验证
6.常用的数据链路层协议
第四章MAC与局域网
1.局域网概述
2.局域网拓扑结构和传输介质
3.局域网的IEEE802系列标准
4.IEEE802.3和Ethernet
5.网桥技术
6.高速局域网技术:
千兆以太网/万兆以太网、无线局域网、BroadbandWireless、蓝牙
第五章网络层概论
1.网络层概述
2.路由算法
3.网络互连
4.Internet网络层协议
第六章传输层
1.传输服务
2.传输协议
3.一个简单的传输协议
4.Internet传输协议:
UDP
5.Internet传输协议:
TCP
6.性能问题
第七章应用层
1.应用层概述
2.客户/服务器模型
3.域名服务
4.电子邮件
5.WWW
6.文件传输协议FTP
7.多媒体应用
8.P2P应用
第八章安全
1.加密技术
2.对称密钥算法
3.公共密钥算法
4.数字签名
5.认证协议
6.各种安全技术:
防火墙、入侵检测、安全审计、病毒防范
第九章网络新技术
1.网络体系结构
2.光网络技术
3.交换技术
4.3G技术与新的无线通信技术
5.宽带接入技术
6.技术的反思
第十章NGI、NGN与网络融合
1.NGI介绍
2.NGN与软交换
3.网络融合
第十一章网络仿真
1.网络仿真技术概述
2.OPNET
3.NS2
教材:
1.ComputerNetworks,4rdedition,byAndrewS.Tanenbaum,PrenticeHallPTR
主要参考书:
1.《计算机网络》第四版谢希仁编,大连理工大学出版社。
该书以TCP/IP协议族为线索,侧重于从基本原理介绍,讲述的内容还包含了很多近年来发展起来的新技术。
《High-PerformanceCommunicationNetworks》JeanWalrandandPravinVaraiya,张艳等译,史美林审,机械工业出版社,2002年。
该书强调了电话网络、计算机网络、2.有线电视网络及无线网络多网合一的趋势,讨论了当前和未来的网络技术。
数字图像处理
DigitalImageProcessing
课程编号:
课程属性:
学科基础课学时/学分:
60/3
预修课程:
高等数学、线性代数、数字信号处理、数据结构、程序设计C/C++
教学目的和要求:
本课程为电子与通信工程学科工程硕士的学科基础课,同时也是计算机技术专业的专业方向课。
图像是人类从客观世界获取信息的主要来源,也是人类视觉延续的重要手段,数字图像处理已被应用在国民经济的各个领域中。
通过讲授数字图像处理的基本理论和方法,使学生掌握图像变
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